Sistemas estructurales, sistemas constructivos, elementos estructurales

Sistemas de piso y elementos estructurales

1. ESQUEMA DE TIPOLOGÍA ESTRUCTURAL
ELEMENTOS ESTRUCTURALES
LINEALES
VIGA COLUMNA ARCO CABLE
SUPERFICIALES
MURO LOSA
SISTEMAS ESTRUCTURALES
LOSAS UNIDIRECCIONAL
SOBRE MARCOS
LOSAS UNIDIRECCIONAL
SOBRE MUROS
UNIDIRECCIONAL
BIDIRECCIONAL
LOSAS UNIDIRECCIONAL
SOBRE ARCOS
LOSAS BIDIRECCIONAL
SOBRE COLUMNAS
LOSAS BIDIRECCIONAL
SOBRE MUROS
2

2. ELEMENTOS ESTRUCTURALES
ELEMENTOS LINEALES
3

3. [1.1] FUNCIÓN
[1.2] SOLICITACIONES
M
F
V
N
1. DIAGRAMA DE MOMENTO FLECTOR
2.DIAGRAMA DE CORTANTE
3.DIAGRAMA DE AXIAL
1_LA VIGA
LA FUNCIÓN PRINCIPAL DE UNA VIGA ES RESISTIR CARGAS PERPENDICULARES A SU EJE.
LA VIGA TRABAJA PRINCIPALMENTE A FLEXIÓN.
LOS ESFUERZOS A LOS QUE ESTÁ SOMETIDA SON:
A MENUDO LAS VIGAS SUFREN TAMBIÉN AXIAL, AUNQUE EN GENERAL ES DE MENOR IMPORTANCIA.
Casa HEMEROSCOPIUM [Arquitecto: Antón García- Abril]
_CORTANTE
_MOMENTO FLECTOR
4

4. [1.3] CLASIFICACIÓN
[1.3.2] SEGÚN SU SECCIÓN
1_LA VIGA
VIGA DE ALMA LLENA
VIGA TRIANGULADA
VIGA PRINCIPAL
VIGA SECUNDARIA
LAS VIGAS SECUNDARIAS O VIGUETAS APOYAN EN LA PRINCIPAL.
LA VIGA PRINCIPAL APOYA EN LAS COLUMNAS
[1.3.1] SEGÚN SU FUNCIÓN:
5

5. 1_LA VIGA
1
2
3
4
5
6
6
1
2
3
4
5
6
1. VIGA RECTANGULAR
2. VIGA DOBLE T
3. VIGA DE CAJA
4. VIGA DE DOBLE CAJA
5. VIGA CON ALMA ONDULADA
6. VIGA CON DOBLE ALMA ONDULADA
1. VIGA
2. VIGA EN U

(UPN)
3. VIGA DOBLE T (HEB
)
4. VIGA EN CAJÓN
5. VIGA DE PERFIL HUECO
6. VIGA ALVEOLAR (VIGA BOYD)
EN DOBLE T (IPE)
1
1. VIGA
2. VIGA TRAPEZOIDAL
3. VIGA EN T
4. VIGA EN
I
5. LOSA CON NERVIO
6. LOSA CON DOBLE NERVIO
RECTANGULAR
1
2
3
4
5
6
LAS VIGAS PUEDEN SER DE CONCRETO, ACERO O MADERA.
[1.4.1] CONCRETO:
[1.4] MATERIALES:
[1.4.2] ACERO:
[1.4.3] MADERA:
6

6. 1. DIAGRAMA DE
MOMENTO FLECTOR
2.DIAGRAMA DE
CORTANTE
3.DIAGRAMA
DE AXIAL
M
F
V
N
2_LA COLUMNA
[2.1] FUNCIÓN [2.2] SOLICITACIONES
LA FUNCIÓN PRINCIPAL DE LAS COLUMNAS ES MANTENER ELEVADA LA ESTRUCTURA DE LA LOSA SUPERIOR (PUEDE
SER LA CUBIERTA O EL SUELO DE LA SIGUIENTE PLANTA).
Edificio CAJA GRANADA [Arquitecto: Alberto Campo Baeza]
LA COLUMNA TRABAJA PRINCIPALMENTE A COMPRESIÓN, A FLEXIÓN COMPUESTA (AXIAL+FLECTOR) O A
FLEXIÓN
COMPUESTA ESVIADA (AXIAL+DOS FLECTORES).
LOS ESFUERZOS A LOS QUE ESTÁ SOMETIDA SON:
- AXIL
- MOMENTO FLECTOR
A MENUDO, LAS COLUMNAS SUFREN TAMBIÉN ESFUERZO CORTANTE. EN GENERAL, EL CORTANTE EN
COLUMNAS ES:
- PEQUEÑO, PARA ACCIONES VERTICALES.
- GRANDE, PARA ACCIONES HORIZONTALES.
7

