TEORIA DE ESTRUCTURAS II - MARCOS RIGIDOS

1. TEORIA DE ESTRUCTURAS II
MARCOS RIGIDOS1

2. TEORIA DE ESTRUCTURAS II
MARCOS RIGIDOS-INTRODUCCION
SISTEMAS ESTRUCTURALESSISTEMAS ESTRUCTURALES
En la elección del sistema estructural son importantes
el tipo y magnitud del esfuerzo a que estará sometida la
estructura, las características de las solicitaciones y la
geometría de la estructura considerada como un
conjunto.
Las Estructuras se pueden construir de:
- Madera
- Mampostería
- Concreto
- Acero
- Combinaciones de estos materiales
ING. WILLIAM J. LOPEZ A.
2

3. TEORIA DE ESTRUCTURAS II
MARCOS RIGIDOS
ING. WILLIAM J. LOPEZ A.
3
Muros de CargaMuros de Carga
La primera forma estructural empleada consistía en un sistema de
pisos ( losa y trabe) apoyados sobre muros que transmitían la carga
a la cimentación y el suelo. Originalmente los elementos
horizontales de carga fueron de madera, hasta principios del siglo
pasado en que empezaron a utilizarse las vigas de acero para
posteriormente utilizar el concreto reforzado. Este sistema es aún
utilizado en edificios de habitación de poca altura en los que los
muros son utilizados como muros de carga y además dividen el
interior del edificio. su espesor puede alcanzar valores prácticos
máximos de 28 cm.

4. TEORIA DE ESTRUCTURAS II
MARCOS RIGIDOS-INTRODUCCION
ING. WILLIAM J. LOPEZ A.
4
Marcos RígidosMarcos Rígidos
El empleo de este sistema se debió al desarrollo de
nuevos materiales y sistemas de construcción
(concreto armado, acero soldado) y a nuevos
métodos de análisis y dimensionamiento. El sistema
convencional Losa Trabe - Columna (Marco Rígido)
ha sufrido variaciones, ejemplo: el desarrollo de la
losa plana que al no contener vigas o trabes
redunda en una mayor economía en cimbra,
acabados, peralte, alturas de entrepisos lográndose
de esta manera adicionar un entrepiso por cada 10
construidos.

5. TEORIA DE ESTRUCTURAS II
MARCOS RIGIDOS-INTRODUCCION
ING. WILLIAM J. LOPEZ A.
5
Figura Nº 1: Losa Trabe – Columna (Marco Rígido)

6. TEORIA DE ESTRUCTURAS II
MARCOS RIGIDOS-INTRODUCCION
ING. WILLIAM J. LOPEZ A.
6
Figura Nº 2: Sistemas aporticados

7. TEORIA DE ESTRUCTURAS II
MARCOS RIGIDOS-INTRODUCCION
ING. WILLIAM J. LOPEZ A.
7
Marcos RígidosMarcos Rígidos
Los marcos forman parte de la estructura, ya
sea la que esta compuesta por columnas y trabes
o la que esta compuesta por muros y losas. Es
por eso que los marcos nos ayudan a entender el
funcionamiento lógico de las cargas y como estas
actúan de acuerdo factores externos como son
vientos, sismos, nieve, etc.

8. TEORIA DE ESTRUCTURAS II
MARCOS RIGIDOS-INTRODUCCION
ING. WILLIAM J. LOPEZ A.
8
¿Qué son los Marcos Rígidos?¿Qué son los Marcos Rígidos?
Un tipo de estructura son los marcos rígidos que
actualmente han ido tomando fuerza debido a
que facilitan la estructuración de los edificios y
más con el uso del acero posibilita cubrir
grandes luces.

9. TEORIA DE ESTRUCTURAS II
MARCOS RIGIDOS
ING. WILLIAM J. LOPEZ A.
9
Marcos RígidosMarcos Rígidos
El tipo de estructuración más común hoy en día
para edificios tanto de concreto como de acero es
el que utiliza marcos rígidos. Los marcos
formados por columnas y trabes están unidos
formando uniones rígidas capaces de transmitir
los elementos mecánicos en la viga sin que haya
desplazamientos lineales ó angulares entre sus
extremos y las columnas en que se apoya.

