Marcos rigidos

CONFERENCIA # 3: Sistemas Estructurales: Muros y Reticulados.

sistemas reticulados y los sistemas de muros prefabricados.

SISTEMAS RETICULADOS.

El sistema mas elemental de estructura reticulada, es aquella en la cual las vigas no trasmiten momentos a las columnas, pues estan simplemente apoyadas o articuladas sobre estas. En este caso la trasmisión de las cargas y la distribuciónde las fuerzas internas es muy fácil de determinar:

- para CARGAS VERTICALES, las losas trasmiten la carga hacia las vigas y éstas a las columnas, y a su vez a la cimentación. No se trasmiten momentos entre vigas y columnas.

- para CARGAS HORIZONTALES, se considera que las columnas trabajan en VOLADIZO y estas están empotradas en la cimentación, siendo muy ineficiente esta trasmisión defuerzas laterales.

Este tipo de estructura se utiliza en aquellas construcciones bajas de 1 o 2 niveles donde las cargas laterales horizontales no tienen gran influencia o en construcciones de varios niveles donde se utilizan elementos prefabricados y es dificil lograr el empotramiento columna- viga y para ello es necesario añadir otros elementos estructurales, como tímpanos (muros) queproporcionan rigidez y resistencia a la carga lateral por su gran inercia. Ejemplo de Sistema Cubano que utiliza este principio es el SAE ( Sistema Abierto de Esqueleto), cuya unión columna viga es como sigue:

Fig.1



SISTEMA RETICULADO CON MARCOS RÍGIDOS:

Cuando se logran uniones rígidas entre las columnas y las vigas, se forma un MARCO RIGIDO y las trasmisiones de carga de unelemento a otro no se realiza por simple sobreposición como es el caso anterior sino que existe una conexión entre las columnas y las vigas con capacidad para trasmitir cortantes, Momentos Flectores y Fuerzas Axiales, que tienen mayores ventajas que el caso anterior:

1- Aumento sustancial de la resistencia y rigidéz ante cargas horizontales.
2- Al ser una estructura hiperestática se puedeaprovechar el comportamiento dúctil del material (acero o hormigón armado) y realizar redistribuciones importantes de los momentos flectores.
3- El monolitismo le permite, ante acciones no previstas, trasmitir cargas a otra parte de la misma.

En los casos de los edificios reticulares fundidos in situ se logran facilmente las marcas rígidas. Ejemplos de edificios los encontramos en la zona delVedado en edificios altos (entre 10 y 20 plantas) que fueron construídos de hormigón armado in situ con encofrado de madera en la década del 50, o más resientemente el Hotel Cohiba se construyó con hormigón in situ con moldes metálicos desplazables piso a piso. El cajón de elevadores generalmente es el Tímpano que da rigidez a estos edificios frente a cargas laterales.

Ante CARGASVERTICALES, la restricción al giro de los extremos de las vigas, impuestos por su continuidad con las columnas, hace relativamente rígido el sistema. En las columnas las cargas se trasmiten esencialmente por fuerzas axiales. Por el contrario, las cargas horizontales se resisten esencialmente por flexión tanto en vigas como en las columnas, lo que hacve que el control de las deformaciones sea un aspectoimportante en el diseño de estructuras reticuladas a base de marcos rígidos que deban resistir cargas horizontales de cierta consideración, especialmente cuando se trate de cierta consideración, especialmente cuando se trate de edificios de varios niveles.

FIG.2


Cuando se comenzó a utilizar los marcos rígidos en las estructuras de acero, en la primera década de este siglo (1900- 1910),permitió llegar hasta los 50 pisos. El marco rígido de acero fué el preferido por los rascacielos por la rigidez de la construcción y por la poca area de columnas que se tiene en plantas. Algunas décadas mas tarde se comenzaron a usar marcos de hormigón armado p;ara edificios hasta de 20 a 30 pisos, aprovechando como es el caso de Cuba, el menor costo que se tiene con este sistema estructural....