7. 2_LA COLUMNA
1
1. COLUMNA RECTANGULAR
2. COLUMNA CIRCULAR
1. COLUMNASIMPLE CON PERFIL HEB
2. COLUMNA SIMPLE CON PERFIL TUBULAR CIRCULAR
3. COLUMNA SIMPLE CON PERFIL TUBULAR RECTANGULAR
4. COLUMNA CAJÓN CON DOBLE PERFIL Y PRESILLAS
5. COLUMNA EN I CON DOBLE PERFIL Y PRESILLAS
6. COLUMNA EN CRUZ CON CUATRO PERFILES ANGULARES
1
1. COLUMNA RECTANGULAR
2. COLUMNA CIRCULAR
2
4
5
6
1
2
LAS COLUMNAS PUEDEN SER DE ACERO, CONCRETO O MADERA
32
8
[2.3.1] CONCRETO:
[2.3] MATERIALES:
[2.3.2] ACERO:
[2.3.3] MADERA:

8. SI LA UNIÓN ENTRE VIGA Y COLUMNA ES RÍGIDA, LA VIGA TRANSMITE A LOS PILARES
CARGA VERTICAL + MOMENTO (Y A MENUDO, TAMBIÉN CARGA HORIZONTAL). EN
ESTE CASO LA COLUMNA FUNCIONA A FLEXIÓN COMPUESTA (AXIAL + FLECTOR)
V
3_UNIÓN DE LA VIGA Y LA COLUMNA: EL MARCO
[3.1] FUNCIONAMIENTO [3.2] SOLICITACIONES
EL MARCO ES UN SISTEMA ESTRUCTURAL FORMADO POR VIGAS Y COLUMNAS. LAS
VIGAS APOYAN SOBRE LAS COLUMNAS TRANSMITIENDOLES LA CARGA.
1.DIAGRAMA
DE AXIL
N
SI LA UNIÓN ENTRE VIGA Y COLUMNA ES ARTICULADA, LA VIGA SÓLO TRANSMITE A LAS
COLUMNAS CARGA VERTICAL. EN ESTE CASO LAS COLUMNAS FUNCIONAN A
COMPRESIÓN SIMPLE (SÓLO AXIAL).
N
M
F
1. DIAGRAMA
DE MOMENTO
FLECTOR
2.DIAGRAMA
DE CORTANTE
3.DIAGRAMA
DE AXIAL
SEDE ARCELOR [Arquitectos: Enric Miralles y Benedetta Tagliabue]
Greenwich Academy Upper School [Arquitectos: SOM]
9

9. [4.1] FUNCIÓN
[4.2] SOLICITACIONES
4_EL ARCO
LA FUNCIÓN DEL ARCO ES SOPORTAR CARGAS VERTICALES. A DIFERENCIA DE LA
VIGA, Y GRACIAS A SU FORMA, EL ARCO ES UN ELEMENTO QUE FUNCIONA
PRINCIPALMENTE A COMPRESIÓN.
EL ARCO TRABAJA A COMPRESIÓN SIMPLE O COMPRESIÓN COMPUESTA.
ESFUERZOS A LOS QUE ESTÁ SOMETIDO:
AXIAL (COMPRESIÓN)
A MENUDO EL ARCO TAMBIÉN ESTÁ SOMETIDO A MOMENTO FLECTOR, AUNQUE
EN GENERAL ÉSTE ES DE MENOR IMPORTANCIA QUE EL AXIAL


Santuario PADRE PÍO [Arquitecto: Renzo Piano]
Rv
Rv
R
H
R
H
M
F
N
AXIAL MOMENTO FLECTOR
10

10. [4.3.3] ACERO
4_EL ARCO
[4.3.1] FÁBRICA [4.3.2] CONCRETO:
LOS ARCOS PUEDEN SER DE FÁBRICA, CONCRETO ACERO O MADERA.
Arco de Hormigón en KINGSTON
[4.3.4] MADERA
Bodega PEREZ CRUZ [Arquitecto: José Cruz Ovalle]
ACUEDUCTO DE SEGOVIA
SANT LOUIS GATEWAY [Arquitecto: Eero Saarinen]
[4.3] MATERIALES:
11

