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ARQUITECTURA
nobuko
Dado que la Obra Arquitectnica debe ser concebida como un TODO
formal, funcional y tcnico, la ESTRUCTURA, tomada como una de esas
partes indivisibles de la misma, debe considerarse desde el inicio de su
concepcin hasta su materializacin.
Se debe adquirir una cierta capacidad de imaginacin para poder
comprender y relacionar, las cargas aplicadas y los esfuerzos resultantes y,
disear la estructura ptima. Reconocer adems, que el conocimiento, la
intuicin, razonamiento y creatividad son ingredientes bsicos del proceso
de diseo estructural.
Este trabajo est dividido en tres grandes partes, en la primera se tratan
las causas, condiciones y caractersticas del Diseo Estructural, de esta
forma se consideran las acciones sobre la construccin, cargas, fuerzas, vnculos, Resistencia de Materiales y Caractersticas geomtricas.
La segunda describe y analiza el comportamiento de elementos lineales
simples bajo los diferentes esfuerzos y, en una tercera se presenta un
panorama completo de las posibilidades formales y espaciales en funcin de
los diferentes Tipos Estructurales, incluidos el suelo y las fundaciones, que
brindarn mayor claridad respecto a la concrecin de la obra, posibilitando
de ese modo una mayor libertad en el Diseo.
Diseo
Estructural en A
rquitectura
Arq
. Glo
ria Diez
Diseo Estructuralen ArquitecturaIntroduccin
Arq. Gloria Diez
PUB0015253
nobuko
Arq. Gloria Diez
Diseo Estructuralen Arquitectura
Introduccin
armado diseo 11/3/05 8:04 PM Page 1
Diez, GloriaDiseo estructural en Arquitectura: introduccin - 1a ed. - Buenos Aires:
Nobuko, 2005.222 p.; 21x15 cm.
ISBN 987-584-014-9
1.Arquitectura I.TtuloCDD 720.
Diseo generalMiguel Novillo - ngel Fernndezmiguelangelus2@ciudad.com.armiguelangelus@ciudad.com.ar
Edicin a cargoRosanna Cabrera
CorreccinCristina lvarez
Hecho el depsito que marca la ley 11.723Impreso en Argentina / Printed in Argentina
La reproduccin total o parcial de este libro, en cualquier forma que sea, idntica omodificada, no autorizada por los autores, viola derechos reservados;cualquier utilizacin debe ser previamente solicitada.
2005 nobuko
ISBN 987-584-014-9
Marzo de 2007
Este libro fue impreso bajo demanda, mediante tecnologa digital Xerox enbibliogrfika de Voros S.A.Av. El Cano 4048. Capital.Info@bibliografika.com / www.bibliografika.com
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Venta en:LIBRERIA TECNICA CP67Florida 683 - Local 18 C1005AAM Buenos Aires - ArgentinaTel: (54 11) 4314-6303 - Fax: 4314-7135 E-mail: cp67@cp67.com. - www.cp67.com
FADU - Ciudad UniversitariaPabelln 3 - Planta Baja C1428EHA Buenos Aires - ArgentinaTel: (54 11) 4786-7244
A mis cinco hijos, razn de mi vida
y motor fundamental de mi superacin,
y a mis alumnos y futuros arquitectos
que de alguna manera tambin lo son
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En primer lugar deseo expresar mi profunda gratitud a mi Maestro ArquitectoCarlos Terzoni, Profesor Titular Consulto de la Facultad de Arquitectura, Diseoy Urbanismo (UBA).
A quienes me han dado la oportunidad de acompaarlos y colaborar con ellosen distintos niveles de enseanza de las Estructuras, en especial al Arquitecto Jor-ge Fucaracce, Decano de la Facultad de Arquitectura de la Universidad AbiertaInteramericana.
A mis alumnos de muchos aos de dedicacin docente, que con su aceptaciny afecto han sido el incentivo para mejorar cada da.
Y un agradecimiento especial al grupo de alumnos de ITE del ciclo lectivo2001: Laura Chehebar, Mara Brassara y Romina Lojo, cuyo trabajo final es tapade este libro.
