ESTRUCTURAS METALICAS

LES PRESENTO ALGUNAS FOTOS DE OBRAS DONDE SE DA EL USO DE LAS ESTRUCTURAS METALICAS

MARAVILLOSAS OBRAS

LAS ESTRUCTURAS METÁLICAS CONSTITUYEN UN SISTEMA CONSTRUCTIVO MUY DIFUNDIDO EN VARIOS PAÍSES, CUYO EMPLEO SUELE CRECER EN FUNCIÓN DE LA INDUSTRIALIZACIÓN ALCANZADA EN LA REGIÓN O PAÍS DONDE SE UTILIZA.

SE LO ELIGE POR SUS VENTAJAS EN PLAZOS DE OBRA, RELACIÓN COSTE DE MANO DE OBRA – COSTE DE MATERIALES, FINANCIACIÓN, ETC.

LAS ESTRUCTURAS METÁLICAS POSEEN UNA GRAN CAPACIDAD RESISTENTE POR EL EMPLEO DE

ACERO. ESTO LE CONFIERE LA POSIBILIDAD DE LOGRAR SOLUCIONES DE GRAN ENVERGADURA, COMO CUBRIR GRANDES LUCES, CARGAS IMPORTANTES.

AL SER SUS PIEZAS PREFABRICADAS, Y CON

MEDIOS DE UNIÓN DE GRAN FLEXIBILIDAD, SE ACORTAN LOS PLAZOS DE OBRA SIGNIFICATIVAMENTE.
LA ESTRUCTURA CARACTERÍSTICA ES LA DE ENTRAMADOS CON NUDOS ARTICULADOS, CON VIGAS SIMPLEMENTE APOYADAS O CONTINUAS, CON COMPLEMENTOS SINGULARES DE CELOSÍA PARA ARRIOSTRAR EL CONJUNTO.

EN ALGUNOS CASOS PARTICULARES SE EMPLEAN ESQUEMAS DE

NUDOS RÍGIDOS, PUES LA REDUCCIÓN DE MATERIAL CONLLEVA UN MAYOR COSTE UNITARIO Y PLAZOS Y CONTROLES DE EJECUCIÓN MÁS AMPLIOS. LAS SOLUCIONES DE NUDOS RÍGIDOS CADA VEZ VAN EMPLEÁNDOSE MÁS CONFORME LA TECNIFICACIÓN AVANZA, Y EL EMPLEO DE TORNILLERÍA PARA UNIONES, COMBINADOS A VECES CON RESINAS

VENTAJAS DE LAS ESTRUCTURAS METÁLICAS


VIGAS RETICULADAS PERMITEN CUBRIR GRANDES LUCES
CONSTRUCCIONES A REALIZAR EN TIEMPOS REDUCIDOS DE EJECUCIÓN.
CONSTRUCCIONES EN ZONAS MUY CONGESTIONADAS COMO CENTROS URBANOS O INDUSTRIALES EN LOS QUE SE PREVEAN ACCESOS Y ACOPIOS DIFICULTOSOS.
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 PREFIERE LOS ENTRAMADOS CON NUDOS ARTICULADOS.
CONSTRUCCIONES DONDE EXISTEN GRANDES ESPACIOS LIBRES, POR EJEMPLO: LOCALES PÚBLICOS, SALONES.

MARCOS CONTRAVENTEADOS

MARCOS CONTRAVENTEADOS

El sistema de contraventeo de una estructura de varios niveles deberá ser adecuado para:
Evitar el pandeo de las estructuras bajo cargas verticales.

Conservar la estabilidad lateral de la estructura incluyendo los efectos P-D bajo cargas verticales y horizontales de diseño.Si el edificio tiene muros de cortante ligados a los marcos por medio de losas de concreto u otros sistemas de piso de rigidez suficiente, los muros se considerarán como parte del sistema vertical del contraventeo.

Al analizar el pandeo y la estabilidad lateral de la estructura puede considerarse a las columnas, vigas y diagonales de los marcos contraventeados como una armadura vertical en voladizo (en uniones articuladas) y deben considerarse sus deformaciones axiales.

