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Sistemas Estructurales - Proyecto de Estructuras

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Sistemas Estructurales - Proyecto de Estructuras

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Sistemas Estructurales - Proyecto de Estructuras

  1. 1. República Bolivariana De Venezuela Ministerio del Poder Popular Para La Educación Superior Instituto Universitario Politécnico Santiago Mariño Catedra: Proyecto de Estructura Barcelona – Estado Anzoátegui Sección: AV Prof: Ing. Héctor Márquez Bachiller: Alexander Pérez Barcelona, 22 de Octubre de 2015
  2. 2. Se define como estructura a los cuerpos capaces de resistir cargas sin que exista una deformación excesiva de una de las partes con respecto a otra. Por ello la función de una estructura consiste en trasmitir las fuerzas de un punto a otro en el espacio, resistiendo su aplicación sin perder la estabilidad. Por tal motivo, las estructuras soportan cargas externas que deben ser resistidas sin que se observe cambios apreciables en su forma o geometría, para tal fin las estructuras generan cargas internas de equilibrio. Estas cargas internas son aquellas que actúan dentro de un elemento estructural y son necesarias para mantener unido a las partículas o moléculas del elemento estructural cuando la estructura global se encuentra sometida a cargas externas. Su determinación es la esencia del análisis estructural. De esta forma, para obtenerlas se hace uso del método de las secciones cuando la estructura es isostática, basada en un principio estructural fundamental. Cuando la estructura es hiperestática, esas cargas internas se calculan usando métodos de análisis estructural. Es por que ello que a continuación se podrá observar sobre los tipos de sistemas estructurales, concepto características, ventajas y desventajas, entre otros.
  3. 3. ¿Que es una Estructura? Una estructura es un ensamblaje de elementos que mantienen una forma y su unidad, teniendo como objetivo resistir las cargas resultantes de su uso y su propio peso dándole 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 Sistema Estructural Un sistema estructural es el modelo físico que sirve de marco para los elementos estructurales, y que refleja un modo de trabajo. Un objeto puede tener, a su vez, una mezcla de sistemas estructurales. Pueden clasificarse por su campo de actuación (informática, molecular), sistema de trabajo (de vector activo, de compresión, de tracción) y material (fibra natural, piedra natural, cerámica).
  4. 4.  Funciones estructurales específicas como: resistencia a la compresión o tensión para cubrir claros horizontales o verticales, entre otros.  Forma geométrica u orientación.  Materiales de los elementos.  Forma de unión de los elementos.  Forma de apoyo de la estructura.  Cargas o fuerzas que soporta la estructura.  Condiciones de uso, función, forma y escala.  Limitaciones de forma y escala
  5. 5. Un sistema porticado es el que utiliza como estructura una serie de pórticos dispuestos en un mismo sentido, sobre los cuales se dispone un forjado. Es independiente de su arriostramiento, que podrá hacerse con pórticos transversales, cruces de San Andrés, pantallas u otros métodos; y del material utilizado, generalmente hormigón o madera. Este sistema es el más utilizado hoy en día en las zonas desarrolladas, especialmente en hormigón desde la patente Domino de Le Corbusier. Los forjados transmiten las cargas a los pilares o muros, y éstos a la cimentación. SISTEMAS APORTICADOS
  6. 6.  Proceso de construcción relativamente simple y del que se tiene mucha experiencia.  Generalmente económico para edificaciones inferiores a 20 pisos.  El sistema aporticado tiene la ventaja al permitir ejecutar todas las modificaciones que se quieran al interior de la vivienda, ya que en ellos muros, al no soportar peso, tienen la posibilidad de moverse.  El sistema aporticado posee la versatilidad que se logra en los espacios y que implica el uso del ladrillo.  El sistema aporticado por la utilización muros de ladrillo y éstos ser huecos y tener una especie de cámara de aire, el calor que trasmiten al interior de la vivienda es mucho poco.  Las luces tienen longitudes limitadas cuando se usa concreto reforzado tradicional (generalmente inferiores a 10 metros). La longitud de las luces puede ser incrementada con el uso de concreto pretensado.  Generalmente, los pórticos son estructuras flexibles y su diseño por desplazamientos laterales para edificaciones con alturas superiores a 4 pisos.  Este tipo de construcción húmeda es lenta, pesada y por consiguiente más cara.  Obliga a realizar marcha y contramarcha en los trabajos.
