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1.3 LA MECÁNICA ESTRUCTURAL.-

La base teórica de la Ingeniería Estructural es la Mecánica Estructural
que tiene por objeto la investigación de las mejores formas y
dimensiones que se han de dar a los elementos de una construcción
para permitirle resistir a las acciones que la solicitan así como para
obtener el resultado de la manera más económica posible.

La MecánicaEstructural es una teoría de los cuerpos
deformables que se aplica, sobre todo, a las estructuras y cuyo carácter
técnico contrasta con el carácter matemático de la Mecánica de
Sólidos (de la que constituye una rama especialmente sencilla) o, más
generalmente, de los Mecánica de los Medios Continuos. En lugar de
exigir un razonamiento matemático rigurosamente complejo, la
Mecánica Estructuraladmite hipótesis simplificadoras, razonables y
plausibles, verificables por la experiencia; gracias a estas
simplificaciones se pueden resolver eficazmente, con un grado de
aproximación suficiente, un gran número de problemas de interés
práctico.

Aunque utiliza en sus planteamientos todas las nociones de la
Estática, puede decirse que las que utiliza de forma constante son las 5nociones de equilibrio, de reducción de sistemas de fuerzas y de
seccionamiento de sólidos. Esquemáticamente, una estructura puede
ser analizada planteando, solamente, tres conjuntos de ecuaciones:
a) las ecuaciones de la estática, que aseguran el equilibrio de la
estructura y de cualquiera de sus partes,
b) las ecuaciones geométricas que aseguran que todas las partes
de la estructurapermanecen juntas antes y después de la deformación,
y
c) las ecuaciones en las que, utilizando las propiedades del
material, se establece la relación entre las deformaciones en los
elementos de la estructura y las cargas aplicadas.

El comportamiento de un elemento constructivo no depende
solamente de las leyes fundamentales de la estática, tales como el
equilibrio de fuerzas, sinotambién de las propiedades físicas que
caracterizan los materiales con los cuales aquellos se construyen. Estas
propiedades recogen la manera con la que los materiales resisten y se
deforman ante diversas solicitaciones (tracción, flexión,...) aplicadas en
diversas condiciones (rápidamente, lentamente, en frío, en caliente,...).
Las propiedades físicas de los materiales (cuyosconocimientos
detallados y determinación experimental son objeto de la Mecánica de
los Materiales), son una de las componentes esenciales de la Mecánica
Estructural.

Los problemas de Mecánica Estructural se presentan bajo dos
aspectos diferentes, a saber: "conocidas las fuerzas actuantes, las
dimensiones y los materiales, obtener las fuerzas internas (esfuerzos) en
los elementosestructurales y verificar su adecuación" o, también,
"conocidas las fuerzas actuantes, dimensionar la estructura a fin de
que los esfuerzos o los desplazamientos no sobrepasen ciertos límites
prefijados".

La Mecánica Estructural es por excelencia una ciencia de los
ingenieros: su carácter aproximado requiere la intervención intensiva
del juicio ingenieril para llegar a resultados numéricos conun valor
práctico suficientemente satisfactorio. Es una disciplina de enorme
interés en todas las ramas de la ingeniería: civil (puentes, edificios,...),
industriales (naves,...), mecánica (máquinas, tuberías,...), aeronáutica
(fuselajes, aviones,...), química (tanques, conducciones,...), naval
(navíos, submarinos,...), minas (galerías, encofrados,...),...

1.4 EL INGENIERO Y LASESTRUCTURAS.-

La deducción, a partir de un conjunto de cargas o fuerzas exteriores y
de las características mecánicas del material, de los estados de
solicitación de los elementos estructurales, es el objetivo inmediato de
las técnicas de análisis de la Ingeniería Estructural. El Ingeniero que se
enfrenta al diseño de una estructura, sea ésta un simple entramado
plano de piezas...