República Bolivariana De Venezuela Ministerio del Poder Popular para La Educación Instituto Universitario Politécnico “Santiago Mariño” Estado Bolivar. Pto Ordaz Estructura I 2do Corte - Actividad I Arquitectura Profesor: Ing. Juvenal Sanabria. Junio del 2022. Los recursos de una estructura tienen que soportar, además de su propio peso, otras fuerzas y cargas exteriores que trabajan sobre ellos. Dependiendo de su postura en la composición y del tipo de fuerzas que trabajan sobre ellos, los elementos o partes de las construcciones aguantan diversos tipos de esfuerzos. Una fuerza sobre un objeto tiende a deformarlo, la deformación producida dependerá de la dirección, sentido y punto de aplicación donde se encuentre colocada dicha fuerza. Por lo general las deformaciones son imperceptibles, y tienen que ser medidas con el auxilio de artefactos. Tenemos la posibilidad de conceptualizar la deformación de un componente estructural como una variación del estado físico gracias a una fuerza mecánica externa, a una alteración de temperatura, a un cedimiento de apoyos, entre otros. La deformación podría ser flexible, una vez que desaparece al cesar la acción que lo crea, por lo cual las partículas necesarias vuelven a su postura inicial y permanente, una vez que persiste luego de desaparecer la causa que lo ha producido. ESTADOS BÁSICOS DE LAS ESTRUCTURAS En el caso de las estructuras estos poseen nombres que los identifican claramente. Básicamente los elementos estructurales tienen la posibilidad de tener estados de tensión uniaxiales, biaxiales o triaxiales según su dimensionalidad y, según cada una de las direcciones consideradas, pueden existir tanto tracciones como compresiones. Dicho estado podría ser uniforme en algunas partes transversales, o variar dentro de la sección. TENSIÓN: Es la tendencia de las partículas de un material a ser separadas, una vez que se usan fuerzas en cada extremo de un elemento estructural que se estira en direcciones opuestas, el elemento estructural se alarga, es decir se estira levemente. La proporción de alargamiento por unidad de longitud es la fatiga de tensión. Tipos de tensión - Tensión de esfuerzos - Tension de compresion - Tensión Tangencial COMPRESIÓN: Es el esfuerzo al que está sometido un cuerpo humano por la aplicación de fuerzas que trabajan en el mismo sentido, y tienden a acortarlo. Es lo opuesto a la tracción y provoca que se aproximen las diversas partículas de un material, tendiendo a crear acortamientos o aplastamientos. Con lo cual tenemos la posibilidad de mencionar, que la compresión es la resultante de las tensiones o presiones existente en un sólido deformable o medio constante, caracterizada pues tiene a una reducción de volumen o un acortamiento en determinada dirección. Los pilares y columnas son ejemplo de recursos diseñados para tolerar esfuerzos de compresión CORTE: Es una fuerza externa que es aplicada en forma vertical a la sección que se esté tratando. Podría ser una viga, columna, o cualquier componente estructural, el esfuerzo aplicado intenta cortar el elemento en el sector donde se está aplicando. El esfuerzo cortante, de corte, de cizalla o de cortadura es el esfuerzo interno o resultante de las tensiones paralelas a la parte transversal de un prisma mecánico tales como una viga o un pilar. FLEXIÓN: Puede decirse que es una mezcla de esfuerzos de compresión y de tracción. Mientras que las fibras superiores de la pieza permanecen sometidas a un esfuerzo de flexión, es decir estas se alargan, las inferiores se acortan, o viceversa, produciendo una deformación a lo largo de su eje, que tienden a doblarlo. El rasgo más destacado es que un objeto sometido a flexión muestra una área de puntos llamada fibra neutra tal que la distancia durante cualquier curva contenida en ella no cambia con respecto al valor antes de la deformación. El esfuerzo que causa la flexión se le dice momento flector. A esta clase de esfuerzo se ven sometidas las vigas y las placas de una composición. DIAGRAMA DE CORTE Y MOMENTO: Se aplican para determinar la funcionalidad de tolerar las cargas para las cuales ha sido diseñada la estructura, decidir las magnitudes más adecuadas para soportar, comparar los esfuerzos que soporta el material contra los esfuerzos que aguanta el material contra los esfuerzos actuantes o los previstos, el diagrama de corte de una carga uniformemente distribuida origina una línea inclinada en el diagrama de fuerzas cortantes representando las variaciones en el tamaño de la fuerza cortante en un elemento estructural, para un definido grupo de cargas transversales y condiciones de apoyo. Diagrama de momento se le llama momento flector o momento de flexión, un momento de una fuerza resultante de una distribución de tensiones sobre una parte transversal de un prisma mecánico flexionado o una placa que es perpendicular al eje longitudinal a lo largo de donde se genera la flexión. Para elementos lineales perpendiculares tipo barra, el momento flector se define como una