LA ESTRUCTURA: Parte esencial de la Arquitectura

La estructura es; “el conjunto de elementos resistentes, convenientemente vinculados entre sí, que accionan y reaccionan bajo los efectos de las cargas.” Su finalidad es transmitir las cargas del edificio a los apoyos manteniendo  el espacio arquitectónico, sin sufrir deformaciones incompatibles. 

La  estructura no solo es importante en la arquitectura,  la vemos en muchos aspectos de nuestra vida diaria, por ejemplo podemos  hacer la comparación con el cuerpo humano. Para este se necesita una estructura que no se ve pero es fundamental para la vida, y esta es el esqueleto, sin el no podríamos mantenernos en pie, no  tendríamos una forma. Comparándolo con la arquitectura  lo podemos ver de la misma forma, la estructura  no solo le da sustento si y a la ves le da forma.

FUERZAS

De torsión: Mide la tendencia de una fuerza a rotar un objeto sobre un cierto eje.

De flexión: Es la que intenta deformarlo flexionandolo. por ejemplo, poniendo un peso en medio una tabla apoyada en dos caballetes en las puntas la tabla estará soportando una fuerza de flexion igual al peso del objeto colocado encima.

De compresión: Es la contraria a la de traccion. intenta comprimir un objeto en el sentido de la fuerza.

De tracción: Fuerza que aplica a un cuerpo elástico le produce o le tiende a producir una tensión. También llamada fuerza de tensión.

CARGAS

Muertas o permanentes:Son aquellas que se mantienen en constante magnitud y con una posición fija durante la vida útil de la estructura; generalmente la mayor parte de las cargas muertas es el peso propio de la estructura. Es que puede calcularse con buena aproximación a partir de la configuración de diseño, de las dimensiones de la estructura y de la densidad del material. Para edificios, por lo general se toman como cargas muertas, rellenos, acabados de entrepisos y cielos rasos, y se deja un margen para tener en cuenta cargas suspendidas como conductos, aparatos y accesorios de iluminación, etc. Consisten en los pesos de los diversos miembros estructurales y en los pesos de cualesquiera objetos que estén permanentemente unidos a la estructura, entre otros:
• Columnas
• Vigas
• Trabes
• Losas
• Muros
• Ventanas
• Plomería
• Instalaciones eléctricas y sanitarias

Vivas o no permanentes: Comprenden la fuerza del viento, las originadas por movimientos sísmicos, las vibraciones producidas por la maquinaria, mobiliario, materiales y mercancías almacenadas y por máquinas y ocupantes, así como las fuerzas motivadas por cambios de temperatura. Las cargas sísmicas son cargas inerciales causadas por movimientos sísmicos, estas pueden ser calculadas teniendo en cuenta las características dinámicas del terreno, de la estructura (amortiguamiento masa y rigidez), y las aceleraciones esperadas.

Dinámicas:
Son las que varían rápidamente en el tiempo. En todos los casos son las que durante el tiempo que actúan están en estado de movimiento (inercial) considerable. Según como sea la dirección del movimiento podemos clasificarlas en: MOVILES: son aquellas en las cuales la dirección del movimiento es perpendicular a la dirección en que se produce la carga. Ejemplos: desplazamiento de un vehículo; desplazamiento de una grúa móvil sobre sus rieles; desplazamiento de un tren sobre sus rieles. DE IMPACTO: son aquellas en las cuales la dirección del movimiento es coincidente con la dirección en que se produce la carga. Se caracterizan por un tiempo de aplicación muy breve (instantánea). Ejemplos: choque de un vehículo; movimiento sísmico; publico saltando sobre gradas en estadios deportivos; acción de frenado (sobre paragolpes en estación terminal de trenes); etc. Todas las cargas dinámicas (móviles o de impacto) tienen un efecto posible que es la resonancia. Todas las estructuras son en cierta medida elásticas, en el sentido que poseen la propiedad de deformarse bajo la acción de las cargas y de volver a su posición normal luego de desaparecer dicha acción .Como consecuencia, las estructuras tienden a oscilar. El tiempo en que tarda una estructura en describir una oscilación completa se llama período fundamental. Clasificación según su ubicación en el espacio: CONCENTRADAS O PUNTUALES: Son las que actúan sobre una superficie muy reducida con respecto a la total. Ejemplos : columna o viga que apoya sobre una viga. Rueda de un puente grúa sobre la vía. Anclaje de un tensor. Distribuidas: Son las que actúan sin solución de continuidad a lo largo de todo el elemento estructural o parte de él.

