Cuando se trabaja con secciones irregulares huecas, como aquellas presentes en elementos especiales de concreto armado, acero estructural, secciones compuestas o elementos prefabricados no convencionales, los métodos analíticos clásicos resultan poco prácticos. En estos casos, el método de coordenadas se convierte en una herramienta eficiente y ampliamente utilizada en la ingeniería estructural.

Esta hoja de Cálculo Excel para determinar propiedades de una sección irregular hueca usando coordenadas permite realizar el cálculo de manera sistemática, precisa y transparente, facilitando la evaluación de secciones definidas por vértices externos e internos. La planilla está orientada a ingenieros civiles, estructurales y estudiantes de ingeniería o arquitectura, u otros interesados y constituye un apoyo práctico tanto en el ejercicio profesional como en el ámbito académico.

Concepto e importancia del cálculo de propiedades geométricas mediante coordenadas

El cálculo de propiedades geométricas de secciones irregulares huecas mediante coordenadas consiste en determinar, a partir de la definición geométrica de la sección por medio de los vértices de su contorno exterior e interior, parámetros fundamentales como el área, centroide, momentos de inercia, productos de inercia y radios de giro, empleando formulaciones matemáticas basadas en la integración discreta de áreas.

Este método se apoya en la descomposición de la sección en polígonos definidos por coordenadas cartesianas, lo que permite representar con precisión geometrías no convencionales, imposibles de resolver mediante fórmulas cerradas. En el caso de secciones huecas, el área interior se considera como una región sustraída, garantizando un cálculo riguroso y coherente de las propiedades globales de la sección.

Su importancia en la ingeniería radica en que estas propiedades geométricas controlan directamente el comportamiento resistente y deformacional de los elementos estructurales. Los momentos de inercia influyen en la rigidez a flexión, los radios de giro en la estabilidad frente al pandeo, y la correcta ubicación del centroide es esencial para evitar esfuerzos secundarios por excentricidad. Por ello, el método de coordenadas es una herramienta clave en el diseño y verificación de vigas (Puentes), columnas, placas y secciones especiales en concreto armado, acero estructural y sistemas compuestos.

Excel para Determinar Propiedades Geométricas de Secciones Irregulares Huecas

Esta hoja de cálculo Excel ha sido elaborada para calcular las propiedades geométricas de una sección transversal de forma irregular con vacíos utilizando geometría de coordenadas. Citamos las instrucciones que acompañan a la Planilla Excel:

1. Ingrese datos únicamente en las celdas amarillas.
2. Ingrese las coordenadas X Y de los vértices del perímetro exterior de la sección.
3. Los puntos deben ingresarse en sentido antihorario.
4. El punto inicial debe tener las mismas coordenadas X Y que el último punto.
5. Ingrese las coordenadas X Y (en la tabla central) del perímetro interior del vacío o hueco de manera similar a la descrita anteriormente.
6. Si se requieren vacíos circulares, pueden ingresarse las coordenadas en la tabla de la derecha. Se requiere el diámetro del vacío junto con las coordenadas X Y del centro del círculo. Se pueden ingresar hasta 20 vacíos individuales.
7. Las celdas no utilizadas deben borrarse usando la tecla SUPRIMIR o pueden contener 0.

Entre las principales propiedades de la sección hueca que se obtienen al utilizar este Excel están:

– Área de la sección de la figura
– Coordenadas del Centroide o Centro de Gravedad (x̄, ȳ)
– Momentos de Inercia
– Además, se obtiene la gráfica de la sección, a partir de las coordenadas X Y ingresadas (de los vértices) de la figura.

Recomendaciones de Uso de la Planilla Excel de Ingeniería Civil

El Excel para el cálculo de propiedades geométricas de secciones irregulares huecas mediante coordenadas es una herramienta de apoyo al análisis estructural, diseñada para facilitar y sistematizar los cálculos geométricos fundamentales. No obstante, su uso debe realizarse de manera responsable y técnica, considerando las siguientes recomendaciones:

• Verificar que las coordenadas de los vértices estén correctamente definidas, manteniendo un sentido de recorrido consistente (horario o antihorario) tanto para el contorno exterior como para los huecos interiores.
• Confirmar que las unidades de medida empleadas sean coherentes en todo el archivo (longitudes, áreas e inercias), evitando errores de interpretación en los resultados.
• Utilizar los resultados como insumo para el análisis y diseño estructural, y no como un sustituto del criterio profesional del ingeniero civil.
• Contrastar los resultados obtenidos con métodos alternativos o software especializado, especialmente en secciones críticas o de alta responsabilidad estructural.

El correcto uso del Excel contribuye a una mayor confiabilidad del diseño estructural, reduciendo errores y optimizando tiempos de cálculo en proyectos reales y académicos. A continuación, pueden Descargar el Excel para determinar propiedades geométricas de secciones irregulares huecas mediante coordenadas, herramienta que permite al usuario contar con una herramienta práctica y flexible para el análisis de secciones transversales no convencionales.

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Al ser un tema amplió,  de manera general nos enfocaremos en el diseño de piscinas recreativas, se deben considerar ciertos criterios de diseño (para garantizar la seguridad, funcionalidad, estética, etc.); así como determinados parámetros técnicos.

En un principio se reforzarán conceptos necesarios acerca piscinas.

¿Qué es una piscina?

Damos nuestro concepto: una piscina es una estructura superficial o enterrada (en relación al terreno natural), diseña y construida para que soporte principalmente la carga generada por el agua contenida en su interior, las piscinas pueden construirse en áreas interiores o exteriores, los fines de una piscina pueden ser deportivos, recreativos, terapéuticos, etc.

Criterios de Diseño de Piscinas Recreativas

El diseño debe una piscina recreativa debe satisfacer las necesidades básicas de los usuarios y las condiciones del entorno; a continuación, citamos algunos criterios generales a considerar:

1. Función y Propósito

En primera instancia se debe determinar la función principal de la piscina, entre los propósitos generales a cumplir están: recreación familiar, deportes, juegos acuáticos o actividades terapéuticas. Según el propósito se debe estimar la cantidad y capacidad máxima de usuarios simultáneos dentro la piscina, con el fin de brindar una experiencia adecuada (de acuerdo al propósito).

2. Ubicación, orientación y Entorno

Es importante considerar la orientación en función a la posición del sol, para definir el nivel de exposición solar; al mismo tiempo se debe considerar el efecto del viento según la ubicación de la piscina.

Asimismo, se debe considerar la vegetación circundante y la topografía del terreno (incidencia en volúmenes de excavación). La ubicación de la piscina también se relaciona directamente con la ubicación de los ambientes complementarios (Vestuarios, Baños, áreas sociales etc.); de manera tal que se garantiza un acceso óptimo y una circulación segura para los usuarios y otras personas que circulen por las diferentes áreas.

3. Normativas y Seguridad

Las normativas locales e internacionales influyen directamente en el diseño de piscinas, estas deben ser consideradas de manera obligatoria; generalmente definen parámetros importantes relacionados a: la profundidad, instalaciones internas, accesibilidad, etc. Las normativas también definen parámetros para diseñar sistemas de circulación de agua que cumplan con estándares de calidad, así también definen otras especificaciones relacionadas con la seguridad al momento de la ejecución y puesta en marcha.

4. Estética y Personalización

El criterio estético conlleva la integración de la piscina con el paisaje del lugar donde se emplazará. La selección de acabados, y colores deben equilibrarse con el entorno; así como con el presupuesto y especificaciones determinadas por el cliente.

