T02-Tipologia-estructural

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TEMA 2 :TIPOLOGÍA ESTRUCTURAL 
ENRIQUE DE JUSTO MOSCARDÓ
ANTONIO DELGADO TRUJILLO
ANTONIA FERNÁNDEZ SERRANO
MARÍA CONCEPCIÓN BASCÓN HURTADO
Departamento de Mecánica de Medios Continuos, Teoría de Estructuras e Ingeniería de 
Terreno. E. T. S. de Arquitectura. Universidad de Sevilla.
ESTRUCTURAS 1
OBJETIVOS DE APRENDIZAJE
ESQUEMA DE TIPOLOGÍA ESTRUCTURAL 
ELEMENTOS ESTRUCTURALES
ELEMENTOS LINEALES
[1] La Viga
[1.1]Función
[1.2]Solicitaciones
[1.3]Clasificación
[1.4]Materiales
[2] El Pilar
[2.1]Función
[2.2]Solicitaciones
[2.3]Materiales
[3] El Pórtico
[3.1]Funcionamiento
[3.2]Solicitaciones
[4] El Arco
[4.1]Función
[4.2]Solicitaciones
[4.3]Materiales
[5] El Cable y el tirante
[5.1]Función
[5.2]Solicitaciones
[5.3]Materiales
SISTEMAS ESTRUCTURALES
[9] Forjado unidireccional sobre pórticos [Pórticos planos]
[10] Forjado unidireccional sobre pórticos [Pórticos espaciales]
[11] Forjado unidireccional sobre muros
[12] Forjado unidireccional o cubierta sobre arcos
[13] Forjado bidireccional sobre pilares
[14] Forjado bidireccional sobre muros (o vigas)
ESTRUCTURAS ESPECIALES
ÍNDICE
ELEMENTOS SUPERFICIALES
[6] El Muro
[6.1]Función
[6.2]Solicitaciones
[6.3]Materiales
[7] El Forjado Unidireccional
[7.1]Función
[7.2]Funcionamiento
[7.3]Solicitaciones
[7.4]Tipos
[8] El Forjado Bidireccional
[8.1]Función
[8.2]Funcionamiento
[8.3]Solicitaciones
[8.4]Tipos
1
ESQUEMA DE TIPOLOGÍA ESTRUCTURAL
ELEMENTOS ESTRUCTURALES
[LINEALES]
VIGA PILAR ARCO CABLE
[SUPERFICIALES]
MURO FORJADO
SISTEMAS ESTRUCTURALES
FORJADO UNIDIRECCIONAL 
SOBRE PÓRTICOS
FORJADO UNIDIRECCIONAL 
SOBRE MUROS
UNIDIRECCIONAL
BIDIRECCIONAL
FORJADO UNIDIRECCIONAL 
SOBRE ARCOS
FORJADO BIDIRECCIONAL 
SOBRE PILARES
FORJADO BIDIRECCIONAL 
SOBRE MUROS
2
ELEMENTOS ESTRUCTURALES 
ELEMENTOS LINEALES 
3
[1.1] FUNCIÓN [1.2] SOLICITACIONES
MF
V
N
1. DIAGRAMA DE MOMENTO FLECTOR
2.DIAGRAMA DE CORTANTE
3.DIAGRAMA DE AXIL
1_LA VIGA 
LA FUNCIÓN PRINCIPAL DE UNA VIGA ES RESISTIR CARGAS PERPENDICULARES A SU EJE.
LA VIGA TRABAJA PRINCIPALMENTE A FLEXIÓN.
LOS ESFUERZOS A LOS QUE ESTÁ SOMETIDA SON:
A MENUDO LAS VIGAS SUFREN TAMBIÉN AXIL, AUNQUE EN GENERAL ES DE MENOR IMPORTANCIA.
Casa HEMEROSCOPIUM [Arquitecto: Antón García- Abril]
_CORTANTE
_MOMENTO FLECTOR
4
[1.3] CLASIFICACIÓN
[1.3.2] SEGÚN SU SECCIÓN
1_LA VIGA
VIGA DE ALMA LLENA
VIGA TRIANGULADA
VIGA PRINCIPAL
VIGA SECUNDARIA
LAS VIGAS SECUNDARIAS O VIGUETAS APOYAN EN LA PRINCIPAL.
LA VIGA PRINCIPAL APOYA EN LOS PILARES.
[1.3.1] SEGÚN SU FUNCIÓN:
5
1_LA VIGA
1 2 3 4 5 6 6 1 2 3 4 5 6
1. VIGA RECTANGULAR
2. VIGA DOBLE T
3. VIGA DE CAJA
4. VIGA DE DOBLE CAJA
5. VIGA CON ALMA ONDULADA
6. VIGA CON DOBLE ALMA ONDULADA
1. VIGA 
2. VIGA EN U (UPN)
3. VIGA DOBLE T (HEB)
4. VIGA EN CAJÓN
5. VIGA DE PERFIL HUECO
6. VIGA ALVEOLAR (VIGA BOYD)
EN DOBLE T (IPE)
1
1. VIGA 
2. VIGA TRAPEZOIDAL
3. VIGA EN T
4. VIGA EN I
5. LOSA CON NERVIO
6. LOSA CON DOBLE NERVIO
RECTANGULAR
1 2 3 4 5 6
LAS VIGAS PUEDEN SER DE HORMIGÓN, ACERO O MADERA.
[1.4.1] HORMIGÓN:
[1.4] MATERIALES:
[1.4.2] ACERO: [1.4.3] MADERA:
6
1. DIAGRAMA DE 
MOMENTO FLECTOR
2.DIAGRAMA DE 
CORTANTE
3.DIAGRAMA 
DE AXIL
MF V N
2_EL PILAR
[2.1] FUNCIÓN [2.2] SOLICITACIONES
EL PILAR TRABAJA PRINCIPALMENTE A COMPRESIÓN, A FLEXIÓN COMPUESTA (AXIL+FLECTOR) O A FLEXIÓN 
COMPUESTA ESVIADA (AXIL+DOS FLECTORES).
LOS ESFUERZOS A LOS QUE ESTÁ SOMETIDA SON:
A MENUDO, LOS PILARES SUFREN TAMBIÉN ESFUERZO CORTANTE. EN GENERAL, EL CORTANTE EN PILARES ES:
LA FUNCIÓN PRINCIPAL DE LOS PILARES ES MANTENER ELEVADA LA ESTRUCTURA DEL FORJADO SUPERIOR (PUEDE 
SER LA CUBIERTA O EL SUELO DE LA SIGUIENTE PLANTA).
Edificio CAJA GRANADA [Arquitecto: Alberto Campo Baeza]
- AXIL
- MOMENTO FLECTOR
- PEQUEÑO, PARA ACCIONES VERTICALES.
- GRANDE, PARA ACCIONES HORIZONTALES.
7
2_EL PILAR
1
1. PILAR RECTANGULAR
2. PILAR CIRCULAR
1. PILAR SIMPLE CON PERFIL HEB
2. PILAR SIMPLE CON PERFIL TUBULAR CIRCULAR
3. PILAR SIMPLE CON PERFIL TUBULAR RECTANGULAR
4. PILAR EN CAJÓN CON DOBLE PERFIL Y PRESILLAS
5. PILAR EN I CON DOBLE PERFIL Y PRESILLAS
6. PILAR EN CRUZ CON CUATRO PERFILES ANGULARES
1. PILAR 
2. PILAR CIRCULAR
RECTANGULAR
1 2
4 5 6
1 2
LOS PILARES PUEDEN SER DE ACERO, HORMIGÓN O MADERA
32
8
[2.3.1] HORMIGÓN:
[2.3] MATERIALES:
[2.3.2] ACERO: [2.3.3] MADERA:
SI LA UNIÓN ENTRE VIGA Y PILAR ES RÍGIDA, LA VIGA TRANSMITE A LOS PILARES CARGA 
VERTICAL + MOMENTO (Y A MENUDO, TAMBIÉN CARGA HORIZONTAL). EN ESTE CASO 
EL PILAR FUNCIONA A FLEXIÓN COMPUESTA (AXIL + FLECTOR)
V
[3.1] FUNCIONAMIENTO [3.2] SOLICITACIONES
3_LA UNIÓN DE LA VIGA Y EL PILAR: EL PÓRTICO
EL PÓRTICO ES UN SISTEMA ESTRUCTURAL FORMADO POR VIGAS Y PILARES. LAS 
VIGAS APOYAN SOBRE LOS PILARES TRANSMITIENDOLES LA CARGA.