10. TEORIA DE ESTRUCTURAS II
MARCOS RIGIDOS
ING. WILLIAM J. LOPEZ A.
10
Marcos RígidosMarcos Rígidos
Sobre las vigas principales, que además de
resistir las cargas verticales ayudan a resistir
las cargas laterales, se apoyan en algunos casos
las vigas secundarias encargadas de soportar el
sistema de piso.
El empleo de este sistema se debió al desarrollo
de nuevos materiales y sistemas de construcción
(concreto armado, acero soldado) y a nuevos
métodos de análisis y dimensionamiento.

11. TEORIA DE ESTRUCTURAS II
MARCOS RIGIDOS
ING. WILLIAM J. LOPEZ A.
11
Tipos de Marcos OrtogonalesTipos de Marcos Ortogonales
DE SOPORTE LATERAL:
Muros y Tirantes cruzados
DE SOPORTE VERTICAL
Columnas y muros
DE ESPACIAMIENTO HORIZONTAL
Pisos, Losas, Armaduras, vigas.

12. TEORIA DE ESTRUCTURAS II
MARCOS RIGIDOS
ING. WILLIAM J. LOPEZ A.
12
Funcionamiento de los Marcos RígidosFuncionamiento de los Marcos Rígidos
Los marcos formados por columnas y trabes están unidos, formando
uniones rígidas capaces de transmitir los elementos mecánicos en la
viga sin que haya desplazamientos lineales ó angulares entre sus
extremos y las columnas en que se apoya. Sobre las vigas
principales, que además de resistir las cargas verticales ayudan a
resistir las cargas laterales, se apoyan en algunos casos las vigas
secundarias encargadas de soportar el sistema de piso.

13. TEORIA DE ESTRUCTURAS II
MARCOS RIGIDOS
ING. WILLIAM J. LOPEZ A.
13
Funcionamiento de los Marcos RígidosFuncionamiento de los Marcos Rígidos
Entre-EjesEntre-Ejes
Es la división interna de un marco estructural
repetitivo definido por los claros de las columnas.
Columnas centrales Mayor carga
Columnas Laterales Media carga
Columnas esquinadas Un cuarto de carga

14. TEORIA DE ESTRUCTURAS II
MARCOS RIGIDOS
ING. WILLIAM J. LOPEZ A.
14
Funcionamiento de los Marcos RígidosFuncionamiento de los Marcos Rígidos
Un marco rígido transfiere el momento de una viga
a las columnas de apoyo que dan como resultado
que las columnas comportan la resistencia a la
flexión con la viga. Esta interacción entre los entre-
ejes significa que la resistencia a la flexión
resultante de una F, se comparte entre diversos
entre-ejes.

15. TEORIA DE ESTRUCTURAS II
MARCOS RIGIDOS
ING. WILLIAM J. LOPEZ A.
15
Uso de los Marcos RígidosUso de los Marcos Rígidos
Son ideales para:
Gimnasios
Supermercados
Hangares,
Bodegas o cualquier aplicación, donde el espacio
interior libre es necesario.

16. TEORIA DE ESTRUCTURAS II
MARCOS RIGIDOS
ING. WILLIAM J. LOPEZ A.
16
Beneficios o Ventajas de usar los Marcos RígidosBeneficios o Ventajas de usar los Marcos Rígidos
Interior libre o espacio universal
Flexibilidad en el aprovechamiento del espacio interior.
Rápida construcción.
Diseño flexible incomparable
Menor Costo
Variedad de columnas
Mínima pendiente de la cubierta

17. TEORIA DE ESTRUCTURAS II
MARCOS RIGIDOS
ING. WILLIAM J. LOPEZ A.
17
Análisis EstructuralAnálisis Estructural
El análisis estructural implica un conocimiento
de las solicitaciones que obran sobre la
estructura y de las dimensiones de sus
elementos. Estos datos son imprecisos cuando se
inicia el diseño, ya que solo se conocen en forma
aproximada las dimensiones que tendrán los
elementos. Mediante un proceso cíclico el
proyectista va ajustando los datos iniciales
(dimensiones de los elementos) a medida que va
precisando el análisis.

18. TEORIA DE ESTRUCTURAS II
MARCOS RIGIDOS
ING. WILLIAM J. LOPEZ A.
18
Análisis EstructuralAnálisis Estructural
Solamente en la fase final de este proceso se
hace un cálculo numérico relativamente
refinado. Resumiendo lo anterior, tenemos que
la finalidad del análisis estructural es conocer
los elementos mecánicos a que estarán sujetos
los elementos de la estructura y el
comportamiento que este presentará debido a
las solicitaciones.

19. TEORIA DE ESTRUCTURAS II
MARCOS RIGIDOS
ING. WILLIAM J. LOPEZ A.
19
Métodos de Análisis EstructuralMétodos de Análisis Estructural
Método de las FuerzasMétodo de las Fuerzas------------ Método de las
flexibilidades
Método de las Método de las
Deformaciones Deformaciones ----------Método de Cross
----------- Método de las Rigideces
---------Método de Kani
Métodos Aproximados Métodos Aproximados
(Cargas Horizontales)(Cargas Horizontales)----------Método del Portal
---------- Método del Cantilever
----------Método de Bowman
----------Método del Factor
 

20. TEORIA DE ESTRUCTURAS II
MARCOS RIGIDOS
ING. WILLIAM J. LOPEZ A.
20
Métodos de DiseñoMétodos de Diseño
1. Método de los esfuerzos de trabajo o esfuerzos 1. Método de los esfuerzos de trabajo o esfuerzos
Permisibles (Método Elástico) Permisibles (Método Elástico) Consiste en el proceso
siguiente: Las acciones internas (carga axial, momentos,
fuerzas cortantes y torsiones) inducidas en los distintos
elementos de las estructuras por las solicitaciones de
servicio o de trabajo que actúan sobre estas, se calculan
por medio de un análisis elástico. Se determinan
después los esfuerzos producidos en las distintas
secciones por las acciones internas, por métodos también
basados en hipótesis elásticas. Los esfuerzos de trabajo
así calculados deben mantenerse por debajo de ciertos
valores de esfuerzos permisibles que se consideran
aceptables.

21. TEORIA DE ESTRUCTURAS II
MARCOS RIGIDOS
ING. WILLIAM J. LOPEZ A.
21
Métodos de DiseñoMétodos de Diseño
2. Método de Resistencia Ultima (Método Plástico)2. Método de Resistencia Ultima (Método Plástico)
Las acciones internas que las solicitaciones externas
producen sobre las estructuras, se determinan por medio
de un análisis elástico, como en el caso anterior. Los
elementos de la estructura se dimensionan de tal
manera que su resistencia a las diversas acciones de
trabajo a las que puedan estar sujetas sea igual a dichas
acciones multiplicadas por un factor de carga de acuerdo
con el grado de seguridad deseado

22. TEORIA DE ESTRUCTURAS II
BIBLIOGRAFIA
Arthur H., Nilson – Winter George (1994) DISEÑO DE
ESTRUCTURAS DE CONCRETO Mc Graw Hill
 Normas Venezolanas COVENIN – MINDUR – FUNVISIS.
Arnal, Eduardo (1984). TEORIA DE ESTRUCTURAS I. Tercera
Edición. Editorial Arte. Caracas. Venezuela.
Hsieh, Yuan-Yu (1973) Teoría Elemental De Estructuras.
Editorial Prentice Hall Internacional. Madrid, España.
Luchsinger, Cecilio (1979) Estructuras Tomo I. Folletos De
Estructuras Nº 4.Universidad Central De Venezuela.
ING. WILLIAM J. LOPEZ A.
22

23. TEORIA DE ESTRUCTURAS II
BIBLIOGRAFIA
Dr. Julio César Rolón Aguilar Sistemas Estructurales vía Web
http://
www.iiarquitectos.com/2010/01/marcos-rigidos-de-acero_04.html
http://www.vpchile.cl/descarga/marco_rigido.pdf
fians.uat.edu.m x/catedraticos/jrolon/destructural/CAPITULO%20II.pdf
http://ocwus.us.es/mecanica-de-medios-continuos-y-teoria-de-estructuras/calculo-de-estructuras-1/apartados/apartado1_1.html
ING. WILLIAM J. LOPEZ A.
23