Las fuerzas axiales de todos los miembros de los marcos contraventeados producidos por las fuerzas verticales y horizontales de diseño (Pi) deben cumplir:
P < py =" At">

Las vigas incluidas en el sistema vertical de contraventeos se deben diseñar a flexocompresión considerando las fuerzas axiales debido a cargas laterales.

MARCOS SIN CONTRAVENTEO:

Las resistencias de marcos que pertenecen a edificios sin contraventeos ni muros de cortante deben determinarse con un ángulo que incluye el efecto de los desplazamientos laterales y de las deformaciones axiales de columnas.

Dichos marcos deben ser estables bajo la combinación de cargas laterales y verticales. Las fuerzas axiales en columnas deberán limitarse
CLASIFICACION DE LAS SECCIONES:

Las secciones estructurales metálicas se clasifican en cuatro tipos de acuerdo a las relaciones ancho/espesor máximo de los elementos que las componen:
SECCION TIPO 1(Secciones para diseño plástico): Son aquellas que pueden alcanzar el momento plástico y conservarlo durante la rotación necesaria para que ocurra la redistribución de esfuerzos (momentos) en la estructura.

Mp = Fy Z Z = C S Z = módulo plástico

SECCION TIPO 2 (Para diseño plástico sin rotación, secciones compactas): Son aquellas que pueden alcanzar el momento plástico, pero no tienen capacidad bajo momento constante Mp.
My = Fy S S = I/C

SECCIONES TIPO 3 (para diseño a la fluencia o elástica, secciones semicompactas): Son aquellas que pueden alcanzar el momento elástico My (iniciación del flujo plástico).

SECCIONES TIPO 4 (Secciones esbeltas): Son aquellas que tienen como límite de resistencia el pandeo local de alguno de sus elementos (por esfuerzos de compresión).

DESAROLLO Y USO DE LOS PILOTES

DESARROLLO Y USO DE LOS PILOTES

Los pilotes son anteriores a la historia que conocemos. Hace 12000 anos los habitantes neolíticos de Suiza hincaron postes de madera en los blandos fondos de lagos poco profundos para construir sus casas sobre ellos y a alturas suficiente para protegerlos de los animales que melodeaban y de los guerreros vecinos. Estructuras similares están actualmente en uso en las junglas del sudeste de Asia y de la América del Sur. Venecia fue construidas sobre pilotes de madera en el delta pantanoso del río Po, para proteger a los primeros italianos de los invasores del este de Europa y, al mismo tiempo, para estar cerca del mar y de sus fuentes de subsistencia.

Los descubridores españoles dieron a Venezuela ese nombre, que significa pequeña Venecia, porque los indios vivían en chozas construidas sobre pilotes en las lagunas que rodean las costas del lago Maracaibo. En la actualidad las cimentaciones de pilotes tienen el mismo propósito: hacer posible las construcciones de casas y mantener industrias y comercios en lugares donde las condiciones del suelo no son favorables.

Uso de los pilotes.

Los pilotes se usan de muchas maneras. Los pilotes de carga que soportan las cimentaciones son los más comunes. Estos pilotes transmiten la carga de la estructura a través de estratos blandos a suelos más fuertes e incompresibles o a la roca que se encuentre debajo o distribuyen la carga a través de los estratos blandos que no son capaces de resistir la concentración de la carga de un cimiento poco profundo. Los pilotes de carga se usan cuando hay peligro de que los estratos superiores del suelo puedan ser socavados por la acción de las corrientes o las olas o en los muelles y puentes que se construyen en el agua.

Los pilotes de tracción se usan para resistir fuerzas hacia arriba, como en las estructuras sometidas a subpresion, tales son los edificios cuyos basamentos están situados por debajo del nivel freatico, las obras de protección de presas o los tanques sorterrados. También se emplean para resistir el vuelco en muros y presas y como anclaje de los cables que sirven de contravientos en las torres o retenidas en los muros anclados y en las torres.

Los pilotes cargados lateralmente soportan las cargas aplicadas perpendicularmente al eje del pilote y se usan en cimentaciones sometidas a fuerzas horizontales, como son los muros de sostenimiento de tierras, los puentes, las presas y los muelles y como defensas y duques de alba en las obras de los puertos. Si las cargas laterales son grandes, los pilotes inclinados pueden resistirlas mas eficazmente. Estos son pilotes que se hincan con un cierto ángulo. Frecuentemente se usa una combinación de pilotes verticales e inclinados, como en la figura.