11. [5.1] FUNCIÓN
[5.2] SOLICITACIONES
5_EL CABLE Y EL TIRANTE
LA FUNCIÓN PRINCIPAL DEL CABLE ES UNIR DOS PARTES DE UNA ESTRUCTURA, O UNIR
LA ESTRUCTURA AL TERRENO. LOS CABLES SÓLO PUEDEN TRANSMITIR FUERZA EN LA
DIRECCIÓN DE SU EJE.
EL CABLE SIEMPRE TRABAJA A TRACCIÓN.
ESFUERZOS A LOS QUE ESTÁ SOMETIDO
AXIAL (TRACCIÓN)
Pabellon de Europa Expo´92 [Karsten K. Krebs]
1.LEY DE AXIAL
Puente del Alamillo [Santiago Calatrava]
[5.3] MATERIALES
LOS CABLES/TIRANTES SON DE ACERO.
N
Renault Distribution

Centre
[Foster + Partners]
12

12. ELEMENTOS ESTRUCTURALES
ELEMENTOS SUPERFICIALES
13

13. [6.1] FUNCIÓN
[6.2] SOLICITACIONES
6_EL MURO
LA FUNCIÓN PRINCIPAL DE LOS MUROS DE CARGA ES, COMO LAS COLUMNAS,
SOSTENER LA ESTRUCTURA DE LA LOSA SUPERIOR. LOS MUROS TIENEN LA
FUNCIÓN ADICIONAL DE DIVIDIR EL ESPACIO.
EN EL CASO DE MUROS DE CONTENCIÓN, SU FUNCIÓN ES CONTENER EL EMPUJE
HORIZONTAL (DE TIERRAS O DE AGUA) QUE SE EJERCE SOBRE UNA DE SUS CARAS.
EL MURO TRABAJA PRINCIPALMENTE A COMPRESIÓN, O A FLEXIÓN COMPUESTA
(AXIAL + FLECTOR). LOS ESFUERZOS A LOS QUE ESTÁ SOMETIDO SON:
AXIAL
MOMENTO FLECTOR
LOS MUROS PUEDEN SUFRIR TAMBIÉN ESFUERZO CORTANTE. ÉSTE ES
PARTICULARMENTE IMPORTANTE EN EL CASO DE ACCIONES HORIZONTALES.
e
CARGA CENTRADA
CARGA EXCÉNTRICA
=
14
CARGA CENTRADA + MOMENTO

14. Villa BORDEAUX [Arquitecto: Rem Koolhaas]Bodegas DOMINUS [Arquitecto: Herzog & Meuron]
Escuela infantil, Isla Cristina [Área Arquitectura, Foto: A. Arévalo]
15
[6.3.1] FÁBRICA:
6_EL MURO
[6.3] MATERIALES: LOS MUROS PUEDEN SER DE FÁBRICA, CONCRETO O MADERA.
[6.3.2] CONCRETO [6.3.3] MADERA (ENTRAMADO):

15. 7_LOSA UNIDIRECCIONAL
[7.3] SOLICITACIONES
[7.1] FUNCIÓN
LAS FUNCIONES DE LA LOSA UNIDIRECCIONAL SON:

LAS LOSAS UNIDIRECCIONALES TRANSMITEN LA CARGA EN UNA SOLA DIRECCIÓN.
LA DIRECCIÓN DE LA CARGA VIENE MARCADA POR SUS ELEMENTOS RESISTENTES (NERVIOS O
VIGUETAS).
LAS LOSAS UNIDIRECCIONALES SE COMPONEN DE:

ELEMENTOS LINEALES RESISTENTES
(VIGUETAS, NERVIOS...)
PIEZAS DE ENTREVIGADO
(BOVEDILLAS, TABLONES...)
LOS ELEMENTOS LINEALES RESISTENTES (VIGUETAS, NERVIOS...) DE
LA LOSA TRABAJAN PRINCIPALMENTE A FLEXIÓN:
(FLECTOR + CORTANTE)
PUEDEN TAMBIÉN ESTAR SOMETIDOS A ESFUERZO AXIAL, AUNQUE
ÉSTE SERÁ EN GENERAL DE MENOR IMPORTANCIA.
[7.2] FUNCIONAMIENTO
RESISTIR LAS CARGAS SUPERFICIALES QUE ACTÚAN SOBRE EL PISO DE LA VIVIENDA Y TRANSMITIR
ESAS CARGAS A LOS ELEMENTOS SOBRE LOS QUE APOYA (VIGAS O MUROS).
RIGIDIZAR LA PLANTA FRENTE A ACCIONES HORIZONTALES.

