1. GUIA DE ESTUDIO INTRO. MATERIALES CONSTRUCCION
UNIDAD 4
ESTRUCTURAS
VISIÓN DE CONJUNTO
ASTM International, anteriormente conocida como la Sociedad Americana para Pruebas y Materiales (ASTM), es un líder
reconocido a nivel mundial en el desarrollo y entrega de las normas internacionales de consenso voluntario. Hoy en día,
alrededor de 12.000 normas ASTM se utilizan en todo el mundo para mejorar la calidad del producto, aumentar la seguridad,
facilitar el acceso a los mercados y el comercio, y fomentar la confianza de los consumidores.
ASTM liderazgo en el desarrollo de normas internacionales es impulsado por las contribuciones de sus miembros: más de
30.000 de los mejores expertos técnicos del mundo y profesionales de negocios que representan a 135 países. Trabajar en
un proceso abierto y transparente, y con la más avanzada infraestructura electrónica de la ASTM, los miembros de ASTM
entregar los métodos de prueba, especificaciones, guías y prácticas que las industrias de apoyo y gobiernos de todo el
mundo.
Hormigón
El hormigón o concreto es el material resultante de la mezcla de cemento (u otro conglomerante)
con áridos (grava, gravilla y arena) y agua. La mezcla de cemento con arena y agua se denomina mortero.
Existen hormigones que se producen con otros conglomerantes que no son cemento, como el hormigón
asfáltico que utiliza betún para realizar la mezcla.
El cemento, mezclado con agua, se convierte en una pasta moldeable con propiedades adherentes, que en
pocas horas fragua y se endurece tornándose en un material de consistencia pétrea.
La principal característica estructural del hormigón es que resiste muy bien los esfuerzos de compresión, pero no
tiene buen comportamiento frente a otros tipos de esfuerzos (tracción, flexión, cortante, etc.), por este motivo es
habitual usarlo asociado al acero, recibiendo el nombre de hormigón armado, o concreto pre-reforzado en
algunos lugares; comportándose el conjunto muy favorablemente ante las diversas solicitaciones.
Además, para poder modificar algunas de sus características o comportamiento, se pueden
añadir aditivos y adiciones, existiendo una gran variedad de ellos: colorantes, aceleradores, retardadores de
fraguado, fluidificantes, impermeabilizantes, fibras, etc.
Cuando se proyecta una estructura de hormigón armado se establecen las dimensiones de los elementos, el tipo
de hormigón, los aditivos, y el acero que hay que colocar en función de los esfuerzos que deberá soportar y de
las condiciones ambientales a que estará expuesto.
Su empleo es habitual en obras de arquitectura e ingeniería, tales como edificios, puentes, diques, puertos,
canales, túneles, etc. Incluso en aquellas edificaciones cuya estructura principal se realiza en acero, su
utilización es imprescindible para conformar la cimentación.
Etimología
Hormigón procede del término fórmico, palabra latina que alude a la cualidad de «moldeable»
o «dar forma». El término concreto, definido en el diccionario de la RAE como americanismo,
también es originario del latín: procede de la palabra concretus, que significa «crecer unidos»,
o «unir». Su uso en idioma español se transmite por vía de la cultura anglosajona,