  7. 7.  Es el sistema de construcción más difundido en nuestro país y el más antiguo. Basa su éxito en la solidez, la nobleza y la durabilidad. Un sistema aporticado es aquel cuyos elementos estructurales principales consisten en vigas y columnas conectados a través de nudos formando pórticos resistentes en las dos direcciones principales de análisis (x e y).  El comportamiento y eficiencia de un pórtico rígido depende, por ser una estructura hiperestática, de la rigidez relativa de vigas y columnas. Para que el sistema funcione efectivamente como pórtico rígido es fundamental el diseño y detallado de las conexiones para proporcionarle rigidez y capacidad de transmitir momentos.  Económicamente no se puede fijar un límite de altura generalizado para los edificios con sistemas de pórticos rígidos, pero se estima que en zonas poco expuestas a sismos el límite puede estar alrededor de 20 pisos. Y para zonas de alto riesgo sísmico ese límite se tiene que encontrar en alrededor de 10 pisos.
  8. 8. Se conoce como sistema tipo cajón o tipo túnel a los arreglos entre placas verticales (muros), las cuales funcionan como paredes de carga, y las placas horizontales (losas). Este sistema genera gran resistencia y rigidez lateral, pero si la disposición de los muros se hace en una sola dirección o se utiliza una configuración asimétrica en la distribución de los muros, se generan comportamientos inadecuados que propician la posibilidad del colapso. Asimismo, cuando se diseñen estos sistemas, es recomendable aprovechar la gran capacidad de carga y la gran resistencia y rigidez lateral, pero recordar que al estar sometidos a considerables esfuerzos cortantes, se debe diseñar el sistema a grandes cargas laterales en el rango elástico, para no considerar reducciones importantes por comportamiento inelástico. SISTEMA DE MUROS PORTANTES (ESTRUCTURA TIPO TÚNEL) En los sistemas tipo cajón, las cargas gravitacionales se transmiten a la fundación mediante fuerzas axiales en los muros, los momentos flexionantes son generalmente muy pequeños comparados a los esfuerzos cortantes, por lo cual no se puede esperar un comportamiento dúctil, al no producirse disipación de energía
  9. 9.  Por ser un sistema que posee gran rigidez, estará expuesto a grandes esfuerzos sísmicos, los cuales tienen que ser disipados por las fundaciones, esto significa que debe estar sustentado por un suelo con gran capacidad portante.  Por poseer losas de delgado espesor, la longitud de los ramales de instalaciones de aguas servidas es limitada. En algunos casos se tiene que llegar a aumentar el espesor de la losa donde van ubicados los baños para poder cumplir con las pendientes.  Por la continuidad de los muros en toda su longitud, existirán grandes limitaciones en cuanto a la distribución de los espacios internos de cada planta, por lo que su uso principal es de viviendas multifamiliares u hoteles.  Generalmente se requiere en la planta baja mayores espacios libres, ya sea para estacionamientos o en el caso de un hotel para el lobby. Como no se puede aumentar el espesor de la losa, debido al encofrado, se tiene que implementar el uso de losas post-tensadas, pero esta técnica no es aplicada en Venezuela.  Puede llegar a ser un sistema muy vulnerable si la configuración estructural no posee líneas de resistencias en las dos direcciones ortogonales. Por lo cual es muy importante que exista una interacción entre Arquitecto- Ingeniero al momento de realizar el proyecto.  Es un sistema que constructivamente es rápido de ejecutar, ya que se utilizan encofrados de acero con forma de “U Invertida” que dispuestos en el sitio permiten vaciar los muros y las losas de manera simultánea. Se puede llegar a construir un nivel de 1200 m2 cada 3 días.  Por el tipo de encofrado, el sistema permite que se construyan varios edificios simultáneamente, ya que mientras un edificio se va desencofrando, se puede ir encofrando el otro y así cumplir con los tiempos de fraguado del concreto.  Comparado a un sistema aporticado tradicional, el sistema Tipo Túnel puede costar entre un 25 a 30% menos. Además de su rápida ejecución, el hecho de ya tener muros permite un ahorro en costos en la construcción de las paredes de bloques y el friso de las mismas.  Es un sistema que bien configurado es poco propenso al colapso, ya que ofrece gran resistencia a los esfuerzos laterales.  Como es un sistema muy rígido, donde casi no se producen desplazamientos laterales, los elementos no estructurales no sufren daños considerables.  Termina siendo una estructura mucho más liviana que el sistema aporticado, y gracias a su rigidez lateral se pueden llegar a construir edificios de más de 30 pisos de altura.