FUENTE:http://www.arqhys.com/arquitectura/cargas-estructurales-tipos.html

COMPOSICION ESTRUCTURAL:

-Cimentaciones

-Muros de carga

-Columna

-Vigas

-Losas planas

-Creación de ritmos visuales

-Creación de formas escultóricas

-Dirección del flujo

-División del espacio

-Definición de la escala

-Modulación de la luz

SISTEMAS ESTRUCTURALES:

Un sistema estructural deriva su carácter único de cierto numero de consideraciones; consideradas por separados, son las siguientes:
Funciones estructurales especificas resistencia a la compresión, resistencia a la tensión; para cubrir claros horizontales, verticalmente; en voladizo u horizontal.

-La forma geométrica u orientación
-El o los materiales de los elementos
-La forma y unión de los elementos
-La forma de apoyo de la estructura
-Las condiciones especificas de carga
-Las consideraciones de usos impuestas
-Las propiedades de los materiales, procesos de producción y la necesidad de funciones especiales como desarmar o mover

Existen características para calificar los sistemas disponibles que satisfagan una función especifica. Los siguientes puntos son algunas de estas características

ECONOMÍA
NECESIDADES ESTRUCTURALES ESPECIALES
PROBLEMAS DE DISEÑO
PROBLEMAS DE CONSTRUCCIÓN
MATERIAL Y LIMITACIÓN DE ESCALA

CLASIFICACIÓN DE LOS SISTEMAS ESTRUCTURALES

ESTRUCTURAS MACIZAS: Son aquellas en las que la resistencia y la estabilidad se logran mediante la masa, aun cuando la estructura no se completamente sólida.
ESTRUCTURAS RETICULARES: Consiste en una red de elementos ensamblados
ESTRUCTURAS SUPERFICIALES: Pueden tener alto rendimiento debido a su función doble como estructura y envolvente, pueden ser muy estables y fuertes.

TIPOS DE ESTRUCTURASMUROS ESTRUCTURALES

Cuando este sistema se utiliza tiene dos elementos distintivos en la estructura general del edificio:

Muros: Utilizados para dar estabilidad lateral, así como apoyo a los elementos que cubren el claro. Generalmente son elementos a compresión. Pueden ser monolíticos o entramados ensamblados de muchas piezas.
Aunque no se utilizan para transmisión de carga vertical se utilizan, a menudo, para dar estabilidad lateral.
Elementos para cubrir claros: Funcionan como pisos y techos. Dentro de estos se encuentran una gran variedad de ensambles, desde simples tableros de madera y viguetas hasta unidades de concreto precolado o armaduras de acero.

SISTEMA DE POSTES Y VIGAS
El uso de troncos y árboles en las culturas primitivas como elementos de construcción fue el origen de este sistema básico, la cual es técnica constructiva importantes del repertorio estructural.
Los dos elementos básicos son:

Poste: es un elemento que trabaja a compresión lineal y esta sujeto a aplastamiento o pandeo, dependiendo de su esbeltez relativa.
Viga: básicamente es un elemento lineal sujeto a una carga transversal; debe generar resistencia interna a los esfuerzos cortantes y de flexión y resistir deflexión excesiva. La estructura de vigas y postes requiere el uso de un sistema estructural secundario de relleno par producir las superficies de los muros, pisos y techos.
Algunas variaciones de este sistema son:

-Extensión de los extremos de las vigas
-Sujeción rígida de vigas y postes
-Sujeción rígida con extensión de los extremos de las vigas
-Ensanchamiento de los extremos del poste
-Viga continua

MARCOS RÍGIDOS

Cuando los elementos de un marco lineal están sujetos rígidamente, es decir, cuando las juntas son capaces de transferir flexión entre los miembros, es sistema asume un carácter particular. Si todas las juntas son rígidas, es imposible cargar algunos de los miembros transversalmente sin provocar la flexión de los demás.

