Universidad de Guadalajara

ESTRUCTURA LIGERAS Y MIXTAS

Arlenne Xiomara López ZazuetaJosué Altamirano GarcíaJosé Jaime Salas SantanaValentino Corona Alfaro

Edificación IIIArq. José Crescencio Villanueva

Son aquellas que permiten una reducción de cargas muertas en la estructura en comparación con sistemas estructurales tradicionales.

ESTRUCTURAS LIGERAS

Clasificación de estructuras

Forma Activa

Sección Activa

Superficie Activa

Altura Activa

Híbridos

Son en las que la transmisión de

cargas se realiza a través de la misma forma

Son sistemas estructurales de

elementos lineales rígidos y sólidos,

transmisión de cargas por

movilización de fuerzas seccionales

Sistemas portantes formados por

elementos lineales, transmisión de

cargas por descomposición

vectorial

Vector Activo

Son sistemas de superficies

flexibles que resisten esfuerzos

cortantes de tracción y

compresión

Son sistemas portantes de

elementos sólidos y rígidos que se

extienden, sobre todo en vertical

Son sistemas en los que la transmisión de

cargas se realiza mediante la acción conjunta de dos o

mas mecanismos de diferentes tipos

Son en las que la transmisión de cargas se realiza a través de la

misma forma

Forma Activa

CABLES• Estructura provista de mástiles de los que

parten unos cables de forma radial o paralelamente para sostener los miembros estructurales dispuesto de manera horizontal. D

EFIN

ICIO

NAP

LICA

CIO

N

Refuerzo en volado de losas.Puentes.

SUJECION

NEUMATICAS• . • Estructura, formada por una membrana enorme de

material impermeable, soportada por aire a presión ligeramente superior a la presión atmosférica normal; anclada de tal manera que impide las fugas aunque se hace necesario disponer de esclusas de aire para mantener la presión interior. También llamada estructura soportada por aire.

•

DEF

INIC

ION

APLI

CACI

ON

Espacios públicos provisionalesCentro de exposiciones

Una de las principales características de este tipo de estructura es que la influencia en las cargas es más perceptible que en estructuras convencionales.

En una construcción soportada por aire deben considerarse tres tipos de carga:- Cargas muertas: son el peso propio de la estructura, el cual es tan insignificante el cual puede despreciarse en el momento de proceder al diseño. La influencia del peso propio es mayor en el plano horizontal y desciende gradualmente hasta cero conforme se acerca al plano vertical.- Cargas suspendidas de la membrana- Cargas vivas: son las causadas por los parámetros climáticos como la lluvia y como la nieve.

Este tipo de construcción posee cuatro elementos que pueden considerarse elementales:- Membrana que compone la estructura.- Medios para soportar esta membrana.- Medios para anclarla en el suelo (anclajes).- Medios de entrada y salida al contenedor ambiental (accesos).

ARQUEADAS• Están constituidos básicamente

por una sección curvada hacia arriba que se apoya en unos soportes o estribos y que abarca una luz o espacio vacío.

DEF

INIC

ION

APLI

CACI

ON

Grandes claros.Versátil de genero arquitectónico.

ELEMENTOS

.

ESTRUCTURA VELARIA

Una velaría es una cubierta ligera conformada por una superficie hecha de lona o material textil cuyas cargas a tensión son transmitidas de la lona a las relingas a los postes o puntos de anclaje en algún elemento estructural ya sea muro o columna metálica

DEF

INIC

ION

APLI

CACI

ON

Salvar grandes clarosSupresión de pilares u obstáculos visualesPolideportivosFacilidad en montaje y construcciónEconomía

ANTECEDENTES

ELEMENTOS Y SUJECION

La velarias trabajan a tensión, cuyas cargas se reparten hacia los tensores conectados a postes para mantener la lona tensionada y así auto sustentarse.

VARIEDAD GEOMETRICA

Sistemas portantes formados por elementos lineales, transmisión de

cargas por descomposición vectorial

Vector Activo

.

ARMADURAS DE MADERA Una armadura es una estructura plana

construida por un conjunto de barras de madera articuladas en forma triangular, cuyo sistema de carga está integrado por fuerzas concentradas que actúan en las articulaciones y que se ubican en el mismo plano de la armadura.