2. como anglicismo (o calco semántico), siendo la voz inglesa original concrete.
Historia del hormigón
Precedentes
La historia del hormigón constituye un capítulo fundamental de la historia de la construcción. Cuando el hombre
optó por levantar edificaciones utilizando materiales arcillosos o pétreos, surgió la necesidad de obtener pastas o
morteros que permitieran unir dichos mampuestos para poder conformar estructuras estables. Inicialmente se
emplearon pastas elaboradas con arcilla, yeso o cal, pero se deterioraban rápidamente ante las inclemencias
atmosféricas. Se idearon diversas soluciones, mezclando agua con rocas y minerales triturados, para conseguir
pastas que no se degradasen fácilmente. Así, en el Antiguo Egipto se utilizaron diversas pastas obtenidas con
mezclas de yesos y calizas disueltas en agua, para poder unir sólidamente los sillares de piedra; como las que
aún perduran entre los bloques calizos del revestimiento de la Gran Pirámide de Guiza.
Hormigones de cementos naturales
En la Antigua Grecia, hacia el 500 a. C., se mezclaban compuestos de caliza calcinada con agua y arena,
añadiendo piedras trituradas, tejas rotas o ladrillos, dando origen al primer hormigón de la historia, usando tobas
volcánicas extraídas de la isla de Santorini. Losantiguos romanos emplearon tierras o cenizas volcánicas,
conocidas también como puzolana, que contienen sílice y alúmina, que al combinarse químicamente con la cal
daban como resultado el denominado cemento puzolánico (obtenido en Pozzuoli, cerca delVesubio). Añadiendo
en su masa jarras cerámicas o materiales de baja densidad (piedra pómez) obtuvieron el primer hormigón
aligerado.1 Con este material se construyeron desde tuberías a instalaciones portuarias, cuyos restos aún
perduran. Destacan construcciones como los diversos arcos del Coliseo romano, los nervios de la bóveda de
la Basílica de Majencio, con luces de más de 25 metros,2 las bóvedas de las Termas de Caracalla, y
la cúpula del Panteón de Agripa, de unos 43 metros de diámetro, la de mayor luz durante siglos.3
Hormigón medieval
Tras la caída del Imperio romano el hormigón fue poco utilizado, posiblemente debido a la falta de medios
técnicos y humanos, la mala calidad de la cocción de la cal, y la carencia o lejanía de tobas volcánicas; no se
encuentran muestras de su uso en grandes obras hasta el siglo XIII, en que se vuelve a utilizar en los cimientos
de la Catedral de Salisbury, o en la célebre Torre de Londres, en Inglaterra. Durante el renacimiento su empleo
fue escaso y muy poco significativo.
Civilizaciones precolombinas
En algunas ciudades y grandes estructuras, construidas por Mayas y Aztecas en México o las de Machu
Pichu en el Perú, se utilizaron materiales cementantes.1
El siglo XVIII
En el siglo XVIII se reaviva el afán por la investigación. John Smeaton, un ingeniero de Leeds fue comisionado
para construir por tercera vez un faro en el acantilado de Edystone, en la costa de Cornwall, empleando piedras
unidas con un mortero de cal calcinada para conformar una construcción monolítica que soportara la constante
acción de las olas y los húmedos vientos; fue concluido en 1759 y la cimentación aún perdura.
El siglo XIX: cemento Portland y hormigón armado
El cemento Portland
Joseph Aspdin y James Parker patentaron en 1824 el Portland Cement, obtenido de caliza arcillosa y carbón
calcinados a alta temperatura –denominado así por su color gris verdoso oscuro, muy similar a la piedra de
la isla de Pórtland. Isaac Johnson obtiene en 1845 el prototipo del cemento moderno elaborado de una mezcla
de caliza y arcilla calcinada a alta temperatura, hasta la formación del clinker; el proceso de industrialización y la

