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Introduccion a los Tipos Estructurales


 



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Unidad 1: Conceptos Generales


Definicion de Arquitectura:

Arte, ciencia y tecnica de proyectar y construir espacios para que el hombre pueda desarrollar sus actividades adecuadamente, sana, confortable y segura.
Debe estar acorde con su tiempo, en conocimientos cientificos, situacion de contexto, necesidades de la poblacion, etc.
Para ello el arquitecto debe conjugar factores tales como la estetica, la forma, la funcion, volumenes, luz, economia, etc.
Debe interpretarse como un todo funcional y no una sumatoria de partes, se puede desglosar para su estudio pero cada parte pierde sentido sin la totalidad.


Definicion de Estructuras:

Es el conjunto de elementos resistentes, convenientemente vinculados entre si, que accionan y reaccionan bajo los efectos de las cargas.
Su finalidad es resistir y transmitir las cargas del edificio a los apoyos manteniendo el espacio arquitectonico, sin sufrir deformaciones incompatibles.


Exigencias basicas de las Estructuras:

Los requisitos o exigencias basicas que una estructura debe cumplir son:
EQUILIBRIO: Se identifica con la garantia de que el edificio no se movera.
Tienen cierto grado de movimiento, pero comparado a las dimensiones del edificio los desplazamientos de este edificio son tan pequenos que a simple vista parece inmovil y sin deformacion alguna. Un cuerpo no se mueve en una sola direccion, si se aplican otras fuerzas de igual magnitud y direccion aplicada en sentido contrario lo anulan. Cuando esto sucede se dice que el cuerpo esta en equilibrio.
ESTABILIDAD: Se relaciona con el peligro de movimiento inaceptables del edificio en su totalidad. Debe estar bien equilibrado. Cuando un viento huracanado actua sobre un edificio alto y este no se halla adecuadamente arraigado en la tierra o equilibrado por su propio peso, puede volcarse sin desintegrarse. El edificio es inestable desde el punto de vista rotatorio, este peligro existe tambien cuando un edificio no esta bien equilibrado y apoya sobre un suelo de resistencia no uniforme.
Un edificio construido sobre la ladera de una colina empinada puede mostrar una tendencia a deslizarse hacia abajo por accion de su propio peso. Todos estos casos de inestabilidad se relacionan con el suelo y con los cimientos del edificio.
RESISTENCIA: Se relaciona con la integridad de la Estructura y de cada una de sus partes, sometidas a cualquiera y todas las cargas posibles. Para ello se elige primero el sistema estructural y se establecen las cargas que actuaran sobre el y se compara con el tipo y magnitud de las tensiones que el material puede resistir sin peligro. Se usan coeficientes de seguridad de magnitud diversa para tener en cuenta las incertidumbres en cuanto a condiciones de carga y propiedades de los materiales. El proyectista debe verificar la resistencia ante distintas condiciones de carga a fin de obtener la peor configuracion de tensiones en puntos significativos de la estructura.
FUNCIONALIDAD: Se tendra en cuenta si se cumplen las condiciones funcionales del edificio ya que estas son previas al diseno de la obra y por lo tanto la estructura debera facilitar, o por lo menos no interferir, el buen funcionamiento arquitectonico. La excesiva flexibilidad de una estructura puede menoscabar su funcionalidad si las deformaciones debidas a las cargas estaticas tornan dificil o incomodo el movimiento de las personas sobre aquella.
ECONOMIA: El caracter utilitario de la estructura es tan fundamental que la economia influye sobre los sistemas estructurales de edificios no utilitarios. El costo de la estructura no alcanza por lo comun al 20-30% del costo total del edificio. Por lo tanto, aun una disminucion sustancial en la estructura rara vez representa una economia superior a un pequeno porcentaje del costo total.
Los dos factores mas importantes en el costo de una estructura son los materiales y la mano de obra. A este respecto, hoy encontramos en el mundo dos tipos basicos de economia. En la primera, usual en los paises industriales mas avanzados, el costo de los materiales es relativamente bajo y el de la mano de obra es relativamente alto. En los paises menos desarrollados, esta relacion se invierte
ESTETICA: El Arquitecto al decidir el sistema estructural que considera mas conveniente para expresar el concepto del edificio, impone ademas sus postulados esteticos a la obra. Independientemente de ello, por tratarse de un hecho formal, la estructura es de por si portadora de una emocion estetica.
Segun los espacios arquitectonicos que la estructura contribuye a limitar o sostener, el analisis de los aspectos esteticos sera planteado de diferente manera, es posible que la estructura se subordine a la funcion o que sea una parte activa en la expresion de la arquitectura.