DEF

INIC

ION

APLI

CACI

ON Techos en diversos giros incluso el habitacional

Construcción en puentes.Facilidad de montaje.Capacidad de cubrir grandes claros.

Gran flexibilidad en diseño arquitectónico.

Permite salvar claros relativamente grandes (más de 20 metros) sin necesidad de contar con un apoyo intermedio.

Al utilizar armaduras prefabricadas se reduce el costo de los trabajos realizados en la obra así como la duración de la misma. En una etapa temprana de la obra se cuenta con un espacio cubierto que permite adelantar los trabajos de acabados e instalaciones, a salvo de la intemperie.

Requieren menos material que los sistemas de largueros y tirantes.

No requieren equipo pesado para su montaje, que puede realizarse con gran rapidez.

Puede colocarse sobre muros de mampostería y cubiertas planas de concreto sin aumentar grandemente la carga y ofreciendo mejor aislamiento térmico y acústico.

Instalación de tubería de aire acondicionado.

Pueden soportar cargas gravitacionales hasta de 120kg/m2

VENTAJAS

COMPONENTES Y ELEMENTOS

COMPONENTES Y ELEMENTOS

SUJECION PORCLAVOS O CARTELAS DE LAMINA CON O SIN TORNILLOS

MALLA ESPACIAL Estructura que se basa en la rigidez

tridimensional, compuesta de elementos que están sujetos a esfuerzos axiales de tracción o compresión. También llamada estructura estérea.D

EFIN

ICIO

NAP

LICA

CIO

N

Salvar grandes clarosSupresión de pilares u obstáculos visualesPolideportivosCubiertas en naves industrialesRecintos ferialesFacilidad en montaje y construcciónEconomía

TRIDILOSA ING. HEBERTO CASTILLO

VIGAS VIERENDEEL

La armadura vierendeel en realidad no es una armadura.

En escencia, es un marco rígido. Esta armudura se caracteriza por

la ausencia de los miembros diagonales que produzcan la tringulacion necesaria que

aporta lo que normalmente se entiende como acción de

armadura.

Viga vierendeel

Viga Vierendeel

Lograr mayor elasticidad en espacios, eliminando al máximo las columnas, colgando entre pisos de una estructura rígida dispuesta

en un nivel superior. Esta puede ser una estructura VIERENDEEL, de la cual dependen

los tensores verticales que sirven de apoyo en los entrepisos.

Viga Vierendeel

VIGA VIERENDEEL

TENSOR VERTICALENTREPISO

COLUMNA

POSTE

Viga VierendeelPara efecto de un PREDIMENSIONAMIENTO , EL METODO DEL PORTAL, es un Valioso auxiliar en la solución de tipo de estructuras llamadas VIGAS

VIERENDEEL, que permiten salvar grandes claros, con aprovechamiento del ESPACIO, provocado en la formación de paneles.

montante

Cuerda superior

Cuerda inferior

Tornapunta o diagonal

Las VIGAS VIERENDEEL se pueden definir como ARMADURAS DE CUERDAS PARELELAS, con eliminación de DIAGONALES O TORNAPUNTAS, que permite el

aprovechamiento de los PANELES formados por CUERDAS o MONTANTES.

Viga Vierendeel

Cuerda superior comprimida

Cuerda superior traccionada

nodo

Montante o poste

Viga Vierendeel

• Suponiendo un espesor determinado a los elementos que integran el VIERENDEEL, en la unión de los mismos (nudos) puede ser aumentada la sección, con el objeto de lograr mayor RIGIDEZ Y CAPACIDAD para absorver estados de FLEXION.

Es fácil definir el sentido de los MOMENTOS EN CUERDAS, si se parte se suponer que las barras horizontales, tienden aSufrir un hundimiento o DESPLAZAMIENTO VERTICAL con relación al APOYO, en cuanto se alejan del mismo.

APOYO APOYO

Vigas vierendeel acarteladas

APOYO

APOYO

Puesto que los cortantes son determinantes en los esfuerzos de la VIERENDEEL, donde estos son máximos ( cercanos a los apoyos), los elementos pueden ser aumentados de sección,

reducida la separación de montantes ( paneles) o ambas cosas en caso de que así lo exijan los esfuerzos encontrados.

