estructura
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conceptos basicos acerca de la ingenieria estructuralTRANSCRIPT
MINISTERIO POPULAR PARA LOS ESTUDIOS UNIVERSITARIOS
ALDEA BOLIVARIANA EZEQUIEL ZAMORA
PUNTA DE MATA ESTADO-MONAGAS
SISTEMAS DE
INTRODUCCION
los elementos estructurales, y que refleja un modo de trabajo. Un objeto puede
tener, a su vez, una mezcla de sistemas estructurales .
Sistemas estructurales. Son las estructuras compuestas de varios miembros,
que soportan las edificaciones y tienen además la función de soportar las cargas
que actúan sobre ellas transmitindolas al suelo.
Se define como estructura a los cuerpos capaces de resistir cargas sin que
e!ista una deformación e!cesiva de una de las partes con respecto a otra. "or ello
la función de una estructura consiste en trasmitir las fuerzas de un punto a otro en
'(()*.
ESTRUCTURAS HEPERESTASTICO+
Se conoce una estructura %eperestastica que en estatica se encuentra en equilibrio
descatando que las ecuaciones que e!pone la estatica no son suficiente para saber las
fuerzas e!ternas y reacciones que posee.
Una estructura es completamente hiperestática si es internamente y e!ternamente
%iperestática.
jemplo+
Un sistema %iperestático es aquel en el cual los nudos giran, es decir que las
deformaciones se transmiten a las barras colindantes.
-al como se %izo en el ejemplo anterior, coloquemos los libros y la regla dispongamos dos
libros más, uno de cada e!tremo sobre la regla. /ealizando la misma presión vemos el modo en
que se %a deformado la regla. 0omprobamos que en los e!tremos de la regla, %a cambiado el
signo de la deformada y la !"#$% en el centro de la regla es menor.
n ambos casos, la distancia entre apoyos no %a cambiado. n el caso %iperestático, la
fuerza aplicada es la misma que en el isostático, pero la flec%a es menor. "ara obtener igual flec%a,
en el caso %iperestático, la fuerza e!terior debe ser mayor.
ESTRUCTURAS ISOESTATICAS:
1os sistemas tales que la sola aplicación de las ecuaciones de la stática
permiten calcular las reacciones de los vínculos reciben el nombre de sistemas
isostáticos. generalmente se reducen a tantas ecuaciones como incógnitas se
puedan calcular. por ejemplo y generalmente la resolución de estos sistemas se
reducen a las tres ecuaciones fundamentales del equilibrio. Sumatorias con
respecto a+Rx = 0; Ry = 0; Mo=0 0uando se consideran a los elementos
estructurales que poseen la cantidad estrictamente necesaria de apoyos para
garantizar la inmovilidad e!terna de la misma, estamos en presencia de sistemas
isostáticos. Por ejemplo: La viga constituye un sistema isostático .
2$"13+
ESTRUCTURAS COMPUESTAS POR ELEMENTOS TIPO CERCHA
Este tipo de sistemas tienen la característica de ser muy livianos y con una
gran capacidad de soportar cargas. Se utilizan principalmente en construcciones
con luces grandes, como techos de bodegas, almacenes, iglesias y en general
edificaciones con grandes espacios en su interior. Las cerchas también se usan en
puentes, aunque para este tipo de estructuras los puentes atirantados, colgantes
(cables, los puentes en vigas de alma llena (ya sea vigas armadas soldadas y los
puentes en concreto presforzado se han desarrollado tanto que resultan ser
sistemas mas atractivos para el dise!ador.
E"isten diferentes tipos de cerchas de acuerdo con la soluci#n estructural
que se requiere. Su construcci#n o ensamble se lleva a cabo uniendo elementos
rectos, que primordialmente traba$an a esfuerzos a"iales, en unos puntos que
llamamos nudos y conformando una geometría tal que el sistema se comporta
establemente cuando recibe cargas aplicadas directamente en estos nudos.
%e acuerdo con su uso tenemos cerchas para techos, para puentes o
simplemente para vigas pertenecientes a un sistema de piso.