  10. 10.  Cuando es de bloques, el espesor será de 0,20 m que es el ancho estándar de un bloque. Tanto en un caso como en el otro, los elementos se unen entre sí con una mezcla aglutinante de cemento, arena y recebo, o de cemento, cal y arena, o de cemento y arena.  Lo principal en este elemento, es lograr que se a lo suficientemente resistente para soportar las cargas que le son transmitidas por los elementos que soportan, como cubiertas, entrepisos, otros muros superiores, etc. Para lograr la resistencia necesaria se debe tener en cuenta, el espesor del muro, la calidad de los materiales con que se construye, la altura y el tipo de carga que soportará. Los muros de carga reciben y transmiten las cargas de forma lineal.  De acuerdo al material con que son construidos, pueden ser de hormigón armado, piedras naturales, ladrillos de barro y bloques de mortero. Estos últimos son los más usados, debido al alto costo de los de hormigón, y las piedras están en desuso.  Cuando los muros de carga se construyen de ladrillos, tienen espesores del largo de un ladrillo (citarón), o sea, unos 0,25 m, aunque para cargas ligeras se emplea la forma de citara, teniendo entonces el ancho que es de 0,12 m.
  11. 11. SISTEMA COMBINADO Es un sistema estructural en el cual:  Las cargas verticales son resistidas por un pórtico no resistente a momentos esencialmente completo y las fuerzas horizontales son resistidas por muros estructurales o pórticos con diagonales.  Las cargas verticales y horizontales son resistidas por un pórtico resistentea momentos esencialmente completo combinado con muros estructurales o pórticos con diagonales y que no cumplen los requisitos de un sistema dual.  Se utilizan es los grandes rascacielos, se combina la acción de los muros perimetrales y céntricos o núcleo con los marcos y entramados. Los marcos y entramados toman las cargas gravitacionales (Carga Viva y Muerta) y los muros las cargas laterales (Vientos y Sismos).
  12. 12.  Este sistema se utiliza cuando en el edificio se tendrán fuerzas de distintos tipos:  Compresión  Flexión  Tracción.  Se utiliza para proyectos con características especiales como grandes volados o en cargas concentradas ciertos puntos.  También se utiliza en regiones sísmicas.
  13. 13. SISTEMA DUAL Es un sistema estructural que tiene un pórtico espacial resistente a momentos y sin diagonales, combinando con muros estructurales o pórticos con diagonales para que el sistema estructural se pueda clasificar como sistema dual se deben cumplir una serie de requisitos. De este modo, este es el sistema en el que con serie de requisito de manera que las cargas son muy puntuales y divididas a igual forma. Además, es si esta muy bien planteado pese a los requisitos ya que no responde a la flexión o pandeo y el esfuerzo a compresión es directo y puntual son muy rígidos. Asimismo, este trabaja muy bien al momento de los volados o salidas que intervienen ya que combinamos dos sistemas.
  14. 14.  Se genera una estructura con una resistencia y rigidez lateral sustancialmente mayor al sistema de pórticos, lo cual lo hace muy eficiente para resistir fuerzas sísmicas. Y siempre y cuando haya una buena distribución de los elementos rígidos.  se puede obtener las sistema aporticado, en ductilidad y distribución de espacios internos.  Es muy común, sobretodo en la vieja práctica, que cuando se estructuras duales se supone muros resisten todas las laterales y el sistema aporticado todas las gravitacionales.  El problema que posee este sistema estructural es que hay que ser muy cuidadoso en cuanto a la configuración de los elementos rígidos, ya que tienen una extrema diferencia de rigidez comparado a los pórticos y esto puede causar concentraciones excesivas de esfuerzos en algunas zonas del edificio y una mala distribución de cargas hacia las fundaciones.  Se debe ser muy cuidadoso al momento de diseñar el sistema, ya que la interacción entre el sistema aporticado y el de muros es compleja. El comportamiento de un muro esbelto es como el de una viga de gran altura en voladizo, y el problema de interacción se origina porque el comportamiento que tendría un sistema aporticado sería muy distinto al de un muro de concreto.
  15. 15.  Este sistema se utiliza cuando en el edificio se tendrán fuerzas de distintos tipos: por compresión, flexión o tracción.  Se utiliza para proyectos con características especiales, como grandes volados o cargas concentradas en ciertos puntos.  También se utiliza en regiones sísmicas.
  16. 16. SISTEMAS ABOVEDADOS, ARCO Y CÚPULA El concepto básico del arco es tener una estructura para cubrir claros, mediante el uso de compresión interna solamente. El perfil del arco puede ser derivado geométricamente de las condiciones de carga y soporte. Para un arco de un solo claro que no esta fijo en la forma d resistencia a momento, con apoyos en el mismo nivel y con una carga uniformemente distribuida sobre todo el claro, la forma resultante es la de una curva de segundo grado o parábola. Fue un sistema muy utilizado en Mesopotamia y la edad Media europea. Para utilizarlo se necesitan materiales que aguanten bien los esfuerzos de compresión, por lo que tradicionalmente se han construido en ladrillo cerámico o piedra. Este sistema fue muy utilizado en el Imperio Bizantino siendo su ejemplo más conocido Santa Sofía, Estambul.
  17. 17. SISTEMAS DE ARCOS El arco es una estructura comprimida utilizada para cubrir grandes y pequeñas luces empleando la mínima cantidad de material posible. Es capaz de resistir cargas determinadas por un estado de compresión simple. Generan fuerzas horizontales que se deben sostener mediante tensores Arcos Biempotrados Se construyen Generalmente de Concreto reforzado y en calones profundos. Arcos Biarticulados Son los mas comunes, en estos la reacción horizontal algunas veces se da por el terreno y en otras mediante un elemento interno a tensión en los denominados arcos atirantados. Arcos Triarticulados Se construyen generalmente en madera estructural laminada o en acero. Son estructuras insensibles al asentamiento de los apoyos.
  18. 18. Clasificación según la colocación del tablero en puentes: Arcos con tablero superior Las cargas se transmiten al arco mediante elementos de compresión, denominados montantes o parantes. Arcos con tablero inferior Las cargas se transmiten al arco mediante elementos de tensión, denominados tirantes o tensores Los arcos pueden usarse para cubrir superficies , ya sea colocándolos paralelos, resultando en una superficie en forma de cilindro o radialmente dando una superficie de domo. El acero a permitido la construcción de arcos de grandes luces y muy livianos. Usando secciones tubulares. Para aligerar el consumo de material y aumentar su eficiencia a compresión , con el control de la tendencia al pandeo.
  19. 19. Elementos componentes del arco:
  20. 20. SISTEMAS DE CABLES Son estructuras especialmente apropiadas para cubiertas de grandes luces con materiales ligeros (livianos) donde el elemento estructural esencial es el cable y el esfuerzo fundamental es el de tracción. A causa de ser estructuras solicitadas exclusivamente por simple tracción, son los sistemas más económicos para cubrir un espacio atendiendo a la relación peso-luz. El cable adopta la forma de un poligonal (cargas concentradas), de una curva catenaria (peso propio) o parabólica (cargas uniformes distribuidas en la proyección horizontal) en función de la carga actuante.
  21. 21. Peso propio reducido Mayor velocidad de elevación. Seguridad (rotura progresiva VENTAJAS INCOVENIENTES X Exigen poleas y tambores más grandes Características: *Resisten únicamente esfuerzos de tracción pura. *La forma responde a las cargas. *Cualquier cambio a las condiciones de carga afecta a la forma. *Carecen de rigidez transversal. *Las cargas pueden ser muy grandes con relación al peso propio. Noconstituye una estructura autoportantes: El diseño exigirá estructuras auxiliares que sostengan los cales a alturas importantes. Esto conlleva a una combinación de sistemas estructurales diferentes.
  22. 22. Sistema de cables paralelos Sistema de cables radiales Sistema de cables biaxiales Tipos de cables: *Guaya galvanizado para cables de guayas paralelas de puentes. El diámetro recomendado 0,196 pulgada. *Cordón galvanizado de puente: formado por varias guayas, de diámetros diferentes y unidos de forma enrollada. *Cuerda galvanizada de puente: formada por seis cordones torcidos alrededor de un cordón central
  23. 23. Las Estructuras Metálicas constituyen un sistema constructivo muy difundido en varios países, cuyo empleo suele crecer en función de la industrialización alcanzada en la región o país donde se utiliza. Se lo elige por sus ventajas en plazos de obra, relación coste de mano de obra – coste de materiales, financiación, entre otros. De esta forma, las estructuras metálicas poseen una gran capacidad resistente por el empleo de acero. Esto le confiere la posibilidad de lograr soluciones de gran envergadura, como cubrir grandes luces, cargas importantes. Los perfiles metálicos son aquellos productos laminados, fabricados usualmente para su empleo en estructuras de edificación, o de obra civil. Se distinguen: Perfil T, Perfiles doble T, Perfil IPN, Perfil IPE, Perfil HE. Perfiles no ramificados: Perfil UPN, Perfil L, Perfil LD.
  24. 24. Se conoce como empresas de carpintería metálica a las que utilizan profesionales que se dedican a la fabricación y comercialización de productos metálicos, como acero y aluminio, para los mercados de la construcción, industria y decoración, así como la gama de productos orientada al cerramiento integral de la vivienda: puertas, ventanas, persianas laminadas, extrusionadas, de seguridad, cajones de registro laminados, y de rotura de puente térmico, contraventanas de lamas, orientables, mosquiteras, accesorios de accionamiento, rejas de hierro y forjado, artístico, entre otros. Asimismo, en los trabajos más habituales de carpintería metálica se utilizan el acero (aceros al carbono, aleados, de baja aleación ultra-resistentes, inoxidables, de herramientas), hierro, aluminio, cobre, latón, bronce, cristal, plástico. Perfiles especiales en carpintería metálica: Tubos. Ángulos o perfiles en L. Pletinas-perfiles en U. Perfiles en T. Perfiles en H. Cuadradillos. A todos los materiales les debe ser de aplicación las Normas locales, u homologación internacional.
  25. 25. • Los Tubos de Carpintería Metálica y Muebles (también conocidos como Tubo Pulido), son de uso general en la Fabricación de Muebles, tales como escritorios, sillas, mesas, bancos, estanterías, etc., • Trabajos de Herrería como marcos de puertas y ventanas, rejas y barandas, cerramiento de balcones, contenedores, • cajas de volteo, refuerzos y como Correas, en aquellos casos en los cuales las exigencias de carga no son muy elevadas. • Vienen en diferentes formas y espesores según el requerimiento de la persona que lo diseño.
  26. 26. La cercha es uno de los principales tipos de estructuras empleadas en ingeniería. Proporciona una solución práctica y económica a muchas situaciones de ingeniería, especialmente en el diseño de puentes y edificios. Una armadura consta de barras rectas unidas mediante juntas o nodos. Los elementos de una cercha se unen sólo en los extremos por medio de pasadores sin fricción para formar armazón rígida; por lo tanto ningún elemento continúa más allá de un nodo. Cada cercha se diseña para que soporte las cargas que actúan en su plano y, en consecuencia, pueden considerarse como una estructura bidimensional. Asimismo, todas las cargas deben aplicarse en las uniones y no en los mismos elementos. Por ello cada cercha es un elemento sometido a fuerzas axiales directas (tracción o compresión). En un sistema estructural conformado por cerchas, se dispone de un sistema de arriostramiento lateral a fin de contrarrestar el desplazamiento longitudinal de la edificación debido a las fuerzas transversales. Una cercha esta formada por los siguientes elementos: 1. Los miembros de arriba cordón superior. 2. Los miembros de abajo cordón inferior. 3. Diagonales. 4. Verticales Montantes o pendolones dependiendo del tipo de esfuerzo.
  27. 27. De acuerdo con la forma de crear la configuración de una cercha, se clasifican en simples, compuestas y complejas. CERCHA SIMPLE: Una cercha rígida plana puede formarse simple partiendo de tres barras unidas por nodos en sus extremos formando un triángulo y luego extendiendo dos nuevas barras por cada nuevo nodo o unión. CERCHA COMPUESTA: Si dos o más cerchas simples se unen para formar un cuerpo rígido, la cercha así formada se denomina cercha compuesta. Una cercha simple pude unirse rígidamente a otra en ciertos nodos por medio de tres vínculos no paralelos ni concurrentes o por medio de un tipo equivalente de unión.
