Criterios de diseño estructural Mérida, junio 2017

1. Autora:
Fiorella Guedez
Estructura II

2. Una estructura se construye siempre para cumplir con
una finalidad, de las que, a pesar de las apariencias, el
resistir esfuerzos y transmitir cargas no es la principal,
sin dejar de ser básica.
La función o UTILIDAD puede referirse no solo a la
actividad de uso en sí, sino también a otras que hacen
al buen funcionamiento del espacio interior delimitado,
como la iluminación, la ventilación, el aislamiento
acústico, etc. Cualquiera sea la estructura utilizada, la
misma quedará sometida a la acción de cargas, que
deberán ser resistidas y transmitidas. Como
consecuencia de ello otra finalidad de la estructura
será la de RESISTENCIA, para soportarse a sí misma
y a las cargas que actúen sobre ella.
Es importante para el arquitecto poder relacionar las
formas estructurales con los materiales más
adecuados debido a que esto le permitirá diseñar
estructuras más eficientes. El diseño puede ser
influenciado también por un aspecto ESTÉTICO y/o
SIGNIFICATIVO, buscando en el edificio un impacto
emocional o psicológico a través de la estructura.
Estructura
Estético,
Significativo
Resistencia Utilidad

3. Para resistir fuerzas sísmicas se emplea un
número reducido de componentes:
• El arquitecto debe conocer de antemano la
mecánica de trabajo de las formas
estructurales para aplicarlas en sus diseños.
• El concepto de sistemas resistentes tiene que
ver en su mayoría con los pórticos de hormigón
armado y de manera limitada con el uso de
tecnologías nuevas.
Sistemas Resistentes
Hormigón/Metálicos Arcos, pórticos, cerchas.
Celosías, bóvedas.

4. • Los edificios en hormigón no pueden oscilar con la libertad
de un péndulo, son ineficientes para vibrar y cuando se
ponen en movimiento tienden a regresar rápidamente a su
posición de equilibrio.
• El amortiguamiento se parece a una fuerza de rozamiento
interno de los materiales, donde los valores bajos del
amortiguamiento pertenecen a los materiales más perfectos.
Las estructuras metálicas tienen poca capacidad para
amortiguar, en cambio poseen poco peso y mucha
resistencia además, oscilan por largo tiempo.
• El mayor o menor amortiguamiento en un edificio depende
de sus conexiones estructurales, de la posición de su centro
de gravedad, de los elementos no estructurales y de los
materiales.
• Cuando las presiones sobre el suelo son muy grandes se
hace necesario aliviar esas presiones por medio de una losa
de cimentación, la cual contribuye a amortiguar las fuerzas
sísmicas atenuando las aceleraciones que se transmiten
hacia la estructura ya que se redistribuyen los esfuerzos
sobre el suelo

5. • La rigidez es el concepto más importante de ingeniería sísmica y lo opuesto a la
flexibilidad. Puede definirse como la acción necesaria para producir un
desplazamiento unitario. La medida de la rigidez es la deflexión.
• Para elementos estructurales que soportan cargas el aspecto más importante es la
rigidez, todos los elementos estructurales deben ser rígidos y a la vez flexibles.
• Los cálculos estructurales se hacen estudiando las deformaciones antes que la
resistencia. El problema de la resistencia consiste en saber como un elemento debe
resistir una carga sin exceder el esfuerzo permitido, se debe dotar de la rigidez
necesaria para controlar la deflexión y prevenir que se derrumben.

6. Se llama ductilidad a la capacidad que posee un
material para deformarse más allá del rango
elástico sin pérdida significativa de resistencia.
Cuando una estructura se deforma es debido a que
posee cierta ductilidad y que por eso su aceleración
baja, volviéndose menos rígida, hay que bajarla
aceleración del edificio reduciendo el factor de
respuesta estructural R y bajarán las fuerzas
sísmicas sobre la estructura, la estructura se
convierte en más flexible y rígida mientras su
período T aumenta. Los materiales como bloques o
cemento no son dúctiles y poseen un corto período
de vibración presentando facilidad para agrietarse.
La ductilidad es la clave del diseño estructural, se
cumple solo cuando existe un buen diseño
estructural permitiendo soportar grandes fuerzas de
sismo

7. • La simetría es una característica
valiosa para la configuración de
edificaciones resistentes a sismos.
• La rotación de la planta produce
momentos torsionantes en columnas
alejadas del centro de rigidez y la falla
se produce debido a las fuerzas
cortantes por torsión.
• Toda planta irregular implica la
presencia de efectos torsionantes que
deben ser controlados.

