PORTAFORLIO ESTRUCTURAS I

UNIVERDAD TECNOLOGIA DEL PERÚ Facultad de ingeniería ESCUELA DE ARQUITECTURA

PORTAFOLIO: ESTRUCTURAS I

Catedra: Arq. Ramiro Peña Cheneaux Estudiantes: Torres Suárez José Leví / Jonathan Quesñay Mondragón

ÍNDICE

U1

SISTEMAS ESTRUCTURALES Y ESFUERZOS

03 04 06

S02 CARGAS ESTRUCTURALES S03 CLASIFICACIÓN DE ELEMENTOS ESTRUCTURALES S05 COLUMNA Y ARCO

U2

ESTRUCTURAS DE FUERZAS DIVERSAS

06 08 10

S06 CÚPULA Y BÓVEDA S07 PÓRTICO S08 ESTRUCTURAS MODULARES

U3

CARGAS, ANÁLISIS Y FUNCIONALIDAD

03 04 13

S10 ANÁLISIS DE CARGAS S11 ANÁLISIS DE CARGAS DE VECTOR ACTIVO - MADERA S12 ANÁLISIS DE CARGAS DE VECTOR ACTIVO - ACERO

U4

PRE-DIMENSIONAMIENTO

15 18

S14 PRE-DIMENSIONAMIENTO DE COLUMNAS S15 PRE-DIMENSIONAMIENTO DE VIGAS

U1

SISTEMAS ESTRUCTURALES Y ESFUERZOS

LOGRO: Conoce la estructura como elemento de soporte e identifíca diferentes tipos de esfuerzos en una edificación convencional.

U1

S02 CARGAS ESTRUCTURALES MAQUETA ARTEFACTO

COLUMNA (COMPRESIÓN)

ARRIOSTRE (COMPRESIÓN)

CABLE (TENSIÓN)

LOSA (FLEXIÓN)

COLUMNAS (TRACCIÓN)

04

U1

S03 CLASIFICACIÓN DE ELEMENTOS ESTRUCTURALES PABELLON DE BARCELONA

DETALLE ESTRUCTURAL

ARQUITECTO: Ludwig Mies van der Rohe AÑO DE CONSTRUCCIÓN: 1928 -1929 ARQUITECTOS REFORMA: Ignasi de Sola-Morales, Cristian Cirici y Fernando Ramos REFORMADO: 1983 - 1986 UBICACIÓN: Barcelona, España PROMOTOR: Gobierno de Alemania

RESISTENCIA

8 pilares cruciformes sostienen la cubierta, sin atribuir a los muros una función portante, donde los muros solo sirven como apoyo, cerramiento y división espacial.

RIGIDEZ

FUNCIONALIDAD

Muros (e inclusive no estructurales) en piedra, simboliza la pesadez.

A Cubierta de columna de chapa cromada.

B Columna estructural: cuatro ángulos de acero Estructura de cubierta terminada, laminado atornillados entre sí.

C Cubierta de chapa cromada unida con tornillos apoyada en 8 pilares cruciformes. para metales.

D Mármol. El mármol se hace lo más fino posible para reducir los gastos. Solo las piezas de los extremos son sólidas, por lo que toda la pared parece monolítica.

E Muro estructural de concreto armado u mampostería de ladrillo.

F Tope de vidrio de bronce, fijado a la base con tornillos para metales.

G Base de marco de ventana, fabricada a partir de dos ángulos de acero estructural que luego se reviste con láminas de bronce.

DISTANCIA ENTRE MURO Y PILAR

Pilares esbeltos cruciformes que liberan el espacio de la estructura, simbolizan la ligereza del pabellón.

CORTE A - A

Unión de los pilares cruciformes y las vigas de la cubierta.

ELEMENTOS ESTRUCTURALES LINEALES: Pilar - Viga

CORTE B - B

SUPERFICIALES: Losas – Muros

Encofrado para el llenado de la cubierta .