SISTEMAS PARA CUBRIR CLAROS PLANOS
Consiste en producir el sistema en dos sentidos del claro, en vez de uno solo. El máximo beneficio se deriva de una claro en dos direcciones si los claros son iguales. Otro factor importante para incrementar el rendimiento es mejorar la característica de la flexión de los elementos que cubren el claro.

SISTEMA DE ARMADURAS

Una estructura de elementos lineales conectados mediante juntas o nudos se puede estabilizar de manera independiente por medio de tirantes o paneles con relleno rígido. Para ser estables internamente o por si misma debe cumplir con las siguientes condiciones:

-Uso de juntas rígidas
-Estabilizar una estructura lineal: Por medio de arreglos de los miembros en patrones rectangulares cooplanares o tetraedros espaciales, a este se le llama celosía.
-Cuando le elemento estructural producido es una unidad para claro plano o voladizo en un plano, se llama armadura. Un elemento completo tiene otra clasificación: arco o torre de celosía.

SISTEMA DE ARCO, BÓVEDA Y CÚPULA:
El concepto básico del arco es tener una estructura para cubrir claros, mediante el uso de compresión interna solamente. El perfil del arco puede ser derivado geométricamente de las condiciones de carga y soporte. Para un arco de un solo claro que no esta fijo en la forma d resistencia a momento, con apoyos en el mismo nivel y con una carga uniformemente distribuida sobre todo el claro, la forma resultante es la de una curva de segundo grado o parábola. La forma básica es la curva convexa hacia abajo, si la carga es gravitacional.

ESTRUCTURAS A TENSIÓN
La estructura de suspensión a tensión fue utilizada ampliamente por algunas sociedades primitivas, mediante el uso de líneas cuerdas tejidas de fibras o bambú deshebrado. Desde el punto de vista estructural, el cable suspendido es el inverso del arco, tanto en forma como en fuerza interna. La parábola del arco a compresión se jala para producir el cable a tensión.

El acero es el principal material para este sistema y el cable es la forma lógica.

ESTRUCTURAS DE SUPERFICIES
Son aquellas que consisten en superficies extensas, delgadas y que funcionan para resolver solo fuerzas internas dentro de ellas. El muro que resiste la compresión, que estabiliza el edificio al resistir el cortante dentro de un plano y al cubrir claros como una viga, actúa como una estructura de superficie. La bóveda y la cúpula son ejemplos de este tipo.

Las estructuras de superficie más puras son las que están sometidos a tensión. Las superficies a compresión deben de ser más rígidas que las que soportan tensión, debido a la posibilidad de pandeo.

SISTEMAS ESPECIALES

ESTRUCTURAS INFLADAS: Se utiliza inyección o presión e aire como recurso estructural en una variedad de formas.

ESTRUCTURAS LAMINARES: es un sistema para moldear superficies de arco o bóveda, utilizando una red de nervaduras perpendiculares que aparecen como diagonales en planta.

CÚPULAS GEODÉSICAS: ideada para formar superficies hemisféricas, se basa en triangulación esférica.

ESTRUCTURAS DE MÁSTIL: existen estructuras similares a los árboles, que tienen piernas únicas para apoyo vertical y que soportan una serie de ramas. Requiere bases muy estables, bien anclados contra el efecto del volteo provocado por fuerzas horizontales.

INFORMACION DETALLADA

Verónica Aguayo