ETAPAS DE DESARROLLO DE UN PROYECTO

·        Planeación: Se identifica el problema a solucionar y se presentan alternativas generales de solución

·        Diseño preliminar: General

·        Evaluación de alternativas: Diferentes sistemas estructurales, diferentes geometrías y diferentes materiales.

·        Análisis: fuerzas y deformaciones

§   evaluación de cargas o fuerzas actuantes

§   modelación, real y abstracta

§   resolución del modelo: fuerzas internas, de conexiones o  uniones.

§         Diseño: detallado y dimensionamiento de los elementos  para que resistan  las fuerzas actuantes.

§         Construcción: Llevar a cabo la materialización física de lo planeado

El ingeniero Estructural participa en todas las etapas pero es responsable directo de la evaluación de alternativas, el análisis y el diseño.

(Ver numeral A.1.3 de las Normas Colombianas de diseño y construcción sismorresistente)

4. PRINCIPIOS DEL DISEÑO ESTRUCTURAL

SEGURIDAD, FUNCIONALIDAD Y ECONOMÍA

Una estructura se diseña para que no falle durante su vida útil. Se reconoce que una estructura falla cuando deja de cumplir su función de manera adecuada.

Las formas de falla pueden ser: falla de servicio o falla por rotura o inestabilidad.

La falla de servicio es cuando la estructura sale de uso por deformaciones excesivas ya sean elásticas o permanentes.

La falla por rotura (resistencia) o inestabilidad se da cuando hay movimiento o separación entre las partes de la estructura, ya sea por mal ensamblaje, malos apoyos o rompimiento del material.

SEGURIDAD: La seguridad se determina controlando las deformaciones excesivas que obligan a que salga de servicio o el rompimiento o separación de alguna de sus partes o de todo el conjunto.

Una de las condiciones de seguridad, la estabilidad, se puede comprobar por medio de las leyes de equilibrio de Newton.  En el caso particular de fuerzas estáticas la ecuaciones generales del equilibrio son: , las cuales deben ser satisfechas por la estructura en general y por cada una de sus partes.

El principio de acción y reacción es uno de los conceptos básicos de uso general en las estructuras, encontrar fuerzas actuantes y fuerzas resistentes hace parte del diario de la ingeniería estructural. Este principio dice: “para toda fuerza actuante debe haber algo que produzca una reacción que contrarreste el efecto o en otras palabras para una fuerza actuante existe una reacción de igual magnitud, dirección pero sentido contrario”.

La condición de seguridad de resistencia a la rotura de los elementos que la componen y de las uniones entre estos, depende de las propiedades mecánicas de los materiales utilizados.

FUNCIONALIDAD: La estructura debe mantenerse en funcionamiento durante su vida útil para las cargas de solicitación. Un puente que presenta deformaciones excesivas daría la sensación de inseguridad y la gente dejaría de usarlo, en ese momento deja de ser funcional.

ECONOMÍA: El aprovechamiento de los recursos determina un reto para el diseño estructural.  En la economía se conjuga la creatividad del ingeniero con su conocimiento.

5.              TIPOS DE ESTRUCTURAS

Se reconocen dos tipos de estructuras: reticulares (frame) y estructuras tipo placa o cascaron (Shell).

Estructuras reticulares: Se componen por barras rectas o curvas unidos en sus extremos por pasadores o soldadura.

Placa o cascarón: Se construye de losas continuas curvas o planas con apoyos por lo general en forma continua en sus bordes.

 Análisis de un edificio en estructura reticular de pórticos utilizando un programa comercial de análisis. Estructura deformada.

Análisis de una estructura con elementos placa o cascarón. En este caso están constituidos por los muros de la vivienda y se realiza por medio de elementos finitos.