Estructuras de chiquihuites

CAPÍTULO IV
REVISIÓN ESTRUCTURAL DEL MURO A BASE DE “CHIQUIHUITES”
IV.1 INTRODUCCIÓN “Una de las ramas de la Ingeniería Civil es la Teoría Estructural, cuya finalidad es el diseño de estructuras. Para tener una idea del campo que abarca la Mecánica de Materiales o ‘Comportamiento estructural’ es útil bosquejar brevemente el proceso de diseño estructural. Una estructura puede concebirse como unsistema, es decir, como un conjunto de partes o componentes que se combinan en una forma ordenada para cumplir una función dada. La función puede ser: salvar un claro, como en puentes; encerrar un espacio, como en los distintos tipos de edificios; o contener un empuje, como en los muros de retención, tanques o silos. La estructura debe cumplir la función a la que está destinada, con un grado deseguridad razonable y de manera que en las condiciones normales de servicio tenga un comportamiento adecuado. Además, deben tenerse en cuenta otros requisitos, tales como mantener el costo dentro de límites económicos y satisfacer determinadas exigencias estéticas. En el desempeño de la función a la que esté destinada, la estructura estará sujeta a una serie de acciones o cargas que debe ser capazde soportar. La función esencial de un puente, por ejemplo, es salvar un claro, facilitando el paso de vehículos sobre un obstáculo. Para realizar esta función la estructura deberá ser capaz de resistir no solamente el peso de los vehículos sino también su peso propio, así como los efectos de acciones tales como el viento, los sismos y el empuje del agua. Consideraciones semejantes se pueden hacera propósito de un edificio, una presa o cualquier otra estructura. Lo que se busca, entonces, en el diseño estructural es crear estructuras que tengan un comportamiento adecuado bajo las acciones a las que pueden quedar sujetas. Esto implica un conocimiento de la relación que existe entre las acciones que obran sobre la estructura, las características geométricas de ésta y los materiales de queestá construida, y las respuestas de la estructura ante las acciones, es decir, su comportamiento. El problema del diseño estructural se ilustra esquemáticamente en la figura IV.1 siguiente:

A C C IO N E S

Figura IV.1. Estructura de características conocidas que debe cumplir una función dada.

Además, se tiene la Mecánica de Materiales, que se apoya en la Estática y la dinámica, que estudianel equilibrio de los cuerpos rígidos y proporcionan herramientas para determinar las acciones internas (fuerzas axiales, momentos flexionantes o torsionantes y fuerzas cortantes) producidas por las acciones o fuerzas externas.
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Al diseñar una estructura para que cumpla una determinada función, el proyectista se ve confrontado con todo un conjunto de problemas. ¿Qué forma estructural serála más adecuada? ¿Un arco? ¿Qué material es el más apropiado? Elegida una forma estructural deberán cuantificarse las acciones que se supone actuarán sobre ella. Después será necesario escoger las dimensiones de los diversos componentes de la estructura de manera que ésta pueda cumplir su función con una probabilidad razonable de que no quede fuera de servicio durante su vida útil por rotura o poralguna otra causa, como, por ejemplo, la deformación excesiva. Todos estos problemas deben resolverse dentro de ciertas limitaciones económicas y estéticas. Uno de los problemas fundamentales del diseño, entonces, es el dimensionamiento, es decir, la determinación de las dimensiones que deben tener los elementos que forman las estructuras. Para ello deberán conocerse las propiedades mecánicas delos materiales utilizados en su fabricación y deberá contarse con modelos matemáticos que idealicen las relaciones entre estas propiedades, la geometría de los elementos estructurales y los efectos producidos por las acciones que actúan sobre ellos. Es precisamente el “Comportamiento de materiales” la disciplina que aporta los conocimientos y herramientas requeridos para el dimensionamiento de...