Sistemas estructurales

Sistemas estructurales

Sistemas estructurales
Introducción
El aspecto probablemente más importante del proceso de diseño es la selección del sistema estructural ya que de ella depende el resultado final. En esta etapa de estructuración se selecciona los materiales, el sistema estructural principal y el arreglo y dimensiones preliminares de los elementos estructurales más importantes.Elegido un sistema estructural, es posible optimar la configuración geométrica de los distintos elementos que los constituyen, así como las distintas dimensiones de cada uno de ellos, aceptando como criterio de optimación el hacer mínimo el peso total de la estructura.

Principales sistemas estructurales

Describiremos a continuación algunos sistemas estructurales de empleo más general en muydiversos tipos de estructura. Una estructura está formada generalmente por un arreglo de elementos básicos el cual debe aprovechar las características de cada elemento, cumpliendo con las restricciones impuestas.
Las características estructurales más importantes de un sistema son su resistencia, rigidez y ductilidad.
Modelos idealizados de sistemas estructurales
a) Sistema en serie: Estáformado por elementos conectados de manera que las cagas se transmiten sucesivamente de uno a otro y vasta la falla de un solo elemento para producir el colapso del sistema. La probabilidad de que falle el sistema es la de que falle cualquiera de sus elementos y esta crese proporcionalmente con el número de elementos que lo componen.
b) Sistema en paralelo: está formado por elementos conectadosde manera que la capacidad del sistema es la suma de las resistencias individuales. Cuando el número de elementos no es muy grande, la carga adicional que se distribuye a cada elemento debido a la falla de uno de ellos, es elevada y la probabilidad de que falle otro elemento es cercana a uno. En un sistema en paralelo con falla dúctil la probabilidad de falla del conjunto es menor que lasprobabilidad de falla de los elementos componentes.

1.-Sistemas formados por barras
Con arreglos de barras pueden formarse esquemas estructurales muy diversos, de los cuales puede hacerse una primera división entre arreglos triangulares (tipo armadura) y arreglos tipo marco.
Principales sistemas de este tipo
a) Armadura plana: sistema formado por barras rectas articuladas en sus extremos yarregladas de manera que formen triángulos cuya alta rigidez para fuerzas en su plano hace que las cargas exteriores se resistan exclusivamente por fuerzas axiales en los elementos. El sistema sirve para transmitir a los apoyos cargas transversales por medio de fuerzas de compresión y de tención concentradas en las cuerdas superior e inferior. Algunos materiales empleados en armaduras son lamadera, el acero y el concreto. Existen formas variadas de armaduras adaptadas a fusiones específicas en techos (de un agua, de dos aguas, en arco, de diente de sierra, con tragaluz, etc.)
b) Marcos: sistema estructural más común en las estructuras modernas que constituye generalmente el esqueleto vertical resistente. Son arreglos de barras que no son triangulares.
Poste y dintel.- es el marco máselemental que puede imaginarse para transmitir cargas de un techo o piso a la cimentación, se obtiene por la simple superposición de vigas sobre postes. En este sistema no existe trasmisión de momentos entre vigas y columnas por lo que es poco eficiente. En la actualidad el sistema se emplea en construcciones con cargas laterales muy bajas y en combinación con otros sistemas.
Marco rígido.-estructura hiperestática cuyas conexiones están formadas por nudos rígidos con capacidad de transmitir a demás de fuerzas internas ya mencionadas momentos flexionantes. En sus columnas las cargas se transmiten esencialmente por fuerzas axiales, por el contrario las cargas horizontales se resisten horizontalmente por flexión tanto en vigas como en columnas.
Viga Vierendeel.- marco rígido empleado...