  28. 28. ALGUNOS TIPOS DE CELOSÍA Celosía Long: Este tipo de celosía debe su nombre a Stephen Long (1825), Los cordones superior e inferior horizontales se unen mediante montantes verticales todos ellos arriostrados por diagonales dobles Celosía Howe: fue patentada por William Howe (1840) , había sido usada con anterioridad en el diseño de celosías de madera, está compuesta por montantes verticales entre el cordón superior e inferior. Las diagonales se unen en sus extremos donde coincide un montante con el cordón superior o inferior (formando Λ's). Con esa disposición las diagonales están sometidas a compresión, mientras que los montantes trabajan a tracción.
  29. 29. ALGUNOS TIPOS DE CELOSÍA Celosía Pratt: Originalmente diseñada por Thomas y Caleb Pratt (1844), representa la adaptación de las celosías al uso más generalizado de un nuevo material de construcción de la época: el acero. A diferencia de una celosía Howe, aquí las barras están inclinadas en sentido contrario (ahora forman V's), de manera que las diagonales están sometidas a tracción mientras que las barras verticales están comprimidas Celosia Warren: Fue patentada por los ingleses James Warren y Willboughby Monzoni (1848). Este tipo de celosías forman una serie de triángulos isósceles (o equiláteros), de manera que todas las diagonales tienen la misma longitud. Típicamente en una celosía de este tipo y con cargas aplicadas verticales en sus nudos superiores, las diagonales presentan alternativamente compresión y tracción. Esto, que es desfavorable desde el punto de vista resistente, presenta en cambio una ventaja constructiva. Si las cargas son variables sobre la parte superior de la celosía (como por ejemplo en una pasarela) la celosía presenta resistencia similar para diversas configuraciones de carga
  30. 30. Es una tipología de estructura espacial, un sistema estructural compuesto por elementos lineales unidos de tal modo que las fuerzas son transferidas de forma tridimensional. Macroscópicamente, una estructura espacial puede tomar forma plana o de superficie curva. Las mallas espaciales son aquellas en las que todos sus elementos son prefabricados y no precisan para el montaje de medios de unión distintos de los puramente mecánicos. Igualmente, las barras de las mallas espaciales funcionan trabajando a tracción o a compresión, pero no a flexión. De esta manera las mallas espaciales cumplen lo siguiente:  Las fuerzas exteriores sólo se aplican en los nudos.  Los elementos se configuran en el espacio de tal modo que la rigidez de cada unión se puede considerar despreciable, es decir, cada unión se considera una articulación a efectos de cálculo.
  31. 31. El término losacero se define como un sistema en el cual se logra la interacción del perfil metálico con el concreto, por medio de protuberancias que trae consigo. Parte del espesor de concreto se convierte en patín de compresión, mientras que el acero resiste los esfuerzos de tensión y la malla electrosoldada resiste los esfuerzos ocasionados por los cambios de temperatura en el concreto. Este sistema integra lámina de acero obtenido por proceso de laminación en frío galvanizada y conectores de cortante que van soldados a la estructura de apoyo. La efectividad del sistema se logra al unir en uno solo los conectores, la viga, la losacero y el concreto. Ventajas:  El galvanizado de la lamina le garantiza una larga vida útil en cualquier condición ambiental. Hay un ahorro considerable ya que se elimina en muchos de los proyectos el uso de puntales. Se obtienen placas mas livianas, lo que aligera el peso de la estructura, 8 a 10 cm de espesor. Su instalación es rápida y limpia.  Losacero encuentra sus aplicaciones más importantes en la realización de entrepisos para edificaciones, ampliaciones y mezaninas, puentes, estacionamientos, techos para viviendas unifamiliares.  Actúa como un encofrado, así que cumple un doble propósito. Se usa en viviendas, techos , puentes, estacionamientos, mezzaninas, oficinas, comercios, etc.
