Revista publicada por la Asociación Mexicana de Ventanas y Cerramientos, A.C.
[  Procesos y Tecnología ]
 
Cálculo estructural

La ingeniería estructural es una especialidad de la ingeniería civil encargada del diseño y cálculo de la parte estructural o del esqueleto resistente de las edificaciones entre otros sistemas estructurales tales como puentes, presas, túneles y otras obras civiles. El esqueleto estructural forma un sistema integrado de partes, denominadas elementos estructurales: vigas, columnas, losas, zapatas de cimentación y otros.

La aplicación práctica de esta materia a través del cálculo estructural tiene como finalidad proyectar estructuras seguras, resistentes y funcionales que sustenten el diseño arquitectónico. En un sentido simplificado, esta disciplina de la ingeniería moderna, permite el cálculo y diseño de estructuras que soporten su propio peso (cargas muertas), más las cargas ejercidas por el uso (cargas vivas), más las cargas producidas por eventos de la naturaleza, como vientos, sismos, nieve o agua. El responsable del diseño de la estructura diseñador de estructura  buscará generar la estabilidad de la construcción con la mayor economía posible, aprovechando al máximo la forma arquitectónica y las propiedades estructurales de los materiales. Para ello se requiere de un buen análisis y diseño estructural; tareas que comprenden un gran número de cálculos y operaciones numéricas. También hay que destacar que muchas metodologías, desarrolladas en la actualidad para el diseño de estructuras, utilizan soluciones iterativas que pueden ser desventajosas para los diseñadores; sobre todo para aquellos con escasa experiencia. Por tales motivos se  vuelve necesario hacer uso de las herramientas y tecnologías disponibles en el presente. Una de ellas es la utilización de programas de cómputo desarrollados especialmente para el diseño estructural.

Algunas de las cargas que deben considerarse en el diseño de estructuras son:

Cargas Muertas (D)

Son aquellas cargas que actúan durante toda la vida de la estructura. Incluyen todos aquellos elementos de la estructura como vigas, pisos, techos, columnas, cubiertas y los elementos arquitectónicos como ventanas, acabados, divisiones permanentes. También se denominan cargas permanentes. Su símbolo “D”, corresponde a la inicial en inglés de Dead (muerto).

Cargas vivas (L)

Son aquellas debidas al uso u ocupación de la construcción y que la identifican. Incluyen personas, objetos móviles o divisiones que puedan cambiar de sitio. Generalmente actúan durante períodos cortos de la vida de la estructura. También incluyen el impacto. Su símbolo corresponde a la inicial de Live (vivo)

Cargas de sismo (E)

El efecto producido por los movimientos sísmicos en las estructuras depende de la situación de la edificación con respecto a las zonas de actividad sísmica en el mundo. Los movimientos del terreno le transmiten a las construcciones aceleraciones, que producen en las estructuras reacciones de “inercia”, según la masa y su distribución en la estructura. La fuerza total de inercia se considera igual al denominado “cortante de base”, el cual es un porcentaje del peso total de la construcción.

Cargas de viento (W)

Las cargas de viento, explosiones y fenómenos climáticos como huracanes, producen presión o succión sobre las superficies expuestas de las construcciones. La carga de viento es una carga muy importante en el diseño de estructuras altas o muy flexibles, como los puentes colgantes y edificios, o de gran superficie lateral, como las bodegas industriales.

Los factores que influyen en la magnitud de esta carga son: la velocidad del viento y su variación con la altura, la magnitud de las ráfagas, las condiciones locales de la superficie del terreno circunvecino, la forma de la superficie expuesta al viento, la zona o región; es especialmente crítico el efecto en aquellas zonas sometidas a huracanes o ciclones, que producen velocidades del viento superiores a los 200 KMH.

Colaboración AMEVEC

Fecha de publicación: 30/08/2015

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