En las cerchas utilizadas para techos se busca que su geometría conforme o
supla la forma del techo. &or lo general el cord#n superior conforma las
pendientes del techo y el inferior es un tensor horizontal. En techos con luces
grandes esto obligaría a tener una cercha muy alta en el centro, en ese caso se
puede también hacer la cuerda inferior inclinada.
&ara puentes se trata de brindar un apoyo plano al tablero del puente, ya
Si el tablero va apoyado en la parte inferior de las cerchas, entonces los
elementos verticales traba$an a tensi#n.
&ote la semejanza de los diagramas entre uno y otro, en la medida en que los nudos sean mas seguidos los brincos en los diagramas son menores y la semejanza es mayor.
1a misma semejanza se puede tener con una viga que se carga en la parte inferior. 1a viga cargada en la parte inferior requiere de elementos internos que soporten esa tracción, es decir, es como si la carga estuviera colgada y por lo tanto se necesitan tirantes internos que transmitan esa carga a la zona superior.
En esta cercha, las diagonales traba$an a tensi#n. Este an'lisis lo podemos hacer
comparando los esfuerzos internos en una viga simplemente apoyada, momento
positivo y cortante positivo
"odríamos decir que para cerc%as simplemente apoyadas, de acuerdo con la orientación de las diagonales ellas trabajarían a tracción o a compresión.
&ote la orientación de las diagonales y concluya sobre su forma de trabajo, tracción o compresión.
Se pueden ver los otros tipos en los libros de referencias.
Clasificación de las cerchas se!n s" conformación:
0ompuestas+
6quellas construidas por la unión de dos cerc%as simples usando ' barra de unión adicional y un nudo común, o tres barras adicionales o sustituyendo elementos de
una estructura principal por cerc%as o armaduras secundarias .
"ara determinar su estabilidad se requiere verificar donde+
m+ es el número de barras
r+ número de reacciones
"ara identificar si son estables, estáticamente determinadas o indeterminadas se sugiere consultar el capítulo de estabilidad y determinación.
'(todo de los n"dos+ Se separan los nudos de toda la cerc%a y se realiza el diagrama de cuerpo libre de cada uno, se aplican dos ecuaciones de equilibrio de traslación por nudo. Se debe empezar la solución por aquel nudo que tenga solo dos incógnitas.
'(todo de las secciones+ cortar la estructura de tal manera que queden tres fuerzas de barras como incógnitas y aplicar equilibrio a cada sección.
"ara el análisis se pueden combinar el mtodo de los nudos y las secciones %aciendo que la rapidez con que se llegue a la solución dependa de la pericia y e!periencia del dise:ador. #-odo conocimiento nuevo requiere de momentos de asimilación o etapas %asta llegar al dominio llamado el momento de la sistematización, para llegar a esta etapa debemos analizar muc%as y diferentes cerc%as de tal manera que en nuestra mente se %a creado ya un concepto general del comportamiento y así sabremos por donde cortar y que nudo analizar para que la solución se encuentre de forma fácil*.
Con)ención: ;ebido a que las barras solo trabajan a esfuerzos a!iales se seguirá la siguiente convención+ <arras traccionadas tienen fuerzas positivas #=* y barras comprimidas tienen fuerzas negativas #>*.
Sugerencias para los diagramas de cuerpo libre+
Siempre dibujar fuerzas saliendo del nudo.
Siempre dibujar fuerzas en los elementos estirando el elemento.
ESTRUCTURA TIPO *I#+ O CERCHAS TIPO *I#+:
16 S-/U0U/6 ?9&@ %a sido utilizada para claros del orden de los ABm. Un
%ec%os que la %ace más económicas es que la mayoría de los miembros esta en
tensión mientras que los sujetos a compresión son bastante corto. 1a estructura
?inC puede ser dividida en un gran número de triángulos y coincidir casi con
cualquier espaciamiento de largueros.
'. Su análisis es más fácil, ya que es estáticamente determinado
8. 1os asentamientos diferenciales de las cimentaciones deficientes no son de
importancia capital como podrían serlo para un arco %iperestático.
