Selección del Sistema Estructural según la Forma y el Espacio La estructura es el instrumento para la construcción de formas y espacios. Por ello, se debe usar la forma y la luz que esta asociada al espacio, como criterio para la elección del sistema estructural, ya que “el diseño estructural debería ser como una calle de dos sentidos, dando y tomando con la forma y el espacio hasta que se logre la mejor síntesis”. (Moore, 2000, p. 251). En tal sentido, a continuación se indican las formas y las luces, señalando mediante figuras las formas tradicionales de cada sistema estructural y las luces mínimas y máximas (Rango (Rango de luces máximo) máximo) en que se pueden usar estas formas, asimismo se indican el mejor espacio que se debe usar en dichos sistemas (Rango (Rango de luces optimo). optimo).
TIPOS DE ESTRUCTURA Naturales: como el esqueleto, el tronco de un árbol, los corales marinos, las estalagmitas y estalactitas, etc. Artificiales: Artificiales: son todas aquellas que ha construido construido el hombre. EN FUNCION A SU ORIGEN 4. TIPOS DE ESTRUCTURA EN FUNCION A SU MOVILIDAD Móviles: serían todas aquellas que se pueden desplazar, que son articuladas. Como puede ser el esqueleto, un puente levadizo, una bisagra, una biela, una rueda, etc. Como ejemplo la estructura que sustenta un coche de caballos y un motor de combustión. Fijas: aquellas que no sufren desplazamientos( vigas, columnas, etc.) 5. TIPOS SEGÚN FUNCION COLUMNAS / PILARES Es una barra apoyada verticalmente, cuya función es la de soportar cargas o el peso de otras partes de la estructura. Los principales esfuerzos que soporta son de compresión y pandeo. Los materiales de los que está construido son muy diversos, desde la madera al hormigón armado, pasando por el acero, ladrillos, mármol, etc. Suelen ser de forma geométrica regular (cuadrada o rectangular) y las columnas suelen ser de sección circular. 6. TIPOS SEGÚN FUNCION VIGAS Es una pieza o barra horizontal, con una determinada forma en función del esfuerzo que soporta. Forma parte de los entramados de las construcciones. Están sometidas a esfuerzos de flexión 7. TIPOS SEGÚN FUNCION TIRANTES Es un elemento constructivo que está sometido principalmente principalme nte a esfuerzos de tracción. Otras denominaciones que recibe según las aplicaciones son: riostra, cable, tornapunta y tensor. Algunos materiales que se usan para fabricarlos son cuerdas, cables de acero, cadenas, listones de madera... 8. TIPOS SEGÚN FUNCION MUROS Van a soportar los esfuerzos en toda su longitud, de forma que reparten las cargas. Los materiales de los que están construidos son variados: la piedra, de fábrica de ladrillos, de hormigón, etc.
Viga. Una viga no es más que un elemento e lemento estructural lineal al que se le aplica cargas perpendiculares a lo largo de su eje ; a tales cargas se les conoce como carga flexión. La flexión es
la tendencia que presenta un elemento a arquearse como resultado de las cargas aplicadas perpendiculares a lo largo de su eje . La flexión cauda que una cara del elemento se estire y la otr a se contraiga. Y como los esfuerzos de t ensión y compresión ocurren en paralelo se prese ntan también esfuerzos cortantes. Una viga es el e jemplo más común de un elemento estructural en flexión. Es la solución más directa a los problemas estructurales más comune s de transferencia de cargas horizontales de gravedad a los elementos de carga. Losa. Es un componente de flexión que distribuye la carga horizontalmente a una o mas direcciones dentro de un solo plano. Mientras que la resistencia a la flexión de una losa es parecida a la de una viga, difiere de la de una serie comparable de vigas independientes en si continuidad en ambas direcciones. Si esa serie de vigas independientes y paralelas esta sujeta esta sujeta a una sola concentración de car ga, solo la viga bajo la carga se reflectará. Pero como las vigas que forman una losa están unidas y actúan integralmente cuando se aplica una c arga en un punto, las partes adyacentes de la losa se activan para contribuir a su resistencia a la flexión.
La carga es distribuida lateralmente dentro de la losa como resultado de la resistencia de cortante entre la parte cargada y las áreas adyacentes. En consecuencia, las cargas c oncentradas dan como resultado una flexión perpendicular localizada en la primera dirección de extensión causando torsión en la losa. Existen varios tipos de losas clasificadas normalmente por la configuración del soporte, el cual determina su conducta de flexión: Losas en una y dos direcciones Losas planas (placas planas) Losas nervadas Viguetas Losas reticulares Vigueta isostático
COMPORTAMIENTO SÍSMICO EN EDIFICACIONES CONSTRUIDAS EN HORMIGÓN JUAN PABLO ANGEL 2. La vulnerabilidad sísmica de una estructura, grupo de estructura o de una zona urbana completa, se define como su predisposición a sufrir daño ante la ocurrencia de un movimiento sísmico y está asociado directamente a sus características físicas y estructurales de diseño. 3. Las edificaciones de albañilería o mampostería confinada con una altura de hasta 3 pisos, son las construcciones más comunes. Este tipo de edificación se caracteriza por construirse primero el muro de mampostería, para luego vaciar el concreto de los elementos verticales de confinamiento, y finalmente, construir el techo en conjunto con la viga solera, según se muestra en la figura. Esta secuencia constructiva produce un comportamiento integral de los materiales involucrados. 4. Secuencia constructiva en edificaciones de mampostería confinada 5. una mayoría de las casas y edificios de habitación en las zonas urbanas y aledañas son corrientemente realizadas en pórticos en hormigón armado con muros en mampostería no armada. Las razones de esta tradición de construcción son diversas y probablemente la más influyente sea el costo. 6. Efectivamente, el hormigón armado es un material que tiene un precio elevado por los costos de fabricación tanto del cemento como del acero de armaduras, mientras que el precio de la mano de obra es más accesible. Sin embargo, las investigaciones realizadas en varios países del mundo, muestran que la vulnerabilidad sísmica de dichas estructuras es significativa.
7. Daños típicos en
Análisis dinámico de estructuras[editar ] Artículo principal: Análisis
modal utilizando FEM
El análisis dinámico de estructuras se refiere al análisis de las pequeñas oscilaciones o vibraciones que puede sufrir una estructura alrededor de su posición de equilibrio. El análisis dinámico es importante porque ese movimiento oscilatorio produce una modificación de las tensiones y deformaciones existentes, que deben tenerse en cuenta por ejemplo para lograr un diseño sísmico adecuado. Como resultado de una perturbación exterior un edificio o estructura resistente que bajo la acción de unas cargas estaba en reposo, experimenta oscilaciones que en primera aproximación pueden representarse como un movimiento armónico compuesto, caracterizado por un sistema de ecuaciones lineal del tipo: (1) Donde: son respectivamente la matriz de masas, la matriz de amortiguación y la matriz de rigidez de la estructura. son tres vectores que representan la posición, velocidad y aceleración de un conjunto de puntos de la estructura. es un vector que representa las fuerzas equivalentes aplicadas sobre el mismo conjunto de puntos anteriores, este vector está asociado a la solicitación exterior que perturba la misma estructura. El análisis dinámico incluye estudiar y modelizar al menos estos tres aspectos:
Análisis modal de frecuencias y modos propios de vibración. Tanto las frecuencias naturales de vibración de una estructura como los modos principales de vibración dependen exclusivamente de la geometría, los materiales y la configuración de un edificio o estructura resistente.
Análisis de la solicitación exterior.
Análisis de las fuerzas dinámicas inducidas.
Armonía estructural A través de los tiempos desde e l siglo XVIII la arquitectura y la ingeniería civil han tenido una cierta rivalidad debido a que ambos trabajan en el campo de la construcción y han estado actuando por separado, pero se ha tratado de cambiar eso, tratando de unificar esas profesiones para lograr el equilibrio perfecto en una obra. En la construcción la estructura son los elemento portantes de las cargas de las edificaciones, sin ella no sería posible la materialización del edificio, en cambio la arquitectura es una arte, es la composición de volúmenes, logrando así relaciones y proporciones adecuadas para lograr que el edificio tenga belleza, pero a la vez función, sin embargo la arquitectura no puede dejar de lado la estructura, sin la estructura es imposible construir. Para definir un poco, la arquitectura se trata de diseñar espacios útiles para el hombre, que lo proteja del medio ambiente, que c umplan una utilidad, que sean hermosos, el arquitecto se encarga de la parte de composición de edificios, también de espacios públicos como plazas, parques, espacios que como decía son usados por el hombre, y están presente en todo nuestro alrededor. según estos conceptos se trata de dos cosas distintas, pero para que funcionen, deben estar unidos, ya que para hacer arquitectura no se debe obviar la estructura y para r ealizar estructura no se debe obviar la arquitectura, a veces los arquitectos diseñan sin tomar en cuenta la estructura y su proyecto queda solo en papel, debido a que no se puede llevar a cabo, ya sea por condiciones económicas, o por que el diseño es imposible de construir, sobrepasan los límites, un proyecto en el que haya solo arquitectura es un sueño, lo contrario pasa con losque diseñan sin tener en cuenta la arquitectura, sino que solo se concentran en hacer una estructura solida y eficiente, pero sin la arquitectura se va a tratar de un edificio muy compacto, no va a hacer agradable a los usuarios, por eso un proyecto en el que haya solo ingeniería es puro cálculo, y no debe ser así, debemos unificar la dos cosas, para lograr un equilibrio.
