Tipos De Elementos Estruccturales

TIPOS DE ELEMENTOS ESTRUCTURALES

Las estructuras físicas son cuerpos o ensamblajes de cuerpos de materia están conformadas por elementos estructurales que deberán ser de materiales lo suficientemente fuertes y ensamblados de la forma lo suficientemente coherente para soportar el peso total de la estructura así como fuerzas a las que la estructura será sometida para que ésta no cambie su forma o su tamaño.

Éstos pueden llegar a ser cientos de miles, y dependerán de la naturaleza y necesidad de la construcción. Por ejemplo, si requieren movimiento las partes entre sí o si se requiere que sean fijos.Los elementos estructurales se clasifican de acuerdo a su dimensión, su forma geométrica, su estado de tensión o su funcionalidad.De acuerdo a su dimensión si se conceptualizan de 1 dimensión (vigas, arcos, pilares), de 2 dimensiones por considerarse como áreas (placas, láminas, membranas) o de 3 dimensiones por considerarse como volúmenes.

Los “elementos lineales” o de “1 dimensión” por lo general están sometidos a tensiones planas con esfuerzos grandes. Son geométricamente alargados, siendo esta dimensión mucho más grande que las otras dimensiones.

o Pueden ser verticales y rectos como columnas, pilares o pilotes

o Horizontales flexionados y rectos como vigas, dinteles, zapatas corridas de cimentación

o Diagonales y rectos como las barras diagonales de una celosía o un entramado triangulado.

o Flexionados y curvos como arcos continuos o vigas balcón.

Los “elementos planos” o de “2 dimensiones” se basan en una superficie, con un espesor pequeño en relación al resto de las dimensiones del elemento, es decir, que 1 dimensión es mucho menor que las otras 2 dimensiones del elemento.

De acuerdo a su forma se dividen en:

o Horizontales, flexionados y planos: como las losas de cimentación, plateas o marquesinas.

o Verticales, flexionados y planos: como los muros de contención

o Verticales, comprimidos y planos: como los muros de carga, paredes o tabiques

o Flexionados y curvos: como las lámina, los depósitos cilíndricos para líquidoscomo tanques.

o Traccionados y curvos: las membranas elásticas como paredes de depósitos con fluidos a presión.

Los elementos de volumen o de 3 dimensiones son los que presentan tensiones biaxialo triaxial donde no predomina una dirección dimensión sobre las otras.

o Ejemplos de estos son las ménsulas de sustentación o las zapatas que presentan compresiones según la dirección.

De acuerdo a su forma geométrica, pues ésta afecta los detalles de la estructura. Si es recta, curva, así como su posición u orientación.

De acuerdo a su estado de tensión o esfuerzo predominante serían de “tracción” (como las membranas o los cables), de “compresión” (como los pilares), de “flexión” (como las vigas, arcos, placas o láminas) o de “torsión” (ejes de transmisión)

De acuerdo a su funcionalidad se pueden clasificar en cuanto a:

(1) Las que soportan el peso de la estructura como las bases y le dan cuerpo a la estructura incluyendo placas, marcos, carcazas, cilindros, bloques, materiales masivos.

(2) Las que soportan cargas con una funcionalidad específica como soportar personas o maquinaria.

(3) Las que cumplen una acción exterior variada como las que soportan interacciones con el viento, los sismos, la expansión o contracción por el calor, entre otros como pueden ser los “elementos elásticos” diseñados para eliminar la vibración o amortiguar impactos.

(4) Elementos que transmiten la energía mecánica a través de una distancia se llaman “transmisiones”

(5) Elementos de conexión o adaptadores, que permiten la separación y conexión de las piezas de la estructura sin tener qué destruir los elementos. Éstos pueden ser planos, cilíndricos incluye los tornillos, remaches, tuercas.

Un elemento estructural

Es cada una de las partesdiferenciadas aunque vinculadas en que puede ser divididauna estructura a efectos de su diseño. El diseño ycomprobación de estos elementos se hace de acuerdo conlos principios de la ingeniería estructural y la resistencia demateriales.

El concreto simple, sin refuerzo, es resistente a la compresión, pero débil en Tensión, lo que limita su aplicabilidad como material estructural. Pararesistirtensiones, se emplea refuerzo de acero, generalmente en forma de barras,colocado en las zonas donde se prevé que se desarrollarán tensiones bajo lasacciones de servicio. El acero restringe el desarrollo de las grietas originadaspor la poca resistencia a la tensión del concreto.El uso del refuerzo no está limitado a la finalidad anterior, también seemplea enzonas de compresión para aumentar la resistencia del elemento reforzado, para reducir las deformaciones debidas a cargas de larga duración y para proporcionarconfinamiento lateral al concreto, lo que indirectamente aumenta suresistencia a la compresión.La combinación de concreto simple con refuerzo constituye lo que se llama concreto reforzado

Básicamente los elementos estructurales pueden tener estados detensión uniaxiales, biaxiales o triaxiales según su dimensionalidad ysegún cada una de las direcciones consideradas pueden existir tantotracciones como compresiones y finalmente dicho estado puede seruniforme sobre ciertas secciones transversales o variar de punto a puntode la sección. Los elementos estructurales suelen clasificarse en virtudde trescriterios principales

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Dimensionalidad del elemento

Según puedan ser modelizados comoelementos unidimensionales (vigas, arcos, pilares, ...), bidimensionales(placas, láminas, membranas) o tridimensionales.Forma geométrica y/o posición, la forma geométrica concreta afecta alos detalles del modelo estructural usado, así si la pieza es recta comouna viga o curva como un arco, el modelo debe incorporar estasdiferencias, también la posición u orientación afecta al tipo de estadotensional que tenga el elemento.Estado tensional y/o solicitaciones predominantes, los tipos de esfuerzos predominantes pueden ser tracción (membranas y cables),compresión (pilares), flexión (vigas, arcos, placas, láminas)o torsión (ejes de transmisión, etc.).

Elementos lineales

Los elementos lineales o unidimensionales o prismas mecánicos, están generalmente sometidos a un estado de tensión plana con esfuerzos tensiones grandes en la dirección de línea baricéntrica (que puede ser recto o curvo).Geométricamente son alargados siendo la dimensión según dicha línea (altura, luz, o longitud de arco), mucho mayor que las dimensiones

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