A. l montaje se simplifica, ya que las dos mitades de un arco pueden
montarse por separado conectándolos posteriormente con el perno de la
articulación central.
DEu es una structuraF
Una estructura es un conjunto de elementos unidos entre si, con la misión de
soportar las fuerzas que actúan sobre ellos.G
*"era: es todo aquello capaz de deformar un cuerpos #efecto estático* o de
modificar su estado de reposo o movimiento #efecto dinámico*. 1as fuerzas que
actúan sobre una estructura se llaman 0argas.
1as fuerzas se representan con una flec%a #vector*, donde la longitud del vector es
la intensidad de la fuerza, la flec%a la dirección y el principio del vector es el punto
donde se aplica la fuerza. l peso es tambin una fuerza. Si quieres saber más
sobre los vectores te recomendamos este enlace+ Hectores.
Tipos de Caras en las Estr"ct"ras
> Caras *i/as+ las que no varían sobre la estructura. Siempre tienen el mismo
valor. "or ejemplo el propio peso de la estructura y el de los cuerpos que siempre
están en la estructura.
> Caras 0aria1les+ las que pueden variar sobre la estructura con el paso del
tiempo. jemplos+ la fuerza del aire, el peso de la gente, la nieve, etc .
Caras Accidentales:
. Hiento. Son cargas dinámicas pero son apro!imadas usando
cargas estáticas equivalentes. 1a mayor parte de los edificios y puentes utilizar este
procedimiento causi>estaticos y solo en casos especiales se requiere un análisis modal o
dinámico.
Caras Impacto: Son aquellas en las cuales la dirección del movimientos coincide
con la dirección de la carga se caracteriza por un tiempo muy breve #instantánea*
c%oque de un ve%ículo, movimiento sísmico, publico saltando sobre gradas en un
estadio etcI..
Caras E2plosión: 0argas que actúan directamente sobre la estructura
normalmente de adentro %acia fuera logrando un efecto destructor de la estructura
estas actuaciones pueden ser programadas o eventuales atreves de accidente por
gas, e!plosivos, o demoliciones.
s un concepto utilizado en ingeniería sísmica que define las
acciones que un sismo provoca sobre la estructura de un edificio y que deben ser
soportadas por esta. Se trasmiten a travs del suelo, las estructuras adyacentes o
el impacto de las olas de los maremotos.
Caras Helados: Son cargas relacionadas a la nieves, deslave de %ielos q actúan
sobre la estructuras tanto momentaria o permanente depende de ubicación de la
estructura.
Caras 0olcamientos: ste tipo de falla se presenta cuando la carga a transmitir
al suelo viene acompa:ada de momentos o es e!cntrica con respecto a la
fundación y el suelo es compresible. n los te!tos no encontramos un parámetro
que controle directamente este tipo de falla debido a que siempre prevalece el
criterio de no admitir tensiones en el suelo. ste criterio, aunque aparentemente
controlaría la rotación de la fundación, no es suficiente para asegurar este tipo de
falla. 0omo recomendación sugiero que se verifique de todas maneras la
estabilidad de la fundación por medio de un factor de seguridad al volcamiento.
Esf"eros en las Estr"ct"ras
1o primero.....
DEu es un esfuerzoF.
Un esfuerzo es la fuerza interna que e!perimentan los elementos de una
estructura cuando son sometidos a fuerzas e!ternas. %os elementos de "na estr"ct"ra de1en soportar estos esf"eros sin romperse ni deformarse.
"ongamos un ejemplo para que quede más claro.
0uando te tiras de un dedo de la mano %acia fuera #fuerza e!terna*, notas
una tensión en su interior que te causa cierta molestia. "ues bien los elementos de
una estructura #una viga por ejemplo*, cuando están sometidos a una fuerza
e!terna, tambin soportan en su interior unas tensiones internas o esfuerzos que
no somos capaces de verlos, pero están a%í, al igual que las del dedo de la mano.
6 estas tensiones internas es a lo que se le llama esfuerzos.
