El documento describe los conceptos básicos de las estructuras de hormigón armado. Estas estructuras se componen principalmente de hormigón y acero, donde el hormigón soporta la compresión y el acero armado soporta la tracción. Las estructuras de hormigón armado más comunes incluyen pilares, vigas y pórticos que forman el esqueleto resistente de un edificio.

1. Estructura de Hormigón Armado

2. Generalidades
Las Estructuras de Hormigón Armado constituyen
una tipología clásica.
El tipo estructural más difundido es el entramado
de barras con nudos rígidos, realizados ¨in situ¨,
con continuidad de sus elementos. En algunos
casos se pueden incorporar uniones con algún
grado de libertad como juntas de dilatación o
rótulas.
Estas estructuras se han extendido en todas las
zonas de industrialización media o alta, con una
relación de costes entre mano de obra y
materiales muy razonable. Elegida también por
las grandes ventajas que ofrece por su rigidez y
óptimo comportamiento frente a agentes
atmosféricos y al fuego.
La estructura normal de hormigón armado está
compuesta por barras que se unen entre sí
ortogonalmente.
Las
barras
son
piezas
prismáticas en las que predomina el largo sobre
la sección, por lo general, cuadrada o
rectangular; aunque ya veremos otras tipologías.

3. Materiales del Hormigón Armado
La estructura de hormigón armado está compuesta por
diferentes materiales que trabajan en conjunto frente a
la acción de las cargas a que está sometida.
Los materiales que intervienen en su composición son:
Acero: El acero presente en las barras y mallas, en las
Armaduras cumple la misión de ayudar a soportar los
esfuerzos de tracción y corte a los que está sometida la
estructura.
Hormigón:
 El hormigón tiene resistencia a la compresión,
mientras que su resistencia a la tracción es casi nula.
Tengamos en cuenta que un hormigón convencional
posee una resistencia a la tracción diez veces menor
que a la compresión.
 Los refuerzos de acero en el hormigón armado otorgan
ductilidad al hormigón, ya que es un material que
puede quebrarse por su fragilidad.
 En zonas de actividad sísmica regular, las normas de
construcción obligan la utilización de cuantías mínimas
de acero a fin de conseguir ductilidad en la estructura.

4. ARMADO


El armado de una barra
estructural consiste en disponer
unas varillas de acero en sus
zonas fraccionadas. Es el acero
que colabora con el hormigón en
las zonas donde éste no es
capaz de resistir los esfuerzos a
que está sometida la sección.
La armadura de acero recibe los
esfuerzos de tracción y corte,
pero en algunos casos es
necesario disponerlas para
trabajar a la compresión.

5. REGLA DEL COSIDO
Para saber como será la deformación de la barra, es decir, el lugar donde
tenderá a fisurarse, se debe conocer el comportamiento y la forma de trabajo
dela barra.
Son las fisuras las que indican la posición de la armadura. A ésto se lo llama
La Regla del Cosido.
 Veamos un ejemplo:
Una losa trabajando en voladizo, por ejemplo: un balcón.
El voladizo debe soportar su propio peso, el de las personas y objetos
colocados encima. Frente a estos esfuerzos, el voladizo reacciona doblándose
hacia abajo por flexión.
Las fibras superiores se estiran, y las inferiores se comprimen. La rotura de
las fibras comienza en una zona cercana al enlace o nudo, porque es allí
donde se produce la máxima tracción.
De resultas, la armadura debe ir cosiendo las grietas perpendicularmente,
por lo tanto las barras de acero deberán ubicarse de manera longitudinal en
la cara superior de la losa.

6. ESTRIBOS
En los pilares y jácenas,
además de la armadura
longitudinal, se coloca una
armadura transversal
conocida como Estribo,
cuya función es de refuerzo
ya que colabora con la
absorción de los esfuerzos
de corte que se producen,
y genera una mayor
resistencia en la pieza
sometida a estos
esfuerzos.

7. Elementos Componentes de la
Estructura de Hormigón Armado
Pilares
Las barras verticales de la estructura se
denominan pilares o soportes.

Jácenas
Las barras horizontales de la estructura son las
denominadas vigas, jácenas o riostras.

Pórticos
Los Pórticos son elementos estructurales de
hormigón formados por pilares y jácenas en toda
la altura del edificio.