1.DIAGRAMA 
DE AXIL
N
SI LA UNIÓN ENTRE VIGA Y PILAR ES ARTICULADA, LA VIGA SÓLO TRANSMITE A LOS 
PILARES CARGA VERTICAL. EN ESTE CASO LOS PILARES FUNCIONAN A COMPRESIÓN 
SIMPLE (SÓLO AXIL). 
NMF
1. DIAGRAMA 
DE MOMENTO 
FLECTOR
2.DIAGRAMA
DE CORTANTE
3.DIAGRAMA 
DE AXIL
SEDE ARCELOR [Arquitectos: Enric Miralles y Benedetta Tagliabue]
Greenwich Academy Upper School [Arquitectos: SOM]
9
[4.1] FUNCIÓN [4.2] SOLICITACIONES
4_EL ARCO 
LA FUNCIÓN DEL ARCO ES SOPORTAR CARGAS VERTICALES. A DIFERENCIA DE LA 
VIGA, Y GRACIAS A SU FORMA, EL ARCO ES UN ELEMENTO QUE FUNCIONA 
PRINCIPALMENTE A COMPRESIÓN.
EL ARCO TRABAJA A COMPRESIÓN SIMPLE O COMPRESIÓN COMPUESTA. 
ESFUERZOS A LOS QUE ESTÁ SOMETIDO:
 AXIL (COMPRESIÓN) 
A MENUDO EL ARCO TAMBIÉN ESTÁ SOMETIDO A MOMENTO FLECTOR, AUNQUE 
EN GENERAL ÉSTE ES DE MENOR IMPORTANCIA QUE EL AXIL
 
 
Santuario PADRE PÍO [Arquitecto: Renzo Piano]
Rv Rv
RH RH
MFN
AXIL MOMENTO FLECTOR 
10
[4.3.1] FÁBRICA
[4.3.3] ACERO
4_EL ARCO
[4.3.2] HORMIGÓN
LOS ARCOS PUEDEN SER DE FÁBRICA, HORMIGÓN, ACERO O MADERA.
Arco de Hormigón en KINGSTON 
[4.3.4] MADERA
Bodega PEREZ CRUZ [Arquitecto: José Cruz Ovalle]
ACUEDUCTO DE SEGOVIA
SANT LOUIS GATEWAY [Arquitecto: Eero Saarinen]
[4.3] MATERIALES:
11
[5.1] FUNCIÓN [5.2] SOLICITACIONES
5_EL CABLE Y EL TIRANTE
LA FUNCIÓN PRINCIPAL DEL CABLE ES UNIR DOS PARTES DE UNA ESTRUCTURA, O UNIR 
LA ESTRUCTURA AL TERRENO. LOS CABLES SÓLO PUEDEN TRANSMITIR FUERZA EN LA 
DIRECCIÓN DE SU EJE.
EL CABLE SIEMPRE TRABAJA A TRACCIÓN. 
ESFUERZOS A LOS QUE ESTÁ SOMETIDO
AXIL (TRACCIÓN)
Pabellon de Europa Expo´92 [Karsten K. Krebs]
1.LEY DE AXIL
Puente del Alamillo [Santiago Calatrava]
[5.3] MATERIALES
LOS CABLES/TIRANTES SON DE ACERO.
N
Renault Distribution Centre [Foster + Partners]
12
ELEMENTOS ESTRUCTURALES 
ELEMENTOS SUPERFICIALES
13
[6.1] FUNCIÓN [6.2] SOLICITACIONES
6_EL MURO 
LA FUNCIÓN PRINCIPAL DE LOS MUROS DE CARGA ES, COMO LOS PILARES, SOSTENER 
LA ESTRUCTURA DEL FORJADO SUPERIOR. LOS MUROS TIENEN LA FUNCIÓN 
ADICIONAL DE DIVIDIR EL ESPACIO.
EN EL CASO DE MUROS DE CONTENCIÓN, SU FUNCIÓN ES CONTENER EL EMPUJE 
HORIZONTAL (DE TIERRAS O DE AGUA) QUE SE EJERCE SOBRE UNA DE SUS CARAS.
EL MURO TRABAJA PRINCIPALMENTE A COMPRESIÓN, O A FLEXIÓN COMPUESTA 
(AXIL + FLECTOR). LOS ESFUERZOS A LOS QUE ESTÁ SOMETIDO SON:
AXIL
MOMENTO FLECTOR
LOS MUROS PUEDEN SUFRIR TAMBIÉN ESFUERZO CORTANTE. ÉSTE ES 
PARTICULARMENTE IMPORTANTE EN EL CASO DE ACCIONES HORIZONTALES.
e
CARGA CENTRADA
CARGA EXCÉNTRICA
=
14
CARGA CENTRADA + MOMENTO
6_EL MURO
LOS MUROS PUEDEN SER DE FÁBRICA, HORMIGÓN O MADERA.
Villa BORDEAUX [Arquitecto: Rem Koolhaas]Bodegas DOMINUS [Arquitecto: Herzog & Meuron] Escuela infantil, Isla Cristina [Área Arquitectura, Foto: A. Arévalo]
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[6.3.1] FÁBRICA:
[6.3] MATERIALES:
[6.3.2] HORMIGÓN: [6.3.3] MADERA (ENTRAMADO):
[7.1] FUNCIÓN
7_EL FORJADO UNIDIRECCIONAL
[7.3] SOLICITACIONES
LAS FUNCIONES DEL FORJADO UNIDIRECCIONAL SON:
 
LOS FORJADOS UNIDIRECCIONALES TRANSMITEN LA CARGA EN UNA SOLA DIRECCIÓN.
LA DIRECCIÓN DE LA CARGA VIENE MARCADA POR SUS ELEMENTOS RESISTENTES (NERVIOS O 
VIGUETAS).
LOS FORJADOS UNIDIRECCIONALES SE COMPONEN DE:
 
ELEMENTOS LINEALESRESISTENTES 
(VIGUETAS, NERVIOS...)
PIEZAS DE ENTREVIGADO
(BOVEDILLAS, TABLONES...)
LOS ELEMENTOS LINEALES RESISTENTES (VIGUETAS, NERVIOS...) DEL 
FORJADO TRABAJAN PRINCIPALMENTE A FLEXIÓN:
(FLECTOR + CORTANTE)
PUEDEN TAMBIÉN ESTAR SOMETIDOS A ESFUERZO AXIL, AUNQUE 
ÉSTE SERÁ EN GENERAL DE MENOR IMPORTANCIA.
[7.2] FUNCIONAMIENTO
RESISTIR LAS CARGAS SUPERFICIALES QUE ACTÚAN SOBRE EL PISO DE LA VIVIENDA Y TRANSMITIR 
ESAS CARGAS A LOS ELEMENTOS SOBRE LOS QUE APOYA (VIGAS O MUROS).
RIGIDIZAR LA PLANTA FRENTE A ACCIONES HORIZONTALES.
 
16
[7.4] TIPOS
7_EL FORJADO UNIDIRECCIONAL
Bovedilla
Capa de compresión
 
Vig
ue
ta
[7.4.1] UNIDIRECCIONAL DE VIGUETAS:
LAS VIGUETAS PUEDEN SER DE MADERA, ACERO U HORMIGÓN (SEMIRRESISTENTES, PRETENSADAS 
O ARMADAS).
LUCES HABITUALES: 4,5 - 6,5M
17
7_EL FORJADO UNIDIRECCIONAL
18
[7.4] TIPOS
[7.4.2] UNIDIRECCIONAL DE HORMIGÓN ARMADO IN SITU:
LUCES HABITUALES: 5 - 7M
7_EL FORJADO UNIDIRECCIONAL
19
[7.4] TIPOS
[7.4.3] UNIDIRECCIONAL DE PLACAS ALVEOLARES:
LUCES HABITUALES: 10 - 14M
7_EL FORJADO UNIDIRECCIONAL
Stahl House [Arquitecto: Pierre Koenig]
Burwash House [Arquitecto: Pierre Koenig]
20
[7.4] TIPOS
[7.4.4] UNIDIRECCIONAL DE CHAPA PERFILADA:
LUCES HABITUALES: 1,5 - 2,5M
7_EL FORJADO UNIDIRECCIONAL
21
[7.4] TIPOS
[7.4.5] UNIDIRECCIONAL DE CHAPA COLABORANTE CON HORMIGÓN (MIXTO):
LUCES HABITUALES: 3,5 - 4M
LOS FORJADOS BIDIRECCIONALES TRANSMITEN LA CARGA EN DOS DIRECCIONES. PARA ELLO, ESTE TIPO DE 
FORJADOS POSEEN SUS ELEMENTOS RESISTENTES O NERVIOS EN AMBAS DIRECCIONES, FORMANDO UNA 
RETÍCULA.
LOS FORJADOS BIDIRECCIONALES SE COMPONEN DE:
 
[8.1] FUNCIÓN
8_EL FORJADO BIDIRECCIONAL
[8.2] FUNCIONAMIENTO 
LAS FUNCIONES DEL FORJADO BIDIRECCIONAL SON:
[8.3] SOLICITACIONES
LOS FORJADOS BIDIRECCIONALES TRABAJAN PRINCIPALMENTE A 
FLEXIÓN EN LAS DOS DIRECCIONES (FLECTOR + CORTANTE).
PUEDEN TAMBIÉN ESTAR SOMETIDOS A ESFUERZO AXIL, AUNQUE 
ÉSTE SERÁ EN GENERAL DE MENOR IMPORTANCIA.
 
ELEMENTOS LINEALES RESISTENTES 
(NERVIOS EN LAS DOS DIRECCIONES)
PIEZAS ALIGERANTES 
(CASETONES)
RESISTIR LAS CARGAS SUPERFICIALES QUE ACTÚAN SOBRE EL PISO DE LA VIVIENDA 
Y TRANSMITIR ESAS CARGAS A LOS ELEMENTOS SOBRE LOS QUE APOYA (VIGAS O 
PILARES).
RIGIDIZAR LA PLANTA FRENTE A ACCIONES HORIZONTALES.
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8_EL FORJADO BIDIRECCIONAL
Pabellón de Alemania en Barcelona [Arquitecto: Mies Van der Rohe]
23
[8.4] TIPOS
[8.4.1] BIDIRECCIONAL DE LOSA MACIZA:
LUCES HABITUALES: 6 - 8M
8_EL FORJADO BIDIRECCIONAL
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[8.4] TIPOS
[8.4.2] FORJADO RETICULAR (LOSA ALIGERADA):
LUCES HABITUALES: 8 - 10M
SISTEMAS ESTRUCTURALES 
25
ŸUNIDIRECCIONALES
ŸBIDIRECCIONALES
[9.1] FUNCIONAMIENTO
9_FORJADO UNIDIRECCIONAL SOBRE PÓRTICOS [PÓRTICOS PLANOS]
Bailey House [Arquitecto: Pierre Koenig]
Casa MALIN [Arquitecto: John Lautner][REPRESENTACIÓN EN PLANTA]
Pórtico 1
Pórtico 2
LAS CARGAS SE TRANSMITEN DEL FORJADO A LAS VIGAS DE LOS 
PÓRTICOS, Y DE ÉSTAS, A LOS PILARES, QUE A SU VEZ LAS LLEVAN 
HASTA EL TERRENO.
LOS PÓRTICOS SON PARALELOS ENTRE SÍ.