4ay 3 tipos de esf"eros diferentes.
> Esf"ero de Tracción+ Un elemento está sometido a un esfuerzo de tracción,
cuando las fuerzas que actúan sobre l, tienden a estirarlo. Un ejemplo sería el
cable de una grúa. 3jo tiende a estirarlo, pero un una estructura no debe
conseguirlo nunca, por lo menos de forma visual #que se vea a simple vista*. sto
debe pasar para todos los esfuerzos e!plicados a continuación.
> Esf"ero de Compresión+ Un elemento está sometido a un esfuerzo de
compresión, cuando las fuerzas que actúan sobre l, tienden a comprimirlo
#juntarlo*. jemplo las patas de una silla.
> Esf"ero de *le2ión + Un elemento está sometido a un esfuerzo de fle!ión,
cuando las fuerzas que actúan sobre l, tienden a curvarlo. Un ejemplo es la tabla
de una mesa
.
stos A tipos de esfuerzos son lo principales, pero %ay más.
4 Esf"ero de Torsión+ Un elemento está sometido a un esfuerzo de torsión,
cuando las fuerzas que actúan sobre l, tienden a retorcerlo. jemplo+ una llave
abriendo una cerradura.
> Esf"ero de Cortad"ra+ Un elemento está sometido a un esfuerzo de
cortadura, cuando las fuerzas que actúan sobre l, tienden a cortarlo o rasgarlo.
Condiciones de las Estr"ct"ras
'K* 5"e sea r6ida+ es decir que no se deforme o se deforma dentro de unos
límites. "ara conseguirlo se %ace triangulando, es decir con forma de triangulo o
con sus partes en forma de triangulo.
8K* 5"e sea esta1le+ es decir que no vuelque cuando está sometida a fuerzas
e!ternas. Se puede conseguir %aciendo más anc%a la base, o colocando tirantes.
AK* de1e ser resistente+ es decir que cada elemento de la estructura sea capaz
de soportar el esfuerzo al que se va a ver sometido. l tama:o y la forma de cada
elemento es lo que %ará que soporten los esfuerzos.
cargas fijas y será más barata. 4ay elementos que solo cambiando su forma son
más ligeros y aguantan incluso más peso.
1a forma de las vigas se llama perfil. 6quí tienes algunos ejemplos de los
perfiles de vigas más comunes+
l perfil en 4 y en - son de los más usados, ya que con poco material aguantan
grandes esfuerzos.
1as más importantes desde el punto de vista de la tecnología son las estructuras
entramadas, aunque %ay más, como veremos a continuación.
Estr"ct"ras Entramadas
Son las estructuras que se utilizan en nuestros edificios de %oy en día. stán
constituidas por barras de %ormigón armado #%ormigón con varillas de acero en su
interior* o acero unidas entre si de manera rígida.
1as casas y edificios actuales son todos estructuras entramadas.
n este tipo de estructuras es muy importante la construcción de pilares
#elementos verticales* y vigas #elementos %orizontales*.
1os pilares suelen %acerse de %ormigón armado y se construyen en el mismo
sitio donde se %ace la estructura. $ira como se %ace un pilar de %ormigón armado+
Estr"ct"ras Trian"ladas
stán formadas por barras unidas entre sí en forma de triángulo. "or ejemplo las
grúas de la construcción.
Estr"ct"ras Colantes
Estr"ct"ras %aminadas
stán formadas por láminas. Un ejemplo son la carrocería de los coc%es, las
carcasas de los televisores, de los móviles, etcI.
Estr"ct"ras 'asi)as
Son estructuras que se construyen acumulando material, sin dejar apenas %ueco
entre l. Un ejemplo son las pirámides.