Unidad 2: Cargas


Definicion de Cargas:

Causa capaz de producir estados tensionales en una estructura.
Clasificacion segun el tiempo de aplicacion las cargas se clasifican en:
PERMANENTES: son las que duran toda la vida util de la estructura. Comprenden al peso propio de la estructura y el de todas aquellas partes de la construccion rigidas y permanentemente ligadas a ellas. Ejemplo: estructura, instalaciones, cerramientos, revestimientos, contrapisos, etc.
ACCIDENTALES: son aquellas que cuya magnitud y/o posicion pueden variar a lo largo de la vida util de la estructura (actuan en forma transitoria, existiendo en determinados momentos solamente). Ejemplo: viento, personas, nieve, muebles, terremotos, etc.
Clasificacion segun su estado inercial (que se refiere al estado de reposo o movimiento en que se encuentra la larga en el momento de actuar) estas se clasifican en:
ESTATICAS: son las que no cambian nunca su estado de reposo o lo hacen lentamente en el tiempo. En todos los casos son las que durante el tiempo que actuan estan en estado de reposo, y por extension tambien aquellas que tienen estado inercial despreciable, es decir que si bien varian en el tiempo lo hacen en forma muy lenta.
Ejemplos: peso propio de cerramientos, solados, instalaciones, estructuras, etc.; publico en salas de espectaculos; personas en oficinas y viviendas.
DINAMICAS: son las que varian rapidamente en el tiempo. En todos los casos son las que durante el tiempo que actuan estan en estado de movimiento (inercial) considerable.
Segun como sea la direccion del movimiento podemos clasificarlas en :
MOVILES: son aquellas en las cuales la direccion del movimiento es perpendicular a la direccion en que se produce la carga. Ejemplos: desplazamiento de un vehiculo; desplazamiento de una grua movil sobre sus rieles; desplazamiento de un tren sobre sus rieles.
DE IMPACTO: son aquellas en las cuales la direccion del movimiento es coincidente con la direccion en que se produce la carga. Se caracterizan por un tiempo de aplicacion muy breve (instantanea).
Ejemplos: choque de un vehiculo; movimiento sismico; publico saltando sobre gradas en estadios deportivos; accion de frenado (sobre paragolpes en estacion terminal de trenes); etc. Todas las cargas dinamicas (moviles o de impacto) tienen un efecto posible que es la resonancia. Todas las estructuras son en cierta medida elasticas, en el sentido que poseen la propiedad de deformarse bajo la accion de las cargas y de volver a su posicion normal luego de desaparecer dicha accion .Como consecuencia, las estructuras tienden a oscilar. El tiempo en que tarda una estructura en describir una oscilacion completa se llama periodo fundamental.


Clasificacion segun su ubicacion en el espacio:

CONCENTRADAS O PUNTUALES: Son las que actuan sobre una superficie muy reducida con respecto a la total.
Ejemplos : columna o viga que apoya sobre una viga.
Rueda de un puente grua sobre la via.
Anclaje de un tensor.
Distribuidas: Son las que actuan sin solucion de continuidad a lo largo de todo el elemento estructural o parte de el.
A la vez se dividen en uniformemente distribuidas y distribuidas no uniformes:
UNIFORMEMENTE DISTRIBUIDAS: son aquellas que mantienen un mismo valor en toda su expansion. Ejemplos de ellas son el peso propio de una losa, la presion de agua sobre el fondo de un deposito, o el publico en una sala de espectaculos.
NO UNIFORMEMENTE DISTRIBUIDAS: son aquellas en las que varia su valor en los distintos puntos de su extension. Ejemplos de ellas son la accion del viento, una pared de altura variable, o la presion en la pared de un tanque.