8. Algunas Contraindicaciones
En algunos casos no se recomienda este sistema:
En estructuras que requieren ejecución en plazos muy cortos, pues el
hormigón necesita fraguar en obra, y en un tiempo estimado normalmente en
un mes para su desencofrado, lo cual condiciona la velocidad de la obra. De
cualquier modo este inconveniente hoy día ya no es problema con el empleo de
hormigones de fraguado rápido o con un curado al vapor y sistemas de
encofrados altamente industrializados, lo que permiten acortar los tiempos en
obra.
 Cuando la obra se realiza en terreno deficiente con grandes posibilidades de
acusados asientos, pues la estructura rígida es más sensible a estos asientos
que una articulada como la estructura metálica.
 En construcciones donde se prevean cambios notables en el uso de las cargas;
ya que una estructura de hormigón exigida a cargas mayores a las
proyectadas, requiere de un nuevo dimensionamiento y adaptación con
refuerzos en su estructura.
 En construcciones donde se requiera cubrir grandes luces con gálibos
limitados.


9. Soluciones Estructurales
Podemos clasificar las soluciones
estructurales normales de un edificio en:







Pórticos Planos Longitudinales
Pórticos Planos Transversales
Pórticos Longitudinales y Transversales
Estructuras Reticuladas
Estructuras de Hormigón Armado y
Pretensado
Estructuras con Muros Portantes de
Hormigón Armado
Muros de Contención

10. Acciones de Cargas en la
Estructura
Para que la estructura logre hallarse estable, se la diseña para
resistir con un coeficiente de seguridad suficiente, la acción de las
cargas verticales del peso propio y la sobrecarga de uso; y también
se deben contemplar las acciones horizontales provocadas por
efectos del viento, la nieve, los movimientos debidos a vibraciones o
seísmos y a acciones secundarias.
Una estructura de mal diseño puede estar muy bien calculada para
resistir las acciones antes nombradas, pero lo correcto es diseñarla
teniendo en cuenta las características de estas acciones.
Los métodos a seguir son:
 Mediante el núcleo de comunicaciones verticales que se rigidiza
con muros de hormigón.
 Mediante muros exteriores o muros divisorios (pantallas) de
hormigón armado.
 Mediante entramados, vigas y soportes de hormigón armado.
 Un caso particular de incidencia de cargas en la estructura, se
encuentra en los Edificios de Altura.

11. ESTRUCTURA

La Estructura de un edificio es el esqueleto que soporta todas las cargas.

Las cargas que soporta una estructura son todos aquellos factores que inciden sobre el
edificio produciendo deformaciones, ya sean las cargas de su peso propio como otras.

La estructura de un edificio no solo soporta su peso propio sino también otras cargas y
situaciones que alteran su carga total inicial.

Deberá soportar modificaciones en la distribución de cargas, en los revestimientos y
quizás pueda modificar el uso o actividad.

También actúan sobre la estructura aquellos fenómenos naturales como el viento, la
nieve e incluso los movimientos sísmicos, habituales en algunas regiones del plantea.

Las Estructuras de Hormigón Armado se han difundido cubriendo casi toda la gama de
edificaciones de baja y media altura por su flexibilidad y eficacia en las construcciones.

Es el sistema constructivo más empleado en el mundo sin ninguna duda.

Existen otros sistemas estructurales , como las Estructuras con Muros Portantes de
antigua tradición en la construcción; y otro sistema de gran difusión y desarrollo en
algunos países industrializados es el de las Estructuras Metálicas.

12. Las estructuras metálicas al
igual que los prefabricados de
hormigón, presentan un buen
porvenir, ya que ha medida que
aumenta el nivel de vida, van
siendo mas económicas las
técnicas que requieren menor
cantidad de mano de obra.
Las construcciones
ejecutadas con estructuras
metálicas permiten luces
mayores especialmente para
centros comerciales,
industrias, donde se requieran
pilares edificios sin pilares
intermedios evitando ocupar
espacios importantes.
ESTRUCTURAS
METALICAS

13.  Ventajas









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





Estéticas: dan mucha libertad a arquitectos y
diseñadores
transparencia, esbeltez y ligereza de la
construcción
vanos más amplios y plantas diáfanas
elegancia, simplicidad y colorido
tendencia del diseño arquitectónico moderno
Económicas: construcción rápida y fácil
montaje rápido
producción bajo techo
construcción en seco y cimientos más pequeños
fácil construcción de las instalaciones
buena relación entre capacidad de carga y peso de
la construcción
posibilidad de hacer mejoras y cambios fácilmente
diseño CAD/CAM
de fácil mantenimiento y larga vida útil
desmontaje de bajo coste
posibilidad de reutilización