Estr"ct"ras A1o)edadas
Son estructuras que tienen arcos y bóvedas. 1os arcos permiten aumentar los
03&01U093&
n esta breve investigación sobre los sistemas estructurales nos damos
cuenta lo importantes de entender la participación protagónica de la naturaleza
sus elementos como influye a la %ora de calcular una estructura y poder garantizar
el funcionamientos de la misma y como el conocer los capacidades físicas como
la resistencia de los materiales de construcción y cómo se comportan a travs de
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ALDEA BOLIVARIANA EZEQUIEL ZAMORA
PUNTA DE MATA ESTADO-MONAGAS
SISTEMAS DE
INTRODUCCION
los elementos estructurales, y que refleja un modo de trabajo. Un objeto puede
tener, a su vez, una mezcla de sistemas estructurales .
Sistemas estructurales. Son las estructuras compuestas de varios miembros,
que soportan las edificaciones y tienen además la función de soportar las cargas
que actúan sobre ellas transmitindolas al suelo.
Se define como estructura a los cuerpos capaces de resistir cargas sin que
e!ista una deformación e!cesiva de una de las partes con respecto a otra. "or ello
la función de una estructura consiste en trasmitir las fuerzas de un punto a otro en
'(()*.
ESTRUCTURAS HEPERESTASTICO+
Se conoce una estructura %eperestastica que en estatica se encuentra en equilibrio
descatando que las ecuaciones que e!pone la estatica no son suficiente para saber las
fuerzas e!ternas y reacciones que posee.
Una estructura es completamente hiperestática si es internamente y e!ternamente
%iperestática.
jemplo+
Un sistema %iperestático es aquel en el cual los nudos giran, es decir que las
deformaciones se transmiten a las barras colindantes.
-al como se %izo en el ejemplo anterior, coloquemos los libros y la regla dispongamos dos
libros más, uno de cada e!tremo sobre la regla. /ealizando la misma presión vemos el modo en
que se %a deformado la regla. 0omprobamos que en los e!tremos de la regla, %a cambiado el
signo de la deformada y la !"#$% en el centro de la regla es menor.
n ambos casos, la distancia entre apoyos no %a cambiado. n el caso %iperestático, la
fuerza aplicada es la misma que en el isostático, pero la flec%a es menor. "ara obtener igual flec%a,
en el caso %iperestático, la fuerza e!terior debe ser mayor.
ESTRUCTURAS ISOESTATICAS:
1os sistemas tales que la sola aplicación de las ecuaciones de la stática
permiten calcular las reacciones de los vínculos reciben el nombre de sistemas
isostáticos. generalmente se reducen a tantas ecuaciones como incógnitas se
puedan calcular. por ejemplo y generalmente la resolución de estos sistemas se
reducen a las tres ecuaciones fundamentales del equilibrio. Sumatorias con
respecto a+Rx = 0; Ry = 0; Mo=0 0uando se consideran a los elementos
estructurales que poseen la cantidad estrictamente necesaria de apoyos para
garantizar la inmovilidad e!terna de la misma, estamos en presencia de sistemas
isostáticos. Por ejemplo: La viga constituye un sistema isostático .
2$"13+
ESTRUCTURAS COMPUESTAS POR ELEMENTOS TIPO CERCHA
Este tipo de sistemas tienen la característica de ser muy livianos y con una
gran capacidad de soportar cargas. Se utilizan principalmente en construcciones
con luces grandes, como techos de bodegas, almacenes, iglesias y en general
edificaciones con grandes espacios en su interior. Las cerchas también se usan en
puentes, aunque para este tipo de estructuras los puentes atirantados, colgantes
(cables, los puentes en vigas de alma llena (ya sea vigas armadas soldadas y los
puentes en concreto presforzado se han desarrollado tanto que resultan ser
sistemas mas atractivos para el dise!ador.
E"isten diferentes tipos de cerchas de acuerdo con la soluci#n estructural
que se requiere. Su construcci#n o ensamble se lleva a cabo uniendo elementos
rectos, que primordialmente traba$an a esfuerzos a"iales, en unos puntos que
llamamos nudos y conformando una geometría tal que el sistema se comporta
establemente cuando recibe cargas aplicadas directamente en estos nudos.
%e acuerdo con su uso tenemos cerchas para techos, para puentes o
simplemente para vigas pertenecientes a un sistema de piso.