Carga del Viento:

Este tipo de cargas no se tiene en cuenta en edificios de menos de 15 m de altura o que la proporcion altura/ancho sea menor o igual a 2.
Es una carga dificil de determinar, depende de la velocidad, ubicacion geografica, altura y forma de la construccion. Se recurre a los reglamentos donde se encuentran en valores expresados en kg/m2 .
Se considera direccion en direcciones desfavorables. Carga estatica. No uniformemente distribuida ya que disminuye en las capas inferiores por el rozamiento con el suelo.


Cargas Sismicas:

Son vibraciones simultaneas en forma vertical y horizontal (mas intensas). Se transmiten a traves de las fundaciones, son movimientos convulsivos mayores en los pisos mas altos.


Cargas por presion del agua:


Cargas por presion del terreno:

Actua sobre las paredes de un sotano o muro de contencion, originada por el deslizamiento del terreno que trata de contener.
La resistencia a desmoronarse depende del terreno. Por ejemplo: La arena seca tiene un menor angulo de deslizamiento que la tierra compacta que posee una mayor resistencia al desmoronamiento.
EMPUJE PASIVO: La tierra tiende a mover la estructura.
EMPUJE ACTIVO: El muro se opone al movimiento del suelo.


Unidad 3: Estatica . Resistencia de los Materiales


Definicion de Estatica:

Se ocupa de las condiciones que deben reunir los sistemas de fuerzas para dejar en equilibrio a los cuerpos sobre los que actuan.


Principios:

Hipotesis de rigidez: Se considera a los cuerpos sin movimientos ni deformacones pero esto solo sucede a simple vista.
Accion de una fuerza: Si agregamos o suprimimos un par de fuerzas iguales que actuen sobre una misma recta, y de sentido contrario (Bifuerza), no se altera el estado de equilibrio del cuerpo.


Fuerza axial:

Fuerza Axial es aquella causa que modifica o tiende a modificar el estado de reposo o movimiento de un cuerpo y provoca efectos en su interior.
Se mide en Kg. o en Tn.
Se representa mediante vectores.
Fuerza Axil normal es la resultante de las fuerzas exteriores, perpendicular al plano de la seccion. Fuerzas divergentes = traccion. Fuerzas convergentes = compresion.


Principio de Accion y Reaccion:

Si un cuerpo ejerce una fuerza sobre otra (accion), este ejerce sobre el primero otra fuerza (reaccion) que tiene el mismo valor, la misma recta de accion y sentido contrario que la primera. El principio es evidente, cuando consideramos dos cuerpos en contacto intimo, de forma que la interaccion entre ellos es la de dos sistemas de fuerzas distribuidas sobre la superficie de contacto. En cada punto de la superficie en comun, la accion mecanica del primer cuerpo por el segundo dado que las intensidades de fuerzas son opuestas, una resultante igualmente el negativo de la otra.
Como consecuencia de la accion de las cargas o fuerzas externas sobre la estructura, sus elementos componentes se ven solicitados de diferente manera segun su forma, posicion, etc. de modo tal que la pieza, y por lo tanto el material sufriran una deformacion que sera controlada por el esfuerzo del material para preservar las condiciones iniciales, siendo la tension la medida de dicha fuerza.
Llamaremos CARGA a cualquier accion o conjunto de acciones capaces de producir estados tensionales en una estructura.
Las SOLICITACIONES son esfuerzos basicos que pueden resistir los materiales estructurales, segun su forma, posicion, vinculos y tipos de carga.
Llamaremos DEFORMACION a todo cambio en el estado de agregacion de la moleculas de un cuerpo motivada por la accion de una carga o fuerza externa capaz de modificar las fuerzas que vinculan a las moleculas o fuerzas de cohesion propias de un cuerpo.
Los ESFUERZOS varian con la modificacion de las distancias intermoleculares, o sea con la deformacion y crecen a medida que estas aumentan, hasta equilibrar la fuerza exterior.
TENSION ADMISIBLE: Es la que resulta de dividir la tension de fluencia por el coeficiente de seguridad. El coeficiente de seguridad varia segun el material del que se trate.
TENSION DE ROTURA: Es la tension en la que un material se rompe luego de haber pasado por el periodo elastico y plastico en el cual las deformaciones no desaparecen al desaparecer la carga.
COEFICIENTE DE SEGURIDAD: Al no realizar calculos exactos sobre la resistencia propia de cada material, se debe adoptar una cierta seguridad, es decir sobredimensionar, poner mayor cantidad de material para superar estos imprevistos. Cada material tiene establecidos su coeficiente de seguridad.
PESO ESPECIFICO: Es el peso de la unidad de volumen ¥ã= Peso/ Volumen. Unidades: T/m3 Kg/m3 Kg/cm3
ISOTROPIA: La isotropia es la caracteristica de poseer iguales propiedades en cualquier direccion. Cuando la propiedad elasticidad se manifiesta en igual medida cualquiera sea la direccion en la que se ha producido la deformacion o la direccion en la que se deforma, el material se denomina isotropo.
HOMOGENEIDAD: Si un cuerpo tiene en todos sus puntos igual estructura molecular o identicas propiedades fisicas se lo denomina homogeneo.
ELASTICIDAD: Propiedad de los cuerpos deformados de recuperar su posicion inicial, una vez desaparecida la fuerza deformante. Es la capacidad de un cuerpo deformado de devolver el trabajo de deformacion.
PROPIEDADES FISICAS: Abarca el estudio y conocimiento de las formas y dimensiones en que pueden obtenerse los materiales.
PESO ESPECIFICO: Se refiere al peso por la unidad de volumen,
Y=P
V
Sus unidades de medida son: tn/m3
Kg/m3
Kg/cm3
POROSIDAD: Serefierre a la cantidad de poros o huecos que hay dentro de la masa. Queda expresada por un numero absoluto. Valdra 0 (cero) cuaando el material no tenga poros y tendeeera aa valer 1(uno) como maximo.
P=E P=porosidad
Va Va=volumen aparente (se considera al de un solido con poros o vacios)
COMPACIDAD: Es la inversa de la porosidad. Se refiere al grado de densidad.
HIGROSCOPICIDAD: Propiedad de algunos materiales de absorver el agua y variar su Peso.
PERMEABILIDAD: Capacidad de ciertos materiales para dejarse atravesar por los Liquidos. Puede hacerse por capilaridad, por presion o por ambas cosas a la vez. La Cantidad de liquido que penetra en el cuerpo por capilaridad mide su capacidad de absorcion y esta vinculado con la porosidad.
Depende de la cantidad, forma y grado de comunicacion de los espacios vacios del material.
IMPERMEABILIDAD: Es la inversa de la permeabilidad.
HOMOGENEIDAD: Si un cuerpo tiene en todos sus puntos igual estructura molecular se lo denomina homogeneo, en caso contrario, sera heterogeneo.


PROPIEDADES QUIMICAS:

COMPOSICION QUIMICA:Su conocimiento es importante porque la presencia o ausencia de ciertos compuestos o elementos en los materiales puede definir algunas de sus caracteristicas o propiedades.
ESTABILIDDAD QUIMICA: Interesa la resistencia que opone un material al ataque de los agentes agresivos que pudieran alterar sus propiedades.
PROPIEDADES MECANICAS:
RESISTENCIA: Se refiere al grado de oposicion que presenta un material a las fuerzas que tratan de deformarlo. Este depende de la cohesion molecular.
TENACIDAD: Propiedad de admitir una deformacion considerable antes de romperse.
FRAGILIDAD: Es la inversa de la tenacidad. Propiedad de rommperse con poca deformacion.
ELASTICIDAD: Propiedad de los cuerpos deformados de recuperar su forma inicialuna vez desaparecida la fuerza deformante.
PLASTICIDAD: Es la inversa de la elasticidad. Propiedad de experimentar y mantener la deformacion despues de haber desaparecido la carga.
ISOTROPIA: Cuando la propiedad de elasticidad se manifiesta en igual medida, cualquiera sea la direccion en que se ha prodicido la deformacion.Los materiales fundidos, tales como el acero se consideran isotropos.
ANISOTROPIA: Es la inversa de la isotropia. Si las condiciones de elasticidad varian segun la direccion en que se produzcan las deformaciones, los cuerpos o materiales se califican como anisotropos.


PROPIEDADES TECNOLOGICAS:

Son las que permiten a los materiales recibir las formas requeridas para su empleo en construccion.
Las operaciones tecnologicas fundamentales son:
. de separacion; dan forma y tamano cortando, separando o dividiendo el material
. de agragacion; consiste en la union de materiales por medios fisicos, quimicos o mecanicos.
. de transformacion; son las que modifican el material sin necesidad de agregados ni supresiones.
Las propiedades son:
FORJABILIDAD: Calentar y dar forma a traves de golpes.
MALEABILIDAD: Posibilidad de reducir el material a laminas delgadas.
DUCTIBILIDAD: Permite a los materiales estirarse, reduciendose a hilos.
PLASTICIDAD: Capacidad de deformarse y retener la nueva forma permanentemente.
SOLDABILIDAD: permite vincular ciertos materiales por soldadura.
CLAVADO: permite el vinculo con clavos, ej: maderas
ENCOLADO: vinculo por pegado, en maderas y plasticos.
RIGIDEZ: Es la capacidad para resistir la deformacion. Los materiales son tanto mas rigidos cuanto menores sean las deformaciones producidas por un esfuerza dado.
DUREZA: Es la resistencia de un solido a dejarse penetrar por otro por accion de una fuerza.


Unidad 4: Estructuras de Traccion Pura


Traccion:

Es el estado de tension en el cual las particulas del material tienden a separarse. Su causa se puede explicar como dos fuerzas de igual magnitud pero de sentido contrario actuando sobre la misma recta de accion.


Estructuras de Traccion Pura:

Llamamos estructuras de traccion pura a todos a aquellos sistemas estructurales que actuan por su forma y estan solicitados exclusivamente a solicitaciones internas de traccion. Denominamos traccion al esfuerzo que hacen las fibras de un elemento estructural en el cual se produce su ¡°estiramiento¡± por causa de que sus moleculas se separan unas de otras.
O sea que estas estructuras no resisten otro tipo de solicitacion mas que el de traccion, no es sometido ni a la compresion, flexion, corte o torsion.
La deformacion caracteristica es el alargamiento en la direccion de la carga y acortamiento en la otras dos dimensiones.


Materiales para su construccion:

Los materiales aptos para materializar una estructura de traccion se caracterizan por su GRAN FLEXIBILIDAD, o sea pequeno momento de inercia transversal, muy ELEVADA RESISTENCIA A LA TRACCION y POCO EXTENSIBLES, o sea elevado modulo de elasticidad ¡°E¡±.
Todas estas caracteristicas son las que hacen que una estructura trabaje bien a la traccion, sin tener deformaciones tanto en la materialidad como en la funcionalidad.
Por su forma. Los elementos se pueden clasificar en:
LINEALES: Son hilos que tienen escasa seccion y gran longitud, por ejemplo: alambres cables de alambres retorcidos, cordones de alambres paralelos, varillas cilindricas, cadenas, etc.
SUPERFICIALES: Son elementos de espesor despreciable y de gran superficie, por ejemplo tejido de alambre, chapas La caracteristica importante es la adaptabilidad de los elementos que constituyen estas estructuras, que, al recibir las cargas adquieren automaticamente una forma de equilibrio funicular.
Los materiales mas utilizados son:
Acero: resiste igual o mas que otros materiales en una seccion mas pequena lo que ahorra espacio, tiene apariencia de liviandad, es de instalacion rapida.
Aluminio: es de facil trabajo, tiene buena conductibilidad, es resistente a la corrosion, es un material liviano, y deformable.


Poligonos Funiculares:

Los poligonos funiculares son las formas naturales para soportar esfuerzos de traccion. A medida que aumenta el numero de cargas, el poligono funicular toma un numero creciente de lados mas pequenos y se va aproximando a 1 curva. Se puede decir que a una cantidad ¡°m¡± de cargas aplicadas a un cable, el poligono funicular tendra m+1 lados.
Por las cargas de servicio en una Estructura de traccion pura queda definida un poligono funicular de x cantidad de lados. Cuando aumenta esos lados queda definida una curva o al menos se aproxima a ella.
La CATENARIA es la forma de equilibrio (poligono funicular de x lados) de una carga repartida a lo largo de un hilo, de una curva. Podemos hablar de la carga de su propio peso en todo el cable. Ejemplo: una cadena; el peso de sus eslabones marca una catenaria
La PARABOLA para hacerlo mas sencillo tomamos el caso de un puente donde las cargas estan uniformente distribuidas horizontalmente. Es decir, es la forma de equilibrio de una carga uniformemente distribuidas a lo largo de una recta.


