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• Giulli Arnez Vasconcellos

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2020 SISTEMAS ESTRUCTURALES

SISTEMAS ESTRUCTURALES

Estudiantes: -GIULLI CRISTINA ARNEZ V. -MARIA VIRGINIA LUNA NAVIA

1. Concepto. - Los sistemas estructurales conforma el conjunto de elementos con

características físicas, químicas y mecánicas que soporta y sostiene las cargas transmitidas de la totalidad de una estructura, conforman el “Esqueleto”, aquello que Figurada 1

forma y rigidez.

2. Clasificación De Los Sistemas Estructurales. – 

Sistema estructural de FORMA ACTIVA.



Sistema estructural de VECTOR ACTIVO.



Sistema estructural de MASA ACTIVA.



Sistema estructural de SUPERFICIE ACTIVA.



Sistema estructural de VERTICALES.



Sistema estructural de NEUMATICOS.

2.1.1 Sistemas Estructurales. A.

FORMA ACTIVA. - Son sistemas portantes de material flexible, no rígido, en los

que la transmisión de cargas se efectúa a través de una forma asegurada en sus extremos fijos que pueden sostenerse a sí mismas y cubrir un espacio amplio. Sistema de membrana

Figura 2



Los SE.F.A. desarrollan esfuerzos horizontales en sus extremos.



La trayectoria natural de los esfuerzos de un sistema de compresión de forma activa es

el funicular de las compresiones y del mismo modo para las funiculares de las tracciones. Suspensión directa desde el soporte central

Puentes colgantes

Transmiten Cargas. - Mediante simples tensiones normales y mediante compresión, tracción. Características del sistema. - Vuelven a encausar las fuerzas externas mediante simples tensiones: -

El cable colgante a tracción

-

El arco a compresión. Mecanismo resistente. -La forma y el espacio arquitectónico son el resultado del Figura 4

mecanismo sustentante y actúan principalmente mediante su forma material. Estabilización del sistema. – La ligereza del flexible cable colgante y la pesadez del Cables y tensores

arco rigidizado. Usos. – Redes de cables, Membranas, cupulas de celosía.

Figura 5

A. VECTOR ACTIVO. - Son sistemas portantes formados por elementos cortos, sólidos y

rectos. Los elementos del sistema (cordones, barras) están sometidos a compresión o bien a tracción sistemas mixtos de compresión y tracción y son de reducida sección con relación a su longitud.

Las características estructurales típicas son triangulación y unión mediante nudos. Prototipo: Cerchas, emparrillados espaciales, Sistemas reticulados. Transmiten las cargas: Mediante tensiones normales a tracción y/o a compresión, como piezas extendidas o comprimidas. Características del sistema: La disposición triangulada de las piezas rectas. Mecanismo sustentante: Mediante la descomposición de las fuerzas en varias direcciones.

Cerchas en bóvedas

Estabilización del sistema: Entre las formas típicas de reagudización espacial: Figura 6



Cerchas diafragma sobre pilares



Pórtico reticulado con articulaciones sobre los cimientos.



Cercha triangulada o atrincada sobre pilares.

Distribución de cargas 

Debido a su transparencia

Figura 7 Figura 8

esquelética son una expresión convincente del genio inventivo para manejar las fuerzas y dominar la gravedad cubriendo grandes luces.

Ejemplos Reales:

Armado de cerchas, grandes luces

Figura 9

Estructura en Argentina

Figura 10

A. MASA ACTIVA. - Los sistemas estructurales de elementos lineales y Fijos en su

longitud, tienen ancho y alto. Dotados de resistencia material, pueden realizar funciones estructurales. Prototipos: La viga recta, sección llena apoyada en sus dos Figura 11

extremos, Pórticos articulados, rígidos y múltiples.

Transmiten cargas: Elementos resistentes a la flexión capaces de resistir las fuerzas que actúan en la dirección de sus ejes, y también mediante sus esfuerzos internos pueden recibir fuerzas que actúan perpendicularmente a su eje y Figura 12

transportarlas hasta los extremos. Características del sistema: elementos estructurales de directriz recta 

perfil de la sección y continuidad de la masa.



Mediante la conexión rígida, con los soportes se reduce la flecha y se crea un mecanismo para resistir las fuerzas horizontales.

Mecanismo sustentante: La distribución de la masa con relación al eje neutro es decisiva para el mecanismo sustentante.



Es la acción combinada de esfuerzo de compresión en el interior de la sección de la viga, en unión con los esfuerzos cortantes, permiten resistir a la flexión, originando equilibrio interno y externo.

Estabilización: Los elementos lineales de masa activa dispuestos en retícula biaxiales y

Figura 13 rígidamente entre sí, activan los mecanismos resistentes, permiten disminuir conectadas

el canto y la masa del elemento. 

La condensación de la aplicación biaxial de vigas conduce a la losa, constituyéndose en elemento plano de masa activa.



Mediante la conexión rígida de la viga con

Figura 14

los soportes

A. SUPERFICIE ACTIVA. - . Son superficies limitadas y determinadas en su forma que, a

pesar de no resistir flexiones, resisten esfuerzos cortantes de tracción y de compresión en los que la dirección de las fuerzas se efectúa mediante la resistencia de la superficie y una forma adecuada de la superficie. Los elementos del sistema están sometidos, en primer lugar, a solicitaciones de membrana, es decir; a fuerzas que actúan en paralelo a la superficie: sistemas en un estado de tensiones característico de las membranas. Prototipo:



La superficie plegada



Las superficies cilíndricas



Los pliegues cónicos



Las superficies semiesféricas

Arcos de contorno con puntos de base común

Figura 15 cargas: Mediante la continuidad superficial se encuentran en estado de tensión Transmiten

membrana.

