Principios Esenciales de Diseño e Ingeniería Estructural

Conceptos Fundamentales en Diseño Estructural

Tensión Normal y Momento Flector

La tensión normal (σ) es el resultado de la fuerza que actúa en una determinada área, dividida por el valor de dicha área. El momento flector origina tensiones normales, y su expresión de cálculo es:

𝝈 = −𝑴 𝑰 · 𝒚

Esfuerzo Cortante en Vigas

El esfuerzo cortante es aquel paralelo a la sección y perpendicular a la directriz. Suele ser más elevado en los apoyos de una viga. Las tensiones que origina a nivel de sección son tangenciales.

Estructuras Articuladas: Características y Aplicaciones

Las estructuras articuladas se caracterizan por estar formadas por barras que se conectan en nudos que actúan como rótulas. Las barras trabajan solo (o principalmente) a tracción/compresión, especialmente si las cargas se aplican en los nudos.

Su empleo se motiva por la necesidad de salvar grandes luces, lo que permite un ahorro significativo de material (economía), y por consideraciones estéticas, al lograr menores flechas o deflexiones. El material más empleado en este tipo de estructuras es el acero.

Comportamiento Elástico de Materiales

El comportamiento elástico en estructuras se refiere a la propiedad de un cuerpo de deformarse al aplicar una solicitación (tensión) y, una vez que esta finaliza, recuperar completamente su forma inicial, perdiendo la deformación adquirida.

Una característica fundamental del comportamiento elástico es que, empíricamente, se comprueba que es lineal: la deformación unitaria (ε) es directamente proporcional a la tensión (σ), según la Ley de Hooke:

𝝈 = 𝜺 · 𝑬

El Efecto Poisson en la Deformación de Materiales

El efecto Poisson describe el fenómeno por el cual un cuerpo, al recibir una tensión en una dirección específica, experimenta una deformación transversal (ya sea ensanchamiento o contracción) perpendicular a la dirección de la tensión aplicada.

Vigas Continuas y su Ventaja Estructural

Una viga continua es aquella que posee más de dos apoyos, y en los apoyos intermedios mantiene una continuidad geométrica, es decir, son nudos rígidos sin rótulas u otros elementos que interrumpan la continuidad. La principal ventaja de su empleo radica en que una parte de la viga (un vano) puede colaborar con otra parte (otro vano) para reducir las deformaciones generales.

Forjados: Elementos Clave en Edificaciones

El forjado es el elemento estructural plano que conforma el suelo y el techo de los edificios. Se encarga principalmente de:

• Resistir las cargas verticales, incluyendo su propio peso y la sobrecarga de uso (personas, mobiliario, etc.).
• Rigidizar la estructura horizontalmente, sujetando los pilares para evitar movimientos laterales.
• Aislar las plantas entre sí.

Tipos de Forjados

Existen principalmente dos tipos de forjados: unidireccionales y bidireccionales. Los forjados unidireccionales trabajan en una sola dirección (siguiendo las viguetas o nervios), mientras que los bidireccionales distribuyen las cargas en dos direcciones.

• Unidireccional: Forjado de viguetas y bovedillas.
• Bidireccional: Forjado reticular.