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• Rivaldo EM

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EXPLIQUE Y DEFINA USTED LOS SISTEMAS ESTRUCTURALES, EN LOS DISEÑOS DE EDIFICACIONES, MEDIANTE GRAFICOS: PLANTAS ELEVACIONES, DETALLES, ETC. Empecemos por señalar cual es la clasificación de los sistemas estructurales CLASIFICICACIÓN DE LOS SISTEMAS ESTRUCTURALES   

Estructuras macizas: Son aquellas en las que la resistencia y la estabilidad se logran mediante la masa, aun cuando la estructura no se completamente sólida. Estructuras reticulares: Consiste en una red de elementos ensamblados. Estructuras superficiales: Pueden tener alto rendimiento debido a su función doble como estructura y envolvente, pueden ser muy estables y fuertes.

TIPOS DE SISTEMAS ESTRUCTURALES SISTEMA DE MUROS ESTRUCTURALES: Cuando este sistema se utiliza tiene dos elementos distintivos en la estructura general del edificio. 

MUROS: Utilizados para dar estabilidad lateral, así como apoyo a los elementos que cubren el claro. Generalmente son elementos a compresión. Pueden ser monolíticos o entramados ensamblados de muchas piezas. Aunque no se utilizan para transmisión de carga vertical se utilizan, a menudo, para dar estabilidad lateral.

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ELEMENTOS PARA CUBRIR CLAROS: Funcionan como pisos y techos. Dentro de estos se encuentran una gran variedad de ensambles, desde simples tableros de madera y viguetas hasta unidades de concreto precolado o armaduras de acero.

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MURO PORTANTE: También llamado como sistema tipo túnel se conoce a los arreglos entre placas verticales (muros), las cuales funcionan como paredes de carga, y las placas horizontales (losas). Este sistema genera gran resistencia y rigidez lateral, pero si la disposición de los muros se hace en una sola dirección o se utiliza una configuración asimétrica en la distribución de los muros, se generan comportamientos inadecuados que propician la posibilidad del colapso.

SISTEMA APORTICADO Está formado por vigas y columnas, conectados entre sí por medio de nodos rígidos, lo cual permite la transferencia de los momentos flectores y las cargas axiales hacia las columnas. La resistencia a las cargas laterales de los pórticos se logra principalmente por la acción de flexión de sus elementos.

Ventajas: 

Permite más distribuciones en los espacios internos del edificio.

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Son estructuras muy flexibles que atraen pequeñas solicitaciones sísmicas.

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Disipan grandes cantidades de energía gracias a la ductilidad que poseen los elementos y la gran hiperestaticidad del sistema.

Desventajas: 

El sistema en general presenta una baja resistencia y rigidez a las cargas laterales.

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Su gran flexibilidad permite grandes desplazamientos lo cual produce daños en los elementos no estructurales.

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Es difícil mantener las derivas bajo los requerimientos normativos.

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Por su alta flexibilidad, el sistema da lugar a períodos fundamentales largos, lo cual no es recomendable en suelos blandos.

Sus elementos principales consisten en zapatas, vigas columnas conectados a través de nudos formando pórticos resistentes en las dos direcciones principales de análisis (x e y)

A) Columnas y Vigas: Nodos rígidos en sola dirección , es cuando hay viga de carga, es de columnas rectangulares porque van en el mismo sentido de la viga de carga.

B) Columnas y vigas espaciales: nodos rígidos en ambos sentidos. Columnas cuadradas. Viga de Carga= Viga de amarre

C) Comportamientos estructurales

D) Muros Estructurales

SISTEMA 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.

SISTEMA DE ARCO. BÓVEDA Y CÚPULA A) Arco: Un arco desde el punto de vista del análisis estructural es en definitiva una estructura hiperestática (o estáticamente indeterminada) de tercer grado. Por esta razón tres articulaciones harían de un arco una estructura estáticamente determinada (isoestática). Esta idea permite averiguar el valor de la carga de rotura, o desplome de un arco. A partir de la estructura de un arco se deducen otros elementos constructivos habituales en la arquitectura como lo son: las bóvedas y las cúpulas.

B) Bóveda: Bóveda es un 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. Por regla general este elemento constructivo 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.

C) Cúpula: es un elemento arquitectónico que se utiliza para cubrir un espacio de planta circular, cuadrada, poligonal o elíptica, mediante arcos de perfil semicircular, parabólico u ovoidal, 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. Estructuralmente sus ecuaciones de equilibrio corresponden a una lámina de revolución. 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. Ejemplos de estas cargas eventuales pueden ser presión despareja por vientos veloces, dilataciones diferenciales por temperatura despareja (lado iluminado por el sol y lado de sombra), acumulaciones desparejas de nieve o hielo, asientos diferenciales de cimentaciones, etc.

SISTEMA DE ESTRUCTURAS 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.

SISTEMAS DE PERFIL CON CERCHAS METÁLICAS La cercha es una composición de barras rectas unidas entre sí en sus extremos para constituir una armazón rígida de forma triangular, capaz de soportar cargas en su plano, particularmente aplicadas sobre las uniones denominada nodos. Las cerchas (armaduras) son uno de los elementos estructurales que forman parte del conjunto de las estructuras de forma activa. Es por ello que, para establecer los aspectos relacionados con las cerchas, a continuación, se indica las propiedades de la cercha como elemento estructural sometido a tracción y Compresión. Dentro de las ventajas de la cercha es que es liviana, practica y económica por esto es una de las opciones más usadas por los ingenieros.

SISTEMA DE MEMBRANAS O TENSO ESTRUCTURAS Las membranas arquitectónicas son estructuras elaboradas con postes, cables y textiles tensionados que permiten diseños de gran variedad, pueden utilizarse como cubiertas y cerramientos en estadios, coliseos, parques, centros comerciales, aeropuertos, plazoletas de comidas, y donde la imaginación te dé. Los predecesores de las membranas arquitectónicas son las carpas tradicionales y las estructuras de redes de cables. La era moderna de los textiles tensionados empezó con un pequeño stand diseñado y construido por Frei Otto para la feria federal de jardinería en Kassel, Alemania, en 1955. Son diferentes a cualquier otra solución de cubiertas, tanto técnica como funcionalmente. A partir de cuatro formas básicas -plana, cóncava, convexa y la parábola hiperbólica- se obtienen gran cantidad de configuraciones geométricas, tienen muchas cualidades técnicas y estéticas:       

Permiten ilimitadas posibilidades de diseño. Se pueden instalar en todos los climas Producen ahorros en cimentación y estructura porque son muy livianas. Son de larga duración y fácil mantenimiento. No se manchan fácilmente. La iluminación interna genera reflejos nocturnos muy especiales. Son translúcidas. Permiten ahorros de energía en iluminación y climatización.

DEFINE Y EXPLIQUE USTED QUE SON LAS ESTRUCTURAS HISOSTATICAS E HIPERESTATICAS, MEDIANTE 02 EJEMPLOS DE CADA TIPO DE ESTRUCTURA