Criterios de diseño estructural

CRITERIOS DE DISEÑO ESTRUCTURAL.

El diseño estructural abarca las diversas actividades que desarrolla el proyectista para determinar la forma, dimensiones y características detalladas de una estructura, o sea de aquella parte de una construcción que tiene como función absorber las solicitaciones que se presentan durante las distintas etapas de su existencia.

La enseñanza y la práctica deldiseño estructural se han enfocado excesivamente al proyecto de edificios y construcciones urbanas. Sin embargo, el desarrollo tecnológico de un país está supeditado a la posibilidad de proyectar y realizar grandes obras de infraestructura y de tipo industrial, las cuales deben proyectarse para condiciones de operación radicalmente distintas de las de los edificios. Por ejemplo, un puente de granclaro que debe diseñarse para soportar muchas repeticiones de cargas de gran magnitud; una plataforma para explotación petrolera fuera de la costa que debe resistir el embate de huracanes y una torre de transmisión de energía eléctrica en la cual un proyecto tipo se repite miles de veces y amerita, además de análisis muy refinados y del uso de métodos de optimación del diseño, comprobacionesexperimentales del comportamiento ante distintas combinaciones de acciones.

I. EL PROCESO DE DISEÑO.

El diseño es un proceso creativo mediante el cual se definen las características de un sistema de manera que cumpla en forma óptima con sus objetivos. El objetivo de un sistema estructural es resistir las fuerzas a las que va a estar sometido, sin colapso o mal comportamiento. Lassoluciones estructurales están sujetas a las restricciones que surgen de la interacción con otros aspectos del proyecto y a las limitaciones generales de costo y tiempo de ejecución.

Lo que comúnmente se denomina buen criterio estructural no esta basado sólo en la intuición y en la práctica, sino también debe estar apoyado en sólidos conocimientos teóricos. El ejercicio de lapractica y el contacto prolongado con especialistas más maduros son requisitos necesarios para confirmar su criterio.

Se puede establecer, sin afán de que esto sea lo correcto, una metodología de tres pasos:

A. ESTRUCTURACIÓN.
B. ANÁLISIS.
C. DIMENSIONAMIENTO.

A. Estructuración. En esta fase del diseño se seleccionan los materiales que compondrán la estructura parapoder conocer el peso de la misma y sus resistencias, así como la forma general de ésta, es decir, el tipo de estructura que en particular esa obra requiere o debe tener. En esta etapa se necesita que el proyectista tenga un grado de experiencia y conocimientos de la teoría estructural, ya que es necesario realizar el llamado predimensionamiento de los elementos que compondrán la estructura.B. Análisis. Dentro de esta actividad se tendrá que determinar la respuesta de la estructura ante las diferentes acciones a las cuales será sometida y, para realizar esta etapa, será necesario considerar lo siguiente:

1. Modelar la estructura. Aquí se idealizara la estructura por medio de un modelo teórico factible de ser analizado mediante los procedimientos y métodosconocidos de análisis estructural. Un ejemplo es la idealización de un edificio de columnas, vigas y losas de concreto por medio de un sistema de marcos planos formados por barras de propiedades equivalentes. En esta idealización se comenten con frecuencia errores graves, tales como ignorar elementos que contribuyen a la respuesta de la estructura o emplear un modelo demasiado simplista que norepresenta adecuadamente la respuesta estructural. La modelación incluye la definición de diversas propiedades de los elementos que componen al modelo. Esto implica la recolección de diversos datos y la suposición de otras propiedades, como son las propiedades elásticas de los materiales, incluyendo el suelo de cimentaciones, y las propiedades geométricas de las distintas secciones.
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