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SISTEMAS CONSTRUCTIVOS MIXTOS

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on 18 November 2013

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El estudio de las acciones mixtas se aplica a casos límite en que el acero estructural desaparece, quedando la sección mixta reducida a una sección típica de hormigón armado o pretensado.
Si alternativamente se omite el hormigón, la sección mixta se reduce a una sección ordinaria de acero estructural, siendo aquí también de validez el paso al límite de la teoría de las secciones mixtas, en este caso en particular.
De cualquier modo, ambas extrapolaciones , hormigón o metálica, no son consideradas como secciones propiamente mixtas.
Cada material por separado ofrece soluciones valiosas en el ámbito de la construcción; por ello, el empleo racional y combinado donde se aprovechan las cualidades de cada uno, limitando o eliminando lo desfavorable, se complementan con una apropiada utilización de técnicas, considerando variables como la zonificación, maquinarias, mano de obra, plazos de ejecución entre otros.
De esta manera se puede obtener una solución con amplias posibilidades de diseño.
Son Estructuras Mixtas aquellas estructuras resistentes que poseen secciones mixtas, es decir secciones resistentes en las cuales el acero estructural (Estructuras Metálicas) y el hormigón (Estructuras de Hormigón Armado) trabajan en forma solidaria.

Se agregan a estos elementos básicos otros materiales como armaduras pasivas, armaduras de pretensar, etc.
¿Como se definen?
LOSA METALICA COLABORANTE O LOSA MIXTA
Según se define, "la acción mixta es aquella que existe cuando la losa de hormigón, chapa incluida, las posibles armaduras adicionales y el hormigón fraguado se combinan de forma que se obtiene un único elemento estructural".
En una losa tradicional de hormigón armado se consigue una acción mixta debido a la conexión total que se produce entre el hormigón y las armaduras. Siendo esto posible gracias a la adherencia química del cemento a la superficie rugosa del acero.
Como resultado obtenemos un producto de buenas prestaciones que combinan las mejores propiedades de ambos componentes:
Concreto:

Masa
Resistencia a la compresión
Rigidez
Acero:

Ligereza
Resistencia a la Tracción
Elasticidad
La excelente colaboración se debe a que el coeficiente de dilatación térmica de ambos materiales es muy parecido por lo que no se producen problemas de colaboración por dilataciones divergentes.

En las construcciones con grandes luces y cargas importantes:

El empleo de estas estructuras mixtas para forjados, dinteles y soportes, ha ido ganado posiciones por sus ventajas tales como: apropiada rigidez, monolitismo y arriostramientos sin fragilidad, economía de bajos costes. Además ofrece grandes posibilidades para el uso de los materiales prefabricados por la facilidad de las uniones, permitiendo la fácil y rápida ejecución.

Para el refuerzo de antiguas estructuras metálicas o de hormigón:

Es una de las formas más adecuadas para incrementar la capacidad portante del edificio. Al transformar la estructura a mixta, logra soportar el aumento de las sobrecargas si es el caso en que se cambia la función del edificio por nuevas necesidades, y con este recurso consigue sobrepasar y reforzar en forma óptima los dimensionamientos a que fueron calculadas inicialmente.


Donde más se aprovecha la estructura mixta:

Es en los casos de barras a flexión ya que se produce una doble solicitación de compresión y tracción, favorable a las propiedades de los materiales básicos, y en apropiado paralelismo con las condiciones de uso de las construcciones. Es importante también el empleo en estos casos del hormigón en zonas de trabajo a tracción de las piezas mixtas, ya que puede ser apto tanto como soporte físico de armaduras embebidas en el mismo como para su mejora en las condiciones de estabilidad, inercia o funcionales de las secciones de acero estructural con costos razonables.

El empleo del hormigón como elemento protector del acero estructural:

Es una manera de protección contra la corrosión y el fuego. Puede utilizarse al hormigón como parte resistente colaborando con el acero, por ejemplo en los casos de elementos comprimidos o en soportes; o como elemento de arriostramiento frente a situaciones de inestabilidad tales como piezas embebidas, soportes, hormigón conectado con delgadas chapas metálicas en las almas o fondos de grandes vigas.

Ventajas
Elementos Estructurales
Una pieza mixta está compuesta básicamente por tres elementos estructurales diferenciados:

1.La sección del hormigón
2.La sección metálica
3.Los conectores

Éstos últimos pueden llegar a reemplazarse total o parcialmente por la adherencia entre el acero y el hormigón.

Como el hormigón colabora con el acero, además de funcionar como distribuidor de cargas, está sometido a posibles deformaciones por la acción de ciertos elementos incluídos en el hormigón y solidarios con las piezas metálicas.

La misión de estos elementos llamados conectadores es evitar o controlar los deslizamientos relativos de ambos materiales. Así, el hormigón colabora en la zona comprimida aumentando la resistencia del conjunto

Los sistemas constructivos mixtos son en donde se combinan al menos dos sistemas constructivos diferentes, en lo referente a lo estructural.
SISTEMAS CONSTRUCTIVOS MIXTOS
La cimentación al ser la parte de la estructura que va generalmente por debajo de la superficie del terreno, esta transmite las cargas al suelo o roca subyacentes, el tipo de cimentación requerida, en un sistema estructural mixto, depende de la magnitud de este mismo y de lo que requiera, por ejemplo hablando de cuestiones como, el suelo, que tipo de suelo tenemos, la verticalidad, lo largo, lo ancho, el peso que deberá de resistir esta estructura, los claros y la posición requerida según los requisitos del proyecto, las opciones que se nos presentan son mamposterías, zapatas aisladas, zapatas corridas, sobre pilotes, según las necesidades del proyecto.
Su Cimentación
Uniones
◦Las correas: perfiles que se fijan con tornillos calibrados y que forman el entramado sobre el que va fijada la cubierta. Para cubiertas de gran tamaño se utilizan sistemas de unión de correas. Vigas portantes: en celosías o llenas, se encargan de transmitir al apoyo las cargas de la cubierta.
◦Se fija con tornillos de alta resistencia. Anclajes: sobre ellos se materializa la unión entre los pilares y la cimentación. Cada conjunto está formado por una zona roscada para facilitar los niveles y aplome de los pilares.

Se usan comunmente en obras en las cuales se tienen que cubrir grandes claros, y donde se podria generar un costo mayor si se hicieran con concreto. Una obra en San Luis Potosi podria ser el CC200 (centro cultural bicentenario).
Ejemplo en SLP
GRACIAS
CONSTRUCCION III
ARQUITECTURA

JOEL URBINA GARCÍA
SUBITUNO CASTILLO LAMBARRIA
RODOLFO SAUCEDA ESPINOSA
ALEJANDRO RAMIREZ DEL NIÑO DE SANTO ATOCHA

Ejemplo de proyecto
Las losas son prefabricadas de concreto armado de espesor de 5cm, hay dos tipos la central y la perimetral la cual se
diferencia por poseer una bocada de 14cm por 14cm para su colocación adyacente a la columna.
Las vigas son cerchas tipificada de acero, conformada por pletinas y angulares unidos entre si mediante soldadura. De 2.36m de long., de 0,70m de altura y distancia entre diagonales de 0,786m, dispuestas en forma reticular cada 2,40m; módulos de contorno de 7,20m por 7,20m con refuerzo adicional.
Como refuerzo perimetral se emplea un elemento de acero de forma trapezoidal, compuesto de tres partes, una horizontal formado por una pletina y dos partes inclinadas formada cada una de ellas por dos pletinas, las cuales trabajan cada una a tracción.
Las columnas estan compuestas por cuatro angulares de acero inscritos en un cuadrado de 0,30m por 0,30m, unidos por pletinas mediante soldadura.
Las uniones: Son elementos de acero; hay dos tipos los inferiores y los superiores, los elementos de unión inferior son crucetas formadas por pletinas con tres agujeros para los pernos en cada uno de los brazos. Los elementos de unión superior son planchas cuadradas algunas de ellas con elementos inclinados para recibir lo refuerzos perimetrales que llegan a las columnas. Para las escaleras se utiliza una estructura de acero.
Sistema mixto de acero y concreto (II versión), que responde a una estructura reticular en dos direcciones ortogonales.
Se puede utilizar en edificaciones de diversos usos: educacional, asistencial, hospitalarias y otros.
Su módulo estructural es de 7,20m por 7,20m y de diseño de 1,20m por 1,20m. Con luces transversal y longitudinal de 7,20m. Volados de: 2.4m x 7.2m y de hasta cuatro pisos de 3,70m con una altura libre a nivel inferior de viga de 3m, el peso es de : 30,91 kg/m2.
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