Consideraciones para su implementación. Características. Clasificación. Tipos. Configuración estructural. Definición y aspectos a considerar. Desarrollo estructural. Procedimiento a seguir. Armonía estructural. Definición y aspectos a considerar.

1. Sistemas Estructurales
en Venezuela
Profesor:
Ing. Héctor Márquez
Realizado por:
Giovanna Suniaga.
C.I. 20.875.030

2. Consideraciones para su implementación.
El sistema estructural deriva su carácter único de cierto número de
consideraciones:
 Funciones estructurales especificas (resistencia a la compresión, resistencia a la
tensión; para cubrir claros horizontales, verticalmente; en voladizo u horizontal)
 La forma geométrica u orientación.
 El o los materiales de los elementos.
 La forma y unión de los elementos.
 La forma de apoyo de la estructura.
 Las condiciones especificas de carga.
 Las consideraciones de usos impuestas.
 Las propiedades de los materiales.
Existen características para calificar los sistemas disponibles que satisfagan
una función especifica. Como por ejemplo:
 Economía.
 Necesidades estructurales especiales.
 Problemas de diseño.
 Problemas de construcción.
 Material y limitación de escala.
Parte Primera

3. Características.
 Criterio de resistencia, consistente en comprobar
que las tensiones máximas no superen ciertas
tensiones admisibles para el material del que
está hecho el elemento.
 Criterio de rigidez, consistente en que bajo la
acción de las fuerzas aplicadas las
deformaciones o desplazamientos máximo
obtenidos no superan ciertos límites admisibles.
 Criterios de estabilidad, consistente en
comprobar que desviaciones de las fuerzas
reales sobre las cargas previstas no ocasionan
efectos autoamplificados que puedan producir
pérdida de equilibrio mecánico o inestabilidad
elástica.
 Criterios de funcionalidad, que consiste en un
conjunto de condiciones auxiliares relacionadas
con los requisitos y solicitaciones que pueden
aparecer durante la vida útil o uso del elemento
estructural.
Parte Primera

4. Parte Primera
Clasificación.
 Estructuras Macizas: Son aquellas en
las que la resistencia y la estabilidad se
logran mediante la masa, aun cuando
la estructura no se completamente
sólida.
 Estructuras Superficiales: Pueden tener
alto rendimiento debido a su función
doble como estructura y envolvente,
pueden ser muy estables y fuertes.
 Estructuras Reticulares: Consiste en una
red de elementos ensamblados.

5. Tipos de Estructuras.
 Muros Estructurales: Cuando este sistema se utiliza tiene dos elementos distintivos en
la estructura general del edificio:
▫ Muros: Utilizados para dar estabilidad lateral, así como apoyo a los elementos que
cubren el claro. Generalmente son elementos a compresión. Pueden ser
monolíticos o entramados ensamblados de muchas piezas. Aunque no se utilizan
para transmisión de carga vertical se utilizan, a menudo, para dar estabilidad
lateral.
▫ Elementos para cubrir claros: Funcionan como pisos y techos. Dentro de estos se
encuentran una gran variedad de ensambles, desde simples tableros de madera y
viguetas hasta unidades de concreto precolado o armaduras de acero.
 Marcos Rígidos: Cuando los elementos de un marco lineal están sujetos rígidamente,
es decir, cuando las juntas son capaces de transferir flexión entre los miembros, es
sistema asume un carácter particular. Si todas las juntas son rígidas, es imposible
cargar algunos de los miembros transversalmente sin provocar la flexión de los demás.
 Sistemas para cubrir claros planos: Consiste en producir el sistema en dos sentidos
del claro, en vez de uno solo. El máximo beneficio se deriva de una claro en
dos direcciones si los claros son iguales. Otro factor importante para incrementar el
rendimiento es mejorar la característica de la flexión de los elementos que cubren el
claro.
Parte Primera

