Estructuras hisostaticas

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UNIDAD 1

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SISTEMAS ESTRUCTURALES

OBJETIVO PARTICULAR:

El alumno comprenderá el concepto de un sistema estructural en función de sus apoyos y cargas, estableciendo las condiciones de estaticidad en el plano.

1.1 Definición de estructuras

La palabra estructura puede concebirse como un sistema, entendiéndose por sistema a un conjunto de subsistemas y elementos que serelacionan en forma ordenada para cumplir con determinada función, con un grado de seguridad razonable, de manera que tenga un comportamiento adecuado en las condiciones normales de servicio; además de que debe de satisfacer otros requisitos, tales como mantener el costo dentro de los limites económicos y satisfacer determinadas exigencias estéticas.

Las principales estructuras con las que trabajael ingeniero civil son: carreteras, puentes, edificios, redes de distribución de agua potable y alcantarillado, muros de contención, presas, torres, cascarones, puertos, etc. figura 1.1.1.

a) Carreteras b) Puentes c) Edificios

c) Redes de distribución d) Muros de contencióne) Presas

f) Torres g) Cascarones e) Obras marítimas

Figura 1.1.1 Estructuras con las que trabaja un ingeniero

Un caso simple de estructura es el de una casa habitación figura 1.1.2, la cual está constituida por la unión de varios elementos estructurales como son: losas,vigas (trabes), muros (confinados o reforzados interiormente, prefabricados), cadenas, castillos, columnas, cimentación, los cuales trabajan en conjunto para resistir las cargas que actúan sobre ella y transmitirlas al terreno por medio de los apoyos.

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Figura 1.1.2 Elementos de una estructura
Las estructuras se construyen principalmente para que cumplan con una función determinadacomo por ejemplo:

• Comunicar pueblos, ciudades; como en el caso de las carreteras.

• Salvar claros, como es el caso de puentes.

• Cubrir espacios, como en el caso de edificios y naves industriales.

• Contener empujes, como los tanques de almacenamiento y presas.

• Otros casos, como por ejemplo las estructuras que sostienen cableados, o las torres de alta tensión,etc.

• Proporcionar los servicios básicos a la población, como son las redes de agua potable y alcantarillado, pavimentación, vivienda etc.

1. Componentes de un sistema estructural

Todos los sistemas estructurales están integrados por componentes los cuales se ensamblan para formar sistemas estructurales, los principales son los siguientes:

• Tirantes: Son miembroscolocados en diversas posiciones como puede ser de forma inclinada y recta. Están sometidos solo a fuerzas axiales de tensión, un tirante no está cargado a lo largo de su longitud y no puede resistir fuerzas generadas por flexión, figura 1.1.1.1.a.

• Puntales: Son miembros colocados en posición vertical y están sometidos solo a fuerzas axiales de compresión. Al igual que el tirante, unpuntal no está cargado a lo largo de su longitud y tampoco puede resistir generadas por flexión, figura 1.1.1.1.b.

• Vigas o trabes: Son miembros dispuestos normalmente en posición horizontal, aunque también pueden trabajar en posición inclinada. Estos elementos estructurales están sometidos principalmente a esfuerzos de flexión, aunque pueden actuar sobre ellos esfuerzos cortantes, axiales yde torsión, figura 1.1.1.1.c.

• Columnas: Son miembros en posición vertical o inclinada, sometidos principalmente a fuerzas de compresión axial, flexión y cortante, aunque en algunos casos también a fuerzas de torsión, figura 1.1.1.1.d.

• Diafragmas: Son componentes estructurales en posición vertical ú horizontal, formados por placas planas (losas) tienen una alta rigidez en su...
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