estructuras2

1. VII CICLO
UNIVERSIDAD ALAS PERUANAS
FACULTAD DE INGENIERÍA Y
ARQUITECTURA
ESCUELA DE INGENIERÍA CIVIL
TIPOS DE ESTRUCTURAS
ALUMNA:
CURSO:
Análisis estructural I
DOCENTE:
Ing. Hugo Anselmo Ccama Condori

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Índice
1. Introducción................................................................................................ 3
2. Objetivo ...................................................................................................... 3
3. Estructuras continuas .................................................................................. 3
3.1. Estructuras continuas de membranas planas. .......................................... 4
3.2. Estructuras continuas de placas............................................................... 4
3.3. Sólidos..................................................................................................... 5
3.4. Cáscaras. ................................................................................................. 5
3.5. Ecuación de tres momentos para la solución de vigas continuas. ....... 5
4. Estructuras reticuladas .............................................................................. 10
4.1. Hiperestáticas........................................................................................ 12
4.2. estructuras isostáticas............................................................................ 12
4.3. Métodos de resolución de estructuras reticuladas................................. 15
5. Estructuras articuladas .............................................................................. 16
6. Estructuras aporticadas ............................................................................. 20
6.1. Características:...................................................................................... 21
6.2. Condiciones de diseño de pórticos principales y secundarios. ............. 22
6.3. sistema aporticado en concreto. ............................................................ 24
6.4. Sistema aporticado en acero:................................................................. 25
6.5. sistema aporticado en madera:.............................................................. 26
7. Conclusiones............................................................................................. 26
8. Bibliografía ............................................................................................... 27

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1. Introducción
El presente trabajo monográfico nos enseña cada uno de las diferentes estructuras, sus
características especiales según su tipo, su importancia y utilización; ya que es de suma
importancia para nuestra carrera profesional tener claro los conceptos estructurales y
saber su utilización, con ello podemos. Teniendo en cuenta que los distintos procesos,
sistemas y métodos disponibles para hacer realidad una obra siguiendo para ello un
conjunto ordenado de reglas o prácticas constructivas basadas en la experiencia y en los
conocimientos técnicos y científicos disponibles en ese momento, todo ello para
conseguir construcciones útiles, seguras, económicas, estéticas, medioambientalmente
aceptables y, a ser posible, perdurables en el tiempo, es que se realiza este trabajo para
conocer como utilizar y analizar cada tipo de estructura.
2. Objetivo
El presente trabajo tiene como objetivo principal diferenciar los diferentes tipos de
estructuras y la suma importancia de los cálculos estructurales.
3. Estructuras continuas
se define una estructura como un conjunto de puntos materiales enlazados entre
sí, mediante unas fuerzas de atracción molecular; las estructuras continuas son aquellas
que están construida por un numero infinito de materiales (Quirova, s.f.).
Son este tipo de sistemas los que se acercan a la realidad, pero los mas usados son
las estructuras de sistemas discretos; esto es debido a la existencia de nudos esclavos y
nudos maestros, que arrastran en su comportamiento a los anteriores.
En estas estructuras no se identifica a priori ninguna dirección preponderante y el
material está distribuido de manera continua en toda la estructura. El concepto de nudo
estructural tampoco puede introducirse de forma intuitiva y simple. Su análisis es más
complejo que para las estructuras reticulares.

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Casos de estructuras continuas:
3.1. Estructuras continuas de membranas planas.
Consisten en un material continuo, de espesor pequeño frente a sus
dimensiones transversales, situado en un plano y con cargas contenidas en él.
Corresponde al problema de elasticidad bidimensional, y son el equivalente continuo de
un pórtico. (clasificacion de estructuras, 2009).
3.2. Estructuras continuas de placas.
Consisten en un medio continuo plano, de espesor pequeño frente a sus
dimensiones transversales, con fuerzas actuantes perpendiculares a su plano. Son el
equivalente continuo de un emparrillado plano.

