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ESTRUCTURAS RESISTENTES EIS-UNL ESTRUCTURA RESISTENTE Definición: Es el conjunto de elementos resistentes de una construcción, convenientemente vinculados entre sí, que accionan y reaccionan bajo los efectos de las...

ESTRUCTURAS RESISTENTES EIS-UNL ESTRUCTURA RESISTENTE Definición: Es el conjunto de elementos resistentes de una construcción, convenientemente vinculados entre sí, que accionan y reaccionan bajo los efectos de las cargas. Su finalidad es resistir y transmitir las cargas del edificio a los apoyos manteniendo el espacio arquitectónico, sin sufrir deformaciones incompatibles. Estarán bajo lo acción de los siguientes esfuerzos:  Tracción  Corte  Flexión  Compresión  Flexo compresión  Torsión Se los Según su forma, puede clasificar en : Estructuras lineales: una dimensión prevalece sobre las otras dos  Arco  Cable  Viga  Columna Estructuras superficiales: dos dimensiones prevalecen sobre la tercera  Laminas planas ( losas, plateas)  Laminas curvas 1 ESTRUCTURAS RESISTENTES EIS-UNL Estructuras macizas: las tres dimensiones son del mismo orden  Bloques de fundación Esquema básico de una estructura resistente ( independiente del material) 2 ESTRUCTURAS RESISTENTES EIS-UNL La esencia del diseño estructural es determinar la forma material que nos permita trasladar las cargas a los puntos de sustentación con la mayor eficiencia, menor consumo de los materiales y menor obstrucción del espacio. Para lo cual debo conocer:  Los elementos constructivos con que se va a contar  Leyes de equilibrio  Forma a ejecutar la estructura ( equipos , medios) Los materiales de mayor uso para la realización de estructuras resistentes son  Hormigón armado  Acero  Madera Cada una tiene reglamentaciones que cumplir, detalladas en el CIRSOC según el material; así como para mamposterías se utiliza el reglamento CIRSOC 501; para estas estructuras utilizaremos: Para Hº Aº CIRSOC 201; para estructuras de acero área 300 de CIRSOC y en particular el 301; para estructuras de aluminio CIRSOC 701; para estructuras de madera CIRSOC 601 y el área 100 de CIRSOC corresponde a las cargas. Las mismas tendrán ventajas y desventajas esto se detalla en el siguiente cuadro 3  ESTRUCTURAS RESISTENTES EIS-UNL MADERA HIERRO HORMIGÓN ARMADO VENTAJAS TÉCNICAS VENTAJAS TÉCNICAS VENTAJAS TÉCNICAS Baja densidad Reducida sección, lo que ahorra Permite estructuras fuertes y a su vez Elevada resistencia respecto al espacio decorativas peso Apariencia liviana Su estructura es monolítica Bajo costo de mantenimiento Preparación en taller Admite grandes luces y cargas Fácil de reparar y unir Instalación rápida Prefabricación Fácil de instalar con herramientas Permite cubrir grandes luces, Pretensión del material comunes usando estructuras reticuladas Es un material renovable Las estructuras se pueden DESVENTAJAS Y DESVENTAJAS desmontar fácilmente, LIMITACIONES recuperando el material Muy pesado exigiendo cimientos Absorbe choques y vibraciones reforzados Piezas mas pesadas mejor que otro material Demora en el fraguado Elevado peso en las construcciones finales Requiere de encofrados para su puesta Mantenimiento mas difícil en obra. DESVENTAJAS Inservible después de un incendio fuerte Requiere herramientas especiales para su colocación, y sus uniones Difícil de reparar o unir Puede deformarse (a) Sujeto a corrosión Difícil de corregir por mala ejecución Sujeta al ataque de insectos (b) Difícil de recuperar después de un Peligro del fuego: elevadas primas incendio de seguro (c ) No aceptable en pared medianera Difícil de obtener en largos y secciones considerables (d ) SOLUCIONES Tratarla con pinturas anticorrosivas SOLUCIONES Usar elementos con correcto secado, utilización de elementos contrachapados Protegerla por impregnación Aplicación de sustancias ignifugas Los sistemas laminados, permite largos y espesores considerables En estructuras de hormigón armado (HºAº) se logra una continuidad a medida que se avanza con el hormigón, en las de madera se deben hacer empalmes o ensambles y en la de acero mediante soldaduras o bulones En esta asignatura veremos estructuras simples, a utilizar generalmente en cubiertas o entrepisos. En años superiores se ve en profundidad las más complejas en Hormigón 1 y 2, Estructura s metálicas y de madera. Respecto a las estructuras resistentes para entrepisos generalmente planos pudiéndose realizar en Hº Aº, madera o acero Respecto a cubiertas depende un poco las luces a cubrir , a medida que se alejan los apoyos tenemos que cambiar las formas; hasta 5 o 6 m podemos usar elementos simples como vigas ( es el caso de las correas , de los cabios) son 4 ESTRUCTURAS RESISTENTES EIS-UNL vigas de alma llena; para luces mayores a 6 m y hasta 20 o 30 m son vigas de alma abierta , pudiéndose utilizar las denominadas cabriadas( cerchas), pudiendo ser planas o triangulares ( a medida que se aumenta la luz aumento su altura; o si no pueden ser en forma de arco para luces mayores a los 30 m Exigencias básicas de las Estructuras: Los requisitos o exigencias básicas que una estructura debe cumplir son: Equilibrio: Se identifica con la garantía de que el edificio no se moverá. Tienen cierto grado de movimiento, pero comparado a las dimensiones del edificio los desplazamientos de este edificio son tan pequeños que a simple vista parece inmóvil y sin deformación alguna. Un cuerpo no se mueve en una sola dirección, si