Configuracion-estructural-de-edificios (1).pdf

Configuración estructural de edificios

1. Configuración
estructural de
edificios
Exploramos los principios fundamentales que rigen la configuración
estructural de los edificios, desde la simplicidad estructural hasta la
cimentación adecuada. Estos conceptos clave son esenciales para
garantizar la seguridad y funcionalidad de los edificios.
Ja
Jacob Valerio

2. Introducción

3. Objetivos de la clase
Comprender
principios
básicos
Comprender los
principios básicos
del diseño
conceptual de
sistemas
estructurales
resistentes a
terremotos.
Identificar y
analizar
configuraciones
Identificar y analizar
configuraciones de
sistemas
estructurales R/C.
Aplicar
conocimientos
teóricos
Aplicar los
conocimientos
teóricos a ejemplos
prácticos.
Fomentar
Pensamiento
Crítico
Fomentar el
pensamiento crítico
y la resolución de
problemas en el
diseño estructural.

4. Principios Básicos de Diseño Conceptual

5. Simplicidad estructural
Diseño intuitivo
La simplicidad estructural
implica un diseño intuitivo y
fácilmente comprensible,
donde los elementos
estructurales se organizan
de manera lógica y
eficiente.
Optimización de
recursos
Al minimizar la complejidad
del sistema estructural, se
optimiza el uso de
materiales y recursos, lo
que se traduce en una
construcción más
sostenible y económica.
Facilidad de ejecución
Una configuración
estructural simple facilita la
construcción, reduce los
errores y permite una mejor
coordinación entre los
diferentes oficios
involucrados en la obra.

6. Simplicidad estructural
Sistema de Pórticos Sistema de Muros
Estructurales
Sistema Dual

7. Regularidad Estructural en Planta y Elevación
Planta Regular
Una planta regular,
generalmente simétrica,
distribuye de manera
uniforme las cargas y
esfuerzos, mejorando la
estabilidad estructural del
edificio.
Elevación Regular
Una elevación regular, con
pisos a la misma altura,
evita concentraciones de
esfuerzos y permite un
diseño estructural más
sencillo y eficiente.
Simetría
La simetría en planta y
elevación facilita el análisis y
cálculo estructural,
reduciendo los potenciales
problemas de torsión y
asimetría de cargas.

8. Regularidad Estructural en Planta y Elevación
Configuración Desfavorable Configuración Favorable

9. Regularidad Estructural en Planta y Elevación
Configuración Desfavorable Configuración Favorable

10. Regularidad Estructural en Planta y Elevación
Configuración Desfavorable Configuración Favorable

11. Regularidad Estructural en Planta y Elevación
Configuración Desfavorable Configuración Favorable

12. Formas de Muros Estructurales
En el caso de que abarquen vacíos entre columnas
adyacentes, las paredes estructurales deben
abarcar toda la distancia entre ellas. De esta
manera, se mejora la rigidez, la resistencia y la
ductilidad de la estructura
Arreglo Aceptable Arreglo Mejorado

13. Redundancia Estructural
Múltiples Elementos
Resistentes
La redundancia estructural se
logra al incluir múltiples
elementos de carga, como
columnas y vigas, que pueden
soportar las fuerzas actuantes en
caso de que falle uno de ellos.
Vías de Carga Alternativas
Al diseñar una estructura con
redundancia, se crean vías de
carga alternativas que permiten
que las fuerzas se transfieran a
través de diferentes elementos,
mejorando la seguridad y la
confiabilidad.
Conexiones Redundantes
Las conexiones entre los
elementos estructurales también
deben diseñarse con
redundancia, utilizando múltiples
sujeciones para evitar fallas
catastróficas en caso de que
alguna falle.

