ESTRUCTURAS Y CARGAS

1. ESTRUCTURACIÓN
Y CARGAS
Área encargada
SESIÓN 01:
Introducción – Teoría general de estructuras Formas estructurales,
ventajas, desventajas, Materiales estructurales. Criterios de
estructuración. Elementos estructurales.
Idealización.
Docente: Ing. Antero Mondragón Z.

2. Pregrado
Ingeniería de
Civil
LOGRO DE SESIÓN
Al final de la sesión, el estudiante diferenciará los
diferentes sistemas estructurales, sus
características, ventajas y desventajas, materiales
estructurales, criterios de estructuración y su
aplicación.

3. Pregrado
Ingeniería de
Civil
ESTRUCTURA
 Es el armazón que le da forma
a un edificio (Esqueleto)
 Sostiene a un edificio, lo fija al
suelo y hace que las cargas se
transmitan a éste
 Lo que hace resistente a una
edificación ante movimientos
sísmicos

4. Pregrado
Ingeniería de
Civil
Elementos Estructurales
 Son los elementos que soportan
los esfuerzos y deformaciones que
tiene una determinada estructura,
son parte de la estructura
 Al diseñar debemos tener en
cuenta las deformaciones
permisibles y los esfuerzos
admisibles

5. Pregrado
Ingeniería de
Civil

6. Pregrado
Ingeniería de
Civil
INTRODUCCIÓN
Los sistemas estructurales a lo largo del tiempo han logrado servir como guía para la
composición de una estructura, la cuál permitirá la estabilidad de una edificación o
construcción. Existen diferentes métodos y manera de emplearlos, cada una con ciertos
beneficios, dependiendo de los materiales a disposición y de lo que se quiera lograr. Por
esta razón, en la siguiente sesión daré a conocer los diferentes sistemas estructurales,
como están compuestos, que beneficios y desventajas poseen.
El tipo de sistema que debe utilizarse en un proyecto de construcción depende de las
necesidades del edificio, la altura, su capacidad de carga, las especificaciones del suelo y
además los materiales de construcción dictan el sistema estructural necesario para un
edificio.
¿Cuáles son y porque es importante conocer los sistemas estructurales?

7. Pregrado
Ingeniería de
Civil
CONCEPTOS GENERALES
Sistemas: conjunto de partes o elementos organizados y relacionados entre para
lograr un objetivo.
Resistencia: capacidad de un cuerpo, elemento o estructura de soportar cargas
sin colapsar.
Rigidez lateral: es la capacidad de soportar cargas o tensiones sin deformarse
o desplazarse excesivamente.
Esfuerzo: son aquellas fuerzas internas a las estructuras que contrarrestan las
acciones exteriores a que están sometidas dichas estructuras
Cargas: Son los pesos (fuerzas) que se encuentran aplicadas en la estructura y
permanecen prácticamente constantes a lo largo de la vida útil de la estructura.
Estructuración: Disposición, organización y distribución de las partes que
componen un todo

8. Pregrado
Ingeniería de
Civil
¿QUÉ ES UN SISTEMA
ESTRUCTURAL?……
Son las estructuras compuestas de varias miembros que soportan las edificaciones y
tienen además la función de soportar las cargas que actúan sobre ellas transmitiéndolas
al suelo

9. Se clasifican en:
.
a. Estructuras macizas. Aquellas que la estabilidad y la resistencia se logra
mediante la masa, aun cuando la estructura no es completamente sólida.
b. Estructuras reticulares. Consiste en una red de elementos ensamblados.
c. Estructuras superficiales. Generan un alto rendimiento por su función de
estructura y envolvente y resultan muy estable y fuertes.
Pregrado
Ingeniería de
Civil
CLASIFICACIÓN DE LOS SISTEMAS ESTRUCTURALES

10. a. Economía
b. Necesidades estructurales especiales como:
- Resistencia
- Rigidez
- Estabilidad
- Funcionalidad
c. Problemas de diseño
d. Problemas de construcción
e. Materiales y limitaciones de escala
Pregrado
Ingeniería de
Civil
CARACTERISTICAS DE LOS SISTEMAS
ESTRUCTURALES

11. a. La elección de un sistema estructural adecuado tiene gran influencia en el
comportamiento de la estructura ante la ocurrencia de un sismo. El sistema debe poseer:
b. Capacidad. Aquellas que la estabilidad y la resistencia se logra mediante la masa,
aun cuando la estructura no es completamente sólida.
c. Resistencia. Consiste en una red de elementos ensamblados.
c. Ductilidad. ya que no basta con que se alcance que se alcance el estado limite de
resistencia en una sección, lo que podría originar un colapso, sino que también se
requiere que posea capacidad de deformarse sosteniendo su carga máxima, e inclusive,
que posea una resistencia de capacidad antes del colapso.
c. Permitir un flujo continuo de las fuerzas hasta la fundación.
d. Redundancia. Para que los elementos tengan capacidad de deformación inelástica y
permitan la disipación de energía sin riesgo de la edificación.
Pregrado
Ingeniería de
Civil
SISTEMAS ESTRUCTURALES