8. •Son pisos rígidos capaces de transmitir
cargas horizontales hacia las columnas o
muros.
• El diafragma actúa como una viga horizontal
tipo I como alma de la viga y sus bordes
actúan como alas.
•Si las losas de entrepiso son abiertas se
debilita su capacidad para resistir fuerzas y
generan tensiones en la orilla de la abertura.

9. • El comportamiento de las estructuras
está determinado por si nivel carga
última vs. Deformación más que por las
cargas de servicio, su seguridad está
dada por la máxima capacidad de carga
de las secciones que implican un cierto
tipo de falla.
• Los pórticos se diseñan como pórticos
dúctiles, para tener capacidad adicional para
resistir cargas en el intervalo inelástico
anterior a la falla.
• Para estructuras de poca altura el uso de
pórticos dúctiles tiene la ventaja de hacer
más sencilla la planificación arquitectónica ya
que las dimensiones de los vanos pueden
diseñarse en tamaño variable, son más
flexibles que las estructuras con muros.
• Son estructuras continuas que pueden
estar formadas por un número variable de
elementos y se pueden dividir en articulados
y empotrados.

10. • Los muros deben ser continuos a
toda su altura y están diseñados para
resistir fuerzas laterales provenientes
del sismo transmitido por los
diafragmas de piso y transmitirlos al
suelo.
• Las fuerzas que reciben estos muros
son predominantemente de corte. En
una edificación de altura el tamaño y
localización de los muros de corte son
críticos pues deben absorber por lo
menos el 75% de las fuerzas
horizontales que actúan en el entrepiso
y deben ser continuos en toda la altura
del edificio.

11. • La forma, el tamaño, propiedades y
localización de los elementos
estructurales y no estructurales;
componen la distribución de masas e
influyen en su comportamiento mecánico.
• Un edificio constituido por partes
irregulares, una distribución irregular de
masas tendrá diferentes resistencias y
rigideces en distintos lugares, esto hace
que el comportamiento sea como el de un
material heterogéneo.
• Las fuerzas sísmicas son variables con
el tiempo y originan movimientos
dinámicos en la estructura, los
desplazamientos también varían con el
tiempo y están de acuerdo a la
distribución de rigideces.
• Todo calculo dinámico asocia
aceleraciones, masas, fuerzas
amortiguadoras y rigideces de los
elementos.

12. • En un edificio de considerable
altura la violación de los
principios de distribución y
proporción de masas inerciales
implica costos altos y a medida
que la altura crece, las fuerzas
de inercia también crecen.
• No se puede alterar el tamaño
de una estructura en sus
componentes y conservar el
mismo comportamiento
estructural.

13. • A medida que un edificio aumenta su altura, también lo hace su período de
vibración y la magnitud de las fuerzas. Es muy poco probable que un terremoto
genere períodos de 2 segundos, este dato debe servir para romper la
resonancia.
• El período de vibración de un edifico depende también de la relación entre la
altura y ancho global, alturas de pisos, anchos de materiales y sistemas
estructurales … Muy raras veces la altura por si sola constituye una variable que
se deba controlar para atenuar el problema sísmico.

14. • Cuando la planta se vuelve extremadamente grande, el edificio puede
tener dificultad para responder como una unidad a las vibraciones
sísmicas requiriéndose juntas sísmicas y de dilatación.
• Al determinar fuerzas sísmicas se supone que la superficie vibra como
un sistema, en la realidad, la propagación de las ondas sísmicas no es
instantánea.
• Los esfuerzos por temperatura
preexistentes y los esfuerzos de
asentamiento son mayores en
edificios con grandes dimensiones
en planta y pueden sumarse a los
esfuerzos inducidos por fuerzas
laterales.

15. Es un Sistema de Fachada Continua
pensado para edificios de altura,
compuesto por columnas que se toman
a las losas y travesaños, que forman
una trama sobre la cual se colocan las
hojas. Sistema compuesto por columna,
travesaño y bastidor para paño fijo o
ventana. Vidrio encapsulado, con
contravidrio exterior, pegado con
silicona estructural o pegado con cinta
VHB estructural. En todos los casos se
debe utilizar vidrios laminados,
templadoso termoendurecidos.