se aplican otras fuerzas de igual magnitud y dirección aplicada en sentido contrario lo anulan. Cuando esto sucede se dice que el cuerpo esta en equilibrio. Estabilidad: Se relaciona con el peligro de movimiento inaceptable del edificio en su totalidad. Debe estar bien equilibrado. Cuando un viento huracanado actúa sobre un edificio alto y este no se halla adecuadamente arraigado en la tierra o equilibrado por su propio peso, puede volcarse sin desintegrarse. El edificio es inestable desde el punto de vista rotatorio, este peligro existe también cuando un edificio no está bien equilibrado y apoya sobre un suelo de resistencia no uniforme. Un edificio construido sobre la ladera de una colina empinada puede mostrar una tendencia a deslizarse hacia abajo por acción de su propio peso. Todos estos casos de inestabilidad se relacionan con el suelo y con los cimientos del edificio. Resistencia: Se relaciona con la integridad de la Estructura y de cada una de sus partes, sometidas a cualquiera y todas las cargas posibles. Para ello se elige primero el sistema estructural y se establecen las cargas que actuaran sobre él y se compara con el tipo y magnitud de las tensiones que el material puede resistir sin peligro. Se usan coeficientes de seguridad de magnitud diversa para tener en cuenta las incertidumbres en cuanto a condiciones de carga y propiedades de los materiales. El proyectista debe verificar la resistencia ante distintas condiciones de carga a fin de obtener la peor configuración de tensiones en puntos significativos de la estructura. Funcionalidad: Se tendrá en cuenta si se cumplen las condiciones funcionales del edificio ya que estas son previas al diseño de la obra y por lo tanto la estructura deberá facilitar, o por lo menos no interferir, el buen funcionamiento arquitectónico. La excesiva flexibilidad de una estructura puede menoscabar su funcionalidad si las deformaciones debidas a las cargas estáticas tornan difícil o incomodo el movimiento de las personas sobre aquella. Economía: El carácter utilitario de la estructura es tan fundamental que la economía influye sobre los sistemas estructurales de edificios no utilitarios. El costo de la estructura no alcanza por lo común al 20-30% del costo total del edificio. Por lo tanto, aun una disminución sustancial en la estructura rara vez representa una economía superior a un pequeño porcentaje del costo total. Los dos factores más importantes en el costo de una estructura son los materiales y la mano de obra. A este respecto, hoy encontramos en el mundo dos tipos básicos de economía. En la primera, usual en los países industriales mas avanzados, el costo de los materiales es relativamente bajo y el de la mano de obra es relativamente alto. En los países menos desarrollados, esta relación se invierte. Estética: El arquitecto o ingeniero, al decidir el sistema estructural que considera más conveniente para expresar el concepto del edificio, impone además sus postulados estéticos a la obra. Independientemente de ello, por tratarse de un hecho formal, la estructura es de por si portadora de una emoción estética. Según los espacios arquitectónicos que la estructura contribuye a limitar o sostener, el análisis de los aspectos estéticos será planteado de diferente manera, es posible que la estructura se subordine a la función o que sea una 5 ESTRUCTURAS RESISTENTES EIS-UNL parte activa en la expresión de la arquitectura. Respecto a las estructuras para techos o cubiertas , podemos ver en las distintas figuras como podria ser su resolucion;  Figura 1: mediante cabriada o cercha (CA) , en la cual se apoyan las correas (CO)y en ellas se fijan las chapas.  Figura 2: techo a un agua , cabio ( CB) que apoya en los muros , sobre este las correas(CO)y sobre estas las chapas.  Figura 3: el cabio estarealizado como viga de alma abierta ( tipo celosia)  Figura 4: las correas se apoyan directamente sobre los muros ( depende la luz)  Figura 5 : en un techo a dos aguas se puede colocar una viga en forma de arco  6 ESTRUCTURAS RESISTENTES EIS-UNL En este esquema estructural, si bien es para un galpón, se puede apreciar la ubicación de cabriadas (CA), vigas tipo celosía (VC), correas (C), chapas (CH), Columnas (P), fundación de la columna (BA). Las cabriadas o vigas en celosía se pueden apoyar directamente sobre muros; y lo otro que podemos apreciar es que las correas (que se puede apoyar sobres muros directamente) o sobre cabriadas como en el esquema, la luz máxima ideal es de aproximadamente 6m, es por eso que en este caso al superar esa medida se hacen paños de un mismo largo de luz repetitivos, en el caso del esquema serian tres paños de aproximadamente 6m. Los elementos resistente como las cabriadas , vigas en celosías , y también columnas que se forman mediante barras unidas como una retícula ( reticulados); las cargas se toman que actúan en los nudos y las barras estarán solicitadas a esfuerzos normales ( axiales) tracción o compresión; en Estabilidad verán como resolver mediante : Cullman , Ritter , Cremona, entre otros Según el esquema estructural tiene el nombre de quien la diseño como por ejemplo: Pratt; Howe; Warren; Fink; Vierendeel, entre otras 7 ESTRUCTURAS RESISTENTES EIS-UNL Como vimos al principio el colocar diagonales hace que el esquema sea indeformable, es por ello que estas estructuras están formadas por diagonales y montantes ( que reciben distintos nombres según elemento) 8