12. Todos los elementos de concreto armado que conforman el sistema
estructural sismorresistente
cumplen con lo previsto en la Norma Técnica E.060 Concreto
Armado del RNE.
a. Pórticos. Por lo menos el 80% de la fuerza cortante en la base
actúa sobre las columnas de los pórticos. En caso se tengan muros
estructurales, éstos se diseñan para resistir una fracción de la
acción sísmica total de acuerdo con su rigidez.
b. Muros Estructurales. Sistema en el que la resistencia sísmica
está dada predominantemente por muros estructurales sobre los
que actúa por lo menos el 70 % de la fuerza cortante en la base.
Pregrado
Ingeniería de
Civil
TIPOS DE SISTEMAS ESTRUCTURALES

13. Pregrado
Ingeniería de
Civil
SISTEMA ESTRUCTURAL: APORTICADO

14. Pregrado
Ingeniería de
Civil
SISTEMA ESTRUCTURAL: MURO ESTRUCTURAL

15. a. Dual. Las acciones sísmicas son resistidas por una
combinación de pórticos y muros estructurales. La
fuerza cortante que toman los muros es mayor que
20% y menor que 70% del cortante en la base del
edificio.
EL SISTEMA DUAL, Es un sistema estructural que tiene un pórtico
espacial resistente a momentos y sin diagonales, combinado con
muros estructurales o pórtico con diagonales.
a. Edificaciones de Muros de Ductilidad Limitada
(EMDL). Edificaciones que se caracterizan por tener
un s¡stema estructural donde la resistencia sísmica y
de cargas de gravedad está dada por muros de
concreto armado de espesores reducidos, en los que
se prescinde de extremos confinados y el refuerzo
vertical se dispone en una sola capa. Con este sistema
se puede construir como máximo ocho pisos.
Pregrado
Ingeniería de
Civil
SISTEMAS ESTRUCTURALES: CONCRETO ARMADO

16. Mejor resistencia sísmica
Es la más recomendable de usar en nuestro país debido a la zona sísmica.
Posee mayor espacio utilizable debido al sistema a porticado que contiene.
Posee una buena rigidez debido al arrostramiento en los muros.
Pregrado
Ingeniería de
Civil
VENTAJAS
DESVENTAJAS
El costo de este sistema s más elevado debido al incremento de concreto
que es usado en el sistema.
Una edificación al tener dos sistemas estructurales a la vez, ante un
sismo el comportamiento en ambos casos es distinto debido a la
interacción entre los sistemas.
No es factible para edificios muy altos, dependiendo de la zona sísmica y
la sobredimensión requerida.

17. El concepto de este sistema es cubrir las luces por medio de
elementos que sólo estén sometidos a compresión interna. Su
perfil puede ser derivado geométricamente de las condiciones de
carga y soporte. Para un arco de un solo claro que ni está fijo en
la forma de 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 parábola.
Para utilizarlo se necesitan materiales que aguanten bien los
esfuerzos de compresión, por lo que tradicionalmente se han
construido en ladrillo cerámico o piedra.
Fue un sistema muy utilizado en Mesopotamia y la edad Media
Europea.
Pregrado
Ingeniería de
Civil
SISTEMAS ESTRUCTURALES: ABOVEDADOS DE ARCOS Y CÚPULAS

18. Son utilizadas generalmente para cubiertas de grandes extensiones,
siendo su principal material el acero y su elemento es el cable.
Desde el punto de vista estructural, el cable suspendido es el inverso
del arco, tanto en forma como en fuerza interna.
Los cables son elementos flexibles por sus dimensiones
transversales pequeñas en relación con la longitud, por lo cual su
resistencia es solo la tracción dirigida a lo largo del cable, permitiendo
que cada uno sometido a la misma tensión admisible.
A pesar de la eficiencia y economía de los cables de acero son tan
populares en estructuras pequeñas, debido a su flexibilidad, ya que
este es inestable y esto es uno de los requisitos básicos para las
estructuras.
Este sistema es más utilizado en puentes y techos de cables.
Pregrado
Ingeniería de
Civil
SISTEMAS ESTRUCTURALES: A TRACCIÓN

19. Estructuras Laminares, sistema para moldear
superficies de arco o bóveda, utilizando una red de
nervaduras perpendiculares que aparecen como
diagonales en planta.
Cúpulas Geodésicas, ideada para formar superficies
hemisféricas, se basa en triangulación esférica.
Estructura de Mástil, son estructuras similares a los
árboles, requiere bases muy estables bien ancladas
contra el efecto del viento provocado por fuerzas
horizontales.
Pregrado
Ingeniería de
Civil
SISTEMAS ESTRUCTURALES: ESPACIALES

