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Calculo de estructuras reticuladas simples

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by

gloria flores

on 5 July 2015

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RETICULADO SIMPLE
TIPOS DE ESTRUCTURAS RETICULADAS
1.- VERIFICAR SI ES ISOESTATICA
2.- EQUILIBRIO EXTERNO
3.- EQUILIBRIO INTERNO
de acuerdo a sus planos de diseño
ESTRUCTURAS RETICULARES
Estructuras espaciales, estereometricas o mallas espaciales
Estructuras planas, marco planos o pórticos
Ventajas
Desventajas
cerchas
CARACTERISTICAS
RECORDAR
Calculo reacciones de apoyo
Método de nudos
Método de secciones o de corte
ventajas del acero estructural
ventajas
Desventajas
bajo coeficiente de amortiguamiento
Las estructuras reticulares o reticuladas (también conocida como estructuras de barras) está formada por un conjunto de barras interconectadas y entrecruzadas unidas por medio de nudos articulados o rígidos formando triángulos.
Se utilizan para la construcción de puentes, torres, techos, especialmente galpones, gimnasios y aeropuertos.

Marcos Tridimensional
Marco plano Planta madera laminada Teno

Marco Plano Edificio Bip Computers/ Alberto Mozó

Marco Plano Edificio Bip Computers/ Alberto Mozó

Marco tridimensional Edificio Tamedia/ Shigeru Ban / Zurich

Arquitectos: Philip Johnson & John Burgee  Proyecto: La puerta de Europa  Ubicación: Madrid, España  Año Proyecto: 1989-1996

Diseñado por los arquitectos estadounidenses Philip Johnson y John Burgee, por encargo de Kuwait Investment Office (KIO), estas torres estructurales expresionistas crean uno de los bulevares más importantes de Madrid. 

Con una altura de 114 metros y una inclinación de 15 grados, estas torres se extienden 30 metros desde su base sobre el Paseo de la Castellana. Un contrapeso de hormigón de 60x10x10 metros se ubica en el lado opuesto de la inclinación bajo tierra y se conecta a la parte superior del cable, lo que proporciona la resistencia necesaria para contrarrestar las fuerzas que tratan de derribar las torres

El hotel Arts de Barcelona

Marco tridimensional Edificio Tamedia/ Shigeru Ban / Zurich

Edificio de 7 pisos, cuyo sisma estructural es pórtico tridimensional de madera laminada encolada

Estructuras reticuladas: Estructuras espaciales (estereométricas)

1
.-
Es un material de gran resistencia
. Esto significa que los elementos que formarán la estructura en cualquier construcción podrán ser de una sección transversal mucho menor que en el caso del hormigón, ocupando, por lo tanto, menos espacio.

2.-Avisan con grandes deformaciones
antes de producirse un fallo debido a que el material es dúctil.

3.-Uniformidad
, ya que las propiedades del acero no cambian apreciablemente con el tiempo.

4.- Homogeneidad del materia
l.

5.- Posibilidad de reforma
de manera más sencilla para adaptarse a nuevos usos del edificio, lo cual es más habitual en el caso de equipamientos, edificios de oficinas... que en el caso de viviendas.

6.
- Rapidez de montaje, con los consiguientes ahorros en costes fijos de obra.

7.- La estructura metálica puede ser preparada en taller,
lo que se traduce en que los elementos llegan a obra prácticamente elaborados, necesitando un mínimo de operaciones para quedar terminados.

8.-El acero estructral puede laminarse de forma económica en una gran variedad de formas y tamaños
. Además se puede adaptar a necesidades concretas variando las propiedades mecánicas mediante tratamientos térmicos, termoquímicos…

9.- Reutilización del acer
o tras desmontar la estructura, lo que supone un ahorro de inversión considerable.

10.- Las vigas reticuladas permiten cubrir grandes luces
, con los correspondientes beneficios.

11.-Las estructuras de acero son, por lo general, más ligeras que las realizadas
con otros materiales; esto supone menor coste de cimentación.

12.- La adaptabilidad del acero es de especial relevancia en casos de rehabilitación
ya sea para reforzar estructuras existentes o para una completa reconstrucción manteniendo las fachadas. El acero se entrega prefabricado en obra; no necesita ser apuntalado y tampoco sufre retracción o fluencia por lo que puede asumir carga de inmediato
.

13
.- El desarrollo de nuevos sistemas de protección contra la corrosión, garantizan con
un mantenimiento mínimo,
una vida casi ilimitada para las estructuras realizadas con acero. 

14.-
Cuando termina la vida útil del edificio,
la estructura metálica de acero puede ser desmontada y
posteriormente utilizada en nuevos usos o ser re-aprovechada con un fácil reciclaje.

15.- La estructura metálica en acero supone un peso reducido,
 segura en caso de seísmo, rendimiento y montaje se controlan visualmente de forma fácil.

¿
Donde construir con estructura metálica?

1.-Edificios con probabilidad de crecimiento y cambios de función o de cargas.

2.- Edificios en terrenos deficientes donde son previsibles asientos diferenciales apreciables; en estos casos se prefieren los entramados con nudos articulados.

3.- Construcciones donde existen grandes espacios libres, por ejemplo: locales públicos, salones.



Desventajas del acero estructural.

·         Corrosión. Este tipo de materiales pueden presentar problemas de corrosión dependiendo del lugar y los agentes corrosivos externos.
·         Problemática en caso de incendios. Debido a esto, es conveniente, y en algún caso obligatorio, recubrir este tipo de estructuras con pintura ignífuga o intumescente para evitar el colapso de la misma.

·         Pandeo, ya que se utilizan elementos esbeltos sometidos a compresión (soportes metálicos). No obstante, las estructuras se calculan evitando estos fenómenos.

·         Coste económico de la estructura y su posterior mantenimiento: pinturas contra la corrosión, paneles de protección frente al fuego...
·         Mano de obra especializada.

¿Donde NO se debe construir con estructura metálica?

Edificaciones con grandes acciones dinámicas.

Edificios ubicados en zonas de atmósfera agresiva, como marinas, o centros industriales, donde no resulta favorable su construcción.

Edificios donde existe gran preponderancia de la carga del fuego, por ejemplo almacenes, laboratorios, etc.
Fuente:

Ventajas de la construcción en madera


Propiedades eléctricas La madera anhidra es un excelente aislante eléctrico, propiedad que decae a medida que aumenta el contenido de humedad.

1.- Propiedades acústicas La madera, como material de construcción, cumple un rol acústico importante en habitaciones y aislación de edificios, ya que tiene la capacidad de amortiguar las vibraciones sonoras. Su estructura celular porosa transforma la energía sonora

2.- La alta resistencia que ofrece la madera al paso del calor, la convierte en un buen aislante térmico y en un material resistente a la acción del fuego.

3.- Es un material de gran flexibilidad; ya que puede absorver grandes deformaciones en su etapa elastica.
.
4.- Homogeneidad del material.

5.- Posibilidad de reforma de manera más sencilla para adaptarse a nuevos usos del edificio, lo cual es más habitual en el caso de equipamientos, edificios de oficinas... que en el caso de viviendas.

6.- Rapidez de montaje, con los consiguientes ahorros en costes fijos de obra.

7.- Liviandad: el peso propio de los elementos laminados son bastante inferiores a los elementos tradicionales de acero u hormigón, significando una reducida inercia, que en países sísmicos como Chile constituye una importante ventaja.

8.- Flexibilidad: se logran diseños de formas diversas, cubriendo grandes luces sin apoyos intermedios

9.-• Aislación térmica: como ya se mencionó, la madera tiene una transmitancia térmica inferior a los materiales tradicionales (acero y hormigón), lo que significa excelentes propiedades aislantes.

10.- Resistencia química: En ambientes ácidos o alcalinos no reacciona con agentes oxidantes o reductores



Estética: el grado de terminación y calidez de la madera se hace presente en forma notable en las estructuras de madera laminada encolada.

¿Donde construir con estructura de madera ?

Edificios con probabilidad de crecimiento y cambios de función o de cargas.

Edificios en terrenos deficientes donde son previsibles asientos diferenciales apreciables; en estos casos se prefieren los entramados con nudos articulados.

Construcciones donde existen grandes espacios libres, por ejemplo: locales públicos, salones.

La madera es un material flexible que permite reducir las formación de grietas durante pequeños seísmos. Su comportamiento ante los terremotos es mejor por su flexibilidad, rigidez y menor peso .



