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Estructuras de Ingenieria

Estructuras de Ingeniería. Las estructuras son el elemento básico de toda construcción y su función es recibir y transmitir su peso y el de las fuerzas exteriores al terreno, de manera que todos sus elementos estén en equilibrio. La transmisión de dichos esfuerzos de logra mediante la transformación en esfuerzos internos y su distribución a lo largo de las piezas estructurales.

Estructuras de Ingeniería


Las Estructuras


Forma de trabajo

Por su forma de trabajo las estructuras pueden ser activas o pasivas.

  • Estructuras activas: son capaces de modificar que las fuerzas hagan rodeos a través de una estructura, arco, dinteles, etc.
  • Estructuras pasivas: transmiten los esfuerzos en forma directas, como en un muro de carga o una columna, porque estos solo son elementos interpuestos entre las cargas y el terreno.

Tipos de estructuras

Las viviendas construcciones en general tienen una estructura mixta, constituida por muros de carga de mampostería, así como por columnas, trabes y cubiertas del concreto armado, llamadas estructuras tradicionales.

Tipos de estructuras

Estructuras tradicionales

Los conceptos y nociones acerca de la diferencia del grado de elasticidad de los materiales ayudan a comprender la razón de estas estructuras. En el caso de estructuras planas, al pasar de ciertas dimensiones, son antieconómicas y muy pesadas.

Estructuras de concreto armado

Las estructuras de concreto armado tienen gran aplicación en la construcción, debido a las ventajas siguientes:

  • Baja costo
  • Facilidad de ejecución, incluso por mano de obra no calificada ni especializada.
  • Facilidad de diseño de formas mediante el moldeo. Por otra parte, el concreto se emplea en diversos tipos de estructuras, construidas por columnas, trabes y losas.
Estructuras de acero

La denominación estructura de acero se emplea para designar perfiles laminados, barras y planchas preparadas para ensamblado, mediante punzonado, remachado, soldado y cepillado.

El acero para estructuras se emplea en la construcción de edificios, puentes, torres con estructuras similares que requieren armazones resistentes para sostener cargas considerables y para resistir fuerzas de índole diversa.

Estructuras de acero

Para tales propósitos, el acero laminado es uno de los materiales de construcción mejor conocido y más confiable, por las razones que se expondrán a continuación.

Además, es especialmente apropiado para armaduras de puentes y edificios sobre vanos largos, así como para vigas, tirantes y columnas cuando la rigidez de la construcción.

El acero se ha utilizado como material de construcción durante más de un siglo, tiempo en el cual se ha sometido a pruebas, estudios y análisis más minuciosos y estrictos que cualquier otro material de construcción, por ejemplo, todas las laminaciones de acero para estructuras se prueban física y químicamente.

Algunas ventajas de las estructuras de acero

El acero se recomienda especialmente como material de construcción por las razones siguientes:

  • Su método de manufactura esta tan controlado y mecanizado, que sus propiedades físicas son casi invariables; además, sus elementos (como carbono, hierro, etc.) se combinan con gran exactitud científica, según formulas perfeccionadas después de ensayos completos.
  • Cada partícula de acero se somete a prueba antes de hacerse s comprobación final.
  • Es muy resistente a esfuerzos de toda clase, como tracción, compresión, cortante, torsión, curvas, etc.

Columnas de acero

Las columnas de acero pueden ser sencillas, fabricadas directamente con perfiles estructurales, empleados como elemento único, o de perfiles compuestos, para los cuales de usan diversas combinaciones, como las viguetas H, I, la placa, la solera, el canal y el tubo y el ángulo de lados iguales y desiguales.

Columnas de acero

Ingeniería de Estructuras

Diseño de estructuras de ingeniería

Todas las estructuras deben ser Diseñadas y Construidas para que, con una seguridad aceptable, sea capaz de soportar todas las acciones que la puedan solicitar durante la construcción y el período de vida útil previsto en el proyecto así como la agresividad del medio.

El análisis estructural consiste en la determinación de los efectos originados por las acciones sobre la totalidad o parte de la estructura, con el objeto de efectuar comprobaciones en sus elementos resistentes.

Para la realización del análisis y diseño estructural, se idealizan tanto la geometría de la estructura como las acciones y las condiciones de apoyo mediante un modelo matemático adecuado. El modelo elegido debe ser capaz siempre de reproducir el comportamiento estructural dominante.

