ESTRUCTURAEntidad fsica de carcter unitario, concebida como una organizacin de cuerpos dispuestos en el espacio de modo que el concepto del todo domina la relacin entre las partes.

Segn esta definicin vemos que una estructura en un ensamblaje de elementos que mantiene su forma y su unidad.

Sus objetivos son: resistir cargas resultantes de su uso y de su peso propio y darle forma a un cuerpo, obra civil o maquina.

Ejemplos de estructuras son: puentes, torres, edificios, estadios, techos, barcos, aviones, maquinarias, presas y hasta el cuerpo humano.

Qu es un sistema estructural?

Es un ensamblaje de miembros o elementos independientes para conformar un cuerpo nico y cuyo objetivo es darlesolucin (cargas y forma) a un problema civil determinado.

La manera de ensamblaje y el tipo de miembro ensamblado definen el comportamiento final de la estructura y constituyen diferentes sistemas estructurales.

En algunos casos los elementos no se distinguen como individuales sino que la estructura constituye en si un sistema continuo como es el caso de domos, losas continuas o macizas y muros, y se analizan siguiendo los conceptos y principios bsicos de la mecnica.

El sistema estructural constituye el soporte bsico, el armazn o esqueleto de la estructura total y l transmite las fuerzas actuantes a sus apoyos de tal manera que se garantice seguridad, funcionalidad y economa.

En una estructura se combinan y se juega con tres aspectos:

FORMA

MATERIALES Y DIMENSIONES DE ELEMENTOS

CARGAS

los cuales determinan la funcionalidad, economa y esttica de la solucin propuesta.

INGENIERA ESTRUCTURALEs el arte de idealizar materialesa los cuales no se les conoce bien sus propiedades,para construir formasque no sabemos analizar, de tal manera quesoporten cargasque ignoramos y sin embargo se comporten satisfactoriamente (todo esto sin que la gente se de cuenta) (autor desconocido).La misma cita es mencionada por Edgard L. Wilson (podructor del progama SAP2000) en su libro Three dimensinal static an dynamic analysis of structures:STRUCTURAL ENGINEERING ISTHE ART OF USING MATERIALSThat have properties which can only be estimatedTO BUILD REAL STRUCTURESThat can only be approximately analyzedTO WITHSTAND FORCESThat are not accurately knownSO THAT OUR RESPONSIBILITY WITH RESPECT TO PUBLIC SAFETY IS SATISFIEDIngeniera estructural es la aplicacin de los conocimientos dela Mecnica, ciencia que estudia las fuerzas y sus efectos, al arte de disear estructuras.

En el anlisis estructural conjugamos conocimientos de ciencias bsicas aplicadas al arte de la ingeniera para encontrar fuerzas y deformaciones en una estructura.

El ingeniero estructural se encarga del arreglo y dimensionamientode las estructuras y sus partes, de tal manera que soporten satisfactoriamente las cargas colocadas sobre ellas. Pueden servir de ayuda a otros ingenieros en proyectos especiales.

El ingeniero por medio de los conocimientos, fsicos y matemticos, crea modelos, a los que aplica ecuaciones y puede por lo tanto planear, conocer y rectificar una estructura antes de ser construida.

Aunque la ingeniera estructural no es una ciencia, ella posee un mtodo propio. Este mtodo nos permite analizar y disear estructuras de una manera estndar en cualquier parte del mundo. Solo unos pocos mas adelantados estaran innovando y creando nuevos mtodos mas simplificados.

Objetivo GeneralIdentificar, estudiar alternativas, seleccionar, analizar y verificar resultados de la solucin estructural a un problema ingenieril, teniendo presentes los criterios defuncionalidad, economa y seguridad.

En el diseo estructural completo se distinguen dos etapas: anlisis y diseo.

Objetivo del AnlisisDeterminar fuerzas internas (axiales, cortantes, momentos) y deformaciones de una estructura, sobre la base de: una forma dada de la estructura, del tamao y propiedades del material usado en los elementos y de las cargas aplicadas.

Objetivo del DiseoSeleccin de la forma, de los materiales y detallado (dimensiones, conexiones y refuerzo) de los componentes que conforman el sistema estructural.

Ambas etapas son inseparables, parecera que se empieza por el diseo, ya que es en esta etapa donde se crea y luego se analiza, pero las cosas no terminan ah, se requiere verificar que las fuerzas encontradas en el anlisis, si son soportadas y resistidas con los materiales y dimensiones seleccionadas, por lo tanto volveramos al diseo, es decir, el proceso es iterativo.

3. ETAPAS DE DESARROLLO DE UN PROYECTOPlaneacin: Se identifica el problema a solucionar y se presentan alternativas generales de solucinDiseo preliminar: GeneralEvaluacin de alternativas: Diferentes sistemas