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TALLER DE OBRAS CIVILES
4ª Clase
TNS CONSTRUCCIÓN: ITC – 3er Semestre
PROFESOR : Andrés Moreno A. – Arquitecto
FECHA : 30 de Noviembre 2015
Contenidos y Programación
• Estudios Geotécnicos
• Estudios Oceanográficos
• Estudios Sanitarios (y Ambientales)
• Levantamientos Aero-fotogramétricos
Obras Civiles: Estudios Preliminares
(Macro Escala Territorial)
II Desarrollo de las Obras Civiles
Obras Civiles:
Etapas de Desarrollo
• Pre-factibilidad (Anteproyecto)
• Factibilidad (Proyecto)
• Ingeniería Básica
• Ingeniería de Detalles
• Licitación
• Construcción
• Puesta en Operaciones de la Obra
Obras Civiles: Estudios Preliminares
(Escala Territorial: Localizada)
• Estudios Preliminares
• Etapas de su Gestión y Desarrollo (*)
Contenidos y Programación
Obras Civiles Viales:
Puentes, Túneles
Tipología de Obras Civiles
Clasificación de los Puentes:
Sistema Estructural: Según el
concepto eestructural predominante
en el sistema diseñado, los puentes
pueden ser:
• Isostáticos
• Hiperestáticos
Este tipo de clasificación implica, eso
sí, ciertas consideraciones:
Puente Isostático sería aquel cuyostableros son estáticamente
independientes uno de otro y, a su
vez, independientes, desde el punto
de vista de flexión, de los apoyos que
los sostienen.
Puente Hiperestático sería aquel cuyos
tableros son dependientes uno de
otro, pudiendo establecerse o no una
dependencia entre los tableros y sus
apoyos.
Puente Isostático
Puente Hiperestático
Contenidos y Programación
Obras Civiles Viales:
Puentes, Túneles
Tipología de Obras Civiles
Clasificación de los Puentes:
Sistema Estructural: Según el
concepto eestructural predominante
en el sistema diseñado, los puentes
pueden ser:
• Isostáticos
• Hiperestáticos
NOTA: Esta clasificación nunca será
efectivamente cierto a menos que se
ponga excesivo empeño en ello.
Todos los elementos de un puente no
podrán ser isostáticos, ya que por
ejemplo un tablero apoyado de un
puente está formado por un conjunto
altamente hiperestático de losa de
calzada, vigas y diafragmas
transversales (separadores), cuyo
análisis estático es complicado de
realizar.
Puente Isostático
Puente Hiperestático
Contenidos y Programación
Sistemas Estructurales
Obras Civiles
Sistemas Estructurales:
ESTRUCTURA:
Es el conjunto de elementos resistentesrelacionados entre si de manera
sistemática. Esto quiere decir que estos
elementos están convenientemente
vinculados entre si, mediante nudos,
para reaccionar eficientemente bajo
los efectos de cargas externas.
Las estructuras reciben las fuerzas
externas para luego, a través de sus
componentes, transmitirlas a los nudos
haciéndolas descender hasta llegar a
los apoyos o cimientos (según
corresponda) de la estructura.
Su fin, entonces, es resistir y transmitir
las cargas propias (y también sus
sobrecargas), a los apoyos
manteniéndose indeformable.
Contenidos y Programación
Sistemas Estructurales:
FUERZAS EN LA ESTRUCTURA:
• Compresión: Esfuerzo al que estásometido un cuerpo por la
aplicación de dos fuerzas opuestas
iguales que tienden a encogerlo y,
por tanto, deformarlo en cuanto a
disminuir su longitud.
• Tracción: En el cálculo de estructuras
en Ingeniería se denomina tracción
a la aplicación de dos fuerzas que
actúan en sentido opuesto sobre un
cuerpo, y que tienden a estirarlo.
Lógicamente, se considera que las
tensiones que tiene cualquier
sección perpendicular a dichas
fuerzas son normales a esa sección, y
poseen sentidos opuestos a las
fuerzas que intentan alargar el
cuerpo.
Obras Civiles
Sistemas Estructurales
Contenidos y Programación
Sistemas Estructurales:
FUERZAS EN LA ESTRUCTURA:
Flexión: Tipo de deformación quepresenta un elemento estructural
alargado (horizontal), al recibir una
fuerza en una dirección
perpendicular a su eje longitudinal.
