construccion

Capítulo 5

Ingeniería Estructural
La Ingeniería Estructural (IE) se centra en lo relacionado con la concepción, diseño, y
construcción de los sistemas estructurales que se necesitan para apoyar las actividades
humanas. Aunque la Ingeniería Estructural está más directamente asociada con la Ingeniería Civil, interviene en cualquier disciplina ingenieril que requiere un sistema estructural ouna componente estructural, como un paso integral hacia el cumplimiento de sus objetivos.
Proyectos específicos que involucran Ingeniería Estructural incluyen puentes, edificios,
presas, medios de transporte, almacenamiento de líquidos o gases y medios de transmisión, generación y transmisión de unidades de potencia, plantas de tratamiento de agua
potable y de alcantarillado, fabricasindustriales y plantas, estructuras vehiculares, y componentes de máquinas. Cada uno de estos proyectos requiere sistemas o componentes
estructurales que deben concebirse para satisfacer las necesidades para las que han sido
construidos, diseñados para soportar en forma segura y útil las cargas que chocaran contra ellas, y construidos para proporcionar un producto final consistente con la concepcióny diseño.
El cálculo de estructuras tiene por objeto el estudio de la estabilidad y resistencia de las
construcciones, de manera que bajo las acciones que aquellas deben soportar, tanto las
fuerzas internas llamadas tensiones, como las deformaciones que se presentan, queden
dentro de ciertos límites establecidos.

5.1 El proceso de diseño ingenieril
El proceso de diseño ingenieril abarcalas siguiente etapas:
Etapa conceptual. Cualquier proyecto ingenieril debe estar dirigido hacia la satisfacción de un conjunto único de objetivos. Durante la etapa de concepción o
planificación, se identifican las necesidades y los objetivos se articulan cuidadosamente para satisfacer a éstas. La etapa conceptual debería sacar a luz un
plan que maximice la satisfacción de los objetivosestablecidos, mientras que minimice cualquier característica objetable del proyecto.
Etapa preliminar de diseño. El plan que emerge a partir de la etapa conceptual
incluye frecuentemente varias alternativas que van a investigarse a través de la
preparación de diseños preliminares individuales.
Cada diseño preliminar involucra una consideración completa de la forma estructural que se va a usar, lamanera cómo están conectados los componentes, las
cargas y acciones que tendrá que soportar la estructura, incluyendo las condicio24

INGENIERÍA ESTRUCTURAL

nes que ocurrirán durante su fabricación. Para cada caso es necesario un análisis
estructural, es decir, deben determinarse las fuerzas y las deformaciones en toda la
estructura. Frecuentemente, los diseños preliminares se basan enteorías aproximadas de análisis estructural para minimizar el tiempo y el esfuerzo invertidos en la
fase preliminar.
Esta fase debe producir suficientes detalles de modo que puedan hacerse decisiones inteligentes en la selección final de una de las alternativas que se propusieron
en la etapa conceptual.
Etapa de selección. Una vez que están terminados los diseños preliminares correspondientes alas alternativas consideradas, debe hacerse una selección. En
este punto se convocan las partes involucradas en la etapa conceptual de modo
que puedan participar en el proceso de selección. La principal consideración se
centra en cómo cada alternativa satisface los objetivos establecidos originalmente.
Otra vez, se da una debida consideración a cualquier característica objetable de lasalternativas.
En esta etapa al ingeniero estructural le conciernen las economías relativas de las
alternativas, el impacto que pudiera tener cualquier característica única de cada alternativa sobre el comportamiento estructural o lo práctico de la construcción, y
cualquier otra área relacionada con la decisión.
El resultado de esta etapa es usualmente una decisión para proseguir con una de
las...