En las cerchas utilizadas para techos se busca que su geometría conforme o
supla la forma del techo. &or lo general el cord#n superior conforma las
pendientes del techo y el inferior es un tensor horizontal. En techos con luces
grandes esto obligaría a tener una cercha muy alta en el centro, en ese caso se
puede también hacer la cuerda inferior inclinada.
&ara puentes se trata de brindar un apoyo plano al tablero del puente, ya
Si el tablero va apoyado en la parte inferior de las cerchas, entonces los
elementos verticales traba$an a tensi#n.
&ote la semejanza de los diagramas entre uno y otro, en la medida en que los nudos sean mas seguidos los brincos en los diagramas son menores y la semejanza es mayor.
1a misma semejanza se puede tener con una viga que se carga en la parte inferior. 1a viga cargada en la parte inferior requiere de elementos internos que soporten esa tracción, es decir, es como si la carga estuviera colgada y por lo tanto se necesitan tirantes internos que transmitan esa carga a la zona superior.
En esta cercha, las diagonales traba$an a tensi#n. Este an'lisis lo podemos hacer
comparando los esfuerzos internos en una viga simplemente apoyada, momento
positivo y cortante positivo
"odríamos decir que para cerc%as simplemente apoyadas, de acuerdo con la orientación de las diagonales ellas trabajarían a tracción o a compresión.
&ote la orientación de las diagonales y concluya sobre su forma de trabajo, tracción o compresión.
Se pueden ver los otros tipos en los libros de referencias.
Clasificación de las cerchas se!n s" conformación:
0ompuestas+
6quellas construidas por la unión de dos cerc%as simples usando ' barra de unión adicional y un nudo común, o tres barras adicionales o sustituyendo elementos de
una estructura principal por cerc%as o armaduras secundarias .
"ara determinar su estabilidad se requiere verificar donde+
m+ es el número de barras
r+ número de reacciones
"ara identificar si son estables, estáticamente determinadas o indeterminadas se sugiere consultar el capítulo de estabilidad y determinación.
'(todo de los n"dos+ Se separan los nudos de toda la cerc%a y se realiza el diagrama de cuerpo libre de cada uno, se aplican dos ecuaciones de equilibrio de traslación por nudo. Se debe empezar la solución por aquel nudo que tenga solo dos incógnitas.
'(todo de las secciones+ cortar la estructura de tal manera que queden tres fuerzas de barras como incógnitas y aplicar equilibrio a cada sección.
"ara el análisis se pueden combinar el mtodo de los nudos y las secciones %aciendo que la rapidez con que se llegue a la solución dependa de la pericia y e!periencia del dise:ador. #-odo conocimiento nuevo requiere de momentos de asimilación o etapas %asta llegar al dominio llamado el momento de la sistematización, para llegar a esta etapa debemos analizar muc%as y diferentes cerc%as de tal manera que en nuestra mente se %a creado ya un concepto general del comportamiento y así sabremos por donde cortar y que nudo analizar para que la solución se encuentre de forma fácil*.
Con)ención: ;ebido a que las barras solo trabajan a esfuerzos a!iales se seguirá la siguiente convención+ <arras traccionadas tienen fuerzas positivas #=* y barras comprimidas tienen fuerzas negativas #>*.
Sugerencias para los diagramas de cuerpo libre+
Siempre dibujar fuerzas saliendo del nudo.
Siempre dibujar fuerzas en los elementos estirando el elemento.
ESTRUCTURA TIPO *I#+ O CERCHAS TIPO *I#+:
16 S-/U0U/6 ?9&@ %a sido utilizada para claros del orden de los ABm. Un
%ec%os que la %ace más económicas es que la mayoría de los miembros esta en
tensión mientras que los sujetos a compresión son bastante corto. 1a estructura
?inC puede ser dividida en un gran número de triángulos y coincidir casi con
cualquier espaciamiento de largueros.
'. Su análisis es más fácil, ya que es estáticamente determinado
8. 1os asentamientos diferenciales de las cimentaciones deficientes no son de
importancia capital como podrían serlo para un arco %iperestático.