Se evidencia en vigas y losas puesto
que, deben soportar su propio peso y
las sobrecargas para las que están
diseñadas.
Generalmente, y dentro de su rango
de permisividad, corresponde a
deformaciones imperceptibles a
simple vista.
Obras Civiles
Sistemas Estructurales
Contenidos y Programación
Sistemas Estructurales:
FUERZAS EN LA ESTRUCTURA:
Pandeo: Es un fenómeno deinestabilidad elástica que puede
darse en elementos esbeltos
(verticales) sometidos a compresión:
Se manifiesta por la aparición de
desplazamientos importantes
transversales a la dirección principal
de compresión.
Se evidencia en pilares y
columnas traduciéndose en la
aparición de una flexión
adicional, de carácter transversal,
al aplicar fuerzas axiales de
importancia sobre estos elementos.
Obras Civiles
Sistemas Estructurales
Contenidos y Programación
Sistemas Estructurales:
EQUILIBRIO EN LAS ESTRUCTURAS:
Un requisito básico que una estructuradebe cumplir es el de no moverse; a
ésta capacidad la llamamos
EQUILIBRIO. En rigor toda estructura
tiene cierto grado de movimiento,
pero comparado a las dimensiones
que éstas pueden adquirir, son casi
imperceptibles. A simple vista,
cualquier estructura siempre nos
parece inmóvil y sin deformación
alguna.
Dentro de este contexto se debe
aclarar que un cuerpo no se mueve
en una sola dirección por lo que, si se
aplican otras fuerzas de igual
magnitud pero en sentido contrario a
las primeras, se les anula.
Cuando esto sucede se dice que el
cuerpo esta en perfecto equilibrio.
Sistemas Estructurales
Obras Civiles
Nueva Sede Real Madrid FC, Madrid, España.
Puente Peatonal Kurilpa, Brisbane, Australia.
Contenidos y Programación
Sistemas Estructurales:
ESTABILIDAD EN LAS ESTRUCTURAS:
Es un concepto vinculado al peligrode movimiento lo que es inaceptable
para la estructura en su totalidad.
Por ello, se debe tener presente que
una estructura siempre es inestable
desde el punto de vista rotatorio.
Este peligro surge especialmente si:
• No se le ha dado un diseño formal en
adecuado equilibrio a la estructura.
• No se han efectuado las debidas
consideraciones respecto del tipo de
cimientos y apoyos usados.
• No se ha efectuado un estudio de
suelos que permita determinar si éste
es homogéneo, y de resistencia
uniforme compatible con nuestra
estructura.
Obras Civiles
Sistemas Estructurales
Simulaciones del diseño de un Edificio en un Túnel de Viento.
Un sismo o un viento huracanado que actúe sobre un edificio alto que no esté
debidamente cimentado en la tierra y que, además, no esté debidamente
equilibrado en su propio peso y forma puede producir el desplome íntegro de
esa estructura.
Contenidos y Programación
Sistemas Estructurales:
ESTABILIDAD EN LAS ESTRUCTURAS:
Es un concepto vinculado al peligrode movimiento lo que es inaceptable
para la estructura en su totalidad.
Por ello, se debe tener presente que
una estructura siempre es inestable
desde el punto de vista rotatorio.
Este peligro surge especialmente si:
• No se le ha dado un diseño formal en
adecuado equilibrio a la estructura.
• No se han efectuado las debidas
consideraciones respecto del tipo de
cimientos y apoyos usados.
• No se ha efectuado un estudio de
suelos que permita determinar si éste
es homogéneo, y de resistencia
uniforme compatible con nuestra
estructura.
Obras Civiles
Sistemas Estructurales
Edificio Alto Río, Concepción, Chile.
Un sismo o un viento huracanado que actúe sobre un edificio alto que no esté
debidamente cimentado en la tierra y que, además, no esté debidamente
equilibrado en su propio peso y forma puede producir el desplome íntegro de
esa estructura.
Contenidos y Programación
Sistemas Estructurales:
ESTABILIDAD EN LAS ESTRUCTURAS:
Es un concepto vinculado al peligrode movimiento lo que es inaceptable
para la estructura en su totalidad.
