Engineering">
Idealización de Estructuras
Idealización de Estructuras
Idealización de Estructuras
CUSCO - PERÚ
2021 - II
INTRODUCCIÓN
ELEMENTOS ESTRUCTURALES
Los elementos de una estructura son las piezas fundamentales de la misma, tienen la capacidad de
almacenar energia elástica de deformación los identificados en nuestra estructura de estudio son el
siguiente:
➢ LOSAS
Las losas de concreto son elementos estructurales horizontales cuyas dimensiones en planta
son relativamente grandes en comparación con su altura donde las cargas son perpendiculares
a su plano, se emplean para proporcionar superficies planas y útiles. Las losas separan
horizontalmente el espacio vertical conformando diferentes niveles y constituyen a su vez, el
piso de uno de ellos y el techo del otro. (Construyendo.co)
➢ COLUMNAS
Las columnas de acero son elementos constructivos que se realizan en la fábrica, aunque
ocasionalmente en el terreno pueden realizarse sobre ellas modificaciones de cualquier clase.
Por ejemplo fundaciones, que, de hecho, suelen ser más sencillas con las columnas de acero
que con las de hormigón debido a su menor peso. (Como aplicar las nuevas Tecnologías de la
Ingeniería)
➢ VIGAS
Una viga es un elemento estructurales que normalmente se colocan en posición horizontal,
(aunque pueden ser también inclinadas) que se apoyan sobre los pilares, destinados a soportar
cargas. Ejemplos de vigas son, los rieles de las cortinas, los travesaños horizontales de debajo
del tablero en el pupitre o en la silla, el marco de la ventana o de la puerta, etc. Cuando forman
parte de la superficie de un forjado se denominan viguetas. El conjunto vigas-pilares forman
los pórticos. (Espazo Abalar)
➢ CIMENTACIONES
La cimentación es un grupo de elementos estructurales y su misión es transmitir las cargas de
la construcción o elementos apoyados a este al suelo distribuyéndolas de forma que no superen
su presión admisible ni produzcan cargas zonales. (Grupo CIPSA)
➢ ESCALERAS
Las escaleras en el hogar son útiles para llegar a lugares que difícilmente alcanzarías. Por
ejemplo, al cambiar un foco, limpiar la parte superior de los muebles, cambiar de cortinas,
entre otras actividades realizadas con frecuencia.
CIMENTACIONES
LOSA
FUNCION QUE
ELEMENTO GEOMETRIA(M) MECANICA FISICAS
CUMPLE
CON UN AREA DE
LOSA
58.616 y altura de concreto
INFERIOR peso unitario contribuye a traves
0.20 210Kg/cm2
0.3 tnf/m2 de aumentar el area
ductilidad local y
coeficiente de de acero que
CON UN AREA DE golval de un
LOSA dilatacion lineal trabajo a tension
58.616 y altura de marco
SUPERIOR
0.20
VIGAS DE CONEXIÓN
ESCALERAS
COLUMNAS
VIGAS
FUNCION
ELEMENTO GEOMETRIA (M) MECANICA FISICAS
QUE CUMPLE
V-101 0.25X0.30X0.8
C14-C13-C12 V-102 0.25X0.50X3.40
V-103 0.25X0.50X2.40
V74-V73 V-104 0.30X0.20X3.70
V-105 0.25X0.30X0.8
B72-C11-C10-
V-106 0.25X0.50X3.38
C9
V-107 0.25X0.50X2.43
V-108 0.25X0.30X0.8
B62-C8-C7-C6- V-109 0.25X0.50X3.38
C5 V-110 0.25X0.50X2.23
V-111 0.25X0.50X2.90
B61-B60 V-112 0.2X0.4X2.75
V-113 0.25X0.30X0.81
V-114 0.25X0.50X3.38 peso unitario de soporte para
C4-C3-C2-C1 2.40 tnf/m3 que puedan
V-115 0.25X0.50X2.23 concreto
coeficiente cargarse nuevas
V-116 0.25X0.50X2.90 210Kg/cm2
de dilatacion estructuras sobre
V-117 0.25X0.30X0.77 lineal ellas
C4-C8-C11- V-118 0.25X0.50X3.50
C14 V-119 0.25X0.50X3.60
V-120 0.25X0.50X2.75
V-121 0.25X0.30X0.93
C3-C7-C10- V-122 0.25X0.50X3.48
C13 V-123 0.25X0.50X3.60
V-124 0.25X0.50X2.75
V-125 0.25X0.30X0.91
V-126 0.25X0.50X3.50
C2-C6-C9-C12
V-127 0.25X0.50X3.60
V-128 0.25X0.50X3.50
V-129 0.20X0.40X0.74
B65-C1-C5
V-130 0.20X0.40X3.65
APOYOS
Únicamente los apoyos que se lograron identificar en la estructura fueron del tipo empotrado debido
a las cimentaciones que estos presentan.