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[10.1] FUNCIONAMIENTO
[REPRESENTACIÓN EN PLANTA]
Pórtico 1
Pórtico 2
P
ó
rt
ic
o
 3
P
ó
rt
ic
o
 4
P
ó
rt
ic
o
 5
P
ó
rt
ic
o
 6
Pórtico 7
Pórtico 8
LAS CARGAS SE TRANSMITEN DEL FORJADO A LAS VIGAS DE LOS PÓRTICOS, 
Y DE ÉSTAS, A LOS PILARES, QUE A SU VEZ LAS LLEVAN HASTA EL TERRENO.
A DIFERENCIA DEL CASO ANTERIOR, EN ESTE CASO HAY PÓRTICOS EN DOS 
DIRECCIONES PERPENDICULARES. 
EN LOS PILARES COMPARTIDOS POR DOS PÓRTICOS PERPENDICULARES 
HABRÁ FLEXIÓN EN LAS DOS DIRECCIONES (FLEXIÓN ESVIADA), ADEMÁS DEL 
AXIL DE COMPRESIÓN. PLANTA de forjado unidireccional 
sobre pórticos espaciales 
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10_FORJADO UNIDIRECCIONAL SOBRE PÓRTICOS [PÓRTICOS ESPACIALES]
[11.1] FUNCIONAMIENTO 
[REPRESENTACIÓN EN PLANTA]
LAS CARGAS SE TRANSMITEN DEL FORJADO A LOS MUROS SOBRE 
LOS QUE APOYA, LOS CUALES LA LLEVAN HASTA EL TERRENO.
LOS MUROS SON PARALELOS ENTRE SÍ.
28
11_FORJADO UNIDIRECCIONAL SOBRE MUROS
Iglesia de San Román
[12.1] FUNCIONAMIENTO
EN ESTE CASO, EL FORJADO NORMALMENTE ES DE CUBIERTA, Y TIENE FORMA CURVA, AUNQUE SUS 
ELEMENTOS RESISTENTES (VIGUETAS, CORREAS) SON RECTOS.
Mercado de Santa Caterina [Arquitectos: Enric Miralles y Benedetta Tagliabue]
Mercado de Santa Caterina [Arquitectos: Enric Miralles y Benedetta Tagliabue]
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12_FORJADO UNIDIRECCIONAL O CUBIERTA SOBRE ARCOS
[13.1] FUNCIONAMIENTO 
Willis Faber & Dumas Headquarters [Arquitecto: Fosters and Partners]
Stansted Airport Railway Station. Londres [REPRESENTACIÓN EN PLANTA]
EL FORJADO BIDIRECCIONAL (RETICULAR O LOSA MACIZA) 
TRANSMITE LA CARGA EN DOS DIRECCIONES, POR LO CUAL NO 
HACEN FALTA VIGAS. EN ESTE CASO, LA CARGA SE TRANSMITE 
DIRECTAMENTE DESDE EL FORJADO A LOS PILARES.
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13_FORJADO BIDIRECCIONAL SOBRE PILARES
[14.1] FUNCIONAMIENTO
2 Casas en Ponte de Lima [Arquitecto: Soto de Moura]
[REPRESENTACIÓN EN PLANTA]
EL FORJADO BIDIRECCIONAL (RETICULAR O LOSA MACIZA) 
TRANSMITE LA CARGA EN LAS DOS DIRECCIONES PERPENDICULARES, 
A LOS MUROS O VIGAS SOBRE LAS QUE APOYA.
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14_FORJADO BIDIRECCIONAL SOBRE MUROS [O VIGAS]
ESTRUCTURAS ESPECIALES
LÁMINAS
MALLAS DE BARRAS
ESTRUCTURAS TENSADAS
Construcción del restaurante Los Manantiales [Félix Candela] Iglesia de Cuernavaca [Félix Candela] Restaurante Los Manantiales [Félix Candela]
Fiera Milano [Arquitecto: Massimiliano Fuksas] BZ Bank Berlín [Frank O. Gerhy] Museo Británico de Londres [Arquitecto: Norman Foster]
Estadio Olímpico de Múnich [Arquitecto: Frei Otto] Estadio Olímpico de Sidney [Arquitecto: Bligh Voller Nied] Puente del Cristo de la Expiración [Ingeniero: José Luis Manzanares Japón]
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