Subido por Luana borquez

CARACTERISTICAS ESTRUCTURALES

Anuncio
CARACTERISTICAS ESTRUCTURALES
1-La resistencia a la tracción es la capacidad de un material para soportar una fuerza de
tracción (tracción) y se refiere a la resistencia a la rotura de un material cuando se aplica una
fuerza capaz de romper muchas hebras del material simultáneamente, a una velocidad
constante de extensión/carga. Habitualmente se mide en unidades de fuerza por área de
sección transversal.
La resistencia a la tracción es la cantidad de carga o tensión que puede soportar un material
antes de que se estire y se rompa. Como su nombre lo indica, la resistencia a la tracción es la
resistencia del material a la tensión causada por las cargas mecánicas aplicadas al material. La
capacidad de resistir la rotura bajo esfuerzos de tracción es una de las propiedades más
importantes y ampliamente medidas de los materiales utilizados para aplicaciones
estructurales.
La resistencia a la tracción es la tensión de tracción máxima a la que se puede someter un
material antes de fallar, aunque la definición real de falla generalmente varía según el tipo y el
diseño del material. La reducción de la ductilidad y el aumento de la fragilidad están asociados
con una tasa de corrosión acelerada, que a su vez puede cambiar la falla del material de una
falla dúctil a una falla frágil mucho más peligrosa.
El concepto de resistencia a la tracción es de suma importancia en la ingeniería, así como en
los campos de la ciencia de los materiales, la ingeniería mecánica y la ingeniería estructural. La
resistencia a la tracción es más importante para los materiales frágiles que para los materiales
dúctiles.
2-La resistencia a la compresión es una medida de la capacidad de un material para resistir
fuerzas de compresión, donde se aprieta lateralmente. Las pruebas de materiales pueden
determinar la resistencia a la compresión de un material en condiciones óptimas, utilizando un
dispositivo especializado que aplica cargas de presión conocidas a los materiales de interés.
Hay una serie de aplicaciones en las que las evaluaciones de esta propiedad son importantes,
particularmente con materiales de construcción, que deben ser lo suficientemente resistentes
para resistir fallas durante y después de la construcción.
El hormigón, los materiales aislantes, la piedra y varias formas de madera se pueden probar
para determinar la resistencia a la compresión. En las pruebas, los técnicos tomarán nota de
cuándo aparecen signos de fatiga como grietas, flexiones y picaduras. También registran el
punto de falla, donde el material se descompone. Se pueden ejecutar múltiples pruebas para
confirmar los hallazgos iniciales y generar un rango de lecturas. Especialmente con materiales
naturales como la madera, que pueden no siempre ser consistentes, es importante encontrar
el rango en el que se asienta el material para obtener una calificación razonable.
Los materiales pueden estar sujetos a tremendas fuerzas de compresión en estructuras, donde
el peso de la estructura crea una presión lateral intensa, especialmente durante eventos como
terremotos y tormentas fuertes. La resistencia a la compresión también puede ser un
problema para los vehículos y embarcaciones, desde transbordadores espaciales hasta veleros.
Estas embarcaciones deben poder manejar diferentes niveles de presión en diferentes
momentos durante la operación sin fallar y, por lo tanto, los materiales de construcción
utilizados deben probarse cuidadosamente.
Una clasificación de resistencia a la compresión puede ayudar a un ingeniero a decidir la mejor
elección de material, después de considerar otros factores como la flexibilidad y la resistencia
a la corrosión. Los gráficos con datos sobre materiales de construcción comunes están
disponibles a través de organizaciones profesionales y comerciales que trabajan con materiales
de construcción y de construcción. También es posible obtener especificaciones del producto
de un fabricante que pueda proporcionar información detallada sobre las propiedades de los
materiales que procesa y produce. Esta información puede incluir una discusión sobre los
métodos de prueba.
En la fabricación, las pruebas periódicas se utilizan para el control de calidad. Los técnicos
quieren asegurarse de que los productos sean consistentes a medida que salen de la línea y
pueden proporcionar resultados de prueba a los clientes interesados. En lugares como sitios
de construcción, los trabajadores también pueden realizar pruebas puntuales antes de
comenzar los proyectos, para confirmar que, por ejemplo, un lote de concreto satisface las
necesidades de una aplicación determinada. Si el material falla durante la prueba, puede ser
defectuoso y la empresa constructora podría tener derecho a un reembolso o reemplazo del
fabricante.
Piezas y elementos
Introducción a los Elementos Estructurales en
Arquitectura
La arquitectura, más allá de su valor estético, es una disciplina anclada en la cie ncia y
la técnica de construir estructuras que son seguras, funcionales y resistentes. Un
componente esencial en el diseño arquitectónico es la comprensión y uso adecuado de
los elementos estructurales. Estos elementos son las piezas fundamentales que
soportan las cargas y fuerzas a las que se somete una construcción, permitiéndole
mantener su integridad y estabilidad a lo largo del tiempo.
Los elementos estructurales básicos incluyen columnas, vigas, arcos, losas y muros
portantes, cada uno con sus particularidades y aplicaciones específicas. Por ejemplo,
las columnas son utilizadas para transferir la carga de una estructura hacia los
cimientos, mientras que las vigas se encargan de distribuir el peso que soportan a las
columnas o muros portantes. La correcta interacción entre estos elementos es crucial
para el diseño de estructuras duraderas.
