1. ESTRUCTURAS
ORIGEN DE LAS ESTRUCTURAS
Importantes descubrimientos en el sudoeste de Francia nos
demuestran que, durante esta época, los primeros pobladores
ya construian sus tiendas con armazones (estructuras) de palos
de madera sobre los que colocaban pieles de animales
La colocación de piedras planas sobre dos o mas troncos de
madera apoyados sobre pilares o paredes de piedra permitía
una mayor seguridad, al mismo tiempo que facilitaba el paso de
ganado. En la Europa Medieval, muchos de los puentes que
había en las ciudades solian tener viviendas encima de ellos y
en sus partes laterales, como podemos apreciar en la gráfica

2. QUE ES UNA ESTRUCTURA
• ‘’Entidad física de carácter unitario, concebida como una
organización de cuerpos dispuestos en el espacio de modo
que el concepto del todo domina la relación entre las
partes’’.
• Según esta definición vemos que una estructura en un
ensamblaje de elementos que mantiene su forma y su
unidad.
• Sus objetivos son: resistir cargas resultantes de su uso y de
su peso propio y darle forma a un cuerpo, obra civil o
maquina.
• Ejemplos de estructuras son: puentes, torres, edificios,
estadios, techos, barcos, aviones, maquinarias, presas y
hasta el cuerpo humano.

3. Clase de estructura

4. Clase de estructura

5. SISTEMA ESTRUCTURAL
• Es un ensamblaje de miembros o elementos independientes para
conformar un cuerpo único y cuyo objetivo es darle solución (cargas y
forma) a un problema civil determinado.
• La manera de ensamblaje y el tipo de miembro ensamblado definen el
comportamiento final de la estructura y constituyen diferentes sistemas
estructurales.
• En algunos casos los elementos no se distinguen como individuales sino
que la estructura constituye en si un sistema continuo como es el caso de
domos, losas continuas o macizas y muros, y se analizan siguiendo los
conceptos y principios básicos de la mecánica.
•
• El sistema estructural constituye el soporte básico, el armazón o esqueleto
de la estructura total y él transmite las fuerzas actuantes a sus apoyos de
tal manera que se garantice seguridad, funcionalidad y economía.
• En una estructura se combinan y se juega con tres aspectos:

6. -forma
-materiales y dimensiones de elementos
-cargas

7. OBJETIVO GENERAL
• Identificar, estudiar alternativas, seleccionar,
analizar y verificar resultados de la solución
estructural a un problema ingenieril, teniendo
presentes los criterios defuncionalidad,
economía y seguridad.
• En el diseño estructural completo se
distinguen dos etapas: análisis y diseño.

8. OBJETIVO DE ANALISIS
• Determinar fuerzas internas
(axiales, cortantes, momentos) y
deformaciones de una estructura, sobre la
base de: una forma dada de la estructura, del
tamaño y propiedades del material usado en
los elementos y de las cargas aplicadas.
•

9. OBJETIVO DEL DISEÑO
• Selección de la forma, de los materiales y detallado
(dimensiones, conexiones y refuerzo) de los
componentes que conforman el sistema estructural.
• Ambas etapas son inseparables, parecería que se
empieza por el diseño, ya que es en esta etapa donde
se crea y luego se analiza, pero las cosas no terminan
ahí, se requiere verificar que las fuerzas encontradas
en el análisis, si son soportadas y resistidas con los
materiales y dimensiones seleccionadas, por lo tanto
volveríamos al diseño, es decir, el proceso es iterativo.

10. TIPOS DE ESTRUCTURAS
• Cerchas o celosías
• Están formadas por elementos articulados ent
re sí, y con cargas actuantes únicamente en los
nudos. Los elementos trabajan a esfuerzo
axial, y no hay flexión ni cortadura. Por su
disposición espacial pueden ser planas o
tridimensionales

11. celosìa

12. VIGAS
• Vigas
• Están formadas por elementos lineales unidos
rígidamente entre sí, y que pueden
absorber esfuerzos de flexión y cortadura, sin
torsión. También pueden absorber esfuerzo
axial, pero éste está desacoplado de los
esfuerzos de flexión y cortadura, en la
hipótesis de pequeñas deformaciones

13. VIGA

14. Pòrticos planos
• Pórticos planos
• Son estructuras compuestas por elementos pri
smáticos, unidos rígidamente entre sí, y
dispuestos formando una retícula plana, con
las fuerzas actuantes situadas en su plano.
Estas estructuras se deforman dentro de su
plano y sus elementos trabajan a flexión,
cortadura y esfuerzo axial

15. Pòrticos espaciales
• Pórticos espaciales
• Son similares a los anteriores, pero situados
formando una retícula espacial. Sus elementos
pueden trabajar a esfuerzo axial, torsión y
flexión en dos planos.