20. SISTEMA ESTRUCTURAL : ACERO
Los Sistemas que se indican a continuación forman parte del Sistema
Estructural Resistente a Sismos:
a. Pórticos Especiales Resistentes a Momentos (SMF)
Estos pórticos proveen una significativa capacidad de deformación inelástica a
través de la fluencia por flexión de las vigas y limitada fluencia en las zonas de
panel de las columnas. Las columnas son diseñadas para tener una resistencia
mayor que las vigas cuando estas incursionan en la zona de endurecimiento por
deformación.
b.Pórticos lntermedios Resistentes a Momentos (IMF)
inelástica en sus elementos y
Estos pórticos proveen una limitada capacidadde deformación
conexiones.
Pregrado Ingeniería de
Civil

21. SISTEMA ESTRUCTURAL : ACERO
Los Sistemas que se indican a continuación forman parte del
Sistema Estructural Resistente a Sismos:
c. Pórticos Ordinarios Resistentes a Momentos (OMF)
Estos pórticos proveen una mínima capacidad de
deformación inelástica en sus elementos y conexiones.
d. Pórticos Especiales Concéntricamente Arriostrados (SGBF)
Estos pórticos proveen una significativa capacidad de deformación inelástica a través de la resistencia
post-pandeo en los arriostres en compresión y fluencia en los arriostres en tracción.
Pregrado Ingeniería de
Civil

22. SISTEMA ESTRUCTURAL : ACERO
Los Sistemas que se indican a continuación forman parte del
Sistema Estructural Resistente a Sismos:
Pregrado Ingeniería de
Civil
https://es.scribd.com/document/318672860/Sistema-de-
Portico-Resistente-a-Momento#

23. SISTEMA ESTRUCTURAL : ACERO
e. Pórticos Ordinarios Concéntricamente
Arriostrados (OGBF)
Estos pórticos proveen una limitada capacidad
de deformación inelástica en sus
elementos y conexiones.
f. Pórticos Excéntricamente Arriostrados
(EBF)
Estospórticos proveen una significativa
capacidad de deformación inelástica
principalmente por fluencia en flexión o corte en
la zona entre arriostres.
Pregrado Ingeniería de
Civil

24. Pregrado Ingeniería de
Civil

25. Pregrado Ingeniería de
Civil

26. Pregrado Ingeniería de
Civil

27. Pregrado Ingeniería de
Civil

28. Pregrado Ingeniería de
Civil

29. Pregrado Ingeniería de
Civil

30. Pregrado Ingeniería de
Civil

31. Pregrado Ingeniería de
Civil

32. Pregrado Ingeniería de
Civil

33. Pregrado Ingeniería de
Civil

34. Pregrado Ingeniería de
Civil

35. Pregrado Ingeniería de
Civil

36. SISTEMA ESTRUCTURAL: MADERA
Se consideran en este grupo las edificaciones cuyos elementos resistentes son
principalmente a base de madera. Se incluyen sistemas entramados,
reticulados y estructuras arriostradas tipo poste y viga.
Pregrado Ingeniería de
Civil

37. SISTEMA ESTRUCTURAL : TIERRA
Son edificaciones cuyos muros son hechos con unidades de albañilería de tierra
o tierra apisonada in situ.
Pregrado Ingeniería de
Civil

38. SISTEMA ESTRUCTURAL: ALBAÑILERIA
ALBAÑILERIAARMADA
ALBAÑILERIA
CONFINADA
Pregrado Ingeniería de
Civil

39. SISTEMAS
ESTRUCTURALES DE
CONCRETOARMADO
PORTICOS
Pregrado Ingeniería de
Civil

40. DUAL
MUROS ESTRUCTURALES
Pregrado Ingeniería de
Civil

41. EDIFICACIONES DE MUROS DE DUCTILIDAD LIMITADA (EMDL)
Pregrado Ingeniería de
Civil

42. CONCLUYENDO:
1.-La estructuración debe ser lo más simple y limpia posible, para que la idealización de
análisis sísmico sea lo más cercano a la estructura real.
2.- La problemática estructural desde el punto de vista arquitectónico es un problema
funcional, espacial, formal, etc. Además de concebir la forma de sostenerla y
construirla.
3.- Los principales criterios de estructuración y diseño son la simplicidad y simetría,
resistencia y ductilidad, uniformidad y continuidad de la estructura, rigidez lateral, losas
como diafragma rígido, la relevante labor de los elementos no estructurales y la
importancia de la cimentación.
4-Los problemas estructurales debido a sismos son los relacionados con la
configuración en planta, vertical, configuración estructural, y los problemas colaterales.
5.- Cada sistema estructural dependerá de su uso, materiales y ubicación.

43. CONCLUYENDO:
6.-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. 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; por lo cual deben evaluarse todos los aspectos y de
este modo proceder al diseño más óptimo para el proyecto.
7.-En el sistema Dual se debe realizar un conjunto de dos subtemas como lo son:
el estructural y de pórticos para que así resistan a esfuerzos de tracción y
compresión. Es un sistema un poco complejo puesto que los sistemas se
complementan de manera directa. Este sistema es utilizado en 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).

44. SESION 02:
Cargas en edificaciones – Norma E.020 Carga
Muerta, carga viva, combinación de cargas, otras
cargas, pesos unitarios.