Fundamentos y Definiciones Clave de Ingeniería Estructural para Diseño de Edificaciones

Escrito el 15 de Octubre de 2025 en español con un tamaño de 4,89 KB

Conceptos Fundamentales de Estructuras

Estructura: Es la parte que sostiene una edificación. Conjunto de elementos que mantiene en pie a una edificación.
Estructura Reticular: Es aquella estructura formada por miembros que son largos en comparación con las dimensiones de su sección transversal.

Planas: Son el tipo de estructura donde los elementos que la forman se encuentran en un solo plano, estudiándose a lo largo y a lo ancho, de forma bidimensional.
Espaciales: Es aquella donde los elementos estructurales que la forman se encuentran ubicados en el espacio tridimensional, siendo generalmente más complejas de calcular.

Idealización Estructural: Es el proceso de formulación de un modelo *matemático* simplificado equivalente a la estructura real que permite estudiar su comportamiento. Se realiza considerando tres puntos de vista:

Armadura (Cercha): Se define como un elemento de vector activo que consta de barras rectas unidas mediante juntas y nodos, donde unos elementos trabajan a compresión y otros a *tracción* simultáneamente. Sus juntas son articuladas y las cargas actúan generalmente en un solo plano.
Pórtico: Es un conjunto de elementos unidos a través de nodos *rígidos* y articulados, los cuales son capaces de resistir un momento flector.
Multipórtico: Es la unión de varios pórticos simultáneamente.

Cartela: Es una lámina de acero soldada o apernada a la barra que garantiza que un elemento secundario tenga suficiente área de contacto (y no solo un punto). La cartela garantiza *ductilidad* y resistencia.
Columna: Es un elemento estructural que trabaja en forma vertical, resistiendo muy bien a los esfuerzos de compresión.
Viga: Elemento estructural que trabaja principalmente de manera horizontal, resistiendo muy bien a los esfuerzos de flexión.
Cable: Elemento sometido a tensión, capaz de transmitir horizontalmente cargas verticales.

El comportamiento de los elementos estructurales bajo carga genera las siguientes consecuencias:

Si la viga tiene extremos elásticamente empotrados, se torna más *rígida* y puede resistir mayor carga de flexión.
Las *columnas* están sometidas no solo a las cargas de compresión del techo, sino también a su propio peso.
Para mantener el pórtico en equilibrio bajo la acción de cargas verticales, se requiere de una fuerza horizontal llamada *empuje*, la cual devuelve a las columnas a su posición vertical.

Cuerpo Rígido: Es aquel que no presenta deformación entre sus miembros.
Cuerpo Deformable: Es aquel que presenta deformación de sus miembros al serle aplicada cualquier fuerza externa.
Grados de Libertad (GDL): Es el posible movimiento que puede tener una estructura (horizontal, vertical o rotacional).

La clasificación se realiza según el grado de indeterminación estática:

Hipostáticas (Inestables): Aquellas que tienen menos de tres reacciones independientes desconocidas.
Isostáticas (Estables): Son aquellas estructuras donde todos sus elementos se denominan primarios, ya que tienen la función de transmitir y recibir cargas.
Hiperestáticas: Son estructuras estáticamente indeterminadas.

Geométricamente Inestables: Es aquella donde la disposición de los elementos estructurales con respecto a sus cargas produce movimientos perjudiciales a la estructura, convirtiéndola de estable a inestable.

Ecuaciones de Condición: Son ecuaciones adicionales que se pueden utilizar para el estudio de las estructuras cuando existen más de tres reacciones en los apoyos.

Si toda la estructura está en equilibrio, todos sus elementos y nodos también lo estarán.
Si la estructura es isostática o hiperestática, se deben cumplir las tres ecuaciones de equilibrio.
En el despiece de la estructura, las fuerzas externas se analizan de igual forma a como son aplicadas en la estructura.
Los elementos sometidos a dos fuerzas, su carga es paralela a su eje de resistencia.

Etiquetas: