Diseño e Ingeniería Estructural: Rigidez, Resistencia y Estabilidad

Rigidez y Resistencia

Rigidez: Capacidad de un cuerpo para resistir una fuerza sin deformarse. Cuando la carga actúa, no produce deformación. Las estructuras deben ser rígidas para evitar deformaciones.

Resistencia: Capacidad de un cuerpo para resistir una fuerza aun cuando haya deformación. Cuando una carga actúa, produce deformación. Las estructuras deben ser resistentes para impedir que se rompan por acción de las fuerzas.

Los 10 Libros de la Arquitectura de Vitruvio

Los compendios dados por Vitruvio para discernir sobre la edificación hasta nuestros días son conocidos como Los 10 Libros de la Arquitectura.

Losas Fungiformes

• Soportadas por columnas con o sin ábaco y capitel.
• Sometidas a un estado doble de flexión (casquete).
• Mínimo espesor de la estructura (a menos de ser planas).
• Armadura de los tramos dispuesta en mallas ortogonales.
• Versátiles y de encofrado simple, salvo por el ábaco.
• Se usan en paneles aproximadamente cuadrados.
• Rango económico de luces entre 5 m y 8 m.
• Suelen ser armadas con mallas electrosoldadas para mayor rendimiento.

Rampas y Escaleras de Concreto Armado

Rampas

• Pendiente: 5-10-18%.
• Tipos: líneas rectas, curvas, zigzag.
• Usos: personas con discapacidad, alto flujo de público, estacionamientos.

Escaleras

• Pendiente: Aproximadamente 60%.
• Tipos: directriz recta y curva.
• Usos: según capacidad requerida, seguridad, espacio disponible.
• Condiciones de huella: 27.5-35 cm.
• Condiciones de contrahuella: 10-17.5 cm.

Sistema de Aguas Claras

Se encarga de las aguas frías y calientes. Diámetro menor: ½". Diámetro mayor: ¾".

Estabilidad Lateral en Edificaciones

• Columnas: Soportan el peso del edificio.
• Viento: Genera cargas horizontales.
• Sismo: Genera aceleración horizontal, que puede causar volcamiento. Relación Altura/Ancho debe ser menor o igual al valor dado por el código.

Elementos Estructurales para Fundaciones Profundas

En infraestructura, los elementos estructurales para fundaciones profundas son:

• Pilotes: Distribuyen las cargas por cada eje de la columna al suelo.
• Cabezales: Reciben las cargas de las columnas y las transmiten a los pilotes.

Dimensiones:

• Columna (b x h)
• Viga de arriostramiento (b x h)
• Cabezal (C x D)
• Pilote (D x L)

Elección de un Sistema Estructural

Factores de Participación

• Profesional proyectista: criterios y preparación.
• Equipo interdisciplinario: arquitectos e ingenieros de reconocida trayectoria.
• Uso del edificio.

Factores Decisivos

• Costo de materiales, personal, estética.

Factores de Uso

• Cargas, luces y formas.

Sismicidad del Área

• Aceleración del terreno.
• Respuesta estructural.

Factores Climáticos

• Viento, nieve, temperatura.

Funciones de las Vigas de Riostra

Mantienen la posición relativa de las bases de las columnas. Altura recomendada: 30 cm. Sirven para mantener firme la estructura.

Cerchas

Estructuras de barras rectas unidas entre sí en nudos formando triángulos planos o pirámides tridimensionales. Generalmente son de acero.