Sistema estructural

SISTEMA ESTRUCTURAL
Un sistema estructural es el modelo físico que sirve de marco para los elementos estructurales, y que refleja un modo de trabajo. Un objeto puede tener una mezcla de sistemas estructurales. En este caso (Figura 1), el modelo constituye un sistema estructural mixto, ya que posee elementos tensados y elementos en compresión.

Sistemas tensados

Se dice de todos los sistemasque trabajan a tracción, como los de cables.

Fuerzas de tracción: esfuerzo a que está sometido un cuerpo
por la aplicación de dos fuerzas que actúan en sentido puesto, y tienden a estirarlo (Figura 2). Los elementos estructurales que soportan fuerzas de tracción se llaman tensores o tirantes. Los cables del puente y el cable de una grúa son ejemplos de tensores (Figuras 4-5-6).
Figura 1Fuerzas de compresión

Figura 2

Figura 3

Las columnas de un edificio soportan el peso del techo y de los pisos superiores. Estos elementos están sometidos a una fuerza que tiende a aplastarlos; la fuerza de compresión. Los elementos estructurales que soportan fuerzas de compresión se llaman soportes. Suelen ser partes que se disponen de forma vertical (Figura 3). Las columnas, los pilaresde una casa y las patas de una silla son elementos estructurales de este tipo (Figuras 7-8).

Figura 4

Figura 5

Figura 6

Figura 7

Figura 8

Fuerzas cortantes

Fuerza que tiene la tendencia a cortar o deformar angularmente los elementos (Figura 9).

Partes del sistema
El sistema está formado por dos columnas de 25cm, una columna de 1cm, un aro, un arco, dieciocho cables y seisanclajes (Figura 10). Las dos columnas de 25cm se encuentran tensadas verticalmente, cada una por dos

Figura 9

cables amarrados desde un gancho la base. Entre estas dos columnas se ubica un arco que permite que se mantenga la distancia entre ellas, y no se cierren. Las dos columnas sostienen un aro de 12cm de diámetro. Este aro sostiene una columna de 18 cm en el centro, a través de 8cables tensados. Estos cables van desde el aro hasta la parte superior e inferior de la columna.

Columna 3

Cables

Columna 2

Aro

Anclajes

Los anclajes constituyen en la actualidad un medio esencial para garantizar la estabilidad de diversas estructuras. Pueden usarse en forma muy ventajosa en cualquier situación en que le se necesite su ayuda de la masa de suelo para soportar undeterminado estado de esfuerzos o tensiones (Figura 11).

Columna 1 Arco

Figura 10

Mecanismos resistentes
El sistema está constituido por varios mecanismos resistentes, los cuales se explican a continuación.

Columnas

Pieza arquitectónica vertical y de forma alargada que sirve, en general, para sostener el peso de la estructura, aunque también puede tener fines decorativos. Una columna esun elemento axial sometido a compresión, lo bastante delgado respecto su longitud, para que abajo la acción de una carga gradualmente creciente se rompa por flexión

Figura 11

lateral o pandeo ante una carga mucho menor que la necesaria para romperlo por aplastamiento (Figura 12).

Arcos

Si se invierte la forma parabólica que toma un cable, sobre el cual actúan cargas uniformementedistribuidas según una horizontal, se obtiene la forma ideal de un arco que sometido a ese tipo de carga desarrolla sólo fuerzas de compresión. El arco es en esencia una estructura de compresión utilizado para cubrir grandes luces. En gran diversidad de formas, el arco se utiliza también para cubrir luces pequeñas, y puede considerarse como uno de los elementos estructurales básicos en todo tipo dearquitectura (Figura 13).

Cables

Son elementos flexibles debido a sus dimensiones transversales pequeñas en relación con la longitud, por lo cual su resistencia es solo a tracción dirigida a lo largo del cable. La carga de tracción se divide por igual entre los hilos del cable, permitiendo que cada hilo quede sometido a la misma tensión admisible (Figuras 14-15). Características: • Resisten...