Parámetros Técnicos para el diseño de piscinas

Dentro los parámetros técnicos generales para diseñar una piscina, podemos citar de manera no limitativa, los siguientes:

1. Dimensiones y Formas

El área disponible de emplazamiento (superficie topográfica) se relaciona directamente con la forma de la piscina (rectangulares, triangulares, circulares, ovaladas o irregulares); una vez definido el espacio y la forma, se procede con el dimensionamiento de la piscina.

2. Sistemas, instalaciones generales

Los diferentes sistemas, presentes generalmente al momento de diseñar una piscina son los siguientes (no limitativo):

• Sistema de Circulación: Consistente en Bombas, jets e instalaciones de tuberías dimensionadas para garantizar un cambio completo del agua dentro un periodo determinado.
• Sistema de Filtración: Sistemas de filtros: de arena, cartucho, etc. para mantener la claridad adecuada del agua.
• Sistema de Desinfección: Consistente en la incorporación de sistemas de cloración automática, cloradores salinos o tecnología UV, etc.; para garantizar la eliminación de microorganismos.

3. Estructura de la piscina, capacidad de soporte del suelo

Dependiendo el tamaño de la piscina y el tipo de material a utilizar: se debe realizar un cálculo estructural en el caso del hormigón armado, mampostería reforzada; en el caso de piscinas de PVC reforzado, paneles modulares, fibra de vidrio u otros prefabricados, se deben considerar las especificaciones establecidas por el proveedor.

En piscinas que se encuentran bajo el nivel del terreno natural, se deben considerar actividades de impermeabilización mediante membranas, resinas, revestimientos cerámicos, etc.; de manera tal que se proteja la integridad estructural de la piscina.

4. Iluminación y Climatización

Otras instalaciones complementarias a considerar según el tipo de piscina y especificaciones establecidas por el usuario, son las siguientes:

• Sistemas de iluminación sumergibles para uso nocturno.
• Sistemas de calentamiento solar, eléctrico o a gas para mantener una temperatura adecuada.

Mantenimiento de Piscinas Recreativas

Las actividades de mantenimiento siempre son necesarias para preservar la integridad de las estructuras y los sistemas que la complementan, en el caso de las piscinas mencionamos las siguientes actividades generales no limitativas:

1. Tratamiento Químico

• Monitoreo periódico de la alcalinidad, PH del agua contenida, con herramientas como los kits de prueba para control del PH y calidad del agua.
• Uso de alguicidas, clarificadores y otros reguladores de PH según sea necesario.

2. Limpieza Física

• Retiro de hojas y materiales en suspensión.
• Limpieza periódica del fondo (aspirado manual o  aspirado automático).

3. Control de Filtración

• Lavado y mantenimiento de filtros según especificaciones del fabricante.
• Inspección regular de bombas y sistema de tuberías.

4. Actividades de Prevención

• Cubrir la piscina cuando no esté en uso para evitar contaminación proveniente del exterior.
• Revisión de la estructura y de los sistemas complementarios, identificación de filtraciones y fugas.

Conclusiones y recomendaciones

El diseño de una piscina recreativa implica un balance entre funcionalidad, seguridad y estética. Cumplir con la normativa y los parámetros técnicos adecuados, seleccionar materiales de calidad y realizar un mantenimiento programado garantizará una experiencia segura y óptima para los usuarios. Para proyectos de este tipo, es recomendable contar con el apoyo de profesionales capacitados que puedan optimizar los recursos y asegurar resultados de con un nivel alto de seguridad y calidad (Durante el proceso de diseño, dimensionamiento, construcción, puesta en marcha y mantenimiento).

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Objetivo del sistema de andamios o andamiaje

Permitir el fácil y seguro acceso de los trabajadores a determinadas zonas de una obra en construcción y/o mantenimiento, principalmente para ejecutar actividades en diferentes alturas; Ejemplos: de aplicación: Provisión y acopio temporal de materiales/herramientas, construcción de muros divisorios y perimetrales (Elevados), revoque interior y exterior (fachadas), trabajos en pintura y revestimientos, diferentes instalaciones (Cielo Falsos, Eléctrica, Gas, Contra Incendios), etc.

