EDIFICACIONES APORTICADAS ALUMNOS: • ANDRADE MECHATO JHAMELY • CORDOVA PURIZACA EDY • GARCIA GARCIA LEONELA • JIMENEZ SARDUON GABRIELA • LOPEZ VELASQUEZ YORYI • SEMINARIO RAMOS YENIFER • Los construcciones aporticados vienen hacer uno de los sistemas más utilizados con fines estructurales debido a ciertos factores como su nobleza, durabilidad y otros aspectos. • iniciaremos haciendo un breve repaso a los diferentes tipos de sistemas constructivos vigentes, para luego especificas el nuestro. • Donde detallaremos los aspectos importantes referidos a sus características así como sus ventajas y desventajas. 2.1. SISTEMAS ESTRUCTURALES • El sistema constructivo no siempre define la edificación en su totalidad, es más común que defina cada una de sus partes; por ej. En un mismo edificio se pueden hacer: muros mampuestos, reforzados, estructurales, o una combinación de los mismos. Mientras que se puede usar una cimentación flotante, aislada, corrida, o combinación de estas. • Sistema de carga de un edificio, se distingue aporticado (vigas y columnas, de nudos rígidos) o un sistema de muros portantes, o una combinación de los dos. • Para cada sistema constructivo, se usan diferentes procedimientos de construcción, diferentes materiales y su funcionamiento estructural, asi como su precio, también varían de uno a otro. 2.2 TIPOS DE SISTEMAS ESTRUCTURALES I. • II. • • • ALBAÑILERÍA CONFINADA Sistema estructural más usado en la construcción de viviendas unifamiliares y multifamiliares, debido a su buen comportamiento sísmico y económico. ALBAÑILERÍA ARMADA Plantea una técnica de diseño estructural, basada en criterios de resistencia y desempeño sísmico. Utiliza acero como refuerzo en los muros que se construyen. Principalmente estos refuerzos consisten en tensores (refuerzos verticales) y escalerillas (como refuerzos horizontales) III. ALBAÑILERÍA APORTICADA O DUAL • Aquel cuyos elementos estructurales principales consisten en vigas y columnas conectados a través de nudos formando pórticos resistentes (x e y). IV. ESTRUCTURAS METÁLICAS • “Conjunto de elementos resistentes capaz de mantener sus formas y • cualidades a lo largo del tiempo, bajo la acción de las cargas y agentes exteriores que ha de estar sometido”. Estas estructuras cumplen con los mismos condicionantes que las estructuras de hormigón(resistir acciones verticales y horizontales) PRINCIPAL • El objeto de este trabajo es el análisis del sistema de construcción aporticado con el fin de plantear sus beneficios, los problemas a la hora de ser implementado y su flexibilidad a la hora de diseñar un proyecto. Secundario • Identificación de las características del sistema aporticado. • Identificación de ventajas y desventajas. • Identificación de resultados del análisis y conclusiones Un sistema tradicional aporticado Es un conjunto de estructuras de concretos armado con la misma dosificación columnas, vigas peraltas o chatas unidas en zonas de confinamiento, donde forman un ángulo de 90° (superior y laterales). Y Consiste en el uso de columnas, losas , vigas y muros divisorios en ladrillos. X • También conocido como: Pórtico resistente marco rígido estructuras a porticadas pórtico resistente o sistema dual SISTEMA EN RETICULA (algunos autores) • Tipo estructural mayor empleado tanto de concreto como de acero “marcos rígidos”. Formado por columnas y trabes, mediante uniones rígidas. Transmisión mecánica de las vigas hacia el terreno, sin desplazamiento lineales y/o angulares. CARACTERISTICAS Es el sistema de construcción más difundido en nuestro país. Basa su éxito en la solidez, la nobleza y la durabilidad. Sus elementos estructurales principales consisten en zapatas, vigas y columnas conectados a través de nudos formando pórticos resistentes en las dos direcciones principales de análisis (x e y). Se recomienda para edificaciones desde 4 pisos a más. Los muros o tabiquería divisorios son movibles. Sismo resistentes (buena resistencia a la vibración). A luces más largas puede resistir cargas mayores. Las instalaciones hidro-sanitarias y eléctricas pueden ser ubicadas entre las viguetas. Sistema tradicional aporticado V E N T A J A S • Proceso de construcción relativamente simple y posee la versatilidad que se logra en los espacios y que implica el uso del ladrillo. • Permite modificaciones en su interior, los muros al no soportar cargas tienen la posibilidad de moverse. • Son más frescos los ambientes. Edificaciones de altura y llegar a edificaciones del orden de los 50 pisos. • El marco rígido de acero fue el preferido para los rascacielos, por la rapidez de construcción y por la poca área de columnas que se tiene en las plantas (mayor espacio utilizable). D E S V E N T A J A S • Las luces tienen longitudes limitadas cuando se usa concreto reforzado tradicional (generalmente inferiores a 10 metros). Generalmente, los pórticos son estructuras flexibles y su diseño es dominado por desplazamientos laterales (Flexión) para edificaciones con alturas superiores a 4 pisos. • Su húmeda es lenta, pesada y por consiguiente más cara. • A medida que crece el número de pisos, son de mayores dimensiones las vigas y columnas. Debido a la necesidad de resistir cargas laterales en las caras (no conviene económicamente). ELEMENTOS ESTRUCTURALES Cimentaciones Zapatas 1) Aislada 1.1 Z. céntrica 1.2 Z. excéntrica 1.3 Z. esquina 2) Combinada Columnas Vigas Losas EN EL DISEÑO DE ESTRUCTURAS APORTICADAS INTERVIENEN LOS SIGUIENTES ELEMENTOS ESTRUCTURALES. • Compuestas por un sistema diafragma y columnas. de vigas, • En este caso compuesta por: zapatas, cimientos corridos y vigas de cimentación entre ellas. Función de zapata cimentación.Distribuir la carga total que transmite una columna (propio peso) sobre suficiente área de terreno, de modo que la intensidad de las presiones que transmita se mantenga dentro de los límites permitidos para el suelo que la soporta. ZAPATA CENTRADA AISLADAS ZAPATA EXCENTRICA ZAPATA ESQUINADA COMBINADAS Zapata Aislada ZAPATA CENTRADA Cuando la columna al centro de la zapata, se usa generalmente para columnas aisladas. ZAPATA EXCÉNTRICA Cuando la columna esta ubicado a un lado del centro de la zapata, se usa generalmente para columnas aisladas en el perímetro del terreno. ZAPATA ESQUINADA CUANDO LA COLUMNA ESTA EN UNA DE LAS ESQUINAS DE LA ZAPATA, SE USA GENERALMENTE PARA COLUMNAS AISLADAS Y QUE SE ENCUENTREN EN LAS ESQUINAS DEL TERRENO A CONSTRUIR Zapata combinada Aquellas zapatas que tienen dos o más columnas en su estructura o cuando se traslapa dos o más columnas. Elementos estructurales que soportan tanto cargas verticales (peso propio) como horizontales (sismos y vientos). Trabajan mayormente a flexo compresión , como también a tracción (columnas atirantadas) VIGA PERALTADA COLGANTE VIGA PERALTADA INVERTIDA • Resisten cargas transversales en ángulo recto con respecto al eje longitudinal de la viga. • Trabaja a flexión. • Recibe las cargas de las losas transmitiéndolas a las columnas y/o muros, sus apoyos se encuentran en los extremos. VIGA PERALTADA COLGANTE E INVERTIDA VIGA CHATA Es la que se realiza colocando en los intermedios de los medios estructurales, bloques, ladrillos con el fin de reducir el peso de la estructura. A menos masa mejor el comportamiento estructural ante un sismo LOSA ALIGERADA LOSA MACIZA Una losa monolítica que es la mezcla de concreto y barras de acero. A mayor espesor mayor rigidez pudiendo cubrir mayor distancia entre los apoyos LOSA NERVADA Son mas costosas. Se realizan con encofrados especiales PROCESO CONSTRUCTIVO 1) 2) 3) 4) 5) 6) Obras provisionales Trabajos preliminares Nivelación, trazo y replanteo Excavación de zapatas y cimientos Solado de zapatas Preparación de acero de malla DG, zapatas y acero longitudinal DG columnas 7) Colocación de malla de zapatas y acero longitudinal dado de concreto 8) Vaciado de zapatas y cimientos 9) Preparación de madera de encofrado 10)Encofrado de columnas y sobrecimientos 11)Vaciado de columnas y sobrecimientos 12)Desencofrado de columnas 13)Rellenos de zapatas hasta nivel de relleno con concreto ciclópeo 14)Eliminación de material 15)Apisonado 16)Preparación de material eléctrico 17)Preparación de material sanitario 18)Colocación de tub PBC y CPBC(agua fría y agua caliente) 19)Vaciado de falso piso 20)Enconfrado de vigas y losas 21)Preparación ladrillos de techo 22)Colocación ladrillos techo 23)Colocación acero para vigas y losas 24)Colocación tub de desagüe 25)Colocación cajas ortogonales 26)Colocación acero de temperatura 27)Vaciado de vigas y losas 28)Curado 29)Desencofrado de vigas y losas 30)Levantamiento de muros CLASES DE ESTRUCTURAS APORTICADAS Acero, concreto y madera I. Sistema tradicional de aporticado II. Estructuras de acero III. Estructuras a porticadas de madera I. Sistema tradicional de aporticado • Estructuras de concreto armado con la misma dosificación columnas -vigas peraltadas, o chatas (90° en parte superior y lados laterales). • Soportan las cargas muertas, las ondas sísmicas • Consta de columnas, losas y muros divisorios en ladrillo. II. Estructuras de acero • Los edificios industriales utilizan estructuras aporticadas de acero de todo tipo, ya que se obtienen grandes espacios amplios y eficientes . • Fáciles en su mantenimiento y adaptables a posible cambios futuros. • Se escoge el acero por su competitividad económica, seguridad contra incendios, la calidad arquitectónica y la sostenibilidad. • El sistema elemental en una construcción industrial consta de 2 pilares y una viga. • Proporcionan suficiente estabilidad en el plano. • Generalmente compuestos por pilares y dinteles horizontales o a dos aguas, mediante uniones rígidas. • Los pórticos con pilares en base articulada, preferidos, menos elementos de cimentación en comparación con los pilares empotrados. (rígida, estable y proporciona luz libre). • En Alemania, la edificación más convencional se constituye con pórticos de pilares articulados en su base, pero hay otro tipo de estructuras portantes, tales como vigas simplemente apoyadas en pilares, celosías, placas, etc. Hormigón armado Acero estructural Las piezas de la construcción son rígidas Las piezas son esbeltas Formas y tamaños son ilimitadas Formas y tamaños son limitadas por las facilidades de transporte. Al aumento de la exigencia se aumenta el tamaño o la calidad de los materiales Aumento de exigencia, se controla mediante variaciones en la proporción general Los asentamientos diferenciales son perjudiciales Es menos sensible a los asentamientos diferenciales La acción sísmica es de cuidado debido a su rigidez Tolera la acción sísmica debido a su flexibilidad Una falla de estabilidad puede llevar al colapso Una falla de estabilidad puede llevar a deformación permanente La disponibilidad generalizada de material primo, hace más fácil de usar Su uso de algunos elementos puede ser prohibido en algunas partes Conducta en tracción es deficiente, debe usarse refuerzo La capacidad bruta en todos los estados de tensión es equivalente, debe controlarse la esbeltez para comprensión La reducción de capacidad por esbeltez es moderada La capacidad por esbeltez es apreciable El limite de resistencia puede estar entre 200 y 400 MPa El límite de resistencia puede estar entre 200 y 600 MPa El material utilizado es casi invulnerable al ambiente Es muy susceptible al efecto del ambiente El tiempo de construcción es más largo por ser fruto de varias etapas El tiempo es menor por su fácil aplicación en la obra Los costos en el ahorro de diseño es muy común No se pueden ahorra costos en el diseño III. Estructuras de madera • El procedimiento tradicional (generación en generación), los arboles que se escogían en el bosque para cada función especifica seguían cierto procedimiento para poder ser utilizadas • Se aserraban las piezas y se dejaban secar al aire bajo (verano). Ahora en día la madera ya no sufre tantos procesos si no que es cortada y distribuida de zonas boscosas, incluso puede ser exportada. • Los pórticos se forman con pilares, vigas y tornapuntas entre2 y 4 m, en construcciones singulares se puede llegar a los 9 o mas m. • Formado por viguetas de madera aserrada que apoya sobre los durmientes longitudinales (1er forjado). El conjunto se cierra con otros dos durmientes perpendiculares a los primeros que terminan de zunchar al conjunto. Estos cuatro durmientes tienen la mismas sección cuadrada y se unen entre si a caja y espiga. • La madera es un material duro . • Es un recurso constructivos más antiguos que el hombre ha utilizado para la construcción de sus viviendas y otras edificaciones. Propiedades • La madera es poroso, combustible, higroscópica. DEBILIDADES Y • Deformable por humedad ambiental. los cambios • sufre alteraciones químicas por efectos del sol. • Atacable por mohos, insectos y otros seres vivos. VENTAJAS • Reducción gastos del hormigón y del acero. • Menos manos y tiempo de obra • Resistente a esfuerzos mecánicos. de PRINCIPAL • El sistema tradicional aporticado al ser implementado durante tantos años se convierte en uno de los métodos más destacados, puesto que la gente siente más confianza por lo conocido, donde la experiencia asume gran importancia. Secundaria • Se pudo conocer acerca de las características del sistema aporticado que lo identifican y lo diferencian de los demás sistemas constructivos. • Se reconocieron las ventajas que trae consigo la aplicación de este sistema, pero también por otro lado sus desventajas. • Se identificó que es el sistema de construcción más difundido en nuestro país, asimismo el más antiguo. Se basa su éxito en la solidez, la nobleza y la durabilidad. Distribuir de manera uniforme y simétrica los elementos rígidos en la planta intentando evitar la obstrucción al uso del espacio interno del edificio Es preferible no concentrar los elementos rígidos y resistentes cercanos al centro de masa, ya que son menos efectivos para resistir torsión (columnas, cortante por torsión). Si estos elementos son ubicados en la periferia de la estructura de forma simétrica su efectividad se incrementará. Para lograr un diseño económico y estructuralmente optimo se debe considerar la interacción del sistema aporticado y de muros para resistir todas las solicitaciones. Se debe verificar que los esfuerzos transmitidos por los muros al suelo no sobrepasen su capacidad portante, esto se puede lograr aumentando la cantidad de muros en planta o aumentar el espesor de estos
