Sistemas de estructuras

1. SISTEMAS
ESTRUCTURALES
INFORMACIÓN BÁSICA
LA ARQUITECTURA NO DERIVA DE UNA SUMA DE LONGITUDES, ANCHURAS Y ALTURAS
DE LOS ELEMENTOS CONSTRUCTIVOS QUE ENVUELVEN EL ESPACIO, SINO DIMANA
PROPIAMENTE DEL VACÍO, DEL ESPACIO ENVUELTO, DEL ESPACIO INTERIOR, EN EL
CUAL LOS HOMBRES VIVEN Y SE MUEVEN”.»
(SABER VER LA ARQUITECTURA, BARCELONA, 1948.) BRUNO ZEVI.

2. INTRODUCCIÓN
• Para hablar de los sistemas estructurales, es necesario ligar
este tema a la creatividad e ingenio humano, al momento de
construir. Esto debido a que cada sistema estructural cumple
una función en armonía directa con un diseño, una forma, la
necesidad de estabilizar lo que se construye y que la estructura
soporte la carga propia de la edificación y cargas externas bajo
las cuales ésta estará sometida.
• Este tema es bastante extenso, y se puede abordar desde
distintos enfoques. Así que abordaremos los aspectos más
relevantes, para sintetizar cada punto lo mejor posible.

3. • Tradicionalmente, la arquitectura ha sido considerada una de
las siete Bellas Artes. Determinados edificios u otras
construcciones son obras de arte ya que pueden ser
considerados primariamente en función de su forma o
estructura sensible o de su estética. Desde este punto de vista,
aunque los medios de la arquitectura puedan consistir en
muros, columnas, forjados, techos y demás elementos
constructivos, su fin es crear espacios con sentido donde los
seres humanos puedan desarrollar todo tipo de actividades.

4. CONOCIMIENTO DE LA
• Se define como estructura a los
cuerpos capaces de recibir y transmitir
cargas de un punto a otro en el
espacio, sin que exista una
deformación, pues será la encargada
de resistir, dar forma y mantener un
equilibrio, resistiendo su aplicación
sin perder estabilidad, principalmente
en la superficie que se le desplante.
Sumando a ésta una envolvente.

5. • La estructura en la arquitectura desempeña un papel muy
importante en cualquier edificación, ya que es el esqueleto que
lo sostiene y gracias a él se puede levantar, mantener y
detener.
• Es sumamente importante es porque es determinante en la
organización de todos los espacios, existen varias ventajas y
desventajas sobre la elección de la estructura y conforme los
años han pasado esta ha ido evolucionando hasta nuestros días
teniendo los métodos más modernos para lograr cosas
realmente increíbles que el hombre no imaginaba crear tan
pronto.

6. CONSIDERACIONES ESPECIALES
• Un sistema estructural deriva su carácter único de cierto número de
consideraciones; por ejemplo:
1) Funciones estructurales específicas (como su resistencia a la compresión,
resistencia a la tensión; para cubrir claros horizontales, verticalmente; en
voladizo u horizontal.
2) La forma geométrica u orientación.
3) El o los materiales de los elementos.
4) La forma y unión de los elementos.
5) La forma de apoyo de la estructura.
6) Las condiciones específicas de carga.
7) Condiciones de uso, forma, función y escala.
8) Las propiedades de los materiales, procesos de producción y la necesidad
de funciones especiales como desarmar o mover

7. • Existen características determinan y/o califican los sistemas
estructurales disponibles a utilizar que satisfagan una función
específica. Algunas de estas
características son:
1. Economía.
2. Necesidades estructurales especiales.
3. Problemas de diseño.
4. Problemas de construcción.
5. Material y limitación de escala.

8. “
”

9. ESTRUCTURAS MACIZAS
• Aquellas en las que la
resistencia y la
estabilidad se logran
mediante la masa, aun
cuando la estructura no
sea completamente
sólida.

10. ESTRUCTURAS RETICULARES
• Aquella en la que figurarán una red de elementos ensamblados.

11. ESTRUCTURAS SUPERFICIALES
• Aquellas que pueden tener alto rendimiento debido a su
función doble como estructura y envolvente, pueden ser muy
estables y fuertes.

12. “
”

13. DE MUROS ESTRUCTURALES:
• MUROS
• Serán elementos a compresión.
Pueden ser monolíticos o entramados
ensamblados de muchas piezas. No
se utilizan específicamente para
transmisión de carga vertical, sino
también para dar estabilidad lateral.
• PARA CUBRIR CLAROS
• Funcionan como pisos y techos.
Dentro de éstos se encuentran una
gran variedad de ensambles, desde
simples tableros de madera y
viguetas hasta unidades de concreto
precolado o armaduras de acero.