A. l montaje se simplifica, ya que las dos mitades de un arco pueden
montarse por separado conectándolos posteriormente con el perno de la
articulación central.
DEu es una structuraF
Una estructura es un conjunto de elementos unidos entre si, con la misión de
soportar las fuerzas que actúan sobre ellos.G
*"era: es todo aquello capaz de deformar un cuerpos #efecto estático* o de
modificar su estado de reposo o movimiento #efecto dinámico*. 1as fuerzas que
actúan sobre una estructura se llaman 0argas.
1as fuerzas se representan con una flec%a #vector*, donde la longitud del vector es
la intensidad de la fuerza, la flec%a la dirección y el principio del vector es el punto
donde se aplica la fuerza. l peso es tambin una fuerza. Si quieres saber más
sobre los vectores te recomendamos este enlace+ Hectores.
Tipos de Caras en las Estr"ct"ras
> Caras *i/as+ las que no varían sobre la estructura. Siempre tienen el mismo
valor. "or ejemplo el propio peso de la estructura y el de los cuerpos que siempre
están en la estructura.
> Caras 0aria1les+ las que pueden variar sobre la estructura con el paso del
tiempo. jemplos+ la fuerza del aire, el peso de la gente, la nieve, etc .
Caras Accidentales:
. Hiento. Son cargas dinámicas pero son apro!imadas usando
cargas estáticas equivalentes. 1a mayor parte de los edificios y puentes utilizar este
procedimiento causi>estaticos y solo en casos especiales se requiere un análisis modal o
dinámico.
Caras Impacto: Son aquellas en las cuales la dirección del movimientos coincide
con la dirección de la carga se caracteriza por un tiempo muy breve #instantánea*
c%oque de un ve%ículo, movimiento sísmico, publico saltando sobre gradas en un
estadio etcI..
Caras E2plosión: 0argas que actúan directamente sobre la estructura
normalmente de adentro %acia fuera logrando un efecto destructor de la estructura
estas actuaciones pueden ser programadas o eventuales atreves de accidente por
gas, e!plosivos, o demoliciones.
s un concepto utilizado en ingeniería sísmica que define las
acciones que un sismo provoca sobre la estructura de un edificio y que deben ser
soportadas por esta. Se trasmiten a travs del suelo, las estructuras adyacentes o
el impacto de las olas de los maremotos.
Caras Helados: Son cargas relacionadas a la nieves, deslave de %ielos q actúan
sobre la estructuras tanto momentaria o permanente depende de ubicación de la
estructura.
Caras 0olcamientos: ste tipo de falla se presenta cuando la carga a transmitir
al suelo viene acompa:ada de momentos o es e!cntrica con respecto a la
fundación y el suelo es compresible. n los te!tos no encontramos un parámetro
que controle directamente este tipo de falla debido a que siempre prevalece el
criterio de no admitir tensiones en el suelo. ste criterio, aunque aparentemente
controlaría la rotación de la fundación, no es suficiente para asegurar este tipo de
falla. 0omo recomendación sugiero que se verifique de todas maneras la
estabilidad de la fundación por medio de un factor de seguridad al volcamiento.
Esf"eros en las Estr"ct"ras
1o primero.....
DEu es un esfuerzoF.
Un esfuerzo es la fuerza interna que e!perimentan los elementos de una
estructura cuando son sometidos a fuerzas e!ternas. %os elementos de "na estr"ct"ra de1en soportar estos esf"eros sin romperse ni deformarse.
"ongamos un ejemplo para que quede más claro.
0uando te tiras de un dedo de la mano %acia fuera #fuerza e!terna*, notas
una tensión en su interior que te causa cierta molestia. "ues bien los elementos de
una estructura #una viga por ejemplo*, cuando están sometidos a una fuerza
e!terna, tambin soportan en su interior unas tensiones internas o esfuerzos que
no somos capaces de verlos, pero están a%í, al igual que las del dedo de la mano.
6 estas tensiones internas es a lo que se le llama esfuerzos.
4ay 3 tipos de esf"eros diferentes.