14. 
Ambientales: material reciclable y
respetuoso con el medio ambiente
 no contaminan el entorno durante
todo su ciclo de vida útil o al final
de este
 menor tasa de polución ambiental
como resultado del transporte y
durante la construcción

Técnicas: resistencia del material
 se combinan fácilmente con otros
materiales
 soluciones de sistemas
 alta tecnología de rendimiento y
soluciones de diseño de calidad
acreditadas

Seguridad: peso reducido
 seguras en caso de seísmo
 rendimiento y montaje se controlan
visualmente de forma fácil

15. DESVENTAJAS




Corrosión. Este tipo de materiales pueden presentar
problemas de corrosión dependiendo del lugar y los agentes
corrosivos externos.
Problemática en caso de incendios. Debido a esto, es
conveniente, y en algún caso obligatorio, recubrir este tipo
de estructuras con pintura ignífuga o intumescente para
evitar el colapso de la misma.
Pandeo, ya que se utilizan elementos esbeltos sometidos a
compresión (soportes metálicos). No obstante, las
estructuras se calculan evitando estos fenómenos.
Coste económico de la estructura y su posterior
mantenimiento: pinturas contra la corrosión, paneles de
protección frente al fuego...

16. 
Cada estructura metálica está
formada por:

Estructura Metálica Principal

Estructura Metálica Secundaria

17. 


Estructura metálica principal
La estructura metálica principal está formada por marcos
portantes y elementos estabilizadores que garantizan la
estabilidad de las instalaciones y que transfieren las cargas a
cimientos de hormigón reforzado. Está protegida con un
revestimiento básico y el revestimiento final se aplica en el
proceso de producción o durante el montaje.

18.  Estructura
metálica
secundaria

La estructura metálica secundaria es la
subestructura de los cerramientos
(fachada y cubierta) y se coloca sobre la
principal bien sea metálica o de hormigón.

19. 




Ventajas permite numerosas y elegantes soluciones arquitectónicas
el material tiene excelentes características constructivas y de aplicación
respetuosa con el medio ambiente
alto grado de seguridad en caso de seísmo
construcción rápida y fácil

Composición
Para las subestructuras de fachadas y cubiertas se utilizan perfiles
laminados de paredes finas compuestos de chapa metálica galvanizada.
Información técnica básica
Perfiles laminados en frío de paredes delgadas o perfiles laminados
hechos de acero de calidad S 235 (St. 37-2) o S 355 (St. 52-3) según EN
10025. En este caso los perfiles se pulen con chorro de arena hasta el
grado SA 2,5 según ISO 12 944/4. La protección anticorrosión es la
misma que en las demás estructuras metálicas.
Montaje
Es rápido, fácil y adecuado para todo tipo de edificios.

20. Cimentación

Se denomina cimentación
al conjunto de elementos
estructurales cuya misión
es transmitir las cargas de
la edificación al suelo. Es la
base del poste de la señal
o pilón, que incluye la
porción que se entierra en
la tierra y la que sobresale
para fijar el poste. La
cimentación soporta todo
el peso de la señal,
manteniéndola vertical y
firme evitando que se
incline por los efectos del
viento.

21. Cimentación

22. 

Requerimiento de espacio reducido
Requiere el uso de maquinaria específica

Los paneles van soportados por postes de acero, tipo HEB ó HEA, anclados a
una cimentación que se deberá calcular en función del estudio del terreno, la
resistencia del viento, etc.
Para la sujeción de los paneles a los postes se utilizan perfiles de acero, que se
anclan tanto al panel como al perfil.

ZAPATA AISLADA / ZAPATA CORRIDA




Mayor requerimiento de espacio
No requiere el uso de maquinaria específica
Ejecución de cimentaciones

23. VIGAS
Vigas de celosía: Estas vigas están formadas de dos cordones paralelas
unidos por barras verticales denominadas montantes y barras inclinadas
llamadas diagonales. Los montantes y las diagonales forman la celosía.
La diferencia entre los distintos sistemas de vigas consiste en la
disposición de la celosía.