¡Conoce las partes de un andamio!

De manera general las partes de un andamio son las siguientes:

– Articulaciones: Pueden ser fijas o giratorias; utilizadas para vincular dos caños en ángulos rectos o en el ángulo necesario; su uso se determinará según el trabajo a realizar. Para su aplicación se utilizan caños adicionales estándar.

– Bases de Apoyo: Según la actividad a realizar, las bases de apoyo pueden ser móviles (Ruedas) o Fijas (Placas base metálicas), mismos que descansarán sobre una superficie nivelada del terreno; este elemento es de especial importancia ya que sobre esté descansara toda la estructura del andamio.

– Soportes Verticales: Tipo bastidores prearmados, dan soporte a la estructura pueden presentarse escaleras verticales o puntos de apoyo en estos elementos, son de fácil encastre y montaje/desmontaje.

Existen también bastidores para garantizar pasos peatonales, con alturas sobre zonas de circulación por debajo del andamio:

– Soportes Horizontales o diagonales: Elementos de soporte destinados a dar forma a la estructura general del andamio, estos se interconectan con los soportes verticales o bastidores del andamio. En el caso de las diagoneles rigidizan y afirman el modulo del andamio.

– Escaleras: Montadas entre los diferentes módulos, utilizadas para acceder a los diferentes niveles del andamio, brindando un acceso fácil y seguro a la estructura; suelen incluirse barandas adosadas a la escalera, una efectiva medida de seguridad.

– Plataformas o tableros: Elemento de la estructura donde el trabajador desempeñará una determinada actividad, en este elemento se pueden depositar temporalmente herramientas menores y materiales de construcción de volumen y peso discreto; generalmente son chapas con perforaciones antideslizantes.

– Ménsulas para pantalla: Se fija comúnmente en los parantes del andamio, son utilizados para brindar protección contra caída de elementos; se pueden utilizar caños estándar adicionales.

– Cabezal para prearmado: Permiten formar barandas de terminación en los extremos superiores de los andamios o en las torres, según la actividad a ejecutar este elemento es opcional.

– Caño Estándar: De múltiples usos en el sistema de andamiaje, según la actividad a realizar.

Recomendaciones al utilizar sistemas de andamiaje

Es recomendable considerar los siguientes cuidados de carácter general:

– Contar con personal calificado y elementos de seguridad, con experiencia en sistemas de andamiaje.

– Verificar certificación del fabricante.

– Capacitación del personal para el montaje y adecuado uso de andamios.

– Tomar en cuenta las características de seguridad respecto a la actividad a realizar (Es importante considerar un profesional capacitado en seguridad, que identificará riegos y aspectos para minimizarlos durante el proceso de construcción).

Clasificación de los Andamios

Los andamios según normativa o su aplicación, pueden clasificarse considerando los siguientes parámetros:

– Por la carga de servicio a soportar

– Usabilidad del andamio, según la actividad a ejecutar

– Materiales de fabricación del andamio

– Según el tipo de apoyo

– Según el diseño y características adicionales que el sistema de andamio pueda presentar

Ventajas de los sistemas de Andamios

Entre las ventajas principales, podemos mencionar las siguientes:

– Fácil y rápido montaje.

– Brindan seguridad y comodidad al trabajador al momento de desplazarse.

– Acceso seguro a alturas considerables, minimizando el riesgo de incidentes, accidentes.

– Existen diferentes servicios de alquiler de andamios, que apoyarán y recomendarán al constructor para una correcta y optima aplicación.

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Acero Estructural

Los grados del acero estructural, aprobados para ser usados serán los cubiertos por las especificaciones correspondientes de las Normas ASTM y COVENIN-MINDUR 1618 “Estructuras de Acero para Edificaciones, Proyecto, fabricación y Construcción”.

