Resistencia de Materiales y Elementos Constructivos: Conceptos Clave

Pandeo y Deformaciones

El pandeo es un fenómeno de inestabilidad que se manifiesta en piezas sometidas a esfuerzos de compresión. Cuando se alcanza el equilibrio entre fuerzas externas (cargas) e internas (tensiones), se logra el equilibrio elástico. Sin embargo, en algunos casos, aunque se alcance este equilibrio, el cuerpo no es estable y continúa deformándose hasta la rotura. Este fenómeno es frecuente en acero laminado, por ejemplo, en barras verticales sometidas a compresión o en barras horizontales con un empotramiento en un extremo y una luz considerable.

Tipos de Deformaciones

• Elásticas: La deformación cesa al desaparecer la fuerza exterior.
• Permanentes: Persisten incluso después de que desaparezcan las fuerzas exteriores.
• Rotura: Se produce cuando se rompe el equilibrio y las fuerzas internas no resisten a las exteriores.

Los cuerpos se pueden clasificar en:

• Elásticos: Se deforman y vuelven a su posición inicial al cesar la causa de la deformación.
• Plásticos: Mantienen las deformaciones indefinidamente bajo la acción de fuerzas exteriores pequeñas.
• Frágiles: No soportan ningún tipo de deformación.

Concepto de Tensiones

Tensión de Trabajo: Es la tensión real que se produce cuando se somete una pieza a esfuerzos.

Tensión: Es la fuerza interna por unidad de superficie. Los materiales generan esfuerzos internos que se oponen a los exteriores. Su unidad de medida es N/mm².

Tensión Límite: Es el punto en el que el cuerpo se puede fatigar sin experimentar deformaciones. Todo material tiene una tensión límite, y basándose en el coeficiente de rotura, se puede determinar el coeficiente de seguridad.

Solicitación

La solicitación son los esfuerzos (normal o cortante) y los momentos (flexión, torsión) relativos a la estructura y provocados por las fuerzas aplicadas al sólido.

Segundo Orden: Es la solicitación resultante de las deformaciones provocadas por las acciones.

Tracción, Compresión y Cortante

• Tracción: Se produce cuando la acción resultante de las fuerzas exteriores se dirige según la directriz de la fuerza, produciendo un alargamiento de las fibras.
• Compresión: Es un esfuerzo longitudinal similar a la tracción, pero en sentido contrario, acortando la barra. Es típico en columnas y pilares.
• Cortante: Se produce cuando las tensiones son del mismo valor y sentido contrario.

Nivel de Resistencia de Materiales

• Frágiles: Absorben compresiones, pero resisten mal las tracciones y flexiones.
• Tenaces: Absorben compresiones y tracciones, siendo flexibles.
• Formáceos: Absorben compresiones, tracciones y flexiones, adoptando diferentes formas según el esfuerzo.

Materiales de Construcción

Piedra

Existen varios tipos de rocas: ígneas (granito, grabo, serpentina), sedimentarias y metamórficas.

Ladrillo

Creado por el hombre (tierra, aire, agua y fuego). Ventajas: escaso volumen y peso, resistente a compresión. Desventajas: problemas de estabilidad e impermeabilidad, poca resistencia a cortadura y tracción.

Adobe

Fabricado con arcillas arenosas, no admite grandes esfuerzos de compresión. Material ecológico.

Tapial

Resistencia escasa, fácilmente erosionable. Ventajas: condiciones térmicas, sonoras y estéticas.

Hormigón en Masa (H.M)

Necesita encofrado hasta que fragua, resistente a compresión, pero no a tracción. Inconvenientes: rotura material pétreo, frágil, resiste mal a heladas.

Elementos Estructurales

• Columna: Apoyo vertical, generalmente cilíndrico.
• Pilar: Elemento vertical de soporte, no necesariamente cilíndrico.
• Arco: Trabaja a compresión, preferiblemente de pétreo.
• Bóveda: Arcos continuos con junta completa.

