ANÁLISIS ESTRUCTURAL

ANÁLISIS ESTRUCTURAL.

Tiene que ver con el comportamiento de las estructuras bajo determinadas condiciones de diseño. Las estructuras se definen como los sistemas que soportan cargas, y la palabra comportamiento se entiende como la tendencia a deformarse, vibrar, pandearse o fluir dependiendo de las condiciones a las que estén sometidas. Los resultados del análisis se usan entonces para determinar las características de las estructuras deformadas y verificar si son adecuadas para soportar las cargas para las cuales se han diseñado. El análisis de estructuras, tiene como esencia la determinación del estado de deformación y los esfuerzos en la estructura.

OBJETIVO DEL ANÁLISIS ESTRUCTURAL.

Es crear una estructura segura y que satisfaga también un conjunto de diversos requisitos impuestos por factores tales como la función de la estructura, condiciones del lugar, aspectos económicos, estética, facilidades para construir y las restricciones legales.

Así, resulta más que evidente la importancia que tiene el análisis estructural, como previsor del comportamiento que presentara una edificación ante las cargas que puedan solicitarle durante su vida útil.

FUNCIÓN DE LA ESTRUCTURA.

Soportar peso, Salvar distancia, Proteger objetos, Dar rigidez a un elemento.

TIPOS DE ESTRUCTURAS.

Móviles: Se pueden desplazar.

Fijas: No pueden sufrir desplazamientos o sufren desplazamientos mínimos.

Ejemplos de estructuras: Casas, Puentes, Edificios, Represas, monumentos, Iglesias, Estructuras industriales y Puertos Entre otros.

CARGAS ESTRUCTURALES.

Cálculos de elementos mecánicos: En las estructuras como sistema En elementos que componen las estructuras Se clasifican en: Cargas muertas Cargas vivas Carga accidentales.

Cargas Muertas: Actúan de forma continua y sin cambios significativos. Ejemplos: El peso de una estructura Tensores Refuerzos Asentamientos permanentes Empujes: Líquidos Sólidos.

Cargas Vivas: Varían en su intensidad con el tiempo por uso o exposición de la estructura Ejemplos: Transito en puentes Cambios en temperaturas Maquinaria Acumulación de nieve o granizo.

Cargas accidentales: Se originan en sus acciones externas al uso de la estructura y cuya manifestación es de corta duración Ejemplos: Eventos sísmicos Ráfagas de viento.

MÉTODOS DE ANÁLISIS ESTRUCTURAL.

Determinación de esfuerzos.

El tipo de método empleado difiere según la complejidad y precisión requerida por los cálculos:

• Métodos clásicos, para estructuras muy sencillas entre los que se encuentran la teoría de vigas de Euler-Bernouilli es el método más simple, es aplicable sólo a barras esbeltas sometidas a flexión y esfuerzos axiales. Naturalmente no todas las estructuras se dejan analizar por este método. Cuando existen elementos estructurales bidimensionales en general deben emplearse métodos basados en resolver ecuaciones diferenciales.

• Métodos programables:

• Así para determinar esfuerzos sobre marcos o pórticos se usa frecuentemente el método matricial de la rigidez basado en el modelo de barras largas, que modeliza los elementos resistentes como elementos unidimensionales sometidos predominantemente a flexión.

• Cuando se trata de analizar elementos más pequeños o con forma irregular donde pueden producirse concentraciones de tensiones se usan métodos numéricos más complejos como el método de los elementos finitos.

Determinación de resistencia y rigidez.

A partir de los esfuerzos se pueden calcular directamente los desplazamientos y las tensiones. En el caso del método de los elementos finitos se suele determinar directamente el desplazamiento sin necesidad de calcular los esfuerzos internos. Una estructura correctamente diseñada además de ser funcional y económica debe cumplir obligatoriamente dos criterios razonables de seguridad:

• El criterio de resistencia, consiste en comprobar en que en ninguno de sus puntos el material sobrepasa unas tensiones admisibles máximas.

• El criterio de rigidez, consiste en comprobar que bajo las fuerzas y solicitaciones actuantes los desplazamientos y deformaciones de la estructura no sobrepasan un cierto

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