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3.3. Sólidos.
Son medios continuos tridimensionales sometidos a un estado general de
tensiones y deformaciones.
3.4. Cáscaras.
Son medios continuos curvos, con pequeño espesor. Son el equivalente a la suma
de una membrana y una placa, pero cuya superficie directriz es curva.
3.5. Ecuación de tres momentos para la solución de vigas continuas.
Para el desarrollo de la ecuación de tres momentos a utilizar en la solución de
vigas continuas (el tipo de vigas que tienen dos claros o más), particularmente en la
determinación de los momentos en los apoyos de las vigas (condiciones de apoyo

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empotrados y apoyos interiores), considérese la viga mostrada con carga uniformemente
distribuida, aunque la condición de carga puede ser de tipo general, simplemente apoyada
en los extremos y definiendo los puntos interiores “1”, “2” y “3” con distancias L1 y L2
entre ellos.
Configuración de deformación, se muestra como horizontal de referencia una
línea horizontal que pasa por el punto intermedio “2”.

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En donde: h1, h3: Distancias verticales de los puntos 1 y 3 con respecto a la
horizontal de referencia que pasa por el punto “2”.
θ2: Tangente de referencia que pasa por el punto “2”.
t1/2, t3/2: Desviaciones tangenciales de los puntos “1” y “2” respecto a la
tangente de referencia en “2”.
De la configuración de deformación:
De acuerdo con el segundo teorema del método área de momentos:
Considérese ahora la representación de los tramos definidos entre los puntos 1-2
y 2-3, representando las fuerzas cortantes y momentos flexionantes en los extremos de
cada uno de los tramos. Para la condición de carga considerada en cada uno de los
tramos, es posible representar el diagrama de momentos correspondiente a la carga
aplicada en el claro y el diagrama de momentos correspondiente por los momentos de
continuidad en los extremos de cada uno de los tramos.
De esta representación de diagrama de momentos en cada uno de los tramos, es
posible determinar las desviaciones tangenciales t1/2 y t3/2

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Sustituyendo estas expresiones en la relación de t1/2 y t3/2 obtenida de la
configuración de deformación:
La ecuación anterior corresponde a la “ecuación de tres momentos”. El término
es cero cuando los puntos “1”, “2” y “3” se encuentran a la misma altura
entre sí, después de que se ha flexionado la viga, como sería el caso de que estos puntos
coincidieran con los puntos de localización de apoyos en la viga.

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4. Estructuras reticuladas
Las estructuras reticuladas surgen a partir de la búsqueda de la optimización del
uso del material, es decir surgen de la estilización de una viga de sección llena. (Ariel,
2015).
Al eliminar el alma continua se ahorra material y disminuye el peso de la
estructura. El alma se sustituye por diagonales y montantes los cuales están destinados a
absorber el esfuerzo de corte mediante esfuerzos simples.
Las ventajas económicas, constructivas y de montaje han dado lugar a la
utilización de las estructuras reticuladas en la mayoría de las ramas de las ingenierías y
en muchos casos son piezas reticuladas que se fabrican en la industria y luego se
ensamblan para dar lugar a estructuras más complejas de dimensión espacial.

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De acuerdo a la disposición de las barras y a la vinculación entre ellas podremos
tener estructuras reticuladas Isostáticas o Hiperestáticas.

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4.1. Hiperestáticas.
En general las estructuras reticuladas son hiperestáticas ya sea porque poseen más
barras que las necesarias o por la vinculación real que se da entre las mismas en los
diferentes nodos. Una situación muy frecuente es que los cordones superior e inferior
sean continuos y no articulados en los sucesivos nudos. Por otro lado, es prácticamente
imposible lograr concurrencia de los ejes de la barra a un mismo nodo, generándose
excentricidades.
4.2. estructuras isostáticas.
En ciertos casos podemos recurrir a estructuras isostáticas asociadas bajo una serie
de hipótesis simplificativas.
Hipótesis:

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- Los nodos están articulados, es decir las barras se vinculan entre sí mediante
articulaciones. Las cargas se aplican en los nudos de modo que no aparecen
esfuerzos de flexión en las barras. Finalmente, cada barra se comporta como
una biela.
- En una barra bi-articulada sin cargas el esfuerzo debe seguir la dirección de la
barra ya que en caso contrario se generaría un momento de valor N.d que no
podría ser equilibrado por otros momentos actuando en sus extremos ya que
estos son articulados. (Ariel, 2015)
Posee tres grados de libertad asociados a los tres movimientos posibles
independientes entre sí (dos traslaciones y rotación). Para inmovilizarla podemos colocar
un vínculo de primera especie en el extremo B y un vínculo de segunda especie en el
extremo A.
De esta manera hemos obtenido una estructura isostática ya estudiada.
Agregamos ahora una nueva barra a partir del nodo A. la misma posee un punto
fijo en A que le impide las dos traslaciones posibles quedando la posibilidad de giro

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respecto a dicho punto. Estamos ahora en presencia de un sistema de dos barras que
posee 6 grados de libertad de los cuales hemos restringido 3 externamente y dos
internamente mediante la articulación que vincula las dos barras en A. Luego el sistema
poseer menos vínculos que los necesarios no siendo isostático. Para lograr la
isostaticidad del sistema debemos eliminar dicho grado de libertad, es decir impedir el
giro de la barra 2 respecto de A.
Este grado de libertad se puede restringir de varias formas según se indica en las
figuras 2a, 2b y 2c. En el primer caso hemos colocado un vínculo simple en C resultando
un sistema isostático de dos barras; en el segundo caso hemos agregado una tercera barra
vincula a un apoyo doble en D y finalmente en el tercer caso hemos agregado una nueva
barra que se vincula al vínculo B ya existente resultando un sistema cerrado de tres barras
con tres vínculos externos.
Comparando el esquema de la figura 3 con el esquema de la figura 2c, observamos
que:

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- En ambos casos son esquemas isostáticos.
- En ambos casos la vinculación exterior es la misma.
Luego el triángulo formado por las tres barras rígidas articuladas entre sí en sus
extremos se comportará como una única chapa rígida e indeformable, generando de esta
forma una estructura reticulada plana que para el análisis global se comporta como una
chapa.
4.3. Métodos de resolución de estructuras reticuladas
Resolver una estructura reticulada implica conocer su geometría para la resolución
geométrica debemos aplicar las relaciones e identidades geométricas de los triángulos.
Conocer la geometría implica conocer los ángulos entre las diferentes barras que
finalmente definirán la dirección de las fuerzas que por ella canalizan.
En el cálculo de las reacciones de vínculo aplicamos los conceptos estudiados en
sistemas vinculados de una y varias chapas dado que, como vimos, el comportamiento de

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un elemento reticulado rígido se comporta globalmente como una chapa, es decir posee
tres grados de libertad.
Dada una estructura con un sistema de fuerzas activo conocido, procedemos a
quitar los vínculos y en correspondencia colocamos los esfuerzos reactivos que son
capaces de generar dichos vínculos.
Finalmente, y luego de haber comprobado que el sistema es isostático, planteamos
las ecuaciones de equilibrios correspondientes en cada caso:
Análogamente para el análisis de isostaticidad usamos los conceptos vistos para cadenas
de chapas. A modo de ejemplo podremos decir que si en el esquema de la derecha los
nodos 1, 7 y 10 estuviesen.
5. Estructuras articuladas
Este tipo de estructuras son ampliamente utilizadas en la industria, por ejemplo,
en puentes y en techos o tejados poseen un diseño simple pues se trata de barras

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unidas entre sí por articulaciones en sus extremos, existen muchos diseños
clásicos de estructuras articuladas, como los que se muestran en la figura
siguiente:
Generalmente las estructuras articuladas se construyen a partir de un triángulo al
que luego se le van añadiendo otros sucesivamente. Esto se debe a que el triángulo
es en muchos aspectos la geometría simple más resistente que existe. Si aplicamos
una fuerza en un cuadrilátero o en un pentágono, estos pueden deformarse, sin
embargo, no hay forma de deformar la geometría de un triángulo sin que este
colapse. (Cormac, 2011).