> Esf"ero de Tracción+ Un elemento está sometido a un esfuerzo de tracción,
cuando las fuerzas que actúan sobre l, tienden a estirarlo. Un ejemplo sería el
cable de una grúa. 3jo tiende a estirarlo, pero un una estructura no debe
conseguirlo nunca, por lo menos de forma visual #que se vea a simple vista*. sto
debe pasar para todos los esfuerzos e!plicados a continuación.
> Esf"ero de Compresión+ Un elemento está sometido a un esfuerzo de
compresión, cuando las fuerzas que actúan sobre l, tienden a comprimirlo
#juntarlo*. jemplo las patas de una silla.
> Esf"ero de *le2ión + Un elemento está sometido a un esfuerzo de fle!ión,
cuando las fuerzas que actúan sobre l, tienden a curvarlo. Un ejemplo es la tabla
de una mesa
.
stos A tipos de esfuerzos son lo principales, pero %ay más.
4 Esf"ero de Torsión+ Un elemento está sometido a un esfuerzo de torsión,
cuando las fuerzas que actúan sobre l, tienden a retorcerlo. jemplo+ una llave
abriendo una cerradura.
> Esf"ero de Cortad"ra+ Un elemento está sometido a un esfuerzo de
cortadura, cuando las fuerzas que actúan sobre l, tienden a cortarlo o rasgarlo.
Condiciones de las Estr"ct"ras
'K* 5"e sea r6ida+ es decir que no se deforme o se deforma dentro de unos
límites. "ara conseguirlo se %ace triangulando, es decir con forma de triangulo o
con sus partes en forma de triangulo.
8K* 5"e sea esta1le+ es decir que no vuelque cuando está sometida a fuerzas
e!ternas. Se puede conseguir %aciendo más anc%a la base, o colocando tirantes.
AK* de1e ser resistente+ es decir que cada elemento de la estructura sea capaz
de soportar el esfuerzo al que se va a ver sometido. l tama:o y la forma de cada
elemento es lo que %ará que soporten los esfuerzos.
cargas fijas y será más barata. 4ay elementos que solo cambiando su forma son
más ligeros y aguantan incluso más peso.
1a forma de las vigas se llama perfil. 6quí tienes algunos ejemplos de los
perfiles de vigas más comunes+
l perfil en 4 y en - son de los más usados, ya que con poco material aguantan
grandes esfuerzos.
1as más importantes desde el punto de vista de la tecnología son las estructuras
entramadas, aunque %ay más, como veremos a continuación.
Estr"ct"ras Entramadas
Son las estructuras que se utilizan en nuestros edificios de %oy en día. stán
constituidas por barras de %ormigón armado #%ormigón con varillas de acero en su
interior* o acero unidas entre si de manera rígida.
1as casas y edificios actuales son todos estructuras entramadas.
n este tipo de estructuras es muy importante la construcción de pilares
#elementos verticales* y vigas #elementos %orizontales*.
1os pilares suelen %acerse de %ormigón armado y se construyen en el mismo
sitio donde se %ace la estructura. $ira como se %ace un pilar de %ormigón armado+
Estr"ct"ras Trian"ladas
stán formadas por barras unidas entre sí en forma de triángulo. "or ejemplo las
grúas de la construcción.
Estr"ct"ras Colantes
Estr"ct"ras %aminadas
stán formadas por láminas. Un ejemplo son la carrocería de los coc%es, las
carcasas de los televisores, de los móviles, etcI.
Estr"ct"ras 'asi)as
Son estructuras que se construyen acumulando material, sin dejar apenas %ueco
entre l. Un ejemplo son las pirámides.
Estr"ct"ras A1o)edadas
Son estructuras que tienen arcos y bóvedas. 1os arcos permiten aumentar los
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n esta breve investigación sobre los sistemas estructurales nos damos
cuenta lo importantes de entender la participación protagónica de la naturaleza
sus elementos como influye a la %ora de calcular una estructura y poder garantizar
el funcionamientos de la misma y como el conocer los capacidades físicas como
la resistencia de los materiales de construcción y cómo se comportan a travs de
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