Los pilotes se usan algunas veces para compactar el suelo o como drenes verticales en estratos de baja permeabilidad. Los pilotes colocados muy próximos unos de otros y las tablescas anchas y delgadas unidas entre si, se usan como muros de sostenimiento de tierras, presas temporales o mamparos contra filtraciones.

CONCRETO

EJEMPLO: OBRA CON CONCRETO PRESFORZADO

EJEMPLO: ESTA ESTRUCTURA LLEVA CONCRETO REFORZADO

ESTA BASE ESTA ECHA DE CONCRETO PRESFORZADO

CONCRETO REFORZADO



Además de los aspectos funcionales y económicos especiales del concreto como material de construcción de puentes, ciertas propiedades mecánicas y físicas son importantes con respecto a la aplicación y el comportamiento del concreto.



Las varillas para el refuerzo de estructuras de concreto reforzado, se fabrican en forma tal de cumplir con los requisitos de las siguientes Especificaciones ASTM: A-615 "Varillas de Acero de Lingotes Corrugadas y Lisas Para Concreto Reforzado", A-616 "Varillas de Acero de Riel Relaminado Corrugadas y Lisas para Refuerzo de Concreto", o la A-617 "Varillas de Acero de Eje Corrugado y Lisas Para concreto Reforzado".



Las varillas se pueden conseguir en diámetros nominales que van desde 3/8 de pulg. hasta 1 3/8 de pulg., con incrementos de 1/8 de pulg., y también en dos tamaños más grandes de mas a menos 1 ¾ y 2 ¼ de pulg.



Es importante que entre el acero de refuerzo exista adherencia suficientemente resistente entre los dos materiales. Esta adherencia proviene de la rugosidad natural de las corrugaciones poco espaciadas en la superficie de las varillas.


Las varillas se pueden conseguir den diferentes resistencias. Los grados 40, 50 y 60 tienen resistencias mínimas especificadas para la fluencia de 276,
345 y 414 N/mm2 respectivamente. La tendencia actual es hacia el uso de varillas del grado 60.

CONCRETO PRESFORZADO


El presfuerzo puede definirse en términos generales como el precargado de una estructura, antes de la aplicación de las cargas de diseño requeridas, hecho en forma tal que mejore su comportamiento general.


Una de las mejores definiciones del concreto presforzado es la del Comité de Concreto Presforzado del ACI (AMERICAN CONCRETE INSTITUTE), que dice:
Concreto presforzado: Concreto en el cual han sido introducidos esfuerzos internos de tal magnitud y distribución que los esfuerzos resultantes de las cargas externas dadas se equilibran hasta un grado deseado.


MÉTODOS DE PRESFORZADO


En el concreto presforzado existen dos categorías: pretensado o postensado. Los miembros del concreto pretensado presforzado se producen restirando o tensando los tendones entre anclajes externos antes de vaciar el concreto y al endurecerse el concreto fresco, se adhiere al acero. Cuando el concreto alcanza la resistencia requerida, se retira la fuerza presforzante aplicada por gatos, y esa misma fuerza es transmitida por adherencia, del acero al concreto. En el caso de los miembros de concreto postensado, se esfuerzan los tendones después de que ha endurecido el concreto y de que se haya alcanzado suficiente resistencia, aplicando la acción de los gatos contra el miembro de concreto mismo.


A. Pretensado

Los tendones, generalmente son de cable torcido con varios torones de varios alambres cada uno, se restiran o se tensan entre apoyos. Se mide el alargamiento de los tendones, así como la fuerza de tensión aplicada con los gatos. Con la cimbra en su lugar, se vacía el concreto en torno al tendón esforzado. A menudo se usa concreto de lata resistencia a corto tiempo, a la vez que es curado con vapor de agua, para acelerar el endurecimiento. Después de haberse logrado la resistencia requerida, se libera la presión de los gatos. Los torones tienden a acortarse, pero no lo hacen por estar ligados al concreto por adherencia. En esta forma la fuerza de presfuerzo es transferida al concreto por adherencia, en su mayor parte cerca de los extremos de la viga.
Con frecuencia se usan uno, dos o tres depresores intermedios del cable para obtener el perfil deseado. Estos dispositivos de sujeción quedan embebidos en el elemento al que se le aplica el presfuerzo.

MAMPOSTERIA EN PUENTES

MAMPOSTERIA EN PUENTES

Tipos de piezas.- Las piezas que se usan en elementos estructurales de mampostería deberán cumplir los requisitos mínimos de calidad especificados por la Dirección General de Normas de la SIC para el tipo de rocas que se va a emplear.

La resistencia de la mampostería depende principalmente de la resistencia de la pieza y en menor grado de la del mortero, es por tanto, importante, utilizar piezas sanas, por la falta de métodos de ensayo. La resistencia a la compresión de las piedras varia desde 100 Kg/cm2 (areniscas suaves hasta mas de 2000 Kg/cm2 (granitos y basaltos). Se permiten en la mampostería de piedras naturales morteros de menor calidad que para mampostería de piedras artificiales.

Las recomendaciones que se presentan para piedras naturales, se basan en las que fijo la Secretaria de obras Públicas en sus Especificaciones Generales de Construcción (1971).
Para construcciones en puentes rige la última edición de las Normas para Construcción e Instalación, de la Secretaria de Comunicaciones y Transportes, en particular lo relativo al libro 3.01.02, capitulo 024 (Mamposterías) y las especificaciones complementarias anexas en cada proyecto.

ZAPATAS

OBSERVEN:

AQUI LES PRESENTO COMO ES UNA ZAPATA Y COMO DEBEN IR POSICIONADAS

ZAPATA (CIMENTACIÓN)

UNA ZAPATA ES UN TIPO DE

CIMENTACIÓN SUPERFICIAL (NORMALMENTE AISLADA), QUE PUEDE SER USADA EN TERRENOS RAZONABLEMENTE HOMOGÉNEOS Y DE RESISTENCIAS A COMPRESIÓN MEDIAS O ALTAS. CONSISTEN EN UN ENSANCHAMIENTO DE HORMIGÓN (CONCRETO) SITUADO BAJO LOS PILARES DE LA ESTRUCTURA.

CUANDO NO ES POSIBLE EMPLEAR ZAPATAS DEBE RECURRIRSE A LA

CIMENTACIÓN POR PILOTAJE O A LAS LOSAS DE CIMENTACIÓN.

TIPOS DE ZAPATAS

EXISTEN VARIOS TIPOS DE ZAPATAS EN FUNCIÓN DE SI SERVIRÁN DE APOYO O SOPORTE A UNO O VARIOS PILARES O COLUMNAS, O BIEN A MUROS.

ZAPATAS AISLADAS
EMPLEADAS PARA PILARES AISLADOS Y TERRENOS DE BUENA CALIDAD, CUANDO LA EXCENTRICIDAD DE LA CARGA DEL PILAR ES PEQUEÑA O MODERADA. ESTA ÚLTIMA CONDICIÓN SE CUMPLE MUCHO MEJOR EN LOS PILARES NO PERIMETRALES DE UNA CONSTRUCCIÓN.

ZAPATAS COMBINADAS
A VECES CUANDO UN PILAR NO PUEDE APOYARSE EN EL CENTRO DE LA ZAPATA, SINO EXCÉNTRICAMENTE SOBRE LA MISMA O CUANDO SE TRATA DE UN PILAR PERIMETRAL CON GRANDES MOMENTOS FLECTORES LA PRESIÓN DEL TERRENO PUEDE SER INSUFICIENTE PARA PREVENIR EL VUELCO DEL PILAR Y SU CIMENTACIÓN. UNA FORMA COMÚN DE RESOLVERLO ES UNIENDO O COMBINANDO LA ZAPATA DE CIMENTACIÓN DE ESTE PILAR CON LA DE OTRO DE TAL MANERA QUE SEA POSIBLE EQUILIBRAR ADECUADAMENTE LA CIMENTACIÓN.

ZAPATAS CORRIDAS O CONTINUAS

SE USAN COMÚNMENTE COMO FORMA DE CIMENTACIÓN PARA MUROS DE CARGA O FILAS DE PILARES RELATIVAMENTE CERCANOS EN TERRENOS DE RESISTENCIA MEDIA O ALTA.

PRESAS: CORTINAS DE ENROCAMIENTO

CORTINAS DE ENROCAMIENTO

INTRODUCCIÓN:
Generalmente se acepta que las cortinas de enrocamiento tuvieron su origen hace aproximadamente 200 años . El periodo más activo de las presas de enrocamiento fue a fines de 1800.

DEFINICIÓN:

Las presas de enrocamiento son terraplenes formados por fragmentos de roca de varios tamaños cuya función de estabilidad y por una membrana que es la que proporciona impermeabilidad. Aunque se han construido presas que han tenido éxito con diafragmas interiores, no se recomiendan este tipo de construcción para las estructuras dentro del campo. La construcción de diafragmas internos de tierra con los filtros necesarios requiere un elevado grado de precisión y control más riguroso y el que es posible obtener para presas pequeñas. Los diafragmas interiores de material rígido como el concreto tienen la desventaja de que no se pueden inspeccionar fácilmente ni hacer reparaciones de emergencia si se rompen por el asentamiento de la presa o sus cimientos.

No se recomienda un colchón de tierra en el talud de aguas arriba de una presa que de otra manera seria permeable, debido al costo y a la dificultad de construir los filtros adecuados. Además, el colchón de tierra debe protegerse de la erosión por el oleaje, por lo tanto, queda enterrado en donde no es fácil su inspección ni su reparación.

La membrana impermeable de una presa de enrocamiento debe de construirse en el talud de aguas arriba donde se puede observar su condición cuando se vacía, y cuando es necesaria hacer reparaciones. Generalmente la membrana consistirá de concreto de cemento Portland, aunque se han usado con éxito placas de acero o tablones, de acuerdo a la vida limitada de esos materiales. Recientemente se han usado revestimientos de concreto asfáltico, pero no existen registros sobre el funcionamiento de este tipo de construcción de presas de enrocamiento. Cualquiera que sea el tipo de membrana usada, no se recomienda las presas de enrocamiento cuando la operación normal del vaso no permita la inspección periódica de la membrana y su reparación si es necesario.

CIMENTACIÓN:
Los requisitos son menos exigentes que los necesarios para las presas de gravedad de concreto, pero más que los necesarios para las presas de tierra. Las presas de enrocamiento requieren cimentaciones en las que se produzcan los asentamientos mínimos. En las cimentaciones que no sean de roca, se deberá consultar un especialista respecto a su bondad. Las cimentaciones de roca deben consistir en roca resistente y durable que no se pueda ablandar especialmente con el agua que se filtre del vaso.

PROYECCIÓN DE LA CIMENTACIÓN :

Deberá estar libre de fallas, zonas de corte y de otras zonas de debilidad estructural. El limo, la arcilla, la arena y materia orgánica deben quitarse del área de cimentación antes de la construcción del terraplén.

DENTELLÓN : Se debe de construir un cierre hermético a lo largo del contacto de la membrana impermeable de la cimentación y los estribos, en el talón de aguas arriba de la presa, para evitar las filtraciones por debajo de la presa. En las presas, este cierre tiene la forma de un dentellón de concreto que se extiende del talón de aguas arriba de la presa hasta la roca fija.
La anchura del dentellón esta generalmente gobernada por condiciones impuestas por la construcción. La profundidad de penetración del dentellón en la roca fija, depende del carácter de la roca de cimentación. Si la roca es sana el dentellón debe de prolongarse dentro de la roca de la cimentación no menos de 1 m. Si la roca no está sana, se puede ser necesario un dentellón más profundo o un tratamiento especial, como inyecciones, o si existen fisuras abiertas o si la roca está fracturada. Las inyecciones deben de incluirse en el proyecto, sin tomar en cuenta la aparente buena calidad de la roca, hasta que se hayan hecho suficientes sondeos con las que se demuestra que no existen hendiduras, juntas, fallas o fisuras en la roca fija para las que se puedan producir escapes por debajo del dentellón.