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- Los miembros de la estructura reticulada solo trabajan a tracción o
compresión. La contribución de los cortantes y la de los flectores es nula.
- Su método de cálculo clásico solo permite la aplicación de fuerzas en los
nodos. Si no fuera así, sería necesario buscar sistemas equivalentes que
cumplieran este requisito (por ejemplo, una carga distribuida constante q, a lo
largo de una longitud L, se modelizaría como dos cargas qL/2 en cada nodo).
- Método de cálculo:
La primera tarea consiste en calcular el DSI para determinar el carácter de la
estructura. Esto se puede hacer mediante esta sencilla ecuación:
DSI = m+r-2j
Donde m es el número de barras, r el número de reacciones y j el número de
nodos. Ver ejemplos de la figura siguiente:

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Cuando se haya calculado, se debe verificar que la estructura es efectivamente
estable y que no existe ningún tipo de aceleración dentro de esta. Para
ilustrarlo, véase la siguiente la siguiente estructura en la que DSI = 4+4-2.4=0,
pero que no es estable (ver la incompatibilidad a la que conduce una fuerza
horizontal aplicada en el nodo superior derecho).

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Una vez se ha verificado que la estructura es isostática, para su resolución se
pueden utilizar tres métodos, basados siempre en equilibrios de fuerzas. Estos
son:
- Método de los nodos: consiste en aplicar las ecuaciones del equilibrio de
fuerzas verticales y horizontales en cada nodo para obtener así dos fuerzas
internas por nodo.
- Método de las secciones: se corta por un determinado punto de la estructura,
y mediante el uso de las tres ecuaciones escalares del equilibrio es posible
calcular la tensión de tres de sus miembros.
- Método gráfico o Cremona: se basa en el equilibrio de fuerzas en los nodos
evaluados gráficamente.
6. Estructuras aporticadas
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).
Este sistema que basa su estructura en pórticos que forman un conjunto esqueletal,
es característico este sistema donde los vanos entre las columnas y las vigas son

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complementados por mampostería o algún tipo de cerramiento equivalente. Para la
construcción de vis se construyó en hormigón.
Los elementos porticados, son estructuras de concreto armado con la misma
dosificación columnas -vigas peraltadas, o chatas unidas en zonas de confinamiento
donde forman Angulo de 90º en el fondo parte superior y lados laterales, es el sistema de
los edificios porticados. Los que soportan las cargas muertas, las ondas sísmicas por estar
unidas como su nombre lo indica
El porticado o tradicional consiste en el uso de columnas, losas y muros divisorios
en ladrillo.
6.1. Características:
- Es el sistema de construcción más utilizado en nuestro país.
- Son estructuras cuyo comportamiento está gobernado por la flexión.
- Basa su éxito en la solidez, la nobleza y la durabilidad.
- Sus elementos estructurales principales consisten en zapatas, vigas y conectados
a través de nudos formando pórticos resistentes en las dos direcciones principales de
análisis (x e y).
- Se recomienda para edificaciones desde 4 pisos a más.
- Los muros o tabiquería divisorios son movibles.
- sismo resistente (buena resistencia a la vibración).
- A luces más largas puede resistir cargas mayores.
- Las instalaciones hidro-sanitarias y eléctricas pueden ser ubicadas.
- los materiales más habituales usados para la construcción de este sistema
son acero y hormigón Entre las viguetas. e materiales

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6.2. Condiciones de diseño de pórticos principales y secundarios.
Los pórticos principales soportan el peso de las losas es decir las vigas de los
pórticos reciben las cargas y se transmiten a las columnas y estas a las zapatas.
Las zapatas transmiten las cargas al suelo.
En la figura mostrada los pórticos principales son A-A, B-B, C-C debido a que
estos soportan el peso de la losa.
Para el metrado de cargas se tendrá en cuenta el ancho tributario de losa que
reciban las vigas principales, así como el peso propio de la misma, más las cargas vivas.
Estas vigas son por lo general de gran peralte y tienen función estructural.
Las columnas de los pórticos, se diseñarán de acuerdo a las cargas que reciben.
Estas tienen función estructural.