3. introducción de hornos rotatorios propiciaron su uso para gran variedad de aplicaciones, hacia finales del siglo
XIX.4
El hormigón armado
El hormigón, por sus características pétreas, soporta bien esfuerzos de compresión, pero se fisura con otros
tipos de solicitaciones (flexión, tracción, torsión, cortante); la inclusión de varillas metálicas que soportaran dichos
esfuerzos propició optimizar sus características y su empleo generalizado en múltiples obras
de ingeniería y arquitectura.
La invención del hormigón armado se suele atribuir al constructor William Wilkinson, quien solicitó en 1854 la
patente de un sistema que incluía armaduras de hierro para «la mejora de la construcción de viviendas,
almacenes y otros edificios resistentes al fuego». El francés Joseph Monier patentó varios métodos en la década
de 1860, pero fue François Hennebique quien ideó un sistema convincente de hormigón armado, patentado en
1892, que utilizó en la construcción de una fábrica de hilados en Tourcoing, Lille, en 1895.5
CARACTERISTICAS FISICAS DEL CONCRETO
Peso del concreto, factor importante que determina las condiciones de diseño estructural el cual lo podemos
determinar en Kg. o en Lbs.
PESO 2,400Kg/m3
5,280Lbs/m3
MODULO DE ELASTICIDAD (RESISTENCIA)
El concreto tiene un rango en su resistencia que va de 120,000 a 420,000
kg/cm2. A 28 días de fraguado. Y para poder determinar y alcanzar una resistencia basada en un calculo
estructural se tiene un procedimiento para lograrlo, y a este procedimiento se define como:
Diseño de Mesclas.
Por su resistencia y su necesitamos diseñar un concreto adecuado a cada renglón de
trabajo. Para definir su uso a compresión se enmarca con la especificación de esfuerzo a
compresión: f´c. = Kg/cm3 o Lbs/plgs2
Y de esta forma podemos clasificar a los concretos en:
· CONCRETOS CON BAJA PERMEABILIDAD. 4,000Lbs/plgs2
Son los que están expuestos al agua.
· CONCRETOS EXPUESTOS AL CLORURO DE SODIO 5,000Lbs/plgs2
El diseño de mesclas de concreto se define en cuanto a las proporciones de material cementante (MC)
agregados, agua, aire.
Para lograr una resistencia deseada es se da en función de los agregados que conformen la mescla.
FACTORES QUE INFLUYEN EN UN CONCRETO QUE LLENE UNA ESPECIFICACION DE RESISTENCIA
DEFINIDA
· La Función a la que este requerido.
· Materiales disponibles, los cuales se cuenten en el medio donde se requieren.
· La forma de mesclado, factor determinante en la buena disposición de un concreto fraguado.
· El curado, proceso técnico de manejo del concreto fresco para que este alcance la resistencia de diseño
en un tiempo mayor a 28 días.

4. CANTIDAD DE MATERIALES DE CONCRETO FRAGUADO
PROPORCION
C. A. P.
CEMENTO
SACOS
COMPONENTES ESTRUCTURALES
DE CONCRETO REFORZADO.
COLUMNAS
Soporte vertical de forma alargada que permite sostener el peso de un estructura.
CLASIFICACION:
· AISLADAS, y estas en continuas y discontinuas.
· ADOSADAS, en muros de mampostería y prefabricados.
CONFORMACION DE COLUMNAS Y VIGAS.
Se define al proceso de construcción de columnas mediante la conformación de esta por medio
de estribos de hierro, espaciados de tal forma que servirá para la absorción de los esfuerzos que una columna
este sometida en cuanto a lo momentos laterales.
Confinamiento en
Columnas.
VIGAS:
Se define como un segmento de hierro, madera o concreto armado de gran extensión y de forma
prismática, para sostener cubiertas o entrepisos.
Antecedentes históricos.
Hierro y acero
ARENA DE RIO
M3
PIEDRIN
M3
AGUA
GALONES
USOS RESISTENCIA
1 2 3 8.8 0.42 0.84 44 OBRAS HIDRAULICAS 250Kg/cm2
1 2.5 3 8.1 0.52 0.78 40 PAVIMENTOS, PILOTES 166Kg/cm2
1 2 4 7.7 0.48 0.86 37 VIGAS,COLUMNAS,LOSAS 150Kg/cm2
1 2.5 5 6.5 0.50 0.90 35 ESTRUCTURAS LEVES 145Kg/cm2
1 3 6 5.6 0.53 0.96 35 TORTAS DE CONCRETO 75Kg/cm2

5. DEFINICION.
Hierro: elemento químico natural y metálico de gran resistencia mecánica (Fe).
 Es un metal maleable, de color gris plateado y presenta propiedades magnéticas; es
ferro magnético a temperatura ambiente y presión atmosférica. Es extremadamente
duro y pesado.
Este metal de transición es el cuarto elemento más abundante en la corteza terrestre,
representando un 5% y, entre los metales, sólo el aluminio es más abundante. El
núcleo de la Tierra está formado principalmente por hierro y níquel, generando al
moverse un campo magnético. Ha sido históricamente muy importante, y un período de
la historia recibe el nombre de Edad de Hierro. En cosmología, es un metal muy
especial, pues es el metal más pesado que puede producir la fusión en el núcleo de
estrellas masivas; los elementos más pesados que el hierro solo pueden ser creados
en supernovas.
Aplicaciones
El hierro es el metal duro más usado, con el 95% en peso de la producción mundial de
metal. El hierro puro (pureza a partir de 99,5%) no tiene demasiadas aplicaciones, salvo
excepciones para utilizar su potencial magnético. El hierro tiene su gran aplicación para
formar los productos siderúrgicos, utilizando éste como elemento matriz para alojar otros
elementos aleantes tanto metálicos como no metálicos, que confieren distintas propiedades al
material. Se considera que una aleación de hierro es acero si contiene menos de un 2,1%
de carbono; si el porcentaje es mayor, recibe el nombre de fundición.
El acero es indispensable debido a su bajo precio y tenacidad, especialmente en automóviles,
barcos y componentes estructurales de edificios.
Las aleaciones férreas presentan una gran variedad de propiedades mecánicas dependiendo
de su composición o el tratamiento que se haya llevado a cabo.
HISTORIA Y DONDE SE OBTIENE
Se tienen indicios de uso del hierro,
cuatro milenios antes de Cristo, por
parte de los sumerios y egipcios.
En el segundo y tercer milenio,
antes de Cristo, van apareciendo cada
vez más objetos de hierro (que se
distingue del hierro procedente de
meteoritos por la ausencia de níquel)
en Mesopotamia, Anatolia y Egipto.
Sin embargo, su uso parece ser
ceremonial, siendo un metal muy caro,
más que el oro. Algunas fuentes
sugieren que tal vez se obtuviera
como subproducto de la obtención
de cobre.
El hierro es el metal de transición
más abundante en la corteza
terrestre, y cuarto de todos los
elementos. También existe en
el Universo, habiéndose
encontrado meteoritos que lo
contienen. Es el principal metal que
compone el núcleo de la Tierra hasta
con un 70%. Se encuentra formando
parte de numerosos minerales, entre
los que destacan
la hematites(Fe2O3),
la magnetita (Fe3O4),
la limonita (FeO (OH)),
la siderita (FeCO3), la pirita (FeS2),
la ilmenita (FeTiO3), etcétera.

6. ESTRUCTURAS DE ACERO
En estas estructuras se cuenta con perfiles en el mercado y se constituyen por se de
ALMA LLENA, LAMINAS PLEGADAS, que funcionan para la construcción de cubiertas y entrepisos.
Perfil de alma llena anclado a columnas de concreto.
CUBIERTAS DE LAMINAS
PLEGADAS.