En el mundo actual, donde los avances tecnológicos ofrecen nuevas posibilidades, el
uso de materiales innovadores y técnicas de construcción avanzadas sigue
redefiniendo lo que es posible en términos de arquitectura y diseño estructural. El
conocimiento detallado de las propiedades de materiales como el acero, el hormigón
armado, la madera, el vidrio, entre otros, es indispensable para los arquitectos al elegir
los componentes adecuados para cada proyecto.
La arquitectura sostenible también ha comenzado a influir en la elección de los
elementos estructurales, promoviendo el uso de materiales ecológicos y técnicas que
minimizan el impacto ambiental. Esto no solamente abarca la elección de recursos
renovables sino también la implementación de diseños que mejoren la eficiencia
energética de los edificios y su interacción armónica con el entorno.
Tipos Clave de Elementos Estructurales y su Función
Los elementos estructurales en arquitectura son componentes esenciales que trabajan
en conjunto para sostener y transmitir las cargas a lo largo de una edificación,
asegurando tanto su estabilidad como su integridad. Estos elementos son diseñados
considerando factores como la resistencia, la durabilidad y la estética. Veremos a
continuación los tipos más fundamentales y las funciones específicas que cumplen
dentro de la estructura general de un edificio.
Columnas: Los Pilares de Sustentación
Las columnas son uno de los componentes verticales más importantes en cualquier
estructura. Típicamente, su función primordial es soportar cargas compresivas y actuar
como puntos de transferencia para el peso desde las vigas, losas o techos hasta los
cimientos del edificio. Están diseñadas para resistir fuerzas axiales y pueden ser
fabricadas de diferentes materiales, incluyendo concreto, acero, piedra o madera,
dependiendo de la estética y los requerimientos funcionales del diseño arquitectónico.
Vigas: Distribución Horizontal de Cargas
Las vigas son elementos estructurales esenciales que se extienden horizontalmente y
están diseñadas principalmente para resistir cargas de flexión. Actúan como los
principales soportes que distribuyen el peso de las cargas de piso y techos hacia las
columnas y paredes. Pueden ser construidas de diversos materiales, incluyendo acero,
madera o concreto armado, y su diseño varía en forma y tamaño según la distancia
que deben cubrir y el peso que deben soportar.
Losas: Soporte de Pisos y Techos
Las losas en arquitectura son las superficies planas y horizontales que sirven como
pisos o techos dentro de la estructura de un edificio. Fundamentalmente, estas
distribuyen uniformemente las cargas sobre las vigas y columnas. A menudo, están
compuestas de concreto y pueden incorporar refuerzos de acero para mejorar su
resistencia y capacidad de carga. La selección del tipo de losa depende de la aplicación
específica, siendo las losas sólidas, las nervadas y las losas con vigas, algunos de los
ejemplos más comunes.
Armaduras y Entramados: Refuerzo y Estabilidad
Finalmente, las armaduras y entramados son sistemas estructurales compuestos que
se utilizan principalmente en techos y ciertas estructuras de gran luz. Estos sistemas
están diseñados para soportar cargas específicas y para proporcionar una mayor
estabilidad estructural sin la necesidad de usar grandes cantidades de material. Las
armaduras suelen ser trianguladas y fabricadas de madera o acero, y son una solución
económica y eficiente para cubrir grandes espacios con menores repercusiones en el
peso total del edificio.
Innovaciones y Tendencias en el Diseño de Elementos
Estructurales
La arquitectura contemporánea ha presenciado una revolución en el enfoque y la
aplicación de nuevas tecnologías y materiales en el diseño de elementos estructurales.
El uso de software de modelado de información para la construcción (BIM) está
permitiendo a los arquitectos y ingenieros crear diseños con una complejidad y una
precisión sin precedentes. Este avance no solo optimiza el uso de materiales y reduce
el desperdicio, sino que también permite una mayor libertad creativa para explorar
formas y configuraciones innovadoras. Los elementos estructurales ya no están
limitados por rectángulos y círculos, sino que ahora fluyen y se retuercen en formas
orgánicas que desafían las antiguas convenciones.
Quizás también te interese: Entendiendo el Comportamiento Sísmico del Hormigón:
Claves para la Construcción Resiliente
En términos de materiales, estamos asistiendo al surgimiento de aleaciones y
compuestos que ofrecen una resistencia y durabilidad mejoradas, al mismo tiempo
que son más livianos y sostenibles. Los compuestos de fibra de carbono, por ejemplo,
se utilizan cada vez más en aplicaciones arquitectónicas debido a su gran relación
resistencia-peso y su capacidad para ser moldeados en prácticamente cualquier forma.
Asimismo, el desarrollo de concretos de alta tecnología con capacidades
autoreparables o de disipación de calor añade una nueva dimensión funcional a los
elementos estructurales, permitiéndoles desempeñar un papel activo en la gestión
ambiental de un edificio.
Quizás también te interese: Entendiendo la Deflexión en Sistemas Estructurales:
Claves para Diseños Resilientes
Otro prominente avance es la implementación de técnicas de diseño paramétrico.
Estas permiten que los elementos estructurales sean optimizados en base a una serie
de parámetros predefinidos, asegurándose de que cada componente contribuya tanto
a la estética del edificio como a su integridad estructural. Además, la creciente
tendencia hacia la construcción modular está redefiniendo el proceso de montaje de
los elementos estructurales, con secciones prefabricadas que se producen en el
entorno controlado de una fábrica antes de ser ensambladas in situ, reduciendo
tiempos de construcción y aumentando la precisión de ensamblaje.
Descargar