16

16. [7.4] TIPOS
7_LOSA UNIDIRECCIONAL
Bovedilla
Capa de compresión

Vigueta
[7.4.1] UNIDIRECCIONAL DE VIGUETAS:
LAS VIGUETAS PUEDEN SER DE MADERA, ACERO O CONCRETO (SEMIRRESISTENTES, PRETENSADAS
O ARMADAS).
LUCES HABITUALES:
4,5 - 6,5M
17

17. 7_LOSA UNIDIRECCIONAL
18
[7.4] TIPOS
[7.4.2] UNIDIRECCIONAL DE CONCRETO ARMADO IN SITU:
LUCES HABITUALES:
5 - 7M

18. 7_LOSA UNIDIRECCIONAL
19
[7.4] TIPOS
[7.4.3] UNIDIRECCIONAL DE PLACAS ALVEOLARES:
LUCES HABITUALES:
10 - 14M

19. 7_LOSA UNIDIRECCIONAL
Stahl House [Arquitecto: Pierre Koenig]
Burwash House [Arquitecto: Pierre Koenig]
20
[7.4] TIPOS
[7.4.4] UNIDIRECCIONAL DE CHAPA PERFILADA:
LUCES HABITUALES:
1,5 - 2,5M

20. 7_LOSA UNIDIRECCIONAL
21
[7.4] TIPOS
[7.4.5] UNIDIRECCIONAL DE CHAPA COLABORANTE CON CONCRETO (MIXTO):
LUCES HABITUALES:
3,5 - 4M

21. 8_LOSA BIDIRECCIONAL
[8.2] FUNCIONAMIENTO
LAS LOSAS BIDIRECCIONALES TRANSMITEN LA CARGA EN DOS DIRECCIONES. PARA ELLO, ESTE TIPO DE
LOSAS POSEEN SUS ELEMENTOS RESISTENTES O NERVIOS EN AMBAS DIRECCIONES, FORMANDO UNA
RETÍCULA.
LAS LOSAS BIDIRECCIONALES SE COMPONEN DE:
[8.1] FUNCIÓN
LAS FUNCIONES DE LA LOSA BIDIRECCIONAL SON:
[8.3] SOLICITACIONES
LAS LOSAS BIDIRECCIONALES TRABAJAN PRINCIPALMENTE A
FLEXIÓN EN LAS DOS DIRECCIONES (FLECTOR + CORTANTE).
PUEDEN TAMBIÉN ESTAR SOMETIDOS A ESFUERZO AXIAL,
AUNQUE ÉSTE SERÁ EN GENERAL DE MENOR IMPORTANCIA.

ELEMENTOS LINEALES RESISTENTES
(NERVIOS EN LAS DOS DIRECCIONES)
PIEZAS ALIGERANTES
(CASETONES)
RESISTIR LAS CARGAS SUPERFICIALES QUE ACTÚAN SOBRE EL PISO DE LA VIVIENDA
Y TRANSMITIR ESAS CARGAS A LOS ELEMENTOS SOBRE LOS QUE APOYA (VIGAS O
COLUMNAS).
RIGIDIZAR LA PLANTA FRENTE A ACCIONES HORIZONTALES.
22

22. 8_LOSA BIDIRECCIONAL
Pabellón de Alemania en Barcelona [Arquitecto: Mies Van der Rohe]
23
[8.4] TIPOS
[8.4.1] BIDIRECCIONAL DE LOSA MACIZA:
LUCES HABITUALES:
6 - 8M

23. 8_LOSA BIDIRECCIONAL
24
[8.4] TIPOS
[8.4.2] LOSA RETICULAR (LOSA ALIGERADA):
LUCES HABITUALES: 8 - 10M

24. SISTEMAS ESTRUCTURALES
25
ŸUNIDIRECCIONALES
ŸBIDIRECCIONALES

25. [9.1] FUNCIONAMIENTO
Bailey House [Arquitecto: Pierre Koenig]
Casa MALIN [Arquitecto: John Lautner][REPRESENTACIÓN EN PLANTA]
Pórtico 1
Pórtico 2
LAS CARGAS SE TRANSMITEN DE LA LOSA A LAS VIGAS DE LOS
MARCOS, Y DE ÉSTAS, A LAS COLUMNAS, QUE A SU VEZ LAS
LLEVAN HASTA EL TERRENO.
LOS MARCOS SON PARALELOS ENTRE SÍ.
9_LOSA UNIDIRECCIONAL SOBRE MARCOS [MARCOS PLANOS]
26

