Sistemas estructurales más comunes

MARCOS O PÓRTICOS.

Este sistema conjuga elementos tipo viga y columna. Su estabilidad está determinada por la capacidad de soportar momentos en sus uniones. Pueden ser planos y espaciales

Son otras estructuras cuyo comportamiento está gobernado por la flexión. Están conformados por la unión rígida de vigas y columnas. Es una de las formas más populares en la construcción de estructuras deconcreto reforzado y acero estructural para edificaciones de vivienda multifamiliar u oficinas; en nuestro medio había sido tradicional la construcción en concreto reforzado, pero después de 1991, con la «apertura económica» se hacen cada vez más populares las estructuras aporticadas construidas con perfiles estructurales importados, desde nuestros países vecinos: Venezuela, Brasil, Ecuador y deotros, tan lejanos como el Japón o Polonia.

Estructura metálica aporticada, campus La Nubia UN Manizales
Los pórticos tienen su origen en el primitivo conjunto de la columna y el dintel de piedra usado por los antiguos, en las construcciones clásicas de los griegos, como en el Partenón y aún más atrás, en los trilitos del conjunto de Stonehenge en Inglaterra (1800 años a.C.). En éstos laflexión solo se presenta en el elemento horizontal (viga) para cargas verticales y en los elementos verticales (columnas) para el caso de fuerzas horizontales (figura 1)

Figura 1: Acción de pórtico bajo cargas verticales y horizontales, acción en voladizo
Con la unión rígida de la columna y el dintel (viga) se logra que los dos miembros participen a flexión en el soporte de las cargas (figura 1(b) y (d)), no solamente verticales, sino horizontales, dándole al conjunto una mayor «resistencia», y una mayor «rigidez» o capacidad de limitar los desplazamientos horizontales. Materiales como el concreto reforzado y el acero estructural facilitaron la construcción de los nudos rígidos que unen la viga y la columna.
La combinación de una serie de marcos rectangulares permite desarrollar eldenominado entramado de varios pisos; combinando marcos en dos planos perpendiculares se forman entramados espaciales. Estos sistemas estructurales son muy populares en la construcción, a pesar de que no sean tan eficientes como otras formas, pero permiten aberturas rectangulares útiles para la conformación de espacios funcionales y áreas libres necesarias para muchas actividades humanas (ver figura2).

Figura 2: edificio aporticado de concreto reforzado
Los métodos de análisis introducidos desde la distribución de momentos de CROSS (1930), hasta las formulaciones matriciales de la RIGIDEZ, ampliamente usados con los computadores, han reducido las tediosas operaciones rutinarias, que limitaron su uso en el siglo pasado. En capítulos posteriores se estudiarán diversos métodos para elanálisis clásico de estas estructuras aporticadas: método de las fuerzas o de las flexibilidades; métodos de ángulos de giro y método de la distribución de momentos o de CROSS.
En cursos posteriores se trabajará a profundidad el denominado «Método Matricial de la Rigidez», que es hoy en día el preferido por los sistemas de análisis de estructuras por computador y se hará una introducción detallada al«Método de los Elementos Finitos», que es la mejor herramienta de que disponen los ingenieros para el estudio de esfuerzos en estructuras complejas; este tema lo podrán cursar los estudiantes que seleccionen la «línea de profundización en estructuras», del plan de estudios de Ingeniería Civil.
Tipos de pórtico
Los edificios se pueden clasificar en función de las columnas que posee el pórtico desu fachada principal, que suele estar en el frente más corto.
Dístilo
Dístilo se denomina al edificio que tiene dos columnas o pilastras en una o más fachadas. Se llama dístilo in antis, cuando dichas columnas están situadas entre dos pilastras que se alzan a ambos lados de la misma.
Tetrástilo
El edificio tetrástilo tiene cuatro columnas en su fachada principal. Era comúnmente empleado...