  32. 32. Las membranas arquitectónicas son estructuras elaboradas con postes, cables y textiles tensionados que permiten diseños de gran variedad, pueden utilizarse como cubiertas y cerramientos en estadios, coliseos, parques, centros comerciales, aeropuertos, plazoletas de comidas, y donde la imaginación te de. Los predecesores de las membranas arquitectónicas son las carpas tradicionales y las estructuras de redes de cables. La era moderna de los textiles tensionados empezó con un pequeño stand diseñado y construido por Frei Otto para la feria federal de jardinería en Kassel, Alemania, en 1955.
  33. 33. Son diferentes a cualquier otra solución de cubiertas, tanto técnica como funcionalmente. A partir de cuatro formas básicas -plana, cóncava, convexa y la parábola hiperbólica- se obtienen gran cantidad de configuraciones geométricas, tienen muchas cualidades técnicas y estéticas. Uniones El diseño de las uniones es una labor muy importante y crítica, ya que se debe asegurar que los esfuerzos de trabajo de la membrana se transfieran suave y uniformemente a los
  34. 34.  Permiten ilimitadas posibilidades de diseño.  Se pueden instalar en todos los climas  Producen ahorros en cimentación y estructura porque son muy livianas.  Son de larga duración y fácil mantenimiento.  No se manchan fácilmente.  La iluminación interna genera reflejos nocturnos muy especiales.  Son translúcidas.  Permiten ahorros de energía en iluminación y climatización.
  35. 35. MATERIALES DE CUBIERTA Los textiles pueden ser importados o de fabricación nacional. Las diferentes alternativas son: Tejido en fibra de vidrio recubierto con Teflón o con silicona Este material de color blanco-crema es importado, tiene una vida útil superior a 30 años, resiste muy bien el medio ambiente, es traslúcido y tienen excelente resistencia al ataque de los rayos ultravioleta Tejido en poliéster recubierto con PVC Es importado y viene en una gran variedad de colores, tiene una vida útil de más de 20 años, permite el paso de la luz y tiene una capa antiadherente para protegerlo de la polución. Tejido en poliéster recubierto con PVC - Nacional Se utiliza principalmente para carpas publicitarias. Su comportamiento ante el medio ambiente es bueno y su vida útil es de 3 a 5 años. Se produce en varios colores.
  36. 36. MATERIALES DE SOPORTE La estructura de soporte de las membranas arquitectónicas está compuesta por: Cables Dependiendo de la complejidad del diseño se pueden utilizar cables de acero del tipo usado para postensado o cables galvanizados del tipo que se usa en puentes. Postes Generalmente tubos circulares de acero o en celosía. Platinas de anclaje Platinas de acero comerciales de calidad ASTM A-36. La soldadura es E70xx y la tornillería es de calidad SAE grado 5. También se utilizan platinas de aluminio para los bordes de la membrana.
  37. 37. ETAPAS DE MONTAJE Preparación: En esta etapa se desempaca la membrana y se coloca suelta sobre los demás elementos estructurales, asegurándola con manilas para minimizar los riesgos que puedan tener los trabajadores. Amarre: La membrana se ancla a su sistema permanente de amarre (cables, postes, cimentación, platinas, etc.) En caso de que no encaje adecuadamente, el problema se debe corregir antes del tensionamiento, pues cualquier error en este sentido tiene consecuencias graves no solamente estéticas sino también estructurales. Tensionamiento: En esta etapa la membrana adquiere su forma definitiva. El tensionamiento debe realizarse gradual y uniformemente en toda la estructura, eliminando cualquier arruga y garantizando que se obtienen las tensiones deseadas en la membrana
  38. 38. La técnica constructiva del concreto u hormigón armado consiste en la utilización de concreto reforzado con barras o mallas de acero, para mejorar su resistencia. También se puede armar con fibras, tales como fibras plásticas, fibras de vidrio, fibras de acero o combinaciones. El hormigón armado se utiliza en todo tipo de edificaciones edificios, puentes, presas, túneles, y obras variadas. El acero a utilizar debe ser corrugado para formar una pieza mas sólida mejorando la resistencia a la tracción y la compresión. Un elemento de concreto reforzado debe tener una cantidad balanceada de concreto y acero, debido a que los elementos con un exceso de acero son elementos rígidos y en caso de falla se puede presentar un aplastamiento del concreto antes que el acero llegue a fluir y en caso de no tener suficiente acero el elemento colapsará ante la presencia de la primera grieta. En un elemento es deseable que el acero fluya antes de una falla para poder apreciar los problemas en el elemento antes que este colapse. El hormigón es un material elegido por muchos arquitectos y proyectistas estructurales debido a la gran cantidad de alternativas que ofrece, ningún otro material de construcción moderno puede tan fácilmente asumir todas las formas, colores, y texturas que se puede concebir en hormigón. La plasticidad del hormigón libera a los proyectistas para traducir las formas que ellos visualizan en la realidad circundante, libres de limitaciones de columnas y vigas.
