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.
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