26. [10.1] FUNCIONAMIENTO
[REPRESENTACIÓN EN PLANTA]
Pórtico 1
Pórtico 2
Pórtico 3
Pórtico 4
Pórtico 5
Pórtico 6
Pórtico 7
Pórtico 8
LAS CARGAS SE TRANSMITEN DE LA LOSA A LAS VIGAS DE LOS MARCOS, Y
DE ÉSTAS, A LAS COLUMNAS, QUE A SU VEZ LAS LLEVAN HASTA EL TERRENO.
A DIFERENCIA DEL CASO ANTERIOR, EN ESTE CASO HAY MARCOS EN DOS
DIRECCIONES PERPENDICULARES.
EN LAS COLUMNAS COMPARTIDAS POR DOS MARCOS PERPENDICULARES
HABRÁ FLEXIÓN EN LAS DOS DIRECCIONES (FLEXIÓN ESVIADA), ADEMÁS DEL
AXIAL DE COMPRESIÓN. PLANTA de forjado unidireccional
sobre pórticos espaciales
10_LOSA UNIDIRECCIONAL SOBRE MARCOS [MARCOS ESPACIALES]
27

27. [11.1] FUNCIONAMIENTO
[REPRESENTACIÓN EN PLANTA]
LAS CARGAS SE TRANSMITEN DE LA LOSA A LOS MUROS SOBRE
LOS QUE APOYA, LOS CUALES LA LLEVAN HASTA EL TERRENO.
LOS MUROS SON PARALELOS ENTRE SÍ.
2811_LOSA UNIDIRECCIONAL SOBRE MUROS
Iglesia de San Román

28. [12.1] FUNCIONAMIENTO
EN ESTE CASO, LA LOSA NORMALMENTE ES DE CUBIERTA, Y TIENE FORMA CURVA, AUNQUE SUS
ELEMENTOS RESISTENTES (VIGUETAS, CORREAS) SON RECTOS.
Mercado de Santa Caterina [Arquitectos: Enric Miralles y Benedetta T
agliabue]
Mercado de Santa Caterina [Arquitectos: Enric Miralles y Benedetta T
agliabue]
29
12_LOSA UNIDIRECCIONAL O CUBIERTA SOBRE ARCOS

29. [13.1] FUNCIONAMIENTO
Willis Faber & Dumas Headquarters [Arquitecto: Fosters and Partners]
Stansted Airport Railway Station. Londres
[REPRESENTACIÓN EN PLANTA]
LA LOSA BIDIRECCIONAL (RETICULAR O LOSA MACIZA)TRANSMITE LA
CARGA EN DOS DIRECCIONES, POR LO CUAL NO HACEN FALTA
VIGAS. EN ESTE CASO, LA CARGA SE TRANSMITEN DIRECTAMENTE
DESDE LA LOSA A LAS COLUMNAS.
3013_LOSA BIDIRECCIONAL SOBRE COLUMNAS

30. [14.1] FUNCIONAMIENTO
2 Casas en Ponte de Lima [Arquitecto: Soto de Moura]
[REPRESENTACIÓN EN PLANTA]
LA LOSA BIDIRECCIONAL (RETICULAR O LOSA MACIZA)TRANSMITE LA
CARGA EN LAS DOS DIRECCIONES PERPENDICULARES, A LOS MUROS
O VIGAS SOBRE LAS QUE APOYA.
3114_LOSA BIDIRECCIONAL SOBRE MUROS [O VIGAS]

31. ESTRUCTURAS ESPECIALES
LÁMINAS
MALLAS DE BARRAS
ESTRUCTURAS TENSADAS
Construcción del restaurante Los Manantiales [Félix Candela] Iglesia de Cuernavaca [Félix Candela] Restaurante Los Manantiales [Félix Candela]
Fiera Milano [Arquitecto: Massimiliano Fuksas] BZ Bank Berlín [Frank O. Gerhy] Museo Británico de Londres [Arquitecto: Norman Foster]
Estadio Olímpico de Múnich [Arquitecto: Frei Otto] Estadio Olímpico de Sidney [Arquitecto: Bligh Voller Nied] Puente del Cristo de la Expiración [Ingeniero: José Luis Manzanares Japón]
32