La función principal de los apoyos estructurales es asegurar una transmisión cautelosa de las fuerzas
que se generan entre la superestructura y la subestructura, lo que facilita los movimientos de rotación
y traslación que tiene cada eje. Parte de su trabajo fundamental es la capacidad de resistir el peso de
las cargas a las que será sometida la estructura y absorber los movimientos que se generen.
FUNCIONES:
➢ Articulación de primer orden (Rodillo)
El rodillo restringe un grado de libertad y genera una reacción perpendicular a la base o al
movimiento permitido.
TIPOS DE APOYOS:
➢ Empotramiento: Restringe tres (3) grados de libertad.
➢ Junta Rígida: Restringe tres grados de libertad
➢ Empotramiento móvil: Restringe dos (2) grados de libertad, permitiendo únicamente el
movimiento de traslación
CONEXIONES
Las conexiones forman una parte fundamental en las edificaciones de acero, ya que estas unen
todos los elementos constitutivos de la estructura.
La seguridad de las conexones dependen del un diseño adecuado y naturalmente de los procesos
subsecuentes como es la fabricación y el montaje, en ocasiones se piensa que la seguridad de las
conexiones dependen si se hacen con tornillos o con soldaduras.
➢ CONEXIONES DE MOMENTO
Las conexiones de momento proveen continuidad entre los miembros soportantes y los
soportados. Las alas del miembro soportado se fijan indistintamente a un elemento de
conexión o directamente al miembro soportante. (McCormac, 2011)
➢ TIPOS DE CONEXIONES
Existe una gran variedad de tipos de nudos, interiores, exteriores, esquineros, exteriores con
voladizo, interiores con solo dos vigas que llegan al nudo, los que tengan losa monolíticamente
construida, nudos de cubierta, de entrepiso (Aguiar, Revelo y Tapia ,2013)
RESTRICCIONES DE MOVIMIENTO
RESTRICCIONES DE MOVIMENTO X Y Z
CONEXIONES VIGA-VIGA Restricción Restricción Vulnerable
CONEXIONES VIGA-COLUMA Restricción Vulnerable Restricción
➢ LOSAS
La losa en la edificación cumple la función de transmitir las cargas que soporta, como pesos de
los muebles, personas (carga viva) y su propio peso. Asimismo mantiene unido a las vigas,
columnas y muros . Dado que el espesor del aligerado de la losa es 0.20 m y el espesor de losa
superior de 0.05m, el peso unitario que le corresponde es de 0.30 tnf/m2 según la norma E.020
Losa Ancho tributario (m) P.U (tnf/m2) Perimetro (m) Peso (tnf)
Primer nivel 0.40 0.30 43.24 5.19
Segundo nivel 0.40 0.30 43.24 5.19
Tercer nivel 0.40 0.30 43.24 5.19
Cuarto nivel 0.40 0.30 43.24 5.19
TOTAL 20.76
➢ VIGAS
En la edificación las vigas transmiten las cargas a los muros.