Por ello, se debe tener presente que
una estructura siempre es inestable
desde el punto de vista rotatorio.
Este peligro surge especialmente si:
• No se le ha dado un diseño formal en
adecuado equilibrio a la estructura.
• No se han efectuado las debidas
consideraciones respecto del tipo de
cimientos y apoyos usados.
• No se ha efectuado un estudio de
suelos que permita determinar si éste
es homogéneo, y de resistencia
uniforme compatible con nuestra
estructura.
Obras Civiles
Sistemas Estructurales
Un edificio construido sobre la ladera de una colina empinada puede mostrar
una tendencia a deslizarse hacia abajo por acción de su propio peso. Este es un
caso de inestabilidad relacionado directamente con el estudio de suelos y con
los cimientos del edificio.
TALLER DE OBRAS CIVILES
INTERMEDIO 4ª Clase
TNS CONSTRUCCIÓN: ITC – 3er Semestre
PROFESOR : Andrés Moreno A. – Arquitecto
FECHA : 30 de Noviembre 2015
Contenidos y Programación
Sistemas Estructurales:
• FORMAS DE TRIÁNGULO:
El triángulo es el único polígono que
no se deforma cuando actúa sobre él
una fuerza.
Al aplicar una fuerza de compresión
sobre uno cualquiera de los vértices
de un triángulo formado por tres vigas,
automáticamente las dos vigas que
parten de dicho vértice quedan
sometidas a dicha fuerza de
compresión, mientras que la tercera
quedará sometida a un esfuerzo de
tracción.
Las estructuras pueden tomar diversas
formas pero ninguna será rígida o
estable hasta que no se triangule.
Obras Civiles
Sistemas Estructurales
Cualquier forma geométrica que
adopten los elementos de una
estructura no será rígida o estable
hasta que se le triangule.
Contenidos y Programación
Sistemas Estructurales:
• FORMAS DE TRIÁNGULO:
El triángulo es el único polígono que
no se deforma cuando actúa sobre él
una fuerza.
Al aplicar una fuerza de compresión
sobre uno cualquiera de los vértices
de un triángulo formado por tres vigas,
automáticamente las dos vigas que
parten de dicho vértice quedan
sometidas a dicha fuerza de
compresión, mientras que la tercera
quedará sometida a un esfuerzo de
tracción.
Las estructuras pueden tomar diversas
formas pero ninguna será rígida o
estable hasta que no se triangule.
Obras Civiles
Sistemas Estructurales
Cualquier forma geométrica que
adopten los elementos de una
estructura no será rígida o estable
hasta que se le triangule.
Contenidos y Programación
Sistemas Estructurales:
• FORMAS DE ARCO:
La forma de arco surgió en laantigüedad como solución para salvar
luces mayores a las que se podía
obtener mediante vigas de piedra o
madera elaboradas en una pieza.
Los arcos, por su forma, trabajan a la
compresión aunque pueden aceptar
cierto grado de flexión y, por su forma
geométrica, tienen la capacidad de
distribuir a través de su curvatura las
cargas hacia las bases que lo
soportan.
Son estructuras muy estables si tienen
cuerpo y si sus apoyos son los
adecuados.
Sistemas Estructurales
Obras Civiles
Puente carretero, Río Itajaí-Acu, Santa Catarina, Brasil.
Contenidos y Programación
Sistemas Estructurales:
• FORMAS DE ARCO:
La forma de arco surgió en laantigüedad como solución para salvar
luces mayores a las que se podía
obtener mediante vigas de piedra o
madera elaboradas en una pieza.
Los arcos, por su forma, trabajan a la
compresión aunque pueden aceptar
cierto grado de flexión y, por su forma
geométrica, tienen la capacidad de
distribuir a través de su curvatura las
cargas hacia las bases que lo
soportan.
Son estructuras muy estables si tienen
cuerpo y si sus apoyos son los
adecuados.
Sistemas Estructurales
Obras Civiles
Puente carretero, Río Itajaí-Acu, Santa Catarina, Brasil.
