Estructuras

Historia de las estructuras

Desde los albores de la historia, la ingeniería estructural ha sido parte esencial del esfuerzo humano. Sin embargo no fue hasta alrededor de la mitad del siglo XVII que los ingenieros comenzaron a aplicar el conocimiento de la mecánica en el diseño de estructuras. Las primeras estructuras de ingeniería se diseñaron por tanteo y con la aplicación de reglasempíricas basadas en la experiencia pasada. Algunas de las magnificas estructuras de las eras antiguas, como las pirámides egipcias (alrededor del año 3000 a. C), los templos griegos (500-200 a. los coliseos y los acueductos romanos
(200 a. C. –200 d. C.) y las catedrales góticas (1000 – 1500 d. C.), todavía opuestos en pie, son en la actualidad testimonios del ingenio de sus constructores.

Engeneral, Galileo Galilei (1564-1642) se considera como el iniciador de la teoría de las estructuras. En su libro titulado Dos ciencias nuevas, que se publicó en 1638, Galileo analizó la falla de algunas estructuras simples, incluyendo las vigas en voladizo. Luego del trabajo precursor de Galileo, el conocimiento de la mecánica estructural avanzó a paso rápido en la segunda mitad del siglo XVII y haciael siglo XVIII. Entre los investigadores destacados en ese periodo se encuentran Robert Hooke (1635-1703), quien desarrollo la ley de las reacciones lineales entre la fuerza y la deformación de los materiales (Ley de Hooke); Sir Isaac Newton (1642-1727), quien formulo las leyes del movimiento y desarrolló el cálculo; Jhon Bernoulli (1667-1748), quien formulo el trabajo del principio virtual ;Leonhard Euler (1707-1783), quien desarrolló la teoría del pandeo de las columnas y C.A. de Coulomb (1736-1806), quien presento el análisis de la flexión de las vigas elásticas. El advenimiento de las computadoras en la década de 1970 revoluciono el análisis estructural. Debido a que la computadora podía resolver grandes sistemas de ecuaciones simultaneas, los análisis que llevaban días y a vecessemanas en la era previa a la computadora ahora se podían realizar en segundos.

Su función:

En la ingeniería estructural tiene como objetivo el diseño de estructuras. Toda estructura se construye con un propósito definido que constituye su función. Esta puede ser encerrar un espacio contener o retener un material, transmitir cargas al terreno entre otras. El objetivo fundamental del diseñoestructural es proveer una estructura segura y económica para satisfacer una necesidad específica y brindarle la capacidad resistente a la estructura para servir sin fallas en eventos que se puedan suceder como: el fuego, la posibilidad de colapso bajo la acción de cargas gravitacionales, la acción del viento, sismos, etc.

Procesos constructivos de una estructura:

Fase de planeación Labase de planeación suele comprender el
establecimiento de los requisitos de funcionamiento de la estructura propuesta, la consideración de los tipos posibles de estructuras que pueden ser factibles y los tipos de materiales que se van a utilizar. Esta fase también puede comprender la consideración de factores no estructurales, como la estética, el impacto ambiental de la estructura entre otras. Porlo común el resultado de esta fase es un sistema estructural que cumple con los requisitos de funcionamiento y que se espera sea el más económico.

Diseño estructural preliminar En la fase preliminar del diseño de la estructura, se estiman los tamaños de los diversos miembros del sistema
estructural seleccionado como base en un análisis aproximado, la experiencia
pasada y los requisitos delos códigos. En la fase siguiente se usan los miembros de los tamaños seleccionados para estimar el peso de la estructura.

Estimación de las cargas la estimación de las cargas comprende la
determinación de todas las cargas que puede esperarse la cual actúen sobre la
estructura.

Análisis estructural en esta fase se usan los valores de las cargas para
llevar a cabo un análisis de la...