6. Tipos de Estructuras.
 Sistema de postes y vigas: El uso de troncos y árboles en
las culturas primitivas como elementos de construcción
fue el origen de este sistema básico, la cual es técnica
constructiva importantes del repertorio estructural.
▫ Poste: Es un elemento que trabaja a compresión lineal
y esta sujeto a aplastamiento o pandeo, dependiendo
de su esbeltez relativa.
▫ Viga: Básicamente es un elemento lineal sujeto a una
carga transversal; debe generar resistencia interna a
los esfuerzos cortantes y de flexión, y resistir deflexión
excesiva. La estructura de vigas y postes requiere el
uso de un sistema estructural secundario de relleno par
producir las superficies de los muros, pisos y techos.
Algunas variaciones de este sistema son:
 Extensión de los extremos de las vigas.
 Sujeción rígida de vigas y postes.
 Sujeción rígida con extensión de los extremos de las
vigas.
 Ensanchamiento de los extremos del poste.
 Viga continua.
Parte Primera

7. Tipos de Estructuras.
 Sistema de Armaduras: Una estructura de elementos lineales conectados mediante
juntas o nudos se puede estabilizar de manera independiente por medio de tirantes o
paneles con relleno rígido. Para ser estables internamente o por si misma debe cumplir
con las siguientes condiciones:
▫ Uso de juntas rígidas.
▫ Estabilizar una estructura lineal: Por medio de arreglos de los miembros
en patrones rectangulares coplanares o tetraedros espaciales, a este se le llama
celosía.
Cuando le elemento estructural producido es una unidad para claro plano o
voladizo en un plano, se llama armadura. Un elemento completo tiene otra
clasificación: arco o torre de celosía.
 Sistema de Arco, Bóveda y Cúpula: El concepto básico del arco es tener una estructura
para cubrir claros, mediante el uso de compresión interna solamente. El perfil del arco
puede ser derivado geométricamente de las condiciones de carga y soporte.
Para un arco de un solo claro que no esta 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 curva de segundo grado o
parábola. La forma básica es la curva convexa hacia abajo, si la carga es gravitacional.
Parte Primera

8. Tipos de Estructuras.
 Estructuras a tensión: La estructura de suspensión a
tensión fue utilizada ampliamente por algunas
sociedades primitivas, mediante el uso de líneas cuerdas
tejidas de fibras o bambú deshebrado. Desde el punto
de vista estructural, el cable suspendido es el inverso del
arco, tanto en forma como en fuerza interna. La parábola
del arco a compresión se jala para producir el cable a
tensión. El acero es el principal material para este
sistema y el cable es la forma lógica.
Parte Primera
 Estructuras de superficies: Son aquellas que
consisten en superficies extensas, delgadas y que
funcionan para resolver solo fuerzas internas dentro
de ellas. El muro que resiste la compresión, que
estabiliza el edificio al resistir el cortante dentro de
un plano y al cubrir claros como una viga, actúa
como una estructura de superficie. La bóveda y la
cúpula son ejemplos de este tipo. Las estructuras
de superficie más puras son las que están
sometidos a tensión. Las superficies a compresión
deben de ser más rígidas que las que soportan
tensión, debido a la posibilidad de pandeo.

9. Tipos de Estructuras.
 Sistemas Especiales:
▫ Estructuras Infladas: Se utiliza inyección o
presión e aire como recurso estructural
en una variedad de formas.
Parte Primera
▫ Estructuras Laminares: Es un 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.
▫ Estructuras de Mástil: Existen estructuras similares a
los árboles, que tienen piernas únicas para apoyo
vertical y que soportan una serie de ramas.
Requiere bases muy estables, bien anclados contra
el efecto del volteo provocado por fuerzas
horizontales.

10. Configuración Estructural.
Se conoce como configuración estructural a la distribución y localización que se
le dan a todos los elementos resistentes de una estructura, es decir, columnas, muros,
losas, núcleos de escalera entre otros. Pero también se debe tomar en cuenta dentro de
este concepto a todos los elementos no estructurales, como la disposición de la
tabiquería, la geología del sector, clima, reglamentos de diseño urbano, como también
su carga ocupacional.
La configuración estructural puede ser considerada como el aspecto más
importante en todo el proyecto estructural. Ya que un sistema estructural bien
seleccionado tiende a ser realmente indulgente de los descuidos del análisis, un
mediocre detallado o un pobre proceso constructivo. Estas conclusiones se deducen
de la experiencia obtenida en pasados eventos sísmicos, donde se muestra que los
edificios bien estructurados y detallados han tenido un comportamiento satisfactorio,
aun sin haber sido objeto de análisis y cálculos profundos.
Su importancia reside en que si el diseño arquitectónico no llega a
complementarse con un óptimo y razonable criterio en el diseño estructural, la
estructura puede comportarse deficientemente ante un terremoto, a pesar de que se
hayan realizado métodos de análisis complejos y muy detallados por parte del ingeniero.
Parte Primera

11. Desarrollo Estructural.
a) Etapa de estructuración: Es probable la etapa mas importante del diseño estructural
pues, la optimización del resultado final del diseño depende de gran medida del
acierto que se haya obtenido en adoptar la estructura esqueletal mas adecuada para
una edificación específica.
En esta etapa de estructuración se seleccionan los materiales que van a constituir
la estructura, se define el sistema estructural principal y el arreglo y dimensiones
preliminares de los elementos estructurales mas comunes.
b) Estimación de las solicitaciones o acciones: En esta segunda etapa del proyecto, se
identifican las acciones que se consideran que van a incidir o que tienen posibilidad
de actuar sobre el sistema estructural durante su vida útil. Entre estas acciones se
encuentra, por ejemplo, las acciones permanentes como la carga muerta,
acciones variables como la carga viva, acciones accidentales como el viento y el
sismo. Cuando se sabe de antemano que en el diseño se tienen que considerar las
acciones accidentales es posible seleccionar en base a la experiencia la
estructuración mas adecuada para absorber dichas acciones.
c) Análisis estructural: Es el procedimiento que lleva la determinación de la respuesta del
sistema estructural ante la solicitación de las acciones externas que puedan incidir
sobre dicho sistema. La respuesta de una estructura o de un elemento es su
comportamiento bajo una acción determinada; está en función de sus propias
características y puede expresarse en función de deformaciones, agrietamiento,
vibraciones, esfuerzos, reacciones, etc.
Parte Primera

12. Armonía Estructural.
La Armonía Estructural no es más
que el equilibrio de las proporciones
entre las distintas partes de una
edificación. Este equilibrio está
enmarcado en la relación entre la
arquitectura y la ingeniería civil.
La armonía estructural que debe
reinar entre la arquitectura y la ingeniería
civil presenta dos vertientes muy
relacionadas con el desarrollo
estructural:
1. El estudio descriptivo; que son
observaciones basadas en la práctica.
2. El estudio prescriptivo; que no es
más que transformar estas prácticas en
normas de aplicación. En el caso de
proyectos estructurales se reduce a lo
descrito en las normas.
Parte Primera

13. Torres gemelas del Parque Central.
Parte Segunda:
Estructura aporticada en Concreto Armado.
En la arquitectura contemporánea de
Venezuela destaca el complejo urbanístico
Parque Central, en Caracas, formado por
un conjunto de edificios en el que
destacan dos torres gemelas, que
ostentaron hasta 2003 el honroso título de
ser los rascacielos más altos de América
Latina.
La estructura está formada por 40
columnas exteriores de hormigón armado,
divididas por macrolosas estructurales de
3,40 metros de espesor cada una.
Cada torre tiene un peso estimado de
unas 250.000 toneladas y cada planta
tiene una superficie de 1.400 metros.
Las obras comenzaron en 1978 y
terminaron en 1983. Fueron construidas al
mismo tiempo y la diferencia final entre
ambas fue de apenas tres meses.

14. Parque Cristal.
Parte Segunda:
Estructura aporticada en Concreto Armado.
Es un edificio minimalista cuyo concepto
de torre esta basado en un cubo
perforado, que se apoya en varias
mezaninas que cierran al norte con un
volumen curvo. Para su momento de
construcción, fue un edificio de vanguardia,
diseñado por el reconocido Arquitecto
Jimmy Alcock en 1977.
Sus fachadas acristaladas reflejan al sur,
el Parque del Este, las nubes y la ciudad, al
norte el Ávila y la Urbanización Los Palos
Grandes. Las fachadas este y oeste se
encuentran protegidas con aleros solares.
Tiene en sus mezaninas públicas un
espacio verde central, a nivel del área de
comida. El uso principal de este edificio es
de comercios, Bancos, oficinas y
servicios médicos, se encuentra en una
zona privilegiada de la ciudad, con entrada
directa al metro.