Vigas en piso tipico Cantidad Area (m2) Altura (m) Volumen(m3) PU(tnf/m3) Peso (tnf)
V-101 1.00 0.15 0.30 0.05 2.40 0.11
V-102 1.00 0.74 0.50 0.37 2.40 0.89
V-103 1.00 0.46 0.50 0.23 2.40 0.55
V-104 1.00 0.96 0.20 0.19 2.40 0.46
V-105 1.00 0.15 0.30 0.05 2.40 0.11
V-106 1.00 0.76 0.50 0.38 2.40 0.92
V-107 1.00 0.48 0.50 0.24 2.40 0.57
V-108 1.00 0.15 0.30 0.05 2.40 0.11
V-109 1.00 0.76 0.50 0.38 2.40 0.92
V-110 1.00 0.48 0.50 0.24 2.40 0.57
V-111 1.00 0.58 0.50 0.29 2.40 0.69
V-112 1.00 0.05 0.40 0.02 2.40 0.04
V-113 1.00 0.15 0.30 0.05 2.40 0.11
V-114 1.00 0.76 0.50 0.38 2.40 0.92
V-115 1.00 0.48 0.50 0.24 2.40 0.58
V-116 1.00 0.58 0.50 0.29 2.40 0.69
V-117 1.00 0.16 0.30 0.05 2.40 0.11
V-118 1.00 0.80 0.50 0.40 2.40 0.96
V-119 1.00 0.83 0.50 0.41 2.40 0.99
V-120 1.00 0.58 0.50 0.29 2.40 0.69
➢ COLUMNAS
En la edificación su función es transmitir las cargas de la losa, vigas, carga viva a los pisos
inferiores y posterior a la cimentación
Columnas en piso tipico Cantidad Area (m2) Altura (m) Volumen(m3) PU(tnf/m3) Peso (tnf)
C -1 1.00 0.12 2.40 0.29 2.40 0.69
C -2 1.00 0.12 2.40 0.29 2.40 0.69
C -3 1.00 0.10 2.40 0.23 2.40 0.55
C -4 1.00 0.12 2.40 0.29 2.40 0.69
C -5 1.00 0.12 2.40 0.29 2.40 0.69
C -6 1.00 0.12 2.40 0.29 2.40 0.69
C -7 1.00 0.10 2.40 0.23 2.40 0.55
C -8 1.00 0.12 2.40 0.29 2.40 0.69
C -9 1.00 0.12 2.40 0.29 2.40 0.69
C -10 1.00 0.10 2.40 0.23 2.40 0.55
C -11 1.00 0.12 2.40 0.29 2.40 0.69
C -12 1.00 0.12 2.40 0.29 2.40 0.69
C -13 1.00 0.12 2.40 0.29 2.40 0.69
C -14 1.00 0.12 2.40 0.29 2.40 0.69
Subtotal 9.27
Piso 1 9.27
Piso 2 9.27
Piso 3 9.27
Piso 4 9.27
Total 37.06
CARGAS MUERTAS
➢ ESCALERAS
Las escaleras en la edificación son elementos secundarios primordiales en las estructuras que
tienen la función de resistir las cargas que actúan sobre ellas y transmitirlas a la estructura
principal.
Escalera tipo 1 (Tipico) Cantidad Area (m2) Espesor (m) Longitud (m) Volumen(m3) PU(tnf/m3) Peso (tnf)
Losa 1.00 4.90 0.15 0.73 2.40 1.76
Peso de escalón 14.00 0.02 1.20 0.37 2.40 0.88
Subtotal 2.64
Piso 1 2.64
Piso 2 2.64
Total 5.29
Escalera tipo 2 (Tipico) Cantidad Area (m2) Espesor (m) Longitud (m) Volumen(m3) PU(tnf/m3) Peso (tnf)
Losa primer tramo 1.00 2.17 0.15 0.33 2.40 0.78
Losa primer tramo 1.00 1.54 0.15 0.23 2.40 0.55
Descanso 2.00 1.32 0.15 0.40 2.40 0.95
Peso de escalón 15.00 0.02 1.15 0.38 2.40 0.91
Subtotal 3.20
Piso 1 3.20
Piso 2 3.20
Piso 3 3.20
Piso 4 3.20
Total 12.78
➢ MUROS
En la edificación los muros transmiten las cargas de la losa de las vigas hacia los pisos inferiores
posterior a la cimentación.
Aberturas o descuentos
Piso 1 Longitud (m) Ancho (m) Altura (m) Volumen(m3) Volumen total (m3)
Descripción Longitud Ancho Altura (m) Volumen (m3)
Eje A - B 3.00 0.15 2.40 1.08 1.08
Eje B - C 1.80 0.15 2.40 0.65 0.65
Entre eje 3A-4A, eje x 5.00 0.15 2.40 1.80 1.80
Eje B 1.05 0.15 2.40 0.38 0.38
Entre eje 2A-3A, eje x 5.50 0.15 2.40 1.98 1.98
Eje 2A - 3A 3.30 0.25 2.40 1.98 ventana 1.13 0.25 1.20 0.339 0.92
puerta 1.2 0.25 2.4 0.72
Eje 3C - 4C 2.30 0.25 2.40 1.38 Ventana Baño 1.05 0.25 0.60 0.16 0.99
Ventana 0.78 0.25 1.20 0.23
Eje 2C - 3C 3.30 0.25 2.40 1.98 ventana 1.00 0.25 0.60 0.15 1.58
ventana 0.85 0.25 1.20 0.26
Eje 1C - 2C 3.20 0.15 2.40 1.15 puerta baño 0.70 0.15 2.40 0.25 0.90
Eje 1A - 2A 3.20 0.25 2.40 1.92 ventana 1.75 0.25 1.20 0.53 0.68
Aberturas o descuentos
Piso 2 Longitud (m) Ancho (m) Altura (m) Volumen(m3) Volumen total (m3)
Descripción Longitud Ancho Altura (m) Volumen (m3)
Eje A - B 3.00 0.15 2.40 1.08 1.08
Eje B - C 1.80 0.15 2.40 0.65 0.65
Eje 1A -4A 10.35 0.15 2.40 3.73 ventana 1.95 0.15 1.20 0.35 2.47
Eje 1A -2A ventana 3.51 0.15 1.20 0.63
ventana 0.30 0.15 1.20 0.05
ventana 1.20 0.15 1.20 0.22
Entre eje 3A-4A, eje x 4.85 0.15 2.40 1.75 1.75
Entre eje 2A-3A, eje x 4.70 0.15 2.40 1.69 1.69
Entre eje 1A-2A, eje x 4.85 0.15 2.40 1.75 1.75
Eje 1A - 1C 6.20 0.15 2.40 2.23 ventana 3.20 0.15 1.20 0.58 1.37
ventana 0.30 0.15 1.20 0.05
ventana 1.30 0.15 1.20 0.23
Eje 2B - 3B 3.90 0.15 2.40 1.40 1.40
Eje 1B - 2B 1.70 0.15 2.40 0.61 0.61
Eje 3C - 4C 2.60 0.15 2.40 0.94 ventana 1.95 0.15 1.20 0.35 0.59
Deposito 3.65 0.15 2.40 1.31 ventana 1.00 0.15 0.60 0.09 1.22
Eje 2C - 3C 2.07 0.15 2.40 0.75 ventana 0.85 0.15 1.20 0.15 0.39
ventana 1.10 0.15 1.20 0.20
Eje 1C - 2C 3.20 0.15 2.40 1.15 1.15
Subtotal 16.13
CARGAS VIVAS
CONCLUSIONES
2. Al dedicarnos al hacer este trabajo pudimos relacionar nuestros conocimientos adquiridos en los
cursos de Estática, Resistencia a los materiales de Construcción, Concreto Armado,
Construcciones, entre otros. Muchas veces, existe cierta dificultad para idealizar estructuras, es
por esta razón que se darán pautas y suposiciones necesarias para poder idealizar sin dificultad
los diferentes tipos de estructuras que existen.
3. Tenemos que tener en cuenta siempre los criterios de idealización de la estructura para su correcto
cálculo y definir bien los datos geométricos específicos junto a la numeración de diversos métodos
de cálculo.
Bibliografía