05

U1

S03 CLASIFICACIÓN DE ELEMENTOS ESTRUCTURALES VIVIENDA COLECTIVA EN WOZOCO

DETALLE ESTRUCTURAL

PROCESO CONSTRUCTIVO

ARQUITECTO: MVRDV AÑO DE CONSTRUCCIÓN: 1994 – 1997 CONSTRUCTURA: Voormolen Bouw Bv PROMOTOR: Het Oosten Housing Association PISOS: 9 ÁREA CONSTRUIDA: 7 500 m2 NÚMERO DE UNIDADES: 100 UBICACIÓN: Ámsterdam – Osdorp, Holanda

RESISTENCIA

RIGIDEZ

FUNCIONALIDAD

ELEMENTOS ESTRUCTURALES LINEALES: Pilar – Puntal - Viga SUPERFICIALES: Losas (Alveolar) – Muros (Hormigón armado)

SECCIONES TRANSVERSALES

06

U1

S05 COLUMNA Y ARCO ARCO CATERANIO: CENTRO DE EXPOSICIONES Esta compuesto por arcos catenarios de madera apoyados en columnas de concreto armado, unidos a su vez por piezas de acero. Sobre los arcos catenarios de madera, colocadas sobre apoyos de acero en forma de “V”, se posan las vigas de madera y tensores que separan los arcos de la cobertura abovedada.

TRAMA ESTRUCTURAL

MATERIALIDAD -

Concreto Armado Madera Acero

FUERZAS ESTRUCTURALES

T T

C

T T

VISTA PRINCICIPAL

T

T

C

C

ELEVACIÓN FRONTAL

PLANTA Se dispuso de los pilares en un sistema modular de 5x5.

ELEVACIÓN LATERAL

VISTA INTERIOR

07

U2

ESTRUCTURAS DE FUERZAS DIVERSAS

LOGRO: Comprende el equilibrio de fuerzas por medio de la forma geométrica, identifica y diferencia los esfuerzos de tracción y compresión simple, y la forma como estructurar estos elementos en el proyecto arquitectónico.

U2

S06 CÚPULA Y BÓVEDA MEZQUITA DE SANTA SOFIA

CÚPULA SANTA MARÍA DEL FIORE ARQUITECTO: Filippo Brunelleschi

NERVADURAS

AÑO DE CONSTRUCCIÓN: 1422-1436

40 nervaduras, elementos entrantes que convergen en el centro de la bóveda.

UBICACIÓN: Florencia, Italia

ARCOS TORALES 55 m

REFUERZO HORIZONTAL Presenta anillos dispuestos entre los nervios, ubicados en diferentes ángulos. Distribuyen las fuerzas tangenciales de manera uniforme y transmiten el peso de las estructuras a los nervios.

Elemento estructural en donde descansa la cúpula.

CONTRAFUERTES Transmiten las cargas transversales a la base.

VENTANAS Aligeran la carga de la cúpula.

PECHINAS Triángulos esféricos.

Resuelve el encuentro entre la base circular de una cúpula y un espacio inferior de planta cuadrada.

ANILLO DE REFUERZO Óculo octogonal de remate estructural, que contiene una linterna.

Este ejerce compresión y evita que la cúpula no colapse.

BÓVEDA GOTICA BÓVEDA DE CRUCERÍA NERVADURAS

Reforzada por las nervaduras.

PILAR

Son mas esbeltas Recibe la nervaduras.

NERVIOS SECUNDARIOS Dispuestos en el centro de cada cara. Ayudan a repartir el peso de la cúpula.

NERVIOS PRINCIPALES

carga

de

las

ARBOTANTES Trasmite las cargas a los contrafuertes.

CONTRAFUERTES Exterior.

Recorren los vértices de la cúpula. Recogen el peso de la estructura.

09

U2

S07 PÓRTICO TALLER DE ARQUITECTURA Esta compuesto por dos pórticos estructurales, del cual se desprenden dos recintos colgados por cables, unidos por una escalera central que reparte dichos recintos. Su comportamiento estructural se da a tracción y compresión, donde los cables que sostienen los recintos trabajan a tracción, trasmitiendo dichas fuerzas a los pórticos y a su vez hacia el suelo, mediante la fuerza de compresión.

TRAMA ESTRUCTURAL

PLANTA 1 NIVEL

PLANTA 2 Y 3 NIVEL

10

U2

S07 PÓRTICO

ELEVACIÓN FRONTAL

ELEVACIÓN LATERAL

VISTA ISOMÉTRICA

VISTA INTERIOR

11

U2

S08 ESTRUCTURAS MODULARES PUENTE TIPOLOGÍA

CÓRDON SUPERIOR ARROSTRIAMIENTO SUPERIOR MONTANTES

HOWE TRUSS

+

DIAGONAL CÓRDON INFERIOR

VIGA VIERENDEEL

TRAMA ESTRUCTURAL

VISTA ISÓMETRICA

PLANTA

ELEVACIÓN

VISTA PRINCIPAL

12

U3

CARGAS, ANÁLISIS Y FUNCIONALIDAD

LOGRO: Comprender la actuación de los distintos materiales que actúan como vector activo.