Características del sistema: Las características estructurales básicas son estructura portante como delimitación espacial y configuración de las superficies. 

constituyen un instrumento y un criterio en la superficie del espacio



son medios geométricos más eficientes e inteligibles para definir el espacio



La continuidad estructural de los elementos en dos direcciones.



La resistencia superficial frente a esfuerzos de compresión, tracción y cortantes



Son simultáneamente, la envoltura del espacio interno y la corteza exterior de la construcción.

Mecanismo resistente: Actual principalmente mediante su forma material



el mecanismo sustentante del S.E.S.A resulta más eficaz cuando las superficies son paralelas en la dirección de las fuerzas actuantes.

Estabilización del sistema: Redificación: diafragmas bajo los pliegues, sobre los pliegues, pórticos rígidos bajo los pliegues. Usos. 

superficies plegadas.



laminas esféricas de revolución.

Figura 17

Figura 16

VERTICALES. - Son sistemas portantes de elementos sólidos y rígidos que se extienden predominantemente en sentido vertical, asegurados contra esfuerzos laterales y anclados firmemente al suelo, pueden recoger cargas desde planos horizontales a gran altura y transmitir hasta los cimientos. Las características típicas de la estructura son concentración de cargas / cimentación de las cargas / estabilización. Prototipo: Son sistemas homogéneos con problemas específicos propios y soluciones únicas. Transmiten las cargas: Son sistemas particulares de reunión de cargas, transmisión de estas y estabilización lateral.



mediante la desviación hacia abajo de las fuerzas horizontales, puede llegar a ser el factor determinante de la forma del proyecto.

características del sistema: Los S. E. V. según el sistema de recolección de cargas de los planos horizontales, dispuestos uno sobre otros para transmitirlos a la base. 

por ser sistemas particulares de reunión de cargas, transmisión de estas y estabilización lateral. Figura 18

Mecanismo Sustentante: Carecen de un mecanismo de trabajo propio y adoptan los mecanismos sustentantes de los anteriores sistemas estructurales.

Estabilización del sistema: Sistemas de recolección de cargas: Rascacielos 

Sistemas reticulados: Los puntos de unión se distribuyen uniformemente sobre la totalidad de la planta.



Sistemas de luz libre: Se

Figura 19

Figura 20

disponen de modo periférico 

Sistemas de voladizo: La zona colectora de cargas se sitúa Centralmente.

Los S. E. V. para la transmisión de cargas verticales requieren: Considerable masa en la sección de los soportes reduce sup. útil en planta •

colgando plantas – reducir sección

•

sistema estructural superpuesto (transporte final de cargas – suelo).

A.

NEUMATICOS. – Las estructuras neumáticas son membranas flexibles pretensadas

a base de aire a presión, rigidizadas, en ocasiones, por cables que, frente a la acción de las cargas exteriores, desarrollan esfuerzos de tracción, por lo que constituyen una estructura muy ligera. Materiales utilizados en las membranas: El tipo de tejido utilizado depende de la escala de la estructura. 

Para estructuras de pequeña escala se utilizan lonas naturales o sintéticas pintadas o revestidas.



Para estructuras a gran escala se utilizan membranas más fuertes y gruesas como, por ejemplo, nylon, poliéster o fibra de vidrio protegidos con vinilo o teflón.

Comportamiento estructural: Las estructuras neumáticas pueden resolver la cubierta de superficies muy grandes sin apoyos intermedios, proporcionando, asimismo, la posibilidad de montar, desmontar y transportar la estructura con facilidad. 

Incorporan al sistema estructural una acción sobre el sistema de cargas, provocada por la presión a la que se somete el aire confinado dentro del espacio o dentro de los elementos estructurales.



Responden a la acción de las cargas generando únicamente esfuerzos de tracción.



Las fuerzas de membrana pueden disminuirse reduciendo la curvatura y creando nervaturas con cables o pilares a tracción. Estas fuerzas dependen por tanto de las dimensiones y forma geométrica de la estructura, así como de la magnitud de la presión interna.

Tipos: Se pueden distinguir dos tipos de estructuras neumáticas: 

Estructuras soportadas por aire: Estructuras formadas por una única membrana tensada por una pequeña presión interna diferencial que puede ser positiva, adoptando entonces formas convexas, o negativa, con formas Figura 21

cóncavas. 

Hospitales de campaña

Estructuras con aire a presión: Estructuras formadas por elementos tipo tubo sometidas a presión superior, que forman pilares, vigas, pórticos,

Figura 23

Figura 22

etc. (imagen 5), El volumen de aire del local permanece a la presión atmosférica.

A. Conclusiones: B. Bibliografía Fuentes De Figura: 

Figura 1:

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Figura 6:

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Figura 10:

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Figura 11:

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Figura 13:

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Figura 15:

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Figura 16:

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Figura 18:

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Figura 19:

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Figura 20:

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Figura 22:

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Figura 23: