Estabilidad y Resistencia de Estructuras en Construcciones: Conceptos Clave

Introducción

La función principal de la estructura en las construcciones es mantener su estabilidad (condición de equilibrio) y sus deformaciones (condición de rigidez) dentro de límites funcionales, frente a las acciones de la naturaleza. Estas acciones o fuerzas externas las distinguiremos, en general, con el nombre de solicitaciones.

Solicitaciones Principales

La principal solicitación que deben soportar todas las construcciones es el efecto de la gravedad terrestre. Esta acción es vertical y proporcional a la masa de la estructura misma, y la conocemos con el nombre de peso propio. Similarmente, el contenido de la construcción sufre el mismo efecto de la gravedad, y lo conocemos con el nombre de sobrecargas. Estas sobrecargas pueden ser permanentes o móviles.

Otras Fuerzas Naturales

También las estructuras son solicitadas por otras fuerzas naturales: el viento y el sismo. La característica de estas fuerzas es que son principalmente horizontales. La nieve también es una solicitación vertical, debido a su peso propio.

Solicitaciones Internas

El diferencial de temperatura, que dilata o contrae a los elementos de la estructura, es una solicitación interna.

Otras Solicitaciones

Las cargas de empuje de tierra o de líquidos, las cargas móviles y las cargas de impacto son otras de las numerosas solicitaciones que pueden afectar a cada estructura en particular.

Modelado de Solicitaciones

En general, todos los efectos de estas solicitaciones es posible modelarlos como fuerzas concentradas o distribuidas, actuando en forma externa a la estructura. La transmisión de la fuerza solicitante desde su punto de aplicación hasta el punto de apoyo de la estructura, donde se genera la reacción debido al principio de transmisibilidad de la carga, provoca en cada elemento de la estructura una fuerza o reacción interna, las que en general distinguiremos con el nombre de esfuerzo interno.

Tipos de Esfuerzos Internos

Estos, según la forma y el tipo de elemento, pueden ser:

• Fuerzas axiales de compresión o tracción.
• Fuerzas perpendiculares al eje del elemento, las que distinguiremos con el nombre de esfuerzo de corte.
• El momento o par que actúa en el plano del elemento y que distinguiremos con el nombre de momento flector.
• Cuando el momento o par actúa en un plano perpendicular al eje del elemento, lo distinguiremos con el nombre de momento torsor.

Cuadro Resumen

En el cuadro siguiente, se distinguen diferentes elementos utilizados en las construcciones, según su función estructural y los principales esfuerzos internos que estos resisten.