24. Vigas armadas: Pueden ser clasificadas como vigas de celosía
aunque son esencialmente diferentes en su disposición. El objeto de
las armaduras es crear soportes en los puntos de aplicación de las
cargas y transformar el problema de flexión en tracciones y
compresiones.

25. Vigas porta cerchas: Se utilizan para soportar cerchas
intermedias en las naves industriales. Cuando se trata de luces
pequeñas, las vigas de son alma llena, pero generalmente tiene
bastante altura; a veces reciben las cargas de cerchas situadas a
diferente cota. La disposición de las barras depende naturalmente
de los esfuerzos solicitantes.

26. LISTONES O RASTRELES
Se emplean en las cubiertas de tejas, pizarras y placas de eternit.
Para las placas de eternit la separación es de 0.240 a 0.350,
asimismo para las tejas.
Los listones o rastreles metálicos se hacen generalmente de
perfiles L 25x25x3 a L 35x35x3 fijados a los cabios por medio de
tornillos o pequeños remaches colocados en frio.

27. Correas

Las correas apoyan sobre cerchas y se colocan
paralelamente al eje longitudinal de la nave. En el caso de
las cubiertas de tejas, apoyan los cabios; en cambio, la
techumbre es de capa ondulada estas se fijan directamente
a las correas. Las correas pueden colocarse verticalmente,
o bien perpendicularmente a las vertietes. Cualquiera que
sea la disposicion admitida se tiene siempre flexion
compuesta

28. CERCHAS
Este tipo de sistemas tienen la característica de ser muy livianos y con una gran
capacidad de soportar cargas. Se utilizan principalmente en construcciones con
luces grandes, como techos de bodegas, almacenes, iglesias y en general
edificaciones con grandes espacios en su interior. Existen diferentes tipos de
cerchas de acuerdo con la solución estructural que se requiere. Su construcción o
ensamble se lleva a cabo uniendo elementos rectos, que primordialmente trabajan
a esfuerzos axiales, en unos puntos que llamamos nudos y conformando una
geometría tal que el sistema se comporta establemente cuando recibe cargas
aplicadas directamente en estos nudos.

29. De acuerdo con su uso tenemos cerchas para techos, para puentes o simplemente
para vigas pertenecientes a un sistema de piso.
En las cerchas utilizadas para techos se busca que su geometría conforme o supla la
forma del techo. Por lo general el cordón superior conforma las pendientes del techo
y el inferior es un tensor horizontal. En techos con luces grandes esto obligaría a
tener una cercha muy alta en el centro, en ese caso se puede también hacer la
cuerda inferior inclinada.

31. TIPOS DE CUBIERTA

32. Tejas mecánicas: Tienen la ventaja de proporcionar una
techumbre mas estanca que la conseguida con las tejas
flamencas. Los listones y cabios tienen las mismas
dimensiones que los empleados para las tejas flamencas. En
las cubiertas económicas se suprimen los listones y cabios
colocándose directamente los listones sobre las cerchas.
Tejas planas: Esta techumbre se empleas raramente en
Bélgica, salvo para ciertas ciudades o monumentos.

33. Pizarras naturales: Las pizarras se clavan sobre un
entablado de 12 a 18mm de espesor, fijado a su vez sobre
cabios de 60x70, separados unos 500mm. El peso de los
cabios y entablado es de 31Kg/mts2 aproximadamente. Las
pizarras también pueden fijarse directamente sobre rastreles
de perfiles angulares, entonces es preciso usar ganchos
especiales de cobre.

34. Cinc: Las cubiertas de cinc pueden realizarse según diferentes
sistemas: de listoncillos ordinarios; de listoncillos especiales;
sistema de rombos; sistema de escamas; cinc ondulada; cinc
acanaladado y cinc nervado.
Aluminio: La principal ventaja del aluminio radica en su ligero
peso. Una techumbre de aluminio pesa 2.5 a 3Kg/mts2.
Normalmente se emplea aluminio puro en un 99.5x100

35. Plomo: La cubierta de plomo es la mejor de las techumbres
metálicas, pero su precio es bastante elevado. El plomo es muy
pesado y es preciso soportarlo perfectamente para impedir su
hundimiento o excesivas deformaciones. También hay que cuidar
extremadamente las dilataciones producidas por las temperaturas
elevadas.