Generalmente, las condiciones de compatibilidad o las relaciones tenso-deformacionales de los materiales resultan difíciles de satisfacer estrictamente, por lo que pueden adoptarse soluciones en que estas condiciones se cumplan parcialmente, siempre que sean equilibradas y que se satisfagan a posteriori las condiciones de ductilidad apropiadas.

Ingeniería estructural conceptual
  • La ingeniería estructural conceptual es la elaboración de propuestas de solución en términos de conceptos generales, es decir ideas que permitan resolver el problema de la existencia de la estructura.
  • Se refiere a la posibilidad del equilibrio y de la estabilidad que debe existir mucho antes de cualquier comprobación numérica. En esta etapa se definen los sistemas resistentes, eligiendo los tipos estructurales y organizándolos en el espacio.
  • Es la etapa más importante del proceso de análisis y diseño, pues una vez definido el sistema resistente el resto del proceso es una consecuencia. También es la etapa que más experiencia requiere, lo que deja descolocados a los alumnos.
  • De todos modos la única manera de adquirir experiencia en este campo es intentar un diseño y luego criticarlo, es decir, analizarlo para estudiar sus ventajas e inconvenientes. Otra cuestión relacionada con este tema es la coherencia entre la estructura y la arquitectura.
  • Es un error frecuente adoptar estructuras que tienen características incompatibles con las del edificio: el ejemplo más típico es la utilización de estructuras relativamente flexibles por ejemplo: pórticos con vigas y columnas de ciertas dimensiones, ubicados dentro del edificio, en construcciones con cerramientos muy rígidos como mampostería, y así son casi todas las construcciones de la zona central.
Errores comunes

Otro error es utilizar estructuras que compiten por el espacio físico con los espacios funcionales del edificio. Es lo que sucede si se pretende utilizar pórticos internos cuando la altura disponible para las vigas o el espacio para las columnas está muy limitado por las necesidades funcionales.

Existe una tendencia a considerar la estructura como algo separado, que se apoya en la fundación y a su vez esta se apoya en el suelo el que se considera indeformable o, en todo caso, que sus deformaciones no influyen sobre la estructura.

De ningún modo esto es así y menos para acciones horizontales importantes. La estructura es una sola: superestructura, fundación y suelo forman un único sistema resistente que debe ser estudiado unitariamente. Por lo tanto desde el principio se debe considerar cada tipo estructural en relación con las posibilidades de fundación y la interacción con el suelo.

Diseño Estructural

¿Qué es el diseño estructural?

El diseño estructural es una de las áreas donde se desarrolla la ingeniería civil y se realiza a partir de las potencialidades que un material puede ofrecer así como sus características naturales que lo hacen especifico, su bajo costos y las propiedades mecánicas de estos.

Se dice que también deben de cumplir con propiedades como aislamiento térmico, aislamiento acústico, impermeabilidad, division de aposento, entre otras.

¿Qué es el diseño estructural?

Se puede producir un fallo en la estructura cuando la parte rígida y la parte plástica del elemento están en exceso, sin embargo si se mantiene un buen nivel de estos dos es probable que tenga un rendimiento avanzado.

En cada país existen normas legales que regulan la formación de diseños estructurales, protegiendo a los individuos en caso de accidentes como rupturas de la edificación y posibles derrumbamientos.

Código Técnico de la edificación

Por ejemplo, en España el código Técnico de la edificación es el que engloba dichas responsabilidades que deben de asumir los encargados de realizar un diseño estructural. Los aspectos arquitectónicos deben de estar englobados dentro del diseño estructural para obtener un mejor rendimiento de la edificación.

Código Técnico de la edificación

Se toma en consideración, cuando se diseña una estructura, los cálculos de las resistencias de cada una de sus partes y como estará distribuido el peso total de todo el edificio así como los materiales adecuados para su construcción, es por eso que antes de la construcción de una estructura se deben de tomar en cuenta un sin numero de aspectos técnicos y prepararla de acuerdo a las situaciones a las cuales puede estar sometida.

División de los tipos de estucturas

Los tipos de estructuras se dividen de acuerdo a diversos aspectos:

  • Planas o tridimensionales.
  • Los materiales que se van a utilizar: hormigón, madera, acero o una combinación.
  • Isostáticas, hiperestática e hipostáticas.
  • El uso de la estructura , ya sea residencial o industrial.

Bibliografía


Referencias, créditos & citaciones APA:
Portal de arquitectura Arqhys.com. Equipo de redacción profesional. (2012, 12). Estructuras de Ingenieria. Escrito por: Arqhys Contenidos. Obtenido en fecha , desde el sitio web: https://www.arqhys.com/contenidos/estructuras-ingenieria.html.

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