14. DE POSTES Y VIGAS
• Tiene sus antecedentes con el uso de troncos y árboles, en las
culturas primitivas como elementos de construcción.
1. Poste: Es un elemento que trabaja a compresión lineal y está sujeto
a aplastamiento o pandeo, dependiendo de su esbeltez relativa.
2. Viga: Básicamente es el elemento lineal sujeto a una carga
transversal; el cual debe generar resistencia interna a los esfuerzos
cortantes y de flexión y resistir deflexión excesiva.
1. La estructura de vigas y postes requiere el uso de un elemento estructural
secundario de relleno para producir las superficies de los muros, pisos y
techos.

17. MARCOS RÍGIDOS
• Este sistema asume un carácter particular, que se presenta
cuando los elementos de un marco lineal están sujetos
rígidamente, es decir, cuando las juntas son capaces de
transferir flexión entre los miembros. Si todas las juntas son
rígidas, es imposible cargar algunos de los miembros
transversalmente sin provocar la flexión de los demás.
• Los marcos rígidos comúnmente pueden ser de madera,
concreto armado u acero, y su uso depende del esfuerzo a
realizar y la función arquitectónica. También se pueden
combinar los materiales de los elementos que intervienen en la

18. • MARCO RÍGIDO DE
CONCRETO
• MARCO RÍGIDO DE ACERO
• MARCO RÍGIDO MIXTO

19. DE ARMADURAS
• Una armadura es una estructura de elementos lineales
conectados mediante juntas o nodos, 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 cooplanares o tetraedros espaciales, a este se
le llama celosía.
• Cuando el elemento estructural producido es una unidad para claro
plano o voladizo en un plano, se llama armadura. Un elemento completo

20. • EJEMPLOS DE ARMADURAS

21. • OTROS EJEMPLOS:

22. • APLICACIÓN

23. DE ARCO, BÓVEDA Y CÚPULA
• DE ARCO
• Es una estructura hiperestática (o
estáticamente indeterminada) de tercer
grado. Por esta razón tres articulaciones
harían de un arco una estructura
estáticamente determinada (isoestática).
• Esquema de un arco:
1. Clave
2. Dovela
3. Trasdós
4. Imposta
5. Intradós
6. Flecha
7. Luz, Vano
8. Contrafuerte

24. • DE BÓVEDA
• Elemento constructivo superficial, en el que sus piezas y componentes trabajan a
compresión. Las bóvedas poseen una forma geométrica generada por el
movimiento de un arco generatriz a lo largo de un eje.
• Sirve para cubrir el espacio comprendido entre dos muros o una serie de pilares
alineados.
• Su problemática constructiva consiste en averiguar el grosor, o resistencia de los
muros adyacentes, con el objeto de que puedan soportar el empuje lateral de las
bóvedas que soportan.
• En muchos casos su superficie posee nervios en los que se dirigen y concentran
las líneas de empuje.

25. • DE CÚPULA
• Elemento arquitectónico que se utiliza para cubrir un espacio de planta
circular, cuadrada, poligonal o elíptica, mediante arcos de perfil
semicircular, parabólico u ovoide, rotados respecto de un punto central
de simetría.
• Desde el punto de vista estructural, una cúpula delgada puede
considerarse un elemento bidimensional de doble curvatura con simetría
radial (respecto al centro de la esfera inscrita). Los esfuerzos
predominantes son de tracción en el sentido de los paralelos y de
compresión en el sentido de los meridianos.
• En cúpulas de gran diámetro existen problemas serios de cargas
eventuales que pueden llegar a ser muy importantes y obligan a un
estudio profundo de los esfuerzos de flexión o pandeo que pueden
producirse.

26. • Uno de los métodos constructivos más
simples y antiguos, consiste en levantar
hiladas sucesivas de mampuestos,
cerrándose progresivamente hacia el
centro, siguiendo un patrón en espiral,
que nos permite cubrir espacios de
diámetro relativamente pequeños. Como
los iglúes de los esquimales.
• La construcción resultante suele
denominarse falsa cúpula al conseguirse
por este medio. En este sistema cada aro
o vuelta de mampuestos logra al
cerrarse, la estabilidad necesaria; y el
comportamiento estático es el de una

27. • BÓVEDAS MÁS
CONOCIDAS
• CÚPULAS MÁS CONOCIDAS

28. ESTRUCTURA 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.

29. ESTRUCTURA 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

30. SISTEMAS ESPECIALES
• Estructuras infladas: Se utiliza inyección o presión de aire como
recurso estructural en una variedad de formas.
• 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.

31. • EJEMPLOS CONSTRUCTIVOS