DISEÑO DE ESTRUCTURAS DE EDIFICIOS

2. ENCUADRE TEÓRICO PARA LOS

PROBLEMAS.

Las situaciones problemáticas que acabamos de plantearle -y todo otro problema tecnológico que

involucre la construcción de una estructura-, integran contenidos relacionados con:

DISEÑO DE ESTRUCTURAS DE EDIFICIOS

El diseño estructural

Propiedades estructurales básicas

- Principales materiales estructurales

Elementos estructurales básicos

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Principales sistemas estructurales

Estructuras de hormigón armado

Estructuras de acero

Estructuras de madera

Para la cognición humana, todo aquello que existe posee una estructura; para los senti- dos, todo lo perceptible tiene forma. Conocer la estructura y la forma implica, así, contar con información particular de los compo- nentes, relaciones, contornos, masa, propor- ción y cualidades de los cuerpos existentes que constituyen el ordenamiento mental y material de elementos significativos.

totalidades, de relacionar sus partes y de calificar sus comportamientos. Es, al mismo tiempo, resultado de la necesidad humana de rehacer constantemente la realidad en nuevas relaciones, nuevas partes, nuevos significados.

Estructura y forma son productos de fases importantes del comportamiento humano:

Porque, la estructura del universo es producto de la capacidad humana para discernir relaciones significativas y ordenar los fenómenos que percibe o imagina; depende decisivamente de la capacidad de comprender

Análisis Conocimiento Ṇ

Invención Producción

El diseño estructural Propiedades estructurales básicas

TÉRMINOS CLAVE

Adelgazamiento. Disminución del área de la sec- ción transversal que ocurre después de alcanzar la tensión de rotura, instantes previos a la frac tura del material. Adherencia. Capacidad de unión entre elementos. Anclaje. Soporte o sujeción preparado para trasmitir esfuerzos. Anisotropía. Material anisótropo. Característica de un material según la cual sus propiedades son diferentes en distin-tas direcciones. Apoyo. Base o cimentación que sirve para sostener una estructura. Arrostramiento. Refuerzo, amarre. Atiesado. Elemento sostenido firmemente o bien apoyado. Capitel. Elemento colocado sobre el fuste de la columna que sostiene directamente el arquitrabe, arcos, etc. Suele estar decorado y adoptar diversas formas.

Carga axial. Fuerza que se aplica a un miembro estructural exactamente en coincidencia con su eje principal. Cimbra. Armazón -generalmente, de madera- que se utiliza para la construcción de un arco o una bóveda que se desmonta una vez construida.

Claro. Espacio sin vigas o refuerzos. Coeficiente de Poisson. Valor absoluto de la relación entre la deformación unitaria normal transversal y la deformación unitaria axial. Coeficiente de variación. Índice que permite escalar las ecuaciones de cálculo de estructuras. Compresión. Fuerzas que se aplican a un miembro estructural exactamente en coincidencia con su eje principal y en sentido opuesto respecto de sus caras. concentración de esfuerzos. Lugar donde se produce la mayor solicitación de cargas. Continuidad. Homogeneidad en el comportamiento de la estructura. contracción. Propiedad de los materiales que experimentan un acortamiento en uno de sus

ejes.

pacto al que se da el nombre de hormigón armaContrafuerte. Elemento constructivo adosado al do. muro de un edificio para sostener su empuje. Endurecimiento por deformación unitaria.

Aumento de la dureza y la resistencia de un matedel viento que recibe una fachada.

rial dúctil al ser deformado plásticamente. Crujía. Pasillo que da acceso a las zonas laterales Esfuerzo. Magnitud de la fuerza por unidad de de un edificio. Cada una de las partes principales área. en que se divide la planta de un edificio. División Estado límite de fractura en la sección neta. o espacio comprendido entre columnas o de una Posibilidad de que el elemento estructural se arcada, tejado, etc.

fracture antes de alcanzar su flujo plástico. Deflexión. Capacidad que poseen los materiales Flecha. Flexión que sufre un elemento sometido a al ser sometidos a fuerzas que los desvían de su una carga axial. línea natural.

Flexión. Los elementos estructurales, al ser Deformación. Alteración de la forma original de sometidos a cargas transversales, sufren esfuerun elemento, luego de ser sometido a fuerzas zos de tracción y compresión a cada lado de la actuantes.

línea neutra. Densidad. Masa por unidad de volumen, de un Fluencia. Inicio de la deformación plástica. sólido.

Cuando se produce alargamiento de la barra sin Dintel. Pieza o viga horizontal que cubre o coro aumentar la tensión, decimos que el material na el hueco de una puerta o ventana.

entra en fluencia. La tensión correspondiente a Ductilidad. Material dúctil. Capacidad de defor- este período se denomina tensión de fluencia. mación plástica de un material antes de su rotu- Fractura. Fraccionamiento o rotura de fibras ra. Un material se considera dúctil cuando puede internas irreversible que sufre un material, supesoportar alargamientos mayores al 5 %. Es una rada la tensión límite que soporta. característica muy importante en el diseño Fragilidad. Material frágil. Propiedad del material estructural, puesto que un material dúctil es, que se rompe sin mayor deformación plástica. Un usualmente, muy resistente a cargas de impacto. material se considera frágil cuando se fractura Tiene, además, la ventaja de "avisar" cuándo va a con alargamientos menores al 5 %. Propiedad ocurrir la fractura, al hacerse visible su gran opuesta a ductilidad; cuando un material es frágil, deformación.

no tiene resistencia a cargas de impacto y se Eficiencia estructural. Relación entre resistencia fractura, aún en carga estática, sin previo aviso. y peso volumétrico.

Frecuencia. Instancia repetitiva en un tiempo Elasticidad. Capacidad de un material para recu- determinado: núme perar sus dimensiones originales al retirar el Fuerza interna. Fuerza externa. Cuando una esfuerzo aplicado.

fuerza actúa sobre un cuerpo, se presentan Elemento de rigidización. Componente estructu- fuerzas resistentes en las fibras del cuerpo - ral que permite darle mayor estaticidad o grado fuerzas internas-. Fuerza interna es la resistencia de estabilidad a la estructura.

interior de un cuerpo a una fuerza externa. En voladizo. Parte saliente de la estructura, sin Funicular de cargas aplicadas. Condición gráfica apoyo.

expresada en un polígono de fuerzas o polígono Encofrado. Moldes realizados con tablas o cha funicular. pas de metal. Este encofrado se rellena, por Homogeneidad material. Calidad de invariabilidad ejemplo, con hormigón; una vez fraguado éste, de las propiedades de un material en cada uno de se desmonta el armazón y queda un bloque com- los puntos constituyentes.

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Inversión de esfuerzo. Pasaje de tensión a com- Moldeabilidad. Propiedad que presentan algunos prensión, por ejemplo.

materiales para generar piezas de diferentes forIsostática. Ante cualquier deformación impuesta mas al fraquar en moldes. a la estructura, ésta tiende a volver a su situación Muro esbelto. Pared que posee una relación altoinicial.

ancho muy marcada. Isotropía. Material isotropo. Característica de un Ortotropía. Material ortótropo. Característica de material según la cual sus propiedades son un material según la cual sus propiedades son

iguales en distintas di-recciones.

diferentes en direcciones perpendiculares entre Juntas de morteros. Uniones realizadas con mez- sí. cla preparada para la construcción.

Pandeo. Efecto que sufren los elementos estrucLímite de proporcionalidad. Punto de la curva en turales, al torcerse o combarse, alabeándose. la gráfica de esfuerzo-deformación, hasta donde Peralte. Elevación de los bordes o terminación de la deformación unitaria es proporcional al esfuer- superficies. zo aplicado.

Plano débil. Superficie que presenta menor Límite de proporcionalidad. Tensión por encima resistencia. de la cual desaparece la linealidad entre las ten Plasticidad. Capacidad de un material para deforsiones y las deformaciones.

marse bajo la acción de un esfuerzo y mantener Límite elástico. Tensión por encima de la cual el dicha deformación al retirarlo. material recibe deformación permanente.

Punto de fluencia. Punto en donde la deformaMacromarco. Estructura formada por marcosción del material se produce sin incremento senunidos entre sí, formando cubos o paralelepípe sible en el esfuerzo. dos.

Resiliencia. Capacidad de un material para libeMateriales compuestos. Combinaciones de dos o rar la energía absorbida en el proceso de deformás componentes. Normalmente, están forma mación. dos por resinas poliméricas reforzadas con fibras Resistencia a la ruptura. Esfuerzo, basado en la o inclusiones.

sección original que produce la fractura del Modo de falla. Propiedad que tienen los materia material. Su importancia en el diseño estructural les al producirse una falla; este "modo" tiene ca es relativa ya que, al pasar el esfuerzo último, se racterísticas propias, según cada material. produce un fenómeno de inestabilidad. Módulo de elasticidad longitudinal. Constante de Resistencia de materiales. Cuando una fuerza proporcionalidad entre las tensiones normales y actúa sobre un cuerpo suceden dos cosas. las deformaciones normales.

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