Incremento de sección hacia los apoyos.

tirantes.

Reducción de panel hacia los apoyos con cargas concentradas en los nudos.

Viga vierendeel• La disposición de estos cables, puede llegar a generar tracciones en las cuerdas superiores cercanas a los apoyos por lo que para evitar esta

situación se pueden disponer elementos DIAGONALES que favorezcan la trayectoria del CABLE DE PREESFUERZO.

anclaje

Cable de preesfuerzo

apoyo

Para el caso de la VIGA CIERENDEEL en voladizo, la disposicion del CABLE DE PREESFUERZO puede ser laSiquiente:

apoyo

Cable de preesfuerzo

anclajeCable de preesfuerzoCable tensor

diagonal

anclaje

Son sistemas estructurales de elementos lineales rígidos y sólidos,

transmisión de cargas por movilización de fuerzas seccionales

Sección Activa

PORTICOS Estructura formada por pilares y vigas

dispuestos en planos paralelos.• Generalmente por armazones rígidos

formado por dos columnas y una viga superior; conformándose en una sola pieza.

•

DEF

INIC

ION

APLI

CACI

ON Naves Industriales.

Instalaciones Deportivas.Puentes.

RETICULA DE VIGAS Estructura formada por una serie de vigas

entrecruzadas y conectadas entre sí por medio de nudos rígidos, encargadas de transmitir las cargas aplicadas en dos direcciones.

En el caso que nos ocupa, se referencia a los elementos estructurales más conocidos pero que en su fabricación, son menos pasadas que cualquier perfil normal.

Vigas de aleación ligera, vigas de madera huecas, perfiles laminados aligerados.

DEF

INIC

ION

APLI

CACI

ON

Método más utilizado y conocido.

ESTRUCTURA DE LOSAS Estructura que pretende sobrellevar

claros amplios sin depender de apoyos transversales como las vigas, para este efecto, en su conformación se aligeran con materiales alternativos como son la madera, hielo seco, sistemas de viguetas y bovedillas, entre otros.

Losas aligeradas en todos sus métodos.

DEF

INIC

ION

APLI

CACI

ON

Versátil de géneros y aplicaciones

Son sistemas de superficies flexibles que resisten esfuerzos cortantes de

tracción y compresión

Superficie Activa

LAMINARES EN MEMBRANA Y PLEGABLES • Estas estructuras no solo hacen labores estructurales, sino

que dividen el espacio interior y exterior de la edificación. En las estructuras de superficie activa debe existir una forma determinada que permita distribuir las cargas actuantes repartiéndolas por toda la superficie mediante esfuerzos de pequeña magnitud. El uso de pliegues o curvaturas permiten conciliar la lucha entre una eficacia horizontal para cubrir los espacios y una eficacia vertical para la resistencia frente a fuerzas gravitacionales.

• Son los mejores ejemplos: las placas planas plegadas, y las superficies de curvatura como las membranas y cascarones, usados para cubrir grandes superficies, como coliseos, estadios. Las placas planas plegadas permiten cubrir luces mayores que las losas, que funcionan como estructuras de masa activa.

DEF

INIC

ION

APLI

CACI

ON

EstadiosPolideportivosAuditorios.Centros de exposiciones.

Son sistemas portantes de elementos sólidos y rígidos que se extienden,

sobre un todo en vertical

Altura Activa

Altura Activa

ESTRUCTURAS MIXTASO HIBRIDAS

Estructura conformada en combinación de dos o más sistemas

estructurales ya sean ligeros y/o los más convencionales como el acero y el concreto.

DEF

INIC

ION

APLI

CACI

ON Coberturas de grandes claros.

Estadios.PolideportivosAuditorios.Centros de exposiciones.Museos.Puentes

PALACIO DE LOS DEPORTESMEXICO D.F.

El Palacio de los Deportes es una arena de la Ciudad de México, inaugurado con motivo de los XIX Juegos olímpicos de 1968. Bajo el diseño del Arquitecto Félix Candela. De Planta circular cubierta con una boveda metalica compuesta por una retícula de acero armado con arcos que siguen la forma semiesférica, la parte exterior de laminas de cobre en picos. Al interior existe una pista con un diámetro de 80m y con capacidad para 20,000 espectadores.