Acciones en la Edificación

• Permanentes: Actúan constantemente sobre el edificio.
• Variables: Actúan o no sobre el edificio (climáticas).
• Accidentales: Sismo, incendio.

Elementos del Proceso Constructivo

Elementos Estructurales

Soportan su propio peso y transmiten cargas. Su ruina puede provocar la ruina de la construcción (cimientos, zapatas, pilares, vigas, forjados).

Elementos Complementarios

Soportan su propio peso y completan la construcción. Su ruina no afecta al edificio (capuchinas, ventanas, puertas, tabiques, solerías).

Elementos Auxiliares

Se utilizan para ejecutar unidades de obra (apeos, encofrados).

Materiales Utilizados en Sistemas Constructivos

Cantería

Trabaja a compresión en paredes, muros, arcos y bóvedas. Duraderos y resistentes.

Albañilería (Ladrillos, Bloques)

Fabricados con arcilla y H.M. Trabajan a compresión, no a tracción. Se usan en muros de contención y cerramientos. Resistentes al fuego, calor y lluvia.

Hormigón en Masa (H.M) y Armado (H.A)

Compuesto de gravas, arenas, agua y aglomerante. H.A. con barras de acero. H.M. trabaja mal a compresión, H.A. bien a todos los esfuerzos. No inflamable ni putrescible.

Aceros (Barras y Perfiles)

Barras (armaduras), perfiles (U, L, H, doble T). En armaduras para H.A., en perfiles para entramados. Inconveniente: oxidación. Trabaja bien a todos los esfuerzos.

Proceso de Edificación

Proyecto

Conjunto de documentos que definen las exigencias técnicas de una obra. Debe validar la normativa técnica aplicable.

Licencia Urbanística

Requerida para la construcción de edificios, edificación, instalación, uso del suelo, movimientos de tierras, obras de vialidad e infraestructuras.

Acta de Replanteo

Documento que refleja el inicio oficial de la obra, tras comprobar el replanteo y las incidencias del solar.

Recepción de la Obra

Acto por el cual el constructor entrega la obra al promotor, con un acta firmada que conste la fecha y el coste de ejecución.

Documentación de la Obra Ejecutada

El proyecto se entrega al promotor para realizar los trámites adecuados. La documentación completa se entrega a los usuarios finales.

Agentes de la Edificación

Promotor

Persona física o jurídica que decide, impulsa y programa las obras de edificación.

Proyectista

Agente encargado por el promotor de realizar el proyecto.

Constructor

Agente que asume el compromiso de ejecutar las obras según el proyecto. Obligaciones: ejecutar la obra, designar jefe de obra, realizar contrataciones.

Director de Obra

Agente que dirige el desarrollo de la obra según el proyecto. Obligaciones: resolver imprevistos, elaborar documentación con modificaciones.

Director de la Ejecución de la Obra

Asume la función técnica de dirigir la ejecución material de la obra y controlar la calidad. Obligaciones: dirigir la ejecución, verificar la recepción de productos, realizar libro de órdenes.

Coordinador de Seguridad

Técnico designado por el promotor para aplicar los principios de seguridad y salud en la obra.

Laboratorios de Control de Calidad

Verifican la calidad del proyecto, materiales y ejecución de la obra.

Suministradores de Productos

Fabricantes, almacenistas o vendedores de productos de construcción.

Propietarios y Usuarios

Obligados a cumplir con el uso adecuado y mantenimiento.

Clasificación del Suelo

Suelo Urbano

Terrenos que forman parte de un núcleo de población existente o están consolidados.

Suelo No Urbanizable

Terrenos de dominio público, con régimen especial, asentamientos rurales, riesgos de erosión, inundaciones, etc.

Suelo Urbanizable

Permite la actividad de ejecución: ordenado, sectorizado y no sectorizado.