Principios sistemas estructurales

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1.1 Introducción. La estructura es parte integral de la naturaleza y de la arquitectura. La supervivencia de la vida animal y vegetal en la naturaleza, depende de su habilidad para desarrollar un sistema estructural a través de su manera de crecimiento, los cuales cumplen sus requerimientos funcionales. La estructura en arquitectura deberá también serdesarrollada como parte integral de todo el diseño. La vida vegetal y animal enfrentan las fuerzas y presiones externas las cuales no les afecta gracias a su composición estructural, estas formas de vida son capaces de prevenir fallas estructurales al interactuar con estas fuerzas, mientras que en la arquitectura, dichas fuerzas deben estar resueltas como una estructura inmóvil. La habilidad deambas, naturaleza y arquitectura deben el éxito de su sistema a la combinación de sus materiales, su geometría proyectada en su sistema estructural. La elección de un apropiado sistema estructural en la arquitectura esta basada en el conocimiento de las propiedades físicas de un material y un completo entendimiento de las fuerzas y tensiones. La certeza en esta decisión se verá reflejada en eldiseño total. 1.2 Fuerzas. Fuerza puede ser definida como aquello que tiende a producir movimiento, compresión o

tensión. Un diseñador está consciente de dicha fuerza para que su estructura permanezca en equilibrio. Figura 1.1 Se ilustran muchas de las fuerzas las cuales deben resistir por un edificio y ser resueltas en su sistema estructural. Estas fuerzas son generalmente clasificadas de dosformas, como: carga muerta y carga viva. La carga viva son fuerzas que pueden ser aplicadas o removidas de la estructura. Estas fuerzas resultan de viento, nieve, sismos, seres humanos y mobiliario. La carga muerta son fuerzas que son parte permanente del edificio, como el sistema estructural y otras permanentemente adjuntas a elementos del edificio. Estas cargas vivas y muertas inducen fuerzas yesfuerzos dentro de la estructura, las cuales son clasificadas como: compresión - tensión, cortante torsión y flexión.

1.1 Cargas vivas y cargas muertas

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1.2 Compresión

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1.3 Compresión. La fuerza de compresión tiende a condensar el material. Figura 1.2 ilustra un bloque el cual ha sido deformado por la aplicaciónde una fuerza externa opuesta. Esa fuerza externa empujando contra el bloque origina que el material se vuelva más compacto o denso. Figura 1.3 Muestra un ejemplo de compresión en la naturaleza. El peso de las piedras en la parte superior de la pila causa compresión en la piedra de la parte inferior. El mismo principio se puede observar en la arquitectura. Figura 1.4 Esta columna esta compuestapor piedras las cuales han sido cortadas y acomodadas para soportar una fuerza de compresión ocasionada por cargas aplicadas.

1 3 Compresión en la

1.4 Compresión en la arquitectura

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1.4 Tensión. La fuerza de tensión tiende a estirar el material. Figura 1.5 Ilustra una barra que ha sido deformada por laaplicación de fuerzas externas opuestas. Estas fuerzas estiran la barra y causan tensión en su material. Un ejemplo de fuerza tensionante en la naturaleza está ilustrado en la figura 1.6 el peso de la araña ejerce un empuje sobre su hilo, provocando que éste esté a tensión. Un puente colgante Figura 1.7 ilustra fuerzas tensionantes trabajando en una estructura hecha por el hombre. Los cablesprincipales de suspensión curvilínea y los cables verticales soportan la superficie de rodamiento que esta a tensión.

1.5 Tensión en la naturaleza

1.6 Tensión en una estructura

1.5 Tensión

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1.8 Cortante

1.5 Cortante. Una fuerza cortante tiende a dividir un objeto a lo largo de un plano paralelo con las...