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Las columnas de los pórticos secundarios no soportan el peso de las losas y en la
figura anterior, están constituidas por los ejes 1-1 y 2-2.
Si la losa se arma como en la figura de la derecha los pórticos principales serán
los ejes 1-1, 2-2 y los secundarios serán A-A, B-B y C-C.
Este tipo de pórticos conocidos como pórticos simples es uno de los más sencillos.
Tiene la ventaja que permiten usar los espacios libremente. Se utiliza para estructuras no
muy altas ya que en caso contrario las dimensiones de las columnas aumentan
considerablemente.
Los pórticos van cada 4 o 5 metros. El espaciamiento de estos estará en función
de los peraltes de las losas y las vigas.
Si el espaciamiento es muy grande entre los pórticos entonces los peraltes serán
mayores.
Ilustración de la estructura aporticada en 3D

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Zapatas vigas y columnas
6.3. sistema aporticado en concreto.
Es el más utilizado en nuestro país; el comportamiento sísmico de las estructuras
de hormigón armado ha sido analizado e investigado más que cualquier otro tipo de
material.
No hay duda, que esto es debido, por una parte, a su uso extendido y por otra parte
a la dificultad de dotarle de una cierta ductilidad, que le permita un comportamiento
adecuado durante un movimiento sísmico severo. No obstante, las últimas catástrofes
sísmicas han puesto al descubierto, las deficiencias en los criterios de diseño y en las
prácticas constructivas empleadas, incluso en países desarrollados y con una tecnología
sísmica avanzada. Así por ejemplo, muchas estructuras antiguas de mampostería no

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reforzada, se han desempeñado mucho mejor que las estructuras de hormigón armado,
durante movimientos sísmicos de diferente intensidad.
6.4. Sistema aporticado en acero:
Está conformado por vigas y columnas de acero estandarizados, producidos en
taller y losas de entrepiso y techo a bases de láminas metálicas dobladas industrializadas
y utilizadas como encofrado perdido para el vaciado de concreto en la obra, los
componentes estructurales se transportan al sitio de uso definitivo para luego realizar el
montaje con grúas.

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6.5. sistema aporticado en madera:
El primer forjado está formado por viguetas de madera aserrada que apoya sobre
los durmientes longitudinales.
El conjunto se cierra con otros dos durmientes perpendiculares a los primeros que
terminan de zunchar al conjunto. Estos cuatro durmientes tienen la misma sección
cuadrada y se unen entre sí a caja y espiga. Los pórticos se forman con pilares, vigas y
tornapuntas entre 2 y 4 mts, en construcciones singulares se puede llegar a los 9 o más
mts.
7. Conclusiones
Luego de haber estudiado cada tipo de estructura, observamos que son indispensables el
análisis estructural en toda parte de nuestra vida, ya que a diario convivios con un techo
sobre nuestra cabezas de los cuales depende nuestra vida y un mal calculo estructural y
mal diseño es un factor indispensable para la vida humana; es asique se observó que los
pórticos son las estructuras mas utilizadas.

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8. Bibliografía
Ariel, V. (2015). https://filadd.com/. Obtenido de https://filadd.com/:
https://filadd.com/doc/estructuras-reticuladas-2015-ariel-pdf-estructuras
clasificacion de estructuras. (03 de 2009). http://ingenieriacivilapuntes.blogspot.com.
Obtenido de http://ingenieriacivilapuntes.blogspot.com:
http://ingenieriacivilapuntes.blogspot.com/2009/03/clasificacion-de-las-
estructuras_22.html
Cormac, M. (2011). analisis de estructuras. Barcelona: Alfaomega.
Quirova, A. S. (s.f.). https://oa.upm.es. Obtenido de https://oa.upm.es:
https://oa.upm.es/32628/1/SAMARTIN_040.pdf