función a lo largo del eje neutro del elemento, donde "x" representa la longitud a lo largo de dicho eje. ESTADOS COMBINADOS DE LAS ESTRUCTURAS PANDEO ( TORSIÓN - FLEXIÓN ) El pandeo de torsión es un modo de pandeo en el que un componente en compresión gira cerca de su centro de corte y el pandeo de flexión se explica como el modo de pandeo en el que un elemento en compresión se flecta lateralmente sin giro ni cambios en su sección transversal y estos dos combinados generan el modo de pandeo flexo-torsional en donde el elemento en compresión se flecta y gira simultáneamente sin tener cambios en su sección transversal. PUNZONADO ( CORTE - FLEXIÓN ) El punzonado industrial es una de las técnicas usadas en el formado de chapa metálica. Este proceso se hace con la máquina punzonadora que tiene la función de recortar, perforar y formar láminas metálicas utilizando un punzón y una matriz a similitud de una prensa. Este es un mecanismo de falla frágil o quebradiza que pasa sin manifestación de riesgo y con una importante reducción en la capacidad portante, para evadir esta clase de fallas hay diversos procedimientos constructivos en ellos predomina el incremento de espesor de la losa en la proximidad de la columna configurando así un capitel y diferentes tipos de armaduras de refuerzo. TRACCIÓN - COMPRESIÓN Se puede definir como el esfuerzo al que está sometido un cuerpo por la aplicación de dos fuerzas que trabajan en sentido contrario, y tienden a estirarlo. Se considera que las tensiones que poseen cualquier parte perpendicular a dichas fuerzas, son normales a esa sección, son de sentidos opuestos a las fuerzas que tratan de prolongar el cuerpo y la compresión es aquella que se opone a una fuerza que tiende a comprimir el cuerpo, se crea sometiendo al cuerpo humano a dos cargas de igual dirección y sentido opuesto y convergente. EXIGENCIAS BÁSICAS PARA LAS ESTRUCTURAS EQUILIBRIO: Se identifica con la garantía de que la obra no se moverá. Poseen cierto nivel de desplazamiento, sin embargo comparado a las dimensiones del edificio los desplazamientos de este inmueble son tan pequeños que a primera vista parece fijo y sin deformación alguna. Un cuerpo no se mueve en una sola dirección, si se utilizan otras fuerzas de igual intensidad y dirección aplicada en sentido contrario lo anulan. Una vez que esto ocurre se plantea que el cuerpo está en equilibrio. ESTABILIDAD: Se relaciona con el riesgo de movimientos inaceptables del inmueble en su integridad. Debería estar bien equilibrado. Cuando un aire huracanado actúa sobre un edificio elevado y este no se encuentra correctamente arraigado en la tierra o equilibrado por su propio peso, puede volcarse sin desintegrarse. La construcción es inestable a partir del punto de vista rotatorio, este peligro existe también cuando un inmueble no está bien equilibrado y apoya sobre un suelo de resistencia no uniforme. Un edificio construido sobre la ladera de una colina empinada puede demostrar una tendencia a deslizarse hacia abajo por acción de su propio peso. Todos dichos casos de inestabilidad se relacionan con el suelo y con los cimientos del inmueble. RESISTENCIA: Se relaciona con la totalidad de la estructura y de todas sus piezas, sometidas a cualquiera y cada una de las cargas probables. Para eso se escoge primero el sistema estructural y se establecen las cargas que actuarán sobre él y se compara con el tipo y magnitud de las tensiones que el material puede tolerar sin riesgo. Se utilizan coeficientes de estabilidad de magnitud diversa para considerar las incertidumbres referente a condiciones de carga y características de los materiales. FUNCIONALIDAD: Se toma en cuenta si se cumplen las condiciones funcionales del edificio ya que estas son previas al diseño de la obra y por lo tanto la estructura deberá facilitar, o por lo menos no interferir, el buen funcionamiento arquitectónico La excesiva flexibilidad de una estructura puede reducir su funcionalidad si las deformaciones debidas a las cargas estáticas tornan difícil o incómodo el movimiento de las personas sobre aquella. ESTÉTICA: En este punto el arquitecto decide el sistema estructural que él cree o considera adecuado para decidir el concepto del inmueble. La composición de la estructura de por sí transmite gran emoción estética es por esto que el arquitecto plantea sus ideas según los espacios arquitectónicos que la estructura contribuye a limitar o mantener permitiéndole a la estructura ser una parte activa de la arquitectura. ECONOMÍA: El carácter utilitario de la edificación es tan importante que la economía influye sobre los sistemas estructurales de inmuebles no utilitarios. El costo de la estructura no alcanza por lo común al 20-30% del precio total del edificio. Por lo tanto, aún una disminución importante en la composición ocasionalmente representa una economía mayor a un pequeño porcentaje del precio total. Los componentes o elementos más relevantes en el precio de una composición son los materiales y la mano de obra.