Contenidos y Programación
Sistemas Estructurales:
• FORMAS DE ARCO:
La forma de arco surgió en laantigüedad como solución para salvar
luces mayores a las que se podía
obtener mediante vigas de piedra o
madera elaboradas en una pieza.
Los arcos, por su forma, trabajan a la
compresión aunque pueden aceptar
cierto grado de flexión y, por su forma
geométrica, tienen la capacidad de
distribuir a través de su curvatura las
cargas hacia las bases que lo
soportan.
Son estructuras muy estables si tienen
cuerpo y si sus apoyos son los
adecuados.
Sistemas Estructurales
Obras Civiles
Arco Reticulado Tridimensional.
Contenidos y Programación
Sistemas Estructurales:
• FORMAS MACIZAS:
Son piezas monolíticas (yvolumétricas), por lo que la mayoría
de las veces requieren de apoyo
superficial íntegro para funcionar
estructuralmente.
Lo anterior puesto que, aunque son
muy resistente a la compresión, son
débiles a los esfuerzos de tracción y,
dado su peso y su volumen se vuelven
frágiles ante este tipo de esfuerzo.
Para funcionar correctamente deben
soportar las cargas en toda su masa y
volumen para luego, a través de toda
su integridad, trasladarlas a sus
apoyos o cimientos para descargarlas
finalmente al suelo.
Obras Civiles
Sistemas Estructurales
Catedral de Brasilia, Brasil.
Contenidos y Programación
Sistemas Estructurales:
• FORMAS MACIZAS:
VIGAS:
Forma estructural horizontal que
funciona bajo esfuerzos de flexión en
el sentido transversal a su longitud.
Cuenta con equilibrio estable cuando
sus extremos se apoyan para hacerla
funcionar como tal siendo capaces
de resistirse a si mismas y a sobrepesos
que estén dentro de su grado de
tolerancia estructural.
Sus extremos deben estar
convenientemente unidos a sus
soportes par que adquieran equilibrio
y estabilidad.
Sistemas Estructurales
Obras Civiles
Viga de Acero.
Viga Reticulada compuesta.
Viga de H. Armado.
Contenidos y Programación
Sistemas Estructurales:
• FORMAS MACIZAS:
MURO:
Elemento que cumple una función
estructural como soporte de cargas
verticales y de contención de
empujes.
Formalmente es un volumen
prismático con dos dimensiones
predominantes - largo y alto- sobre la
tercera - el espesor-.
Es importante explicar que el muro, a
su vez, puede ser concebido como
una sucesión de pilares.
Obras Civiles
Sistemas Estructurales
Muros Modernos:
Tabiquería / Semi-estructurales.
Contenidos y Programación
Sistemas Estructurales:
• FORMAS MACIZAS:
MURO:
Elemento que cumple una función
estructural como soporte de cargas
verticales y de contención de
empujes.
Formalmente es un volumen
prismático con dos dimensiones
predominantes - largo y alto- sobre la
tercera - el espesor-.
Es importante explicar que el muro, a
su vez, puede ser concebido como
una sucesión de pilares.
Obras Civiles
Sistemas Estructurales
Muros Estructurales en H. Armado.
Contenidos y Programación
Sistemas Estructurales:
• FORMAS MACIZAS:
PILARES / COLUMNAS:
Son elementos estructurales lineales y
verticales solicitados a compresión.
La longitud y la sección transversal
(lado mínimo en la sección
rectangular, diámetro en secciones
circulares), debieran estar en relación
tal que, por su magnitud, no supere los
valores máximos permitidos para los
materiales.
A dicha relación entre la altura y lado
mínimo se la denomina esbeltez.
Obras Civiles
Sistemas Estructurales Columnas:
Coríntica (griega), Egipcia y Romana.
Pilar Estructural compuesto.
Contenidos y Programación
Sistemas Estructurales:
• FORMAS MACIZAS:
PILARES / COLUMNAS:
Son elementos estructurales lineales y
verticales solicitados a compresión.
La longitud y la sección transversal
(lado mínimo en la sección
rectangular, diámetro en secciones
circulares), debieran estar en relación
tal que, por su magnitud, no supere los
valores máximos permitidos para los
materiales.
A dicha relación entre la altura y lado
mínimo se la denomina esbeltez.
Obras Civiles
Sistemas Estructurales
Estructura compuesta:
Encuentro Pilar/Viga en Acero.
