Analisis Estructural

ANALISIS ESTRUCTURAL

INTRODUCCION

LECCIONES 1 a 8

INTRODUCCIÓN

Es nuestra intención, orientar al alumno, que lo precise, sobre los conceptos estructurales básicos que debe; recordar, ordenar, o en su caso, estudiar, para poder acometer con soltura y seguridad el proceso de Análisis y Diseño de Estructuras.

Para ello presentamos, en forma de lecciones, una serie de conceptos que consideramos imprescindibles, o más bien básicos, para sedimentar los conocimientos estudiados en años anteriores y poder abordar el estudio de cualquier tema no contemplado en los temarios estudiados.

El contenido de estas lecciones, ya ha sido expuesto en cursos anteriores, por lo que no pretendemos exponer los temas, exhaustiva y repetitivamente, sino con una visión de recuerdo, síntesis y ordenación de los conocimientos que, por otra parte, se suponen ya adquiridos, insistiendo, como ya se ha mencionado en los Conceptos Estructurales Básicos que constituyen el objetivo fundamental que nos ocupa.

Para el mejor seguimiento de las clases teóricas, se presentan guiones, de cada una de las lecciones, con referencias bibliográficas, de las fuentes a utilizar por el alumno en el estudio de los temas.

Recomendamos, porque no nos atrevemos a exigir, la lectura y estudio de tres publicaciones que presentamos:

“RAZÓN Y SER DE LOS TIPOS ESTRUCTURALES”

Eduardo Torroja.

Instituto E. Torroja de la Construcción y el Cemento. Madrid.

“ PLATEAMIENTO GENERAL DE PROBLEMA.

En la literatura técnica de la construcción se encuentran cientos de obras, de carácter teórico, sobre el cálculo de sus estructuras; muy pocas sobre las condiciones generales de sus diferentes tipos, sobre las razones fundamentales que los determinan, sobre las bases que han de orientar el problema de su elección y las ideas rectoras que guían al proyectista en su trabajo inicial, siguiendo principios que, poco a poco, han ido asimilando su mente, pero en los que rara vez se para a reflexionar. ......

...... Las teorías rara vez dan más que una comprobación de la bondad o del desacierto de las fórmulas y proporciones que se imaginan para la obra. Están han de surgir primero de un fondo intuitivo de los fenómenos, que ha quedado como un poso íntimo de estudios y experiencias a lo largo de la vida profesional. De esto y sólo de esto se pretende tratar ahora.

El cálculo no es más que una herramienta para prever si las formas y dimensiones de una construcción, simplemente imaginada o ya realizada, son aptas para soportar las cargas a que ha de estar sometida. No es más que la técnica operatoria que permite el paso de unas concepciones abstractas de los fenómenos resistentes a los resultados numéricos y concretos de cada caso o grupo especial de ellos. El asombroso avance, que en las teorías mecánicas de las estructuras o elementos sustentantes de las construcciones han producido los siglos XIX y XX, hace menospreciar excesivamente el estudio ontológico de la morfología resistente. Todo proyectista que descuide el conocimiento de sus principios, está expuesto a graves fracasos; y el caso es que en las escuelas hay tanto que aprender que rara vez queda tiempo para pensar.

Para acertar en la concepción y traza de las estructuras, y aun de las construcciones en general, es necesario meditar y conocer bien las causas profundas, la razón de ser, de su mayor o menor aptitud resistente; y se trata de enfocar, ahora, la cuestión, prescindiendo de todo lo accesorio y, en especial, de todo lo que representa un proceso o un valor numérico; se trata de considerar el problema desde puntos de vista más generales y cualitativos. Porque es absurdo descender a la concreción cuantitativa sin la seguridad de tener encajado el conjunto en sus acertados dominios. Es un error demasiado corriente empezar a calcular la viga número 1 sin haber antes meditado si la construcción debe llevar vigas o no.

El empeño es audaz, porque, como decía Confuncio, tan inútil es aprender sin meditar, como es peligroso pensar sin antes haber aprendido de otros......

...... Las obras no se construyen para que resistan. Se construyen para alguna otra finalidad o función que lleva, como consecuencia esencial, el que la construcción mantenga su forma y condiciones a lo largo del tiempo. Su resistencia es una condición fundamental; pero, no es la finalidad única, ni siquiera la finalidad primaria.

Para lo que aquí interesa, las finalidades funcionales primarias podrían agruparse en la siguiente forma:

1º. Aislar un determinado volumen del exterior. O sea, defender ese volumen de los agentes naturales exteriores: viento, lluvia, nieve, ruidos, temperaturas, vistas de otras personas, etc., Desde el punto de vista estructural suelen distinguirse, en este grupo, los muros de cierre y las cubiertas.

2º. Sostener cargas fijas o móviles. Es decir, pontear o establecer una plataforma que permita el paso de personas, vehículos, etc. Son, de una parte, los pisos de los edificios, y de otra, los puentes viaductos, pasarelas, etc.

3º. Contener empujes horizontales o establecer un paramento, que soporte los empujes de tierras, aguas u otros materiales líquidos, áridos o materias análogas. Son presas, paredes de depósitos y silos, muros de contención, diques de abrigo, etc. ......

...... Existen, pues, unas condiciones imprescriptibles, otras puramente accesorias o de conveniencia, y unas intermedias absolutamente necesarias cualitativamente, pero que admiten, en lo cuantitativo, un margen mayor o menor. Por un puente colgante, sin viga de rigidez, podrá ser posible el paso como en un tobogán, pero, nadie admitiría esta solución; sin embargo, una pequeña flecha es bien aceptable. Hasta dónde se acepta la elasticidad del sistema es punto difícil de concretar y está sujeto a opiniones puramente subjetivas. ......

...... Porque no basta que su resistencia aleje el peligro de rotura. Es necesario también que la construcción sea estable e inmóvil. Una obra puede caerse o volcar sin romperse –que se rompa o no al llegar al suelo es secundario -, puede deslizar sobre el cimiento, o acomodarse al movimiento de las olas como un barco. Las construcciones que se van a tratar aquí, no deben admitir semejantes movimientos ni resultar deformables como un trampolín. Quizá, en lugar de hablar de una función resistente, sería, pues, mejor hablar, con más generalidad, de una función estática.

La función estática es siempre esencial; porque si una cosa,

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