Este documento describe diferentes sistemas estructurales. Define un sistema estructural como un modelo físico que sirve de marco para los elementos estructurales y refleja un modo de trabajo. Luego describe varios tipos de sistemas estructurales como sistemas aporticados, de muros portantes, mixtos y metálicos; y proporciona algunas de sus características principales.

1. SISTEMAS ESTRUCTURALES
Alumna: Stephany González Soglia
Prof.: Héctor Márquez
Catedra: Proyecto de Estructuras

2. 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).

3. • Funciones estructurales específicas como: resistencia a la compresión o
tensión, para cubrir claros horizontales o verticales, entre otras.
• 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

4. Sistemas Aporticados
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.

5. • 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.
• Proceso de construcción relativamente
simple y del que se tiene mucha
experiencia.
• Generalmente económico para
edificaciones inferiores a 20pisos.
• 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 es
dominado 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.

6. • Es el sistema de construcción
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
• 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.

7. Las Estructuras con Muros Portantes incluyen un tipo de estructuras
donde los elementos verticales resistentes son los muros, y no los
pilares como en el caso de las Estructuras de Hormigón Armado; es
decir que el elemento que recibe las cargas posee una de sus
dimensiones de un grosor muy inferior a la longitud y la altura.
Dentro de este tipo de estructura, podemos diferenciar a aquellas que
no poseen armaduras, y por lo tanto tienen baja resistencia a la flexión
y las que disponen de armadura, que las asemeja a las estructuras de
hormigón armado.
CARACTERISTICAS
Lo principal en este elemento, es lograr que sea 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.

8. • 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.
• 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.

9. 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 resistente a momentos esencialmente completo
combinado con muros estructurales o pórticos con
diagonales y que no cumplen los requisitos de un sistema
dual.
CARACTERISTCAS
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).

10. Es un sistema estructural que tiene un pórtico espacial resistente a
momentos, 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.
CARACTERISTICAS
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.

11. • 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 ventajas del
sistema aporticado, en cuando a su
ductilidad y distribución de espacios
internos.
• Es muy común, sobretodo en la vieja
práctica, que cuando se diseñan
estructuras duales se supone que los
muros resisten todas las fuerzas
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.

12. 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.

13. La carpintería metálica es una campo ocupacional
mediante el cual se diseñan muebles y estructuras
metálicas de cerramiento, también conocida como
cerrajería, hace uso de perfiles de acero y aluminio para
la producción de bienes para la construcción. Su
desarrollo ha implicado la sustitución del uso de la
madera, pues se puede desarrollar gran variedad de
diseños, excelente acabado y resistencia a las
deformaciones, pero es mucho mas costosa que la
madera. 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.

14. La cercha es una composición de barras rectas unidas entre sí en sus
extremos para constituir una armazón rígida de forma triangular, capaz
de soportar cargas en su plano, particularmente aplicadas sobre las
uniones denominada nodos. Las cerchas (armaduras) son uno de los
elementos estructurales que forman parte del conjunto de las
estructuras de forma activa.
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.
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.

15. Es 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. Los elementos de la malla son
prefabricados y para el armado y montaje no requiere de
medios de unión distintos de los mecánicos. Las barras de
las mallas espaciales funcionan trabajando a tracción o a
compresión, pero no a flexión. Las mallas esta compuestas
por barras, nudos( elementos prefabricados que pueden
ser de diferentes formas) y paneles.
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.

16. 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.
Una membrana es un elemento estructural o de
cerramiento, bidimensional, sin rigidez flexional
que soporta tensiones y esfuerzos normales. Por
ejemplo, la lona de un circo o la vela de un barco
funcionan estructuralmente como membranas.
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. 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.

17. La técnica constructiva del hormigón armado consiste
en la utilización de hormigón reforzado con barras o
mallas de acero, llamadas armaduras. También es
posible armarlo con fibras, tales como fibras plásticas,
fibra de vidrio, fibras de acero o combinaciones de
barras de acero con fibras dependiendo de los
requerimientos a los que estará sometido. El hormigón
armado se utiliza en edificios de todo tipo, caminos,
puentes, presas, túneles y obras industriales. 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.

18. 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.
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.