U3

S10 ANÁLISIS DE CARGAS BUNGALOW Esta situada en una topografía de pendiente, elevado sobre pilotes de concreto , cuenta con un solo nivel, en el cual esta distribuida 1 baño, 1 dormitorio, estudio y terraza.

TRAMA ESTRUCTURAL

VISTA LATERAL DERCHA

PLANTA

CORTE

VISTA ELEVACIÓN POSTERIOR

VISTA ELEVACIÓN PRINCIPAL

14

U3

S10 ANÁLISIS DE CARGAS TABLA DE ANÁLISIS DE CARGAS 10 COLUMNAS

MATERIALIDAD

PESO VOLUMEN Kg/m3

ÁREA m² CARGA Kg/m PESO Kg TOTAL Kg

2( 0,20 x 0,20 x 3,45)

7800.00

0.04

312.00

1076.00

2152.00

2(0,20 x 0,20 x 3,70)

7800.00

0.04

312.00

1154.00

2308.00

2(0,20 x 0,20 x 3,95)

7800.00

0.04

312.00

1232.00

2464.00

2(0,20 x 0,20 x 4,20)

7800.00

0.04

312.00

1310.00

2620.00

2(0,20 x 0,20 x 4,45)

7800.00

0.04

312.00

1388.00

2776.00

16 VIGAS

PESO VOLUMEN Kg/m3 7800.00

0.04

312.00

2371.00

14226.00

10( 0,20 x 0,20 x 4,00)

7800.00

0.04

312.00

1248.00

12480.00

2(4,00 x 8,00 x 0,10)

16 VIGAS

PESO VOLUMEN CARGA Kg/m ESPESOR m PESO Kg TOTAL Kg Kg/m3 o Kg/m² 800.00

VIGAS (Metal) TABIQUE (Madera)

MAMPARA (Vidrio)

COLUMNA (Metal) COLUMNA (Metal)

PASAMANO (Metal)

ÁREA m² CARGA Kg/m PESO Kg TOTAL Kg

6(0,20 x 0,20 x 7,60)

LOSA Y CUBIERTA

CUBIERTA (Madera)

1.00

80.00

2560.00

VISTA ISOMÉTRICA

5120.00

PESO VOLUMEN CARGA Kg/m ESPESOR m PESO Kg TOTAL Kg Kg/m3 o Kg/m²

2( 1,70 x 2,10 x 0,10)

800.00

1.00

80.00

285.60

571.20

4( 1,80 x 2,10 x 0,10)

800.00

1.00

80.00

302.40

1209.60

1(2,90 x 2,10 x 0,10)

800.00

1.00

80.00

487.20

487.20

1(2,00 x 2,10 x 0,10)

800.00

1.00

80.00

336.00

336.00

1(3,00 x 2,10 x 0,10)

800.00

1.00

80.00

504.00

504.00

TOTAL Kg

47254.00

VISTA ELEVACIÓN LATERAL IZQUIERDA

15

U3

S11 ANÁLISIS DE CARGAS DE VECTOR ACTIVO - MADERA MIRADOR Esta situada en un humedal de topografía llana, elevado sobre pilotes de madera, para evitar inundaciones. Cuenta con 3 niveles, donde se puede acceder a dichos recintos por una escalera central, permitiendo que todo el perímetro mantenga visuales a todo el área del humedal.

TRAMA ESTRUCTURAL

DETALLE DE UNIÓN

PLANTA

CORTE

16

U3

S11 ANÁLISIS DE CARGAS DE VECTOR ACTIVO - MADERA

ELEVACIÓN

VISTA APROXIMACIÓN

VISTA ISOMÉTRICA

VISTA INTERIOR

17

U3

S11 ANÁLISIS DE CARGAS DE VECTOR ACTIVO - ACERO PARADERO TRAMA ESTRUCTURAL

VISTA ISÓMETRICA PLANTA NIVEL DE SUELO

PLANTA DE CUBIERTA

VISTA PRINCIPAL

18

U3

S11 ANÁLISIS DE CARGAS DE VECTOR ACTIVO - ACERO

VISTA LATERAL 1 ELEVACIÓN

CORTE

VISTA LATERAL 2

19

U4

PRE-DIMENSIONAMIENTO

LOGRO: Comprende, analiza y ejecuta el predimensionamiento de los diferentes componentes estructurales que conforman un edificio.

S11 PRE-DIMENSIONAMIENTO DE COLUMNAS

U4

COLUMNAS

CÁLCULO DEL AREA TRIBUTARIA

DATOS Nª PISOS: 5 CATEGORÍA DE EDIFICACIÓN: A

TIPOS DE COLUMNAS

COLUMNA CENTRADA •

C4

COLUMNA EXCENTRICA Esquinera •

C1

•

C3

•

C6

CUADRO DE PRE-DIMENSIONAMIENTO DE COLUMNAS

Perimetral •

C2

•

C5

21

U4

S11 PRE-DIMENSIONAMIENTO DE VIGAS VIGAS ANCHO TRIBUTARIO VIGAS PRINCIPALES

PREDIMENSIONAMIENTO DE VIGAS PRINCIPALES Y SECUNDARIAS

A.T. VIGA CENTRAL AT= 4.50/2 + 0.40 + 4.50/2 AT= 2.25 + 0.40 + 2.25 AT= 4.90 m A.T. VIGAS LATERALES AT= 0.40 + 4.50/2 AT= 0.40 + 2.25 AT= 2.65 m

ANCHO TRIBUTARIO VIGAS SECUNDARIAS

A.T. VIGAS CENTRALES AT= 1.00 + 0.40 + 1.00 AT= 2.40 m AT= 2.40 m A.T. VIGAS LATERALES AT= 0.40 + 1.00 AT= 1.40 AT= 1.40 m

CATEGORIA: C=1/12 VIGAS PRINCIPALES

VIGAS SECUNDARIAS

H= Ln/12 H= 6.20/12 H= 0.52 H= 0.55 m

H= Ln/12 H= 4.50/12 H= 0.38 H= 0.40 m

B= H/2 B= 0.55/2 B= 0.28 B= 0.30 m

B= H/2 B= 0.40/2 B= 0.20 B= 0.25 m

22

U4

S11 PRE-DIMENSIONAMIENTO DE VIGAS ACERO DE DISEÑO VIGAS PRINCIPALES

ACERO DE DISEÑO VIGAS SECUNDARIAS

VIGAS CENTRALES WU= 3271.50 Kg/m

VIGA CENTRAL WU= 6633 Kg/m ACERO NEGATIVO 100% - 97% As(A)= 7.87 cm2 As(B)= 8.11 cm2 As(C)= 8.87 cm2 As(D)= 9.08 cm2

ACERO NEGATIVO

ACERO POSITIVO

100% - 97%

100% - 97% =4 =4 =4 =4

(5/8¨) (5/8¨) + 1 (5/8¨) + 1 (5/8¨) + 1

(1/2¨) (1/2¨) (1/2¨)

As(AB)= 9.08 cm2 As(BC)= 2.75 cm2 As(CD)= 10.50 cm2

=4 =1 =5

(5/8¨) + 1 (5/8¨) + 1 (5/8¨) + 1

As(A)= 7.47 cm2 As(B)= 7.69 cm2 As(C)= 8.42 cm2 As(D)= 8.62 cm2

(5/8¨) (5/8¨) (5/8¨) + 1 (5/8¨) + 1

=2 =2 =2

(5/8¨) (5/8¨) + 2 (5/8¨)

(1/2¨)

As(12)= 3.77 cm2 As(23)= 3.77 cm2

As(12)= 3.77 cm2 As(23)= 3.77 cm2

As(AB)= 8.62 cm2 = 4 As(BC)= 2.61 cm2 = 1 (1/2¨) As(CD)= 9.96 cm2 =5 (1/2¨)

ACERO POSITIVO

100% - 97%

100% - 97%

=4 =4 =4 =4

As(1)= 3.27 cm2 As(2)= 6.06 cm2 As(3)= 3.27 cm2

ACERO NEGATIVO

ACERO POSITIVO

100% - 97%

(1/2¨) (1/2¨) (1/2¨)

100% - 97%

VIGAS LATERALES WU= 2011.50 Kg/m

VIGAS LATERALES WU= 6318 Kg/m ACERO NEGATIVO

ACERO POSITIVO

(5/8¨) + 1 (5/8¨) + 1 (5/8¨)

As(1)= 1.98 cm2

(1/2¨) As(2)= 3.60 cm2 (1/2¨) As(3)= 1.98 cm2

100% - 97%

=1 =1 =1

(5/8¨) (5/8¨) + 2 (5/8¨)

(1/2¨)

As(12)= 2.27 cm2 As(23)= 2.27 cm2

=1 =1

(5/8¨) + 1 (5/8¨) + 1

(1/2¨) (1/2¨)

23

UNIVERDAD TECNOLOGIA DEL PERÚ Facultad de ingeniería ESCUELA DE ARQUITECTURA