Estructuras

Se define como sistema estructural a los cuerpos capaces de resistir cargas sin que exista una deformación excesiva de una de las partes con respecto a otra. Por ello la función de una estructura consiste en trasmitir las fuerzas de un punto a otro en el espacio, resistiendo su aplicación sin perder la estabilidad (Marshall y Nelson, 1995).
La anterior definición genera diferentes tópicostales como: fuerza, momento de una fuerza, esfuerzo, deformación, entre otros, que buscan cumplir con la premisa expuesta anteriormente. Para lo cual, estas notas pretenden introducirnos en el área de la estabilidad, indicando las exigencias que deben cumplir una estructura y una descripción específica de las diferentes formas que se pueden concebir en la estructura, para desempeñar la acciónimpuesta por el arquitecto e ingeniero estructural.









SISTEMAS ESTRUCTURALES

Un sistema estructural deriva su carácter único de cierto número de consideraciones; consideradas por separados, son las siguientes:
• Funciones estructurales especificas resistencia a la compresión, resistencia a la tensión; para cubrir claros horizontales, verticalmente; en voladizo u horizontal.
• Laforma geométrica u orientación.
• El o los materiales de los elementos.
• La forma y unión de los elementos.
• La forma de apoyo de la estructura.
• Las condiciones especificas de carga.
• Las consideraciones de usos impuestas.
• Las propiedades de los materiales, procesos de producción y la necesidad de funciones especiales como desarmar o mover
Existen características para calificar lossistemas disponibles que satisfagan una función específica. Los siguientes puntos son algunas de estas características:
 Economía.
 Necesidades estructurales especiales.
 Problemas de diseño.
 Problemas de construcción.
 Material y limitación de escala


Clasificación de los Sistemas Estructurales
1. Sistema de Forma Activa: Estructuras que trabajan a tracción o compresión simples,tales como los cables y arcos.
2. Sistemas de Vector Activo: Estructuras en estados simultáneos de esfuerzos de tracción y compresión, tales como las cerchas planas y espaciales.
3. Sistemas de Masa Activa: Estructuras que trabajan a flexión, tales como las vigas, dinteles, pilares y pórticos.
4. Sistemas de Superficie Activa: Estructuras en estado de tensión superficial, tales como las placas,membranas y cáscaras (Orozco, 1999).

1. Sistemas de Forma Activa

a) Cables: son estructuras flexibles debido a la pequeña sección transversal en relación con la longitud. Esta flexibilidad indica una limitada resistencia a la flexión, por lo que la carga se transforma en tracción y también hace que el cable cambie su forma según la carga que se aplique, (Ver en anexos Fig.1). Las formas quepuede adoptar el cable son:
-Polígono funicular, es la forma que adopta el cable ante fuerzas puntuales.
-Parábola, es la curva que adquiere el cable ante una carga horizontal uniformemente repartida.
-Catenaria, es la figura que forma el cable ante el peso propio del mismo.

b) Arcos: si se invierte la forma parabólica que toma un cable, sobre el cual actúan cargas uniformementedistribuidas según una horizontal, se obtiene la forma ideal de un arco que sometido a ese tipo de carga desarrolla sólo fuerzas de compresión. El arco es en esencia una estructura de compresión utilizado para cubrir grandes luces.
En gran diversidad de formas, el arco se utiliza también para cubrir luces pequeñas, y puede considerarse como uno de los elementos estructurales básicos en todo tipo dearquitectura (Ver en anexos Fig.2).
2. Sistemas de Vector Activo

a) Cerchas: Considérese ahora la estructura obtenida volcando el cable hacia arriba y reforzando sus tramos rectos con el fin de conferirles resistencia a la compresión. La "flecha negativa" o elevación modifica la dirección de todas las tensiones y el cable invertido se convierte entonces en una estructura de compresión pura: es el...