Pincipios del disenio estructural

Principios fundamentales del diseño estructural

Diseño estructural
Proceso creativo mediante el cual se le da forma a un sistema estructural para que cumpla una función determinada con un grado de seguridad razonable y que en condiciones normales de servicio tenga un comportamiento adecuado. Es importante considerar ciertas restricciones que surgen de la interacción con otros aspectos delproyecto global; las limitaciones globales en cuanto al costo y tiempo de ejecución así como de satisfacer determinadas exigencias estéticas. Entonces, la solución al problema de diseño no puede obtenerse mediante un proceso matemático rígido, donde se aplique rutinariamente un determinado conjunto de reglas y formulas.
El diseño tiene diferentes etapas:
a) Etapa de estructuración
En esta etapa deestructuración se seleccionan los materiales que van a constituir la estructura, se define el sistema estructural principal y el arreglo y dimensiones preliminares de los elementos estructurales mas comunes. El objetivo debe ser el de adoptar la solución optima dentro de un conjunto de posibles opciones de estructuración.
b) Estimación de las solicitaciones o acciones
En esta segunda etapa delproyecto, se identifican las acciones que se consideran que van a incidir o que tienen posibilidad de actuar sobre el sistema estructural durante su vida útil. Entre estas acciones se encuentra, por ejemplo, las acciones permanentes como la carga muerta, acciones variables como la carga viva. Acciones accidentales como el viento y el sismo. Cuando se sabe de antemano que en el diseño se tienen queconsiderar las acciones accidentales es posible seleccionar en base a la experiencia la estructuración mas adecuada para absorber dichas acciones.
c) Análisis estructural
Procedimiento que lleva la determinación de la respuesta del sistema estructural ante la solicitación de las acciones externas que puedan incidir sobre dicho sistema. La respuesta de una estructura o de un elemento es su comportamientobajo una acción determinada; está en función de sus propias características y puede expresarse en función de deformaciones, agrietamiento, vibraciones, esfuerzos, reacciones, etc.
Para obtener dicha respuesta requerimos considerar los siguientes aspectos:
Idealización de la estructura.
Seleccionar un modelo teórico y analítico factible de ser analizado con los procedimientos de cálculodisponible. La selección del modelo analítico de la estructura puede estar integrada de las siguientes partes:
I.- Modelo geométrico. Esquema que representa las principales características geométricas de la estructura.
II.- Modelo de las condiciones de continuidad en las fronteras. Debe establecerse como cada elemento está conectado a sus adyacentes y cuáles son las condiciones de apoyo de la estructura.III.- Modelo del comportamiento de los materiales. Debe suponerse una relación acción - respuesta o esfuerzo - deformación del material que compone la estructura.
IV.- Modelo de las acciones impuestas. Las acciones que afectan la estructura para una condición dada de funcionamiento se representan por fuerzas o deformaciones impuestas.
Determinar las acciones de diseño
En muchas situaciones lascargas y otras acciones que introducen esfuerzos en la estructura están definidas por los reglamentos de las construcciones y es obligación del proyectista sujetarse a ellos.
Determinar la respuesta de las acciones de diseño en el modelo elegido para la estructura.
Es necesario obtener los elementos mecánicos y los desplazamientos en el sistema estructural.
Dimensionamiento
En esta etapa se define adetalle la estructura y se revisa si se cumple con los requisitos de seguridad adoptados

La misión fundamental de la estructura resistente de un edificio o de cualquier objeto es
Asegurar el equilibrio ante toda acción posible. Ese equilibrio tiene realidad física sólo cuando es estable. O sea que la estructura existe cuando el equilibrio - es decir la inmovilidad - está asegurada en el todo y...