Pilar Estructural H. Armado.
Contenidos y Programación
Sistemas Estructurales:
• HIPOSTÁTICOS: No aceptables en
construcción puesto que no ofrecen
estabilidad. Más bien constituyen
mecanismos.
• ISOSTÁTICOS: Tienen los apoyos
mínimos para restringir los movimientos
de una estructura.
• HIPERESTÁTICOS: Tiene más apoyos delos estrictamente necesarios para
impedir los movimientos o
desplazamientos de la estructura de
referencia.
Sistemas Estructurales
Obras Civiles
Contenidos y Programación
Obras Civiles Viales:
Puentes
Tipología de Obras Civiles
Puente de Viga Isostático (en un tramo).
Contenidos y Programación
Obras Civiles Viales:
Puentes
Tipología de Obras Civiles
Puente de Vigas Isostático (en varios tramos).
Contenidos y Programación
Obras Civiles Viales:
Puentes
Tipología de Obras Civiles
Puente de Losa Maciza en Hormigón armado
Contenidos y Programación
Obras Civiles Viales:
Puentes
Tipología de Obras Civiles
Puente Invertido con Armadura Metálica y Arriostramiento superior.
Contenidos y Programación
Obras Civiles Viales:
Puentes
Tipología de Obras Civiles
Puente Invertido con Armadura Metálica tipo BAYLEY.
TALLER DE OBRAS CIVILES
TAREA 3 (30% Nota Final)
TNS CONSTRUCCIÓN: ITC – 3er Semestre
PROFESOR : Andrés Moreno A. – Arquitecto
FECHA : 30 de Noviembre 2015
Contenidos y Programación
Sistemas Estructurales:
A partir de lo visto se deberá escoger
una obra civil (de envergadura), en
cualquier materialidad y función, para
su estudio y análisis.
I Verificar su Tipología estructural.
• HIPOSTÁTICA: No aceptables en
construcción puesto que no ofrecen
estabilidad. Más bien constituyen
mecanismos.
• ISOSTÁTICA: Tienen los apoyos mínimos
para restringir los movimientos de una
estructura.
• HIPERESTÁTICA: Tiene más apoyos delos estrictamente necesarios para
impedir los movimientos o
desplazamientos de la estructura de
referencia.
Sistemas Estructurales
TAREA 3:
Obras Civiles
Contenidos y Programación
Sistemas Estructurales:
A partir de lo visto se deberá escoger
una obra civil (de envergadura), en
cualquier materialidad y función, para
su estudio y análisis.
II Analizar sus Apoyos
III Analizar sus Nudos estructurales.
• Entender y luego explicar (con
palabras propias), cómo funciona la
estructura y sus partes conformantes.
• Investigar cómo se diseñan “apoyos” y
“nudos” de la estructura escogida.
• FECHA DE ENTREGA:
Lunes 14 de Diciembre de 2015.
• HORA DE ENTREGA:
09:00 AM (Antes de Prueba 20%)
• TRABAJO GRUPAL: Dos (2) Personas
(PPT e Informe impreso).
Sistemas Estructurales
TAREA 3:
Obras Civiles
Contenidos y Programación
Sistemas Estructurales:
FUERZAS EN LA ESTRUCTURA:
• Nudos Estructurales: Son las solucionesque se diseñan para producir los
encuentros entre las piezas que
conforman una estructura.
• Apoyos Estructurales: Corresponden a
los elementos de sustentación de toda
estructura. Pueden implementarse en
el sentido vertical o en horizontal pero
siempre cumplirán con la función de
otorgar estabilidad a la estructura
mediante un esfuerzo opuesto al
natural de ésta.
• Apoyos Fijos:
• Apoyos Móviles:
• Apoyos Empotrados:
• Apoyos Rotulados:
Obras Civiles
Sistemas Estructurales
TAREA 3:
Obras Civiles
Sistemas Estructurales
Nudo Estructural
Apoyo Estructural
TALLER DE OBRAS CIVILES
FIN 4ª Clase
TNS CONSTRUCCIÓN: ITC – 3er Semestre
PROFESOR : Andrés Moreno A. – Arquitecto
FECHA : 30 de Noviembre 2015