14. Redundancia Estructural

15. Evitar problemas comunes en el diseño
Columnas Cortas
Las columnas cortas pueden
causar daños graves durante
terremotos debido a su falta de
ductilidad. Se debe evitar este
problema mediante un diseño
adecuado de la estructura.
Losas Planas
Las losas planas son propensas a
sufrir daños por punzonamiento
durante sismos. Es importante
incorporar vigas o capiteles para
reforzar estas áreas críticas.
Piso blando
Un piso blando, con menos
rigidez en un nivel, puede causar
concentración de daños durante
un terremoto. Se debe asegurar
una distribución uniforme de
rigidez en la altura del edificio.

16. Evitar problemas comunes en el diseño
Columnas Cortas

17. Evitar problemas comunes en el diseño
Columnas Cortas

18. Evitar problemas comunes en el diseño
Losas Planas

19. Evitar problemas comunes en el diseño
Piso blando

20. Acción del diafragma rígido
Transferencia de cargas
El diafragma rígido, típicamente el
piso o techo, distribuye
uniformemente las cargas
laterales a lo largo de la
estructura, mejorando la
estabilidad y la resistencia del
edificio.
Acción de Diafragma
Bajo cargas laterales, el
diafragma rígido actúa como un
elemento horizontal que transmite
las fuerzas a los elementos
verticales, como muros y
columnas, aumentando la rigidez
global.
Integración Estructural
La acción del diafragma rígido
integra los elementos
estructurales en un sistema
cohesivo, mejorando la respuesta
del edificio ante cargas sísmicas y
de viento.

21. Acción del diafragma rígido

22. Acción del diafragma rígido

23. Resistencia y rigidez
bidireccional
Un edificio con resistencia y rigidez bidireccional posee una estructura que
puede resistir cargas y esfuerzos en ambas direcciones horizontales, tanto
longitudinal como transversal. Esto es crucial para garantizar la estabilidad
y seguridad estructural ante fenómenos como terremotos o vientos
intensos.
Elementos clave son las vigas y columnas dispuestas de forma simétrica y
redundante, formando pórticos rígidos que trabajan en los dos ejes. Así se
logra un sistema estructural robusto y flexible, capaz de disipar energía sin
colapsar.

24. Resistencia y rigidez bidireccional

25. Columna Fuerte - Viga Débil
Columnas Resistentes
Las columnas deben ser mucho
más fuertes que las vigas, lo que
evita que fallen primero y
garantiza que la estructura
permanezca estable.
Vigas Débiles
Las vigas se diseñan para ser
más débiles que ls columnas,
permitiendo que fallen primero y
evitando un colapso catastrófico.
Seguridad Estructural
Este principio de diseño asegura
que la estructura tenga un modo
de falla predecible y controlado,
priorizando la seguridad de los
ocupantes.

26. Cimentación adecuada
Cimentación robusta
Una cimentación adecuada es
fundamental para garantizar la
estabilidad y seguridad de una
estructura. Debe ser diseñada
para soportar las cargas y
esfuerzos a los que estará
sometida a lo largo de su vida útil.
Estudio del suelo
Es crucial realizar un estudio
geotécnico exhaustivo del terreno
para conocer sus características,
como la composición, la
capacidad portante y el nivel
freático, y así determinar el tipo
de cimentación más apropiado.
Diseño ingenieril
El diseño de la cimentación
requiere de un análisis estructural
detallado, considerando factores
como las cargas, las
deformaciones y los
asentamientos esperados, para
garantizar la estabilidad y
seguridad del edificio.

27. Cimentación Adecuada
Configuración Desfavorable Configuración Favorable

28. Importancia de la
configuración estructural
La configuración estructural de un edificio es fundamental para garantizar
su estabilidad, seguridad y durabilidad a lo largo de su vida útil. Una
configuración adecuada permite una distribución eficiente de las cargas,
evita puntos débiles y facilita la construcción y el mantenimiento.
Una configuración estructural sólida y coherente es esencial para mitigar
los efectos de eventos extremos como terremotos, vientos fuertes o
incendios. Además, contribuye a la eficiencia energética y reduce los costos
de operación del edificio.