Todo el material, sin excepción, a ser empleado en la fabricación de miembros de acero deberá ser nuevo y estar acorde con la calidad indicada en los planos del proyecto.

Constituirá evidencia suficiente de la calidad de acero a emplear, los informes certificados de ensayo de fabricación del acero, informes certificados de los ensayos ejecutados por LA CONTRATISTA o de un laboratorio designado para tal fin, previamente aprobado por La Inspección de la Obra, de acuerdo en un todo con la especificación ASTM A6 O A568, según sea aplicable.

Las planchas, barras y los perfiles estructurales a ser utilizado en la fabricación de estructuras de acero deberán estar de acuerdo en un todo con lo indicado en los planos, especificaciones del proyecto y con la especificación ASTM A36, con una resistencia mínima admisible a la cedencia fy=2530 Kgf/cm2 y a la rotura fu= 4080 Kgf/cm2.

En caso de que no se encuentre disponible en el mercado local un acero que cumpla con especificación ASTM A36 LA CONTRATISTA podrá adoptar, previa autorización del REPRESENTANTE DE OBRA, un material equivalente de conformidad con los códigos venezolanos.

Pernos y Tuercas

Bajo este título se especifica la calidad de los conectores de acero a ser colocados de acuerdo con lo indicado en los planos de proyectos, en las diferentes uniones de los elementos que componen una estructura metálica.

Los pernos estructurales deberán ser de alta resistencia, seguir las especificaciones ASTM A325 “High Strength Bolts For Structural Steel Joins, Includin Suitable Nuts an plain Hardened Washers”, o ASTM A490 “ Quenched and Tempered Alloy Steel Bolts for Structural Steel Joints” y galvanizados según ASTM A153. No se permitirá el uso de pernos ASTM A490 en ambientes altamente corrosivos.

A menos que se especifique otra cosa, todas las tuercas y arandelas utilizados con los requerimientos de las especificaciones ASTM A194 o A563 y las arandelas a ASTM F436 O F959 en el caso de pernos A325, y ASTM F436 cuando se utilicen pernos A490 los pernos de anclaje y las tuercas de arandelas correspondientes deberán seguir las especificaciones ASTM A307 “Low-Carbón Steel Externally Threaded standard fasteners”, de diámetro no menor de 5/8”.

Los pernos comunes de acero para conectores de corte en construcción mixta de acero y concreto estarán de acuerdo a la norma AWS D1.1- Structural Welding Code, de la American welding Society y a la Norma COVENIN 1618

En todos los casos, salvo indicación diferente del REPRESENTANTE DE LA OBRA o de las especificaciones particulares del proyecto, la certificación de fabricante constituirá evidencia suficiente de conformidad con el código correspondiente.

Todas las juntas de campo, salvo los casos especiales indicados en los planos de proyecto, deberán ser empernadas.

Soldadura

Las soldaduras se realizaran solo en taller, salvo los casos especiales a realizarse en campo e indicados en los planos de proyecto, ya sea para la elaboración de perfiles soldados o para la unión de diferentes elementos que formen parte de la estructura, en cualquier caso cumplirá las indicaciones de AWS. D1.1 Structural Welding Code Steel.  

Los electrodos utilizados para soldadura manual con arco metálico protegido serán del tipo  E60 o E70, de acuerdo con lo especificado en el proyecto, y se ajustaran a los requerimientos de las especificaciones AWS A5.1”Especification  for Mild  Steel  Covered Arc-welding Electrodes “ y a la AWS A5.5 “ Specification for low-Alloy Steel Covered Arc-welding Electrodes”.

Para los casos en que se utilice el proceso de soldadura denominado “Arco Sumergido”, los electrodos descubiertos y el fundente se ajustarán, de acuerdo con lo indicado en el proyecto, a la clasificación F6X-EXXX de las especificaciones AWS A5.17 “Specification for Bare low – Alloy Steel electrodes a fluxes for submerged Arc Welding”.

No se permitirá el uso de alambres o electrodos de aporte que muestre señales de deterioro.  Todo el material deberá almacenarse y usarse siguiendo las recomendaciones del fabricante.

La certificación del fabricante del material de soldadura constituirá evidencia suficiente de la conformidad, de este material, con los códigos citados anteriormente.

Esperamos que la información les sea de utilidad, compartimos este Manual de diseño de estructuras metálicas.

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A continuación citamos un fragmento del prefacio del documento:

Se entiende por análisis de una estructura al proceso sistemático que concluye con el conocimiento de las características de su comportamiento bajo un cierto estado de cargas; se incluye, habitualmente, bajo la denominación genérica de estudio del comportamiento tanto el estudio del análisis de los estados tensional y deformacional alcanzados por los elementos y componentes físicos de la estructura como la obtención de conclusiones sobre la influencia recíproca con el medio ambiente o sobre sus condiciones de seguridad. Es entonces el objetivo del análisis de una estructura, la predicción de su comportamiento bajo las diferentes acciones para las que se postule o establezca que debe tener capacidad de respuesta.

Ejercicios resueltos de Análisis de Estructuras

Se resuelven en este archivo ejercicios de estructuras isostáticas, análisis estructural y dinámica estructural. El contenido que este documento de análisis de estructuras desarrolla es el siguiente:

1 ESTRUCTURAS ISOSTÁTICAS

Ejercicio 1.1 Funciones de Fuerzas cortante y normal, y de momento flector de una viga isostática con un soporte inclinado
Ejercicio 1.2 Diagramas de fuerza cortante y de momento para una viga con carga triangular
Ejercicio 1.3 Análisis de una viga con carga compleja
Ejercicio 1.4 Diagramas de fuerza cortante y normal, y de momento para un pórtico
Ejercicio 1.5 Fuerzas en las barras de una armadura simétrica
Ejercicio 1.6 Fuerzas en las barras de una armadura no simétrica
Ejercicio 1.7 Resolución de un arco triarticulado parabólico
Ejercicio 1.8 Resolución de un arco triarticulado circular

2 ANÁLISIS ESTRUCTURAL

Ejercicio 2.1 Método de flexibilidades aplicado a una viga
Ejercicio 2.2 Método de flexibilidades aplicado a una viga con un asentamiento en un soporte
Ejercicio 2.3 Método de flexibilidades aplicado a una viga con un asentamiento en un soporte modelado como resorte helicoidal
Ejercicio 2.4 Resolución de una viga de sección variable empleando el método de las fuerzas
Ejercicio 2.5 Método de flexibilidades aplicado a un marco con una redundante
Ejercicio 2.6 Método de flexibilidades aplicado a un pórtico con varias redundantes y un asentamiento en un apoyo
Ejercicio 2.7 Método de flexibilidades aplicado a un marco con una columna inclinada
Ejercicio 2.8 Resolución de una armadura externamente indeterminada con el método de flexibilidades
Ejercicio 2.9 Resolución de una armadura con indeterminación externa e interna con el método de flexibilidades
Ejercicio 2.10 Método de la rigidez matricial aplicado a una armadura en 2D
Ejercicio 2.11 Análisis de una armadura con un rodillo en un plano inclinado empleando el método de la rigidez matricial
Ejercicio 2.12 Resolución de una viga con el uso del método de la rigidez directa
Ejercicio 2.13 Solución de una viga con asentamiento en un apoyo por medio del método de la rigidez matricial
Ejercicio 2.14 Resolución de un pórtico plano con el método de la rigidez directa
Ejercicio 2.15 Análisis de un marco con un rodillo inclinado, en 2D, con el método matricial de la rigidez
Ejercicio 2.16 Resolución de un marco en el plano, con una rótula intermedia, aplicando el método matricial de la rigidez
Ejercicio 2.17 Resolución de un pórtico con una columna de doble altura, empleando el método de la rigidez directa