16. ARCOS
• Son estructuras compuestas por una única pieza,
cuya directriz es habitualmente
unacurva plana. Absorben esfuerzos axiales, de
flexión y de cortadura. Como caso general existen
también los arcos espaciales, cuya directriz es
una curva no plana. En muchas ocasiones los
arcos se encuentran integrados en otras
estructuras más complejas, del tipo pórtico plano
o espacial.

17. ARCO

18. PUENTES
• Puentes de vigas. Consisten en varios de estos órganos, que,
colocados paralelamente unos a otros con separaciones de 1,2 a 1,5
m, salvan la distancia entre estribos o pilas y soportan el tablero.
Cuando son ferroviarios, disponen de vigas de madera o acero y sus
pisos pueden ser abiertos o estar cubiertos con balasto o placas de
hormigón armado. Los destinados a servir el tráfico de vehículos
son de acero, hormigón armado o pretensado o madera. Las vigas
metálicas pueden ser de sección en "I" o de ala ancha; los
caballetes de madera forman vanos con vigas o largueros que
descansan en pilas de pilotes del mismo material o en pilotes
jabalconados. Los puentes de vigas de hormigón armado o de acero
pueden salvar tramos de 20 a 25 m; para distancias superiores se
utilizan mucho el acero y el hormigón pretensado y, cuando la
longitud es considerable, las vigas son compuestas. Se han
construido algunos puentes con vigas de hormigón pretensado, de
sección en "I", que salvan tramos de hasta 48 m.

19. Puente de viga

20. PUENTES DE PONTONES
• Los puentes flotantes se apoyan sobre flotadores y por
ello no tienen el arraigo en la tierra que toda obra fija
debe tener. Los flotadores pueden ser más o menos
grandes para reducir su movilidad y se puede conseguir
que sus movimientos sean incluso menores que los de
algunos puentes fijos, pero ello no elimina ese carácter
de elemento flotante sometido a los movimientos del
agua; hay siempre un movimiento relativo entre el
puente y los apoyos fijos de las orillas.

21. PUENTE GIRATORIO
• En los puentes giratorios de eje vertical caben, igual que en los
basculantes, dos posibilidades de apertura: o bien girar dos vanos
simétricos sobre una pila situada en el centro del canal de
navegación, aunque en algún caso excepcional puede estar situada
en un borde; o bien girar dos semivanos con sus compensaciones,
sobre dos pilas situadas en los bordes del canal. El clásico puente
giratorio es el primero, con una fisonomía muy característica,
análoga en casi todos los construidos; es una viga triangulada con
tablero inferior, canto variable muy acusado, máximo en el apoyo
central y mínimo en los extremos, y una pila gruesa en el centro
que aloja la maquinaria de giro.
La solución de dos semivanos compensados que giran sobre las
pilas laterales se ha utilizado en raras ocasiones, si bien los de
mayor luz son de esta forma; uno de los primeros fue el de Brest
sobre el río Penfeld;

22. giratorio

23. • El empleo del hierro significó una transformación radical en
la construcción en general, y en los puentes en particular;
sus posibilidades eran mucho mayores que las de los
materiales conocidos hasta entonces, y por ello se produjo
un desarrollo muy rápido de las estructuras metálicas, que
pronto superaron en dimensiones a todas las construidas
anteriormente. Hoy en día sigue siendo el material de las
grandes obras, y en especial de los grandes puentes, si bien
el hierro que se utiliza ahora no es el mismo que se utilizó
en los orígenes, porque el material también ha
evolucionado significativamente; hay diferencia
considerable de características y de calidad entre los aceros
actuales, y el hierro fundido que se utilizó en un principio.

24. Puente de acero

25. PUENTE DE HIERRO FORJADO
• El hierro forjado es un hierro tratado a base de golpeo para aumentar su
resistencia y mejorar su regularidad. Actualmente se laminan en caliente
fabricando chapas y perfiles metálicos, elementos que han conformado en
gran medida las estructuras metálicas.
Los primeros puentes grandes que se construyeron con hierro forjado
fueron el de Conway, y el Britannia en los estrechos de Menai, dos
puentes en viga cajón de grandes dimensiones para ferrocarril, hechos por
Robert Stephenson, hijo del inventor de la máquina de vapor. En estas
vigas el tren circulaba por su interior. El primero se terminó en 1849; es
una viga simplemente apoyada de 125 m de luz. El segundo es una viga
continua con cuatro vanos de 70+2x142+70 m de luz, terminado en 1850.
Estos puentes han sido unos de los más innovadores de la Historia porque,
además de emplear el hierro forjado por primera vez en una gran obra,
fueron los primeros puentes viga de grandes dimensiones que se han
construido, y también las primeras vigas cajón, es decir, vigas con sección
rectangular o trapecial cuyos contornos están formados por paredes
delgadas.

26. Hierro forjado

27. PUENTES MIXTOS
• La estructura mixta es una nueva forma de colaboración del acero y
el hormigón, en este caso yuxtapuestos, no mezclados como en el
hormigón armado y pretensado, pero sí conectados entre sí para
que trabajen conjuntamente.
Una de las dificultades de los puentes metálicos fue durante mucho
tiempo la materialización de la plataforma de rodadura de las
carreteras. Inicialmente la mayoría de los tableros de los puentes
metálicos eran de madera; cuando apareció el hormigón armado se
utilizaron con frecuencia losas de hormigón; también había puentes
con tablero abierto, hecho con una rejilla de pletinas metálicas
ortogonales colocadas verticalmente para conseguir rigidez a
flexión; este tipo de tablero se usaba mucho en los puentes
móviles, pero es incómodo para el tráfico. A pesar de ello se ha
utilizado en puentes bastante recientes.

28. Mixto

29. PUENTE TRANSBORDADO
El puente transbordador es una forma diferente al móvil de resolver el
conflicto que plantean dos corrientes de tráfico incompatibles: un tráfico
de vehículos entre dos orillas situadas a poca altura sobre el agua, y un
tráfico de barcos en el río o ría a salvar, que requiere un gálibo de
navegación de gran altura. La solución que se ha utilizado normalmente
para resolver este problema es el puente móvil de cualquiera de los tipos
ya estudiados, pero si la luz es muy grande esta solución puede resultar
difícil o imposible de hacer, y por ello surgieron los transbordadores. El
transbordador consiste en una viga fija, situada a la altura requerida por el
gálibo, de la que se cuelga una plataforma móvil, generalmente mediante
cables, que transporta los vehículos de una orilla a la opuesta; con esta
solución se puede llegar a luces análogas a los puentes colgantes porque
no se plantean problemas en la estructura fija, diferentes a los de los
puentes normales

30. Transbordado

31. PUENTES BASCULANTES
• Los puentes basculantes son los que giran alrededor de un eje horizontal situado
en una línea de apoyos; se incluyen por tanto en ellos los levadizos y los
basculantes según la clasificación de Gauthey.
Son los más clásicos de los móviles y los que más se utilizan actualmente. Son
también los primeros, porque los famosos puentes levadizos medievales eran de
este tipo.
Los puentes levadizos iniciales de madera consistían en un tablero simplemente
apoyado a puente cerrado, y atirantado durante el movimiento. Eran siempre de
una hoja, porque giraban sobre un apoyo y se elevaban tirando del otro. Los
tirantes, formados por cadenas o cuerdas, se recogían con un cabrestante manual,
y ello hacía girar el tablero sobre uno de sus apoyos, mediante una rótula. También
se utilizaron puentes levadizos de dos hojas, con el vano móvil dividido en dos
semivanos que se levantaban desde sus extremos; en ellos la estructura cerrada
tiene que seguir estando atirantada para ser estable; es por tanto una estructura
atirantada en las dos situaciones, abierto y cerrado.

32. Basculante