7. Estructuras de madera
DEFINICION.
La madera es el único material renovable dotado de buenas propiedades estructurales tales
como elasticidad, flexibilidad y poco peso.
La durabilidad de este material dependerá del ambiente a que se exponga y los
tratamientos que se le apliquen para controlar el contenido de humedad, reduciendo el riesgo
de pudrición y crecimiento de hongos.
Columnas y Vigas de Madera:
Por sus características físicas y mecánicas estas se conformaran de maderas duras.
La conformación se da en GRAN SECCION. 4¨x 4¨, 5¨x 5¨, 6¨x 6¨ y mas.
CLASIFICACION
COLUMNAS AGRUPADAS:
Sistemas que se utilizan en estructuras prefabricadas o construcciones en serie.
COLUMNAS DE ENSAMBLE:
Consiste en el armado de piezas de poco espesor (Tablas) separadas por tacos de
madera unidos por tornillos pasados, formado secciones agrupadas.
ARTESONADO
Proviene de la palabra "artesón" maderas
o vigas situadas en las techumbres entre
cuyos huecos se cubrían de adornos.
Generalmente este nombre se refiere a
toda techumbre con decoración de
madera, que resuelve los problemas
estructurales de los edificios, y muy
especialmente la realización de forjados de
piso y armaduras de cubierta.
ANCLAJES
Este es un procedimiento de fijación o
conexión y se clasifican en:
1.- POR ENSAMBLES
2.- POR FIJACION.

8. Por ensambles
FIJACION POR HERRAJES PARA MADERA

9. ESTRUCTURAS DE MADERA
TIJERAS
UNA DE LAS TIPOLOGIAS ESTRUCTURALES MAS FRECUENTES ES LA VIGA DE
CELOSIA. SU USO SE DA EN LA CONTRUCCION INDUSTRIAL. Y SU FIN ES PARA
RESOLVER AREAS DE MEDIANA Y GRANDES LUCES.
SISTEMAS PLANARES: CERCHAS
DEFINICION CONSTRUCTIVA

10.  VENTAJAS:
Presentan una buena relación peso – resistencia en comparación de vigas de alma
llena.
 DESVENTAJAS:
Constructivamente presenta ciertos inconvenientes tales como:
El número de elementos y componentes lineales unidos entre si. Basados
en el tiempo de ejecución de una cercha.
ANCLAJES Y HERRAJES.
En esta sección se encuentran los herrajes y kits de una línea de productos varios.
Como es el caso de las cerchas, los herrajes que componen los kits son constituidos por
platinas de hierro negro tornillos tuercas y arandelas de presión, por lo que se puede modificar
o completar un kit substituyendo o adicionando los herrajes necesarios en cuanto a su diseño
y especificación de espesor y diámetro de uso.
También se pueden suministrar piezas especiales fabricadas a pedido.
ESTRUCTURAS ESPACIALES DE ENTRAMADOS:
RETICULADOS ESPACIALES

11.  Reticulados espaciales cúbicos: conformados por armaduras longitudinales y
transversales unidas en 90°, principalmente vigas reticuladas.
 Estereométricas o reticuladas espaciales triangulares: conformadas por pirámides y
tetraedros regulares. También se puede decir que son 2 retículas cuadriculadas
desfasadas entre sí, unidas por diagonales en 45° o 60°.
 Estructuras muy livianas y económicas si son bien diseñadas.
Uniones relativamente complejas, mediante conectores planos multidireccionales o uniones
esféricas
LOSA DE CONCRETO ARMADO.
Una losa de concreto armado, es la superficie plana horizontal de una construcción, preferentemente entrepiso y
azoteas, se dice que es armada porque en su interior esta compuesta de concreto y una especie de "red" o malla
llamada parrilla, compuesta de varillas amarradas entre si por alambre recocido, las varillas que se colocan en
ambos sentidos van del No. 3 hacia denominaciones mayores, según las características de peso y claro que
quieras salvar, también pueden tener dobleces a 45º para lograr mayor resistencia y la distancia entre ellas
generalmente es entre los 5 o 10 cm., mientras que el ancho de la losa o mejor llamado como espesor
generalmente es de 10 cm. hasta los 15 dependiendo nuevamente la distancias que quieras cubrir, todo esto en
su perímetro o intermedio reforzado por vigas o cadenas de concreto también armado que son tipo castillos
horizontales y van armados igualmente de varilla y estribos, y que sus dimensiones dependeran del cálculo
previo a las características del espacio que necesitas

12. • Función arquitectónica: Separa unos espacios verticales formando los diferentes pisos de una construcción; para que esta
función se cumpla de una manera adecuada, la losa debe garantizar el aislamiento del ruido, del calor y de visión directa, es
decir, que no deje ver las cosas de un lado a otro.

13. ALGUNOS DATOS QUE TOMAR EN CUENTA:
LA LOSA REQUIERE CUATRO APOYOS O MUROS DE SOSTEN. EN UNA CASA DE VARIOS CUARTOS SE
PUEDE COLAR UNA SOLA LOSA PARA TODA LA CASA; PERO HAY QUE TOMAR EN CUENTA QUE LA
SUMA DEL LADO CORTO, MAS EL LADO LARGO DE CADA CUARTO SUMEN HASTA NUEVE METROS Y SI
LLEGAN A SUMAR MAS DE NUEVE METROS ENTONCES EL CUARTO NECESITARA UNA VIGA EN MEDIO.
SI NO SE PUEDE COLAR LA LOSA DE TODA LA CASA, O SI SE VA A CONSTRUIR CUARTO POR CUARTO,
ES RECOMENDABLE HACER INDIVIDUALMENTE LA LOSA DE CADA CUARTO. ASI, CUANDO SE MEJORE
O AMPLIE LA CASA, CADA CUARTO TENDRA SU PROPIA LOSA. EN CASO DE NECESITAR UN CUARTO
MAS GRANDE, Y LA SUMA DEL LADO LARGO MAS LADO CORTO DE MAS DE NUEVE METROS, SE PONE
UNA VIGA EN MEDIO DEL CUARTO O UN MURO EN EL CUAL SE APOYE LA LOSA.

15. LOSACERO
Marcas o nombre común
SteelDeck Losacero ®
El losacero encuentra sus aplicaciones de entrepisos para edificaciones, ampliaciones, puentes, estacionamientos, techos
para viviendas unifamiliares.
• Actúa como plataforma de trabajo durante la construcción.
• Sirve como encofrado para la losa. Estabiliza el marco (si se utiliza estructura metálica). Reemplaza la armadura de varillas
de hierro funcionando como armadura de tracción para los momentos flectores positivos en el trabajo a la flexión de la losa
durante la vida útil del edifi cio.
• Provee resistencia para cargas horizontales al actuar como diafragma.
• Losacero es una lámina corrugada de acero galvanizado estructural, perfilada para que se produzca un efectivo ajuste
mecánico con el concreto, gracias a las muescas especiales que además sustituyen el acero a la tracción de la placa.
• Medidas.- 4,10 m; 4,60m; 5,10m y 6,10m
Otros largos, previa consulta
• El galvanizado de la lámina le garantiza una larga vida útil en cualquier condición ambiental
• En la mayoría de los proyectos se elimina el uso de puntales, reduciendo costos de instalación
• Se obtienen placas más livianas ( 8 a 10 cm de espesor )
• Se instala de forma rápida y limpia.
Sencillez y economía en su instalación al disminuir considerablemente la mano de obra requerida.
• Permite el colado simultáneo en diferentes niveles, incrementando de esta manera el rendimiento de instalación.
• Excelente resistencia estructural.
• Rápida y fácil instalación.
Descripción
Panel metálico para cubiertas, tipo sándwich, inyectado en línea continua con poliuretano expandido de alta
densidad (40 Kg-7m3)y ambas caras de lámina de acero galvanizada pre pintada.

16. Usos
• Elementos de cubierta para edificaciones industriales, comerciales y residenciales.
• Elemento para fachadas por la rigidez que proporcionan las nervaduras.
Características
• Elevada resistencia mecánica con posibilidad de mayor separación entre apoyos.
• Optimo aislamiento térmico y acústico.
• Permite suprimir la instalación de pláfon / cielo raso u otro detalle de acabado.
• Excelente acabado interior y exterior.
• Ligero.