Elementos estructurales en las obras de arquitectura

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1. Elementos estructurales en las obras de arquitectura Autora: Arq. Celeste Reggi Carrera: Arquitectura Asignatura: Estructuras I Año de publicación: 2019
2. Índice • ¿Qué es una estructura? • Cargas y sobrecargas en una estructura • Clasificación y características de los elementos estructurales • Los materiales comúnmente utilizados y sus propiedades • Sistemas estructurales • Bibliografía 2 Elementos estructurales en arquitectura
3. ¿Qué es una estructura? A la hora de materializar una obra de arquitectura, deben contemplarse diversas cuestiones: su implantación, su diseño, el destino de la misma y, sobre todo, aquello que la mantenga en pie durante toda su vida útil, es decir, su estructura. Toda obra de arquitectura posee un esqueleto que la sustenta, que evita su colapso. Pero, la pregunta que aquí nos hacemos es: ¿a qué llamamos “estructura” en arquitectura? Podemos decir que una estructura es un conjunto de elementos resistentes, que están vinculados entre sí, y que accionan y reaccionan bajo los efectos de fuerzas (denominadas cargas). La estructura es una parte esencial de cualquier obra de arquitectura, y debe estar bien pensada para que no solo cumpla su función principal de transmitir cargas sino de darle sentido a la obra y determinar cómo ese espacio se habitará. 3 Elementos estructurales en arquitectura
4. Cargas y sobrecargas en una estructura Las cargas son el resultado del peso de todos los materiales que componen a la estructura, más los elementos permanentes de la obra de arquitectura (mampostería, instalaciones, etc.). También se consideran cargas a las acciones o condiciones climáticas que puedan incidir sobre dicha obra (por ej: viento, nieve, o sismos). La acción de la gravedad también da origen a fuerzas (cargas gravitatorias). Las sobrecargas, por otro lado, componen la suma del peso ocasional o no permanente de la estructura (personas, mobiliario, etc.). Es decir, son cargas que permanecen por un período no constante o más corto que la vida útil de la obra. Entonces, las cargas y sobrecargas pueden clasificarse a través de su origen y de la variación en el tiempo. Para conocer más sobre cargas gravitatorias, podemos acceder aquí Para conocer sobre cargas de viento y sismo, podemos acceder aquí Si queremos aprender más sobre cargas de índole climática o mecánicas, podemos acceder aquí 4 Elementos estructurales en arquitectura
5. Clasificación y características de los elementos estructurales Elementos superficiales C u a n d o h a b l a m o s d e e l e m e n t o s superficiales, nos referimos a volúmenes en donde predomina la superficie por sobre la profundidad del elemento (ejes x e y por sobre el z). Pueden ser horizontales (losas, cáscaras) o verticales (muros, tabiques). La unidad predominante es el metro cuadrado (m2). https://www.visitvalencia.com/que-hacer-valencia/ cultura-valenciana/monumentos-en-valencia/veles-e- vents 5 Elementos estructurales en arquitectura
6. Clasificación y características de los elementos estructurales Elementos lineales Si nos referimos a elementos lineales, estamos hablando de los componentes de la estructura que predominan en una dirección (x o y). La medida a utilizar en este caso es el metro lineal (ml). https://www.plataformaarquitectura.cl/cl/797842/rey- vitacura-carreno-sartori-arquitectos 6 Elementos estructurales en arquitectura
7. Clasificación y características de los elementos estructurales Elementos puntuales Los elementos puntuales son aquellos están ubicados en un punto preciso del sistema estructural, no cubriendo mucha superficie, pero sí salvando alturas. Usualmente reciben las cargas de los elementos superficiales o lineales y las conducen verticalmente. Podemos nombrar aquí a las columnas, bases aisladas y pilotes. https://blog.sagradafamilia.org/es/especialistas/las- columnas-de-doble-giro/ 7 Elementos estructurales en arquitectura
8. Los materiales comúnmente utilizados y sus propiedades A continuación, hablaremos sobre los materiales más utilizados en Argentina para materializar estructuras, no siendo éstos los únicos que existen en el mercado regional y global. Hormigón El hormigón es una combinación de distintos componentes (cemento, cal, arena y agua) que dan origen a un material de tipo pétreo. Dependiendo de la dosificación de estos componentes es el tipo de hormigón que se obtiene. Cuando se combina con el acero (en lo que denominamos hormigón armado) es cuando puede cumplir funciones resistentes, ya que el hormigón trabaja muy bien a la compresión, pero no así a la tracción (y estos esfuerzos los toma el acero). 8 Elementos estructurales en arquitectura
9. Los materiales comúnmente utilizados y sus propiedades Acero El acero es una aleación de hierro y carbono, siendo un material muy tenaz y que ofrece una buena resistencia a los esfuerzos mecánicos, a la vez que tiene un bajo nivel de corrosión. Resaltamos en el acero su ductilidad para adaptarse a trabajos tanto de tracción (jugando un papel muy importante cuando conforma la armadura del hormigón armado) como de compresión, siendo la isotropía (es decir, la condición de elasticidad que tiene para recuperar su forma primitiva luego de la aplicación de una fuerza, cualquiera sea su dirección) una de sus propiedades. 9 Elementos estructurales en arquitectura Diagrama de tensiones del acero. Se puede observar un largo período de ductilidad hasta que la pieza se rompe.
10. Los materiales comúnmente utilizados y sus propiedades Madera La madera se comporta de manera anisótropa, es decir que su comportamiento varía en función del esfuerzo efectuado, ya sea tangencial, radial o longitudinal (paralelo a las fibras, transversal a las fibras, etc.). Es por esto que la madera trabaja bien a flexión, pero dependiendo de cómo se aplica la fuerza, puede no ser recomendable para esfuerzos de tracción o compresión. Elementos estructurales en arquitectura 10 Esfuerzo de flexión Esfuerzo de tracción Esfuerzo de compresión
11. Sistemas estructurales Los sistemas estructurales son aquellos que combinan diferentes elementos estructurales, logrando transmitir las cargas ininterrumpidamente hacia el suelo. Para ello, podemos clasificar a los sistemas en tres grandes grupos: 11 Sistemas compactos Los sistemas compactos descansan sobre pesadas masas de muros homogéneos. Podemos citar ejemplos tan antiguos como la caverna y el templo de piedra hasta las construcciones de muros portantes de ladrillo. Son cerramiento, soporte y protección, y esta multiplicidad eleva el inconveniente de gran porcentaje de masa que requieren por unidad de espacio útil, lo que exige alturas modestas y luces moderadas. https://arquitecturaycristianismo.com/2017/11/20/ panteon-de-roma-i/ Elementos estructurales en arquitectura
12. Sistemas estructurales 12 Sistemas de armazón Se conforman por el ensamblaje de miembros individuales (lineales, superficiales o puntuales). Van desde las complejas estructuras metálicas, las estructuras de hormigón armado, llegando a las tiendas en las que las membranas exteriores están tensas gracias al esqueleto interior. Sistemas laminares En este tipo de sistema la superficie define el espacio; es decir, la superficie predomina y conforma la estructura. Hoy en día hay múltiples variantes: láminas curvas, láminas planas horizontales y verticales; plegados curvos y planos, entre otros. Elementos estructurales en arquitectura https://www.plataformaarquitectura.cl/cl/767482/ clasicos-de-arquitectura-opera-de-sydney-jorn-utzon https://es.wikiarquitectura.com/edificio/estadio- olimpico-de-munich/
13. Bibliografía • AA.VV. Introducción a la construcción. FAU-UBA. Buenos Aires. 1973. • Cisternas, Alicia. Pedro, Beatriz. Conceptos básicos de estructuras resistentes. Editorial nobuKo. Buenos Aires. 2015. 2° edición. • Diez, Gloria. Diseño estructural en arquitectura. Editorial nobuKo. 2005. 13 Elementos estructurales en arquitectura