Unidad 5: estructuras de Compresion Dominante

Compresion:
Es un estado de tension en el cual las particulas se aprietan entre si. Una columna sobre la cual se apoya una carga, se halla sometida a una solicitacion a la compresion.
Conceptos generales:
Se considera como estructuras de ¡°compresion dominante¡± a aquellas en que durante el transcurso de su vida util, cualquier seccion de los elementos resistentes que la componen, estan solicitados exclusivamente a esfuerzos de compresion. la unica limitacion impuesta es que bajo cualquier estado de cargas de servicio no aparezcan tensiones de traccion en ninguna seccion de la estructura.
Para concluir con la definicion: compresion es el estado de tension en el cual las particulas se ¡°aprietan¡± entre si. una columna sobre la cual se apoya un peso se halla sometida a compresion, por ese motivo su altura disminuye por efecto de la carga. la relacion entre tension de compresion y deformacion por compresion es el modulo de elasticidad por compresion.
Las deformaciones provocadas por la compresion son de sentido contrario a las producidas por traccion, hay un acortamiento en la direccion de la aplicacion de la carga y un ensanchamiento perpendicular a esta direccion, esto debido a que la cantidad de masa del cuerpo no varia.
Las solicitaciones normales son aquellas fuerzas que actuan de forma perpendicular a la seccion; por lo tanto, la compresion es una solicitacion normal a la seccion ya que en las estructuras de compresion dominante la forma de la estructura coincide con el camino de las cargas hacia los apoyos, de esta forma, las solicitaciones actuan de forma perpendicular provocando que las secciones tienden a acercarse y ¡°apretarse¡±. En relacion con las estructuras de traccion dominante, las solicitaciones a las que estan sometidas tambien actuan de forma perpendicular a la seccion, pero en sentido inverso, provocando que las secciones de la estructura se ¡°separen¡±.
Pandeo:
El Pandeo es un comportamiento tipico de los elementos estructurales sometidos a esfuerzos de compresion.
Cuando la carga de compresion aumenta progresivamente llega a un valor en el cual el elemento esbelto, en lugar de limitarse a cortar su altura, curva su eje; una vez que esto ocurre aunque no se incremente el valor de la carga el elemento continua curvandose hasta el colapso definitivo.
El valor de la carga por el cual el elemento puede pandear puede ser sensiblemente inferior a la carga que resiste el material dado. En general la aparicion del pandeo puede manifestarse en el tramo proximo al apoyo por ser el mas cargado.
Ninguna pieza sometido al esfuerzo de compresion esta exenta de sufrir el pandeo. Se trata de una flexion lateral que esta en relacion con la esbeltez.
Esbeltez = lp (luz de pandeo)
b (lado menor)
La carga de pandeo de una columna depende de su material, su longitud, la forma de su seccion transversal, y las restricciones impuestas a sus extremos.
La carga de pandeo es proporcional al modulo de elasticidad del material; el acero resiste tres veces mas que el aluminio.
Para ser resistentes a la compresion no deben ser delgados, y, sin embargo emplear una cantidad limitada de material, lo primordial es que la mayor parte del material se situe lejos del centro, esto se refiere al momento de inercia.
En la practica, toda pequena imperfeccion en el centrado de las cargas o toda falla en el material facilitan el pandeo. Las cargas de pandeo tambien aumentan con las restricciones impuestas a los extremos del elemento comprimido, sera mayor si algun extremo esta libre.
La formula de Euler sirve para conocer el valor de la carga a la cual el elemento estructural sufrira el efecto de Pandeo. Este valor se agregara al calculo de las cargas permanentes.
Pk= ¥ð2. E . J min
Lk2
Pk: Carga critica de Pandeo. Es el valor maximo de la carga que puede soportar el elemento en cuestion; el valor de la carga de trabajo debera ser tres veces mayor a la de Pk.
E: modulo de elasticidad o modulo de Yang. Mide la oposicion del material a ser deformado. A mayor E, menor riesgo de pandeo.
J: momento de inercia de la seccion. Ubicacion del material del modo mas racional para obtener mayor resistencia, esto se logra colocando el material lejos del baricentro de la seccion.
En la formula se usa el momento de inercia minimo.
Lp: luz de pandeo. Altura de la columna aumentada o disminuida por las condiciones de sujecion de la misma, a menor altura de la columna menor posibilidad de pandear.
Columna empotrada apoyada en dos puntos apoyada en un punto
Lp=1/2 Lp=1 Lp=2
Nucleo Central:
Se llama al area que rodea al centro g de la seccion y cuya distancia maxima a este no podra superar a 1/3 de la altura de la seccion. Todas las cargas que incidan sobre esa area seran esfuerzos de compresion, pasado este limite apareceran esfuerzos de flexion y traccion, los cuales no podran ser soportados por estas estructuras.
Conocer el nucleo central de compresion nos servira a saber como deben estar orientadas las cargas con respecto ala seccion, de tal forma que esta pueda soportarlas sin flexarse.
La excentricidad ¡°e¡± es la distancia entre la fuerza y el baricentro, esta distancia no debe ser mayor a1/6 de la altura total de la seccion. La paricion de la excentricidad traera como consecuencia la desuniformidad de las tensiones de compresion en la seccion transversal, produciendo un incremento de estas en el borde mas proximo a la curva de presiones, pudiendo aparecer en el borde opuesto tensiones de traccion.