  39. 39. Se denomina muro portante o de carga a las paredes de una edificación que poseen función estructural; es decir, aquellas que soportan otros elementos estructurales del edificio, como techos, arcos, bóvedas, vigas. Cuando los muros soportan cargas horizontales, como las presiones del terreno contiguo, se denominan muros de contención. La función de los muros de carga es transmitir las cargas al terreno, es necesario que estos muros estén dotados de cimentación, un ensanchamiento del muro en contacto con el terreno que evita que el muro se clave en el terreno. La cimentación de los muros de carga adopta la forma de zapata lineal. Los muros son superficies continuas pero es necesario que existan puertas para comunicar los espacio y ventanas para iluminar y ventilar, par esto se deben utilizar dinteles.
  40. 40. Los elementos estructurales en madera se remitirán a esa clasificación: a la compresión y a la flexión, en el primero de los casos tendremos las columnas en madera y las viguetas y vigas en madera. Columnas de madera Los elementos de madera sujetos a la compresión pueden ser de una sola pieza de madera maciza o terciada, o bien estar integradas por varios elementos ensamblados. El último tipo mencionado consta de dos o más elementos de madera resistentes a la compresión, cuyos ejes longitudinales son paralelos. Estos elementos están separados por medio de bloques en sus extremos y en sus puntos intermedios, y unidos a los bloques se paradores de los extremos por medio de conectores con resistencia adecuada al esfuerzo cortante. En consideración de la esbeltez que presente o requiera la columna, estas serán cortas, medianas y largas.
  41. 41. La columna compuesta consta de dos o más elementos de madera resistentes a la compresión, cuyos ejes longitudinales son paralelos. Estos elementos están separados por medio de bloques en sus extremos y en sus puntos intermedios, y unidos a los bloques se paradores de los extremos por medio de conectores con resistencia adecuada al esfuerzo cortante. En consideración de la esbeltez que presente o requiera la columna, estas serán cortas, medianas y largas. La madera por su carácter orgánico- vegetal tiene características propias que la diferencian de otros materiales de construcción por ejemplo el acero y el hormigón, en consecuencia el diseño, cálculo y construcción con madera, debe tener en cuenta sus particularidades. Las características de la madera, la facilidad y rapidez para trabajarla, su poco peso, la disponibilidad de diversos elementos de unión: ensambles, tornillos, grapas, etc., facilitan el empleo de sistemas Constructivos.
  42. 42. Muchos y variados sistemas estructurales se utilizan en la arquitectura, el tipo de sistema depende de las necesidades del edificio, la altura del edificio, su capacidad de carga, las especificaciones del suelo y los materiales de construcción dictan el sistema estructural necesario para un edificio. En particular, estos sistemas han evolucionado para centrarse en la construcción a medida que el suelo no urbanizado se ha vuelto escaso. Igualmente, un sistema estructural deriva su carácter único de cierto numero de consideraciones; consideradas por separados, como por ejemplo, funciones estructurales especificas resistencia a la compresión, resistencia a la tensión; para cubrir claros horizontales, verticalmente; en voladizo u horizontal. Asimismo, existen características para calificar los sistemas disponibles que satisfagan una función especifica. De este modo, las soluciones estructurales que se adopten en un proyecto están sujetas a las restricciones que existen con las interacciones de otros aspectos del proyecto, como el arquitectónico, instalaciones sanitarias, entre otros., también por limitaciones en costos, procesos constructivos o por tiempo de ejecución. Por otro lado, la adecuada selección del sistema estructural también depende de la altura del edificio, riesgo sísmico que exista en el área, capacidad portante del suelo, entre otros.

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