15. Torres Petronas.
Parte Segunda:
Estructura aporticada en Concreto Armado.
Las Torres Petronas, situadas en Kuala
Lumpur, capital de Malasia, fueron los
edificios más altos del mundo entre 1998 y
2003.
La estructura central se basa en un
núcleo cuadrado, 23x23m, básicamente de
hormigón armado unido a un anillo
perimetral con 16 columnas también de
hormigón. El sistema de piso compuesto
de acero estructural convencional tienen
vigas de acero laminado de 457 mm de
peralte, espaciadas aproximadamente a
2.8 m en el centro. Las torres descansan
sobre una losa de hormigón compartida,
que a su vez está situada sobre un
“bosque” subterráneo de pilares de
hormigón y acero. En el desarrollo en
altura, las dos torres se van estrechando y
escalonando hasta ser coronadas por un
pináculo cónico, de 73,5 m de altura.

16. Central Plaza.
Parte Segunda:
Estructura aporticada en Concreto Armado.
Central Plaza es un rascacielos de 78
plantas y 374 m de altura completado en 1992
en el 18 de Harbour Road, en Wan Chai, Isla de
Hong Kong en Hong Kong, China. Es el tercer
rascacielos más alto de la ciudad. Fue el
edificio más alto de Asia desde 1992 hasta
1996.
El edificio tiene una planta triangular. En la
parte superior de la torre hay un reloj de neón y
también tiene la iglesia más alta del mundo
dentro de un rascacielos, Sky City Church.
En el proyecto se usaron columnas a 4,6 m
de distancia entre centros y vigas de 1,1 m de
profundidad para sustituir las grandes
columnas de acero de las esquinas. En
construcción se utilizó el encofrado
autotrepante y mesas de encofrado. Debido a
la eficiencia en la construcción, la estructura
de hormigón armado no tardó más en
construirse que lo que se hubiera tardado la de
acero, y por un costo mucho menor.

17. Shanghai World Financial Center.
Parte Segunda:
Estructura aporticada en Concreto Armado.
La Torre de Shanghái es un
rascacielos ubicado en el distrito
de Pudong en Shanghái. El edificio se eleva
632 metros, con 128 pisos y una superficie
de 420 000 m². Es actualmente el edificio
más alto de China y el segundo rascacielos
más alto del mundo.
El edificio tiene una estructura mixta de
hormigón armado y acero, que han tenido
una apariencia espectacular durante su
ejecución. Pasa de una planta cuadrada a
una planta rectangular, girando en altura. El
resultado es una forma muy elegante,
esbelta y que da sensación de ligereza y
dinamismo. Está envuelto en un muro
cortina de vidrio laminado que le da un
aspecto plateado desde el exterior pero que
desde el interior es altamente trasparente.

18. Taipei 101.
Parte Segunda:
Estructura aporticada en Concreto Armado.
Taipei 101, es un rascacielos de 106 plantas
con una altura total de 508 metros localizado
en el Distrito Xinyi de Taipéi, en Taiwán.
La torre Taipei 101, construida sobre un
terreno de 30.277 m², cuenta con una
estructura dividida en 8 segmentos de 8 pisos
(el número de la suerte chino) desde el podio,
compuesta por un total de 5 pisos
subterráneos y 101 por encima del nivel del
suelo. Toda la estructura se asemeja a un
bambú que crece en altura, simbolizando el
progreso ascendente y la fortaleza eterna de la
cultura china.
La torre ha sido erigida en 380 pilotes de
hormigón hundidos cada 80 metros bajo tierra.
Un total de 36 columnas, incluyendo ocho
mega-columnas alrededor del perímetro,
proporcionan el soporte vertical. La utilización
del Moment Frame System une las columnas en
todas las plantas reforzando el total de la
estructura.

19. Burj Khalifa.
Parte Segunda:
Estructura aporticada en Concreto Armado.
El Burj Khalifa es un rascacielos ubicado
en Dubái (Emiratos Árabes Unidos). Con
828 metros de altura, es la estructura más alta
de la que se tiene registro en la historia.
La cimentación de este edificio es la más
grande jamás construida. Se compone por un
innovador concepto basado en estudios
geotécnicos y sísmicos: el edificio es
soportado en primera instancia por una placa
inmensa de hormigón armado de casi 4 m de
grosor, sumando 12 500 m³. Esta placa a su
vez es soportada por un sistema compuesto
por 192 pilotes de 1,5 m de diámetro en su
base por 43 m de profundidad.
La estructura del edificio está compuesta
por hormigón armado hasta la planta 156 (586
m de altura). Desde el piso 156, las plantas
están hechas de acero, lo que las hace más
ligeras.