Agradecimientos
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Introduccin 11
Captulo ILa estructura en la arquitectura: Exigencias bsicas estructurales 15
La estructura en la arquitectura 17Definicin de estructura 17
Captulo IIAcciones sobre las construcciones: Cargas 25
Acciones sobre las construcciones: Cargas 27Objeto de su estudio 27Clasificacin de las cargas 28Determinacin de la magnitud de las cargas 32
Peso especfico de los materiales ms utilizados 42Sobrecargas, cargas accidentales o tiles 46
Captulo IIIEsttica grfica 49
Esttica 51Hiptesis de la esttica 53Sistema de fuerzas - Composicin y descomposicin 54Momento de una fuerza 61
Captulo IVVnculos - Apoyos 65
Vnculos 67Apoyos simples 68Apoyos dobles 69Apoyos triples 71Nudos 71
ndice
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Captulo VResistencia de materiales: Estados bsicos de tensin 75
Resistencia de materiales 77Materiales - Clasificacin - Propiedades 77Nociones elementales de resistencia 83Estados de solicitacin simple 85Hiptesis fundamentales de la resistencia de materiales 89Ensayos - Tensiones 92Mdulo de elasticidad (Tabla) 95Tensiones admisibles (Tabla) 95
Captulo VIGeometra: Enfoque morfolgico 97
Geometra de la seccin transversal 99rea o Superficie 100Momento de 1 Orden 102
Momento esttico 102Baricentro 102
Momento de 2 Orden 103Momento de inercia 103Momento centrfugo 105Momento polar 105
Geometra de las superficies 106Clasificacin de las superficies 107Cudricas 111
Captulo VIIElementos lineales simples 115
Tensor y Puntal 117Columnas 120Pilares 120
Cables y Arcos 123Sistema de cables 123Sistema de arcos 127
Captulo VIIIElementos lineales solicitados a flexin 129
Vigas 131
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Captulo IXElementos planos reticulados 139
Estructuras de barras 141Tipologa y clasificacin 143
Captulo XEstructuras de traccin pura 149
Sistemas estructurales de forma activa 1511. Estructuras sometidas a traccin pura 151
Mecanismo de desviacin de cargas 151Materiales 152Estabilizacin de la cubierta 154Posibilidades formales 156Ventajas e inconvenientes del sistema 159
2. Estructuras neumticas 160Materiales 161Geometra de la membrana 161
Captulo XIEstructuras de compresin dominante 165
Sistemas estructurales de forma activa 167 Mecanismo de desviacin de cargas 167Materiales 170Posibilidades formales 170
Bveda 170Cpula 171
Pandeo 172Ventajas e inconvenientes del sistema 173
Captulo XIIEstructuras laminares - Cscaras 175
Sistemas estructurales de superficie activa 177Cscaras 177Mecanismo de desviacin de cargas 177Relacin de los materiales 179Materiales 180Posibilidades formales 180Ventajas e inconvenientes del sistema 183
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Plegados 183Posibilidades formales 184
Apoyos 184Luces y espesores 185
Captulo XIIIEstructuras de flexin dominante 187
Sistemas estructurales de masa activa 189Mecanismo de desviacin de cargas 189Elementos solicitados a flexin 190
Losas 190Emparrillado de vigas 193Tabiques 194Prticos 195
Captulo XIVEstructuras reticuladas 197
Sistemas estructurales de vector activo 199Mecanismo de desviacin de cargas 199Sistemas curvos triangulados 199Estreoestructuras 202
Captulo XVSistemas estructurales para fundaciones: El suelo 205
Fundaciones 207Suelos 207
Distintos tipos de suelos 209Clasificacin unificada de los suelos 209Clasificacin de acuerdo con su comportamiento 210Clasificacin de los sistemas de fundaciones 211Fundaciones superficiales o directas 212Fundaciones de columnas y pilares 213Zapatas de hormign armado 214
Plateas de fundacin 216Fundacin por pozos 216
Fundaciones indirectas 217Pilotines 217Pilotes 217
Fundaciones por consolidacin 220Submuracin o recalce 221
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Introduccin
Este trabajo elemental esta dirigido fundamentalmente a aqullos que an nohan desarrollado una metodologa propia (incluso cuando fuera en forma prima-ria) para el anlisis crtico de las estructuras resistentes.
El anlisis y crtica estructural puede abarcar distintos aspectos, segn sea el olos objetivos que se persigan, por lo tanto, plantearemos aqu aqullos que, porpertenecer a un grado elemental de anlisis, permitan que se los utilice al incor-porarse los conocimientos y experiencias nuevas.
Una obra arquitectnica es nica e indivisible, debe serconcebida como un todo formal, funcional y tcnico.
Para el arquitecto es necesario e imprescindible el conocimiento del origen es-tructural.
Dado que la estructura no se puede concebir como un hecho aislado sino co-mo una parte indivisible de la obra arquitectnica, cualquier anlisis que se enca-re deber hacerse con relacin al conjunto y con relacin a la estructuramisma.
En el anlisis de una estructura podramos plantear, en principio que ella serptima con relacin a otra, cuando resuelve el problema de soportar las mis-mas cargas, salvando las mismas distancias con la menor cantidad de material yla misma seguridad, siendo su costo compatible con el uso y mantenimiento dela obra.
La aptitud nace de la buena organizacin del conjunto de los elementos resis-tentes estructurales, sus formas y dimensiones, en funcin a la tecnologa dispo-nible y a la economa de la obra, de all que:
El arquitecto necesariamente debe dominar el conocimiento,la estrategia y el arte del diseo estructural.
El criterio utilizado para la clasificacin de los distintos sistemas estructu-rales tiene como objetivo la comprensin del funcionamiento bsico, conside-
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rando a ste como el encargado de encaminar las fuerzas hacia determi