Configuracion Antifunicular de las Cargas:

En las estructuras de traccion pura, la distribucion de las cargas a lo largo de la curva responde a la forma de catenaria, en este tipo de estructuras la curva recibe el nombre de ¡°funicular de cargas¡±; En las estructuras de compresion dominante, la curva tambien toma la forma de catenaria pero en sentido inverso, por este motivo la curva recibe el nombre de ¡°antifunicular de cargas¡±.
La catenaria no difiere en gran medida de la parabola de 2¨¬ grado y que responde a carga repartida a lo largo de una cuerda. Ambas curvas pueden asimilar siempre y cuando la relacion entre la luz y la flecha fluctue del 15% al 25%.


Tipologias de Apoyos:

PILAR: estructura de mamposteria bajo compresion excentrica, cuenta con una situacion de equilibrio estable cuando a traves del plano de su apoyo se genera una fuerza de reaccion que equilibra a la fuerza total de accion. MURO: macizo de mamposteria que cumple una funcion estructural portante de soporte de cargas verticales y de contencion de empujes. Volumen prismatico con dos dimensiones predominantes -largo y alto- sobre la tercera - el espesor-. A su vez el muro puede ser considerado como una sucesion de pilares.
COLUMNAS: son elementos solicitados a compresion. La longitud y la seccion transversal (lado minimo en la seccion rectangular, diametro en secciones circulares), debveran estar en relacion tal que, por su magnitud, no supere los valores maximos permitidos para los materiales. A dicha relacion entre la altura y lado minimo se la denomina esbeltez.


Tipologias de Cubrimiento:

BOVEDAS: son elementos superficiales curvos de espesores importantes.
Si su curva generatriz responde al antifunicular de las cargas nos aseguraremos que solo se producen tensiones de compresion, pero al aparecer otro tipo de cargas ocmo las accidentales (ej. viento) modificara el estado de solicitacion produciendose una dirferencia entre el baricentro de la seccion y la nueva curva de presiones, distancia llamada excentricidad. CUPULAS: son estructuras de revolucion, donde cada meridiano se comporta como una curva funicular solicitada a compresion pura. Las cupulas son estructuras muy poco deformables ya que los paralelos actuan como anillos que restringen las deformaciones.
ARCOS: Tambien pueden ser de soporte. Su forma es la de la curva antifunicular o la de parabola de 2¡Æ grado en el caso de las cargas repartidas a lo largo de la cuerda. Es construido de materiales aptos, no flexibles, capaces de soportar solicitaciones de compresion (ladrillo, hormigon, piedra, acero, etc.) Estos arcos pueden aceptar ciertas flexiones, por efecto de las cargas accidentales, lo que hace que constituyan estructuras estables, si los apoyos son los adecuados.


 





 

 

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