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Las estructuras de las edificaciones y las obras civiles

A lo largo de la historia de la civilización el hombre se ha esforzado siempre por conseguir edificaciones cada vez mas grandes, altas, robustas y resistentes, siendo impulsado a probar nuevos materiales y mejorar las técnicas constructivas que conoce.

En esta materia el desarrollo y comprensión de los sistemas estructurales ha sido fundamental para permitir que esta evolución sea posible, al punto de crear hoy construcciones y formas que se aproximan al límite de lo que podemos llegar a imaginar.

Definición de estructura

En edificaciones y obras civiles la estructura se define como el conjunto de elementos unidos o conectados entre sí que se ocupan de recibir, soportar y conducir las cargas y esfuerzos que resultan del peso propio de la construcción, de los elementos colocados sobre ella, y de su interacción con agentes externos, fortuitos o eventos ocasionales.

Este conjunto de elementos puede ser de casi cualquier forma y material, aunque generalmente las estructuras están hechas de acero, concreto (hormigón), madera, piedra, o una combinación de los anteriores y se distinguen algunos tipos de elementos estructurales comunes.

Las principales funciones de una estructura son soportar cargas y mantener la estabilidad de las construcciones, pero también se ocupan de conservar la forma, mejoran la relación resistencia/peso y en algunas ocasiones protegen partes delicadas de las edificaciones. En cualquier caso, cualquiera de las anteriores funciones se cumple siempre que las estructuras cubran las condiciones que se consideran básicas:

  • Estabilidad: no debe volcarse ni caerse.
  • Resistencia: no debe romperse.
  • Rigidez: debe conservar su forma.

Importancia del análisis estructural

El análisis estructural como proceso numérico o de formulación matemática permite que sobre una adecuada comprensión de las cargas esperadas se elija el sistema estructural, los materiales y técnicas mas adecuados desde el punto de vista de la seguridad tanto como de la economía.

La ingeniería de las estructuras

El diseño, cálculo y construcción de los sistemas de estructuras y cimentaciones constituye hoy un área altamente especializada de la ingería civil que involucra aspectos técnicos, económicos, ambientales, estéticos y sociales y tiene su campo de acción en estructuras arquitectónicas e infraestructuras civiles, tanto como en la industria aeroespacial, militar, mecánica y naval. El profesional mas especializado en esta área es el ingeniero estructural, sin embargo, los ingenieros civiles y mecánicos, así como los arquitectos, diseñadores, urbanistas, entre otros reciben suficiente formación en esta materia.

Estructura metálica de un edificio

Una estructura es el conjunto de elementos que sostienen un edificio, lo fijan al suelo y hacen que las cargas se transmitan hasta él. Se puede afirmar que es la parte mas importante de cualquier edificación.

Elementos estructurales comunes:

  • Cables
  • Columnas
  • Vigas
  • Columnas
  • Arcos
  • Cerchas
  • Cascaras o membranas
  • Muros

En términos muy básicos los sistemas estructurales se caracterizan por que están compuestos por elementos simples unidos entre sí, resisten las fuerzas a las que está sometido sin destruirse y siempre conservan su forma.

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