Diseno Estructural en Arquitectura

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ARQUITECTURA

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  • 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

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  • 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

    armado diseo 11/3/05 8:04 PM Page 2

    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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  • 11

    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