3 INTRODUCCIÓN A LA DINÁMICA ESTRUCTURAL

Ejercicio 3.1 Análisis de un sistema de un grado de libertad, sin amortiguación
Ejercicio 3.2 Análisis de un sistema de un grado de libertad, con amortiguación
Ejercicio 3.3 Respuesta de un sistema de un grado de libertad sin amortiguación, a excitación armónica
Ejercicio 3.4 Respuesta de un sistema de un grado de libertad amortiguado, a excitación armónica

Agradecemos nuevamente al autor por compartir información de manera libre para todos los interesados en temas de ingeniería civil, en este caso estos problemas resueltos de análisis de estructuras. Me despido citando una frase que el autor menciona “La información no es sólo para el que la paga, es para todos(as).”

Descarga desde GoogleDrive: Aquí

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Una estructura con aisladores sísmicos solo recibe una parte de la fuerza sísmica, pudiendo ser solo una cuarta o quinta parte dependiendo de la calidad del aislador. Pero una estructura que no tenga protección sísmica no solo recibe toda la fuerza sino que la amplifica hasta tres o cuatro veces más.

Ante un terremoto, la estructura de un edificio convencional vibra y se deforma produciéndose daños, puesto que la aceleración no cambia. En cambio una estructura que cuente con sistemas de protección antisísmica reaccionará diferente ante un terremoto. Los aisladores elastoméricos conseguirán que la aceleración, la vibración y por ende la deformación del edificio se reduzca.

El aislador sísmico, gracias a la flexibilidad de sus capas de acero y caucho, funciona durante el sismo deformándose de lado a lado. De esta manera separa y absorbe la energía que produce el sismo de la edificación.

En una estructura con aisladores se puede reducir la vibración producida por el sismo hasta en un 80%. Claro está el grado en que se reduzca la aceleración, la vibración y los daños dependerán no solo de los dispositivos de aislamiento, sino también de las calidad y el diseño de la construcción, pues estos aisladores no hacen por si solos todo el trabajo.

Aunque el aislamiento sísmico no hace a la edificación a prueba de terremotos, su eficaz protección ha sido demostrada ampliamente.

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Tipos de cerchas según su función del equilibrio

• Cerchas isostáticas. Tipo de estructura que se puede analizar mediante principios y fórmulas que revelen los valores estáticos. De naturaleza determinada estáticamente, que si se llegara a eliminar algunos de los componentes que unen al armazón, fallaría catastróficamente todo el sistema.
• Cerchas hiperestáticas. Su configuración se caracteriza por su estado de equilibrio, el momento flector es de valor igual a 0 en cada barra del sistema. A pesar de esto, la cercha puede que presente condiciones de inestabilidad, ya que su diseño de nudos fijos se asemeja a una estructura isostática.

Tipos de cerchas según su conformación

• Cercha simple. De conformación definida estáticamente, donde la cantidad de varillas y de uniones articuladas tienen que ser de acuerdo a una fórmula apropiada. Su forma es de triángulo y su cálculo es basado en la estática gráfica y en el equilibrio de sus nudos.
• Cercha compuesta. Estructura con determinación estática, la cual se puede diseñar a partir de una o dos cerchas simples. También pueden tener 3 varas adicionales o a su vez un armazón interno, con tal que siga los criterios de equilibrio.
• Cercha compleja. Se cuenta dentro de la categoría de hiperestáticas, y se caracteriza por no excluir a los modelos anteriores y por incluir al resto de geometrías. Se compone por uniones fijas y su cálculo se realiza o por el método de Heneberg o por el método matricial de la rigidez.

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El acero se utiliza para el diseño y la instalación de vigas porque este material presenta ciertas características interesantes y útiles. Por ejemplo, el acero es isotrópico y es más resistente que la madera y el hormigón. Por otra parte, puede con la comprensión y la tracción y teniendo en cuenta su resistencia, pueden considerarse livianas.

Tipos de vigas de acero

Hay distintas maneras de fabricar un perfil de acero para usar en la construcción. En el caso de las vigas, según las prestaciones estructurales, se puede usar la mayoría de las formas de fabricación de perfiles que existen. Los perfiles hechos en frío de secciones y espesores por lo general no muy altas, pueden conseguir vigas eficientes ya sea en perfiles tubulares -de sección cuadrada o rectangular, o perfiles abiertos como perfiles tipo U o de canales atiesadas.

Las vigas de acero laminadas son muy útiles y hay una amplia gama de opciones, por ejemplo están las vigas UPN, UPE, IPE, HEA y HE.

Cuando los perfiles laminados no cumplen las exigencias estructurales de algún proyecto, se crean perfiles específicos en talleres usando planchas especiales. Estas vigas de acero soldadas permiten diseñar y crear los perfiles más adecuados para los requerimientos del proyecto de cálculo estructural. Estas se crean en base a uniones soldadas hechas en  condiciones controladas de los talleres, asegurando uniones perfectas.

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Las zapatas superficiales que brindan apoyo a más de una columna o a más de un muro son conocidas como zapatas combinadas. A su vez este tipo de zapatas se pueden clasificar en dos categorías. La primera categoría son las zapatas que solo soportan a dos columnas. Y en la otra categoría están las que sostienen a más de dos columnas.

Las zapatas combinadas se requieren cuando las columnas están tan cercanas al límite de la propiedad que no permite el uso de zapatas individuales sin que se sobrepase el límite. También son requeridas las zapatas combinadas cuando hay columnas adyacentes tan cerca que sus zapatas se traslapan.

Si el subsuelo tiene una capacidad de carga baja se necesitan grandes áreas de contacto, por lo que las zapatas individuales son remplazan por zapatas continuas que pueden sostener más de dos columnas y usualmente todas las columnas en una fila. A veces las franjas se colocan en dos direcciones, obteniéndose una cimentación reticular. Este tipo de cimentación puede proyectarse en una mayor área de contacto, resultando más económico que si se usaran zapatas individuales.

Tipos de zapatas combinadas

Las zapatas combinadas pueden ser una losa en forma rectangular o trapezoidal. Las zapatas combinadas rectangulares son cimentaciones en donde se distribuyen uniformemente los esfuerzos transmitidos al suelo. Las zapatas combinadas de forma trapezoidal tienen en esencia la misma función que la rectangular, pero además se usan cuando hay problemas de lindero, es decir cuando no se puede extender más allá sin sobrepasar los límites del terreno, o cuando no se puede usar una zapata rectangular porque hay una columna muy cercana o una zapata aislada.

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La mampostería reforzada es un sistema que causa la elaboración de estructuras que brinda resistencia ante cualquier desastre natural, como sismos, huracanes, vientos, entre otros. Por esta razón, corresponde uno de los más seguros.  La mampostería reforzada o la estructural, se debe su nombre a la forma en la que se crea el muro. La idea es crea una estructura que pueda sostener o reforzar bien la construcción. Gracias a las varillas de aceros que se colocan en los agujeros de bloques se logra este objetivo.

Ventajas de la mampostería reforzada

La mampostería reforzada es actualmente el proceso de construcción que más se emplea, esto se debe a que los resultados reporta grandes beneficios. Una de las ventajas,  de este tipo de construcción, es que constituye un aislante térmico y acústico. Más del 80% de la población mundial escoge este procedimiento como el ideal para las construcciones de sus viviendas. La razón por la que es elegida, se debe a que brinda mucha más seguridad, es mucho más resistente y garantiza mayor duración.

Entonces, la mampostería reforzada es el sistema de construcción tradicional que se basa en elaborar de muros manualmente con componentes que pueden variar, entre bloques y ladrillos.

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