Desventajas de las construcciones en madera

·         anisótropo: Según sea el plano o dirección que se considere respecto a la dirección longitudinal de sus fibras y anillos de crecimiento, el comportamiento tanto físico como mecánico del material, presenta resultados dispares y diferenciados. Para tener una idea de cómo se comporta, la madera resiste entre 20 y 200 veces más en el sentido del eje del árbol, que en el sentido transversal.

Es un material de baja resistencia. Esto significa que los elementos que formarán la estructura en cualquier construcción podrán ser de una sección transversal mayor en comparacion con el acero y el hormigon.

No avisan con grandes deformaciones antes de producirse un fallo debido a que el material es frágil.


Pudrición . Degradación, descomposición y destrucción de madera por presencia de hongos xilófagos y ambiente húmedo. La presencia parcial de putrefacción implica una creciente reducción de la resistencia. No se debe utilizar como material de construcción.
·        
• Grietas Separación de elementos constitutivos de la madera, cuyo desarrollo no alcanza a afectar dos superficies opuestas o adyacentes de una pieza.

Rajaduras Separación de fibras en la madera que afecta dos superficies opuestas o adyacentes de una pieza.

Tiene la desventaja de ser un proceso que puede provocar fisuras, grietas, arqueaduras y torceduras en la madera, dependiendo del procedimiento y la especie.

La madera cuando está expuesta a la intemperie, puede ser atacada por distintos elementos xilófagos o biológicos, viento, lluvia, y la acción solar; rayos UV e infrarrojos. Para evitar su acción destructiva, la madera se somete a un proceso de impregnación, por medio del cual se introduce a presión un compuesto químico, a base de cobrecromo-arsénico, que reacciona con la celulosa y lignina, formando un precipitado insoluble que modifica la composición del material leñoso; por lo tanto, lo inutiliza como alimento para los diferentes xilófagos.


¿Donde NO se debe construir con estructura madera?
El problema de la arquitectura basada en madera es su vulnerabilidad ante condiciones naturales extremas., huracanes, tifones, etc…


Edificios ubicados en zonas de atmósfera agresiva, como marinas, o centros industriales, donde no resulta favorable su construcción.

Edificios donde existe gran preponderancia de la carga del fuego, por ejemplo almacenes, laboratorios, etc.

ventajas de la madera estructural
11.-Resistencia al fuego:
La madera laminada resiste por largo tiempo una eventual exposición ante las llamas. Muchos ensayos han demostrado que sólo se compromete 1,5 a 2,0 cm de la superficie exterior.
desventajas del acero estructural
Desventajas de la madera estructural
1.- tipologias
2
3
¿Qué son?
x
y
z
Una malla espacial (space frame) es una tipología de estructura espacial, un sistema estructural compuesto por elementos lineales unidos de tal modo que las fuerzas son transferidas de forma tridimensional. Macroscópicamente, una estructura espacial puede tomar forma plana o de superficie curva
MARCOS O PÓRTICOS: Este sistema conjuga elementos tipo viga y columna. Su estabilidad está determinada por la capacidad de soportar momentos en sus uniones. Pueden ser planos y espaciales
Marcos tridimensionales, sistema compuesto de elementos estructurales como vigas y columnas en ambas direcciones de analisis
¿Cuales son?
Llamamos corrosión a la oxidación espontánea de los metales. Se debe a un ataque
destructivo del medio ambiente, a través de reacciones químicas o electroquímicas
Ejemplo de biodegradación de la madera por hongos de pudrición, debido a la presencia de humedad durante largos períodos.
Xylófagos: se denominan así a organismos vivos (carcomas, termitas, hongos, etc.) que se alimentan de los componentes principales de la madera, básicamente de la celulosa y la lignina.
Barreras Químicas
Los termicidas aplicados a la tierra o madera han sido la forma tradicional de combate de las termitas subterráneas. Típicamente estos tratamientos son formulados como líquidos, polvos o espuma. El tratamiento se orienta a crear una zona de suelo tratado entre la madera estructural y las termitas
Patologías de la madera y su tratamiento
Debido al origen orgánico de la madera, este material puede sufrir el ataque de agentes xilófagos como hongos de pudrición y termitas (la principal plaga de la madera), que disminuyen su resistencia mecánica
Existen diferentes tratamientos preventivo/curativos para eliminar las plagas de la madera:
– Por impregnación química superficial (líquidos y gel).
– Inyección química en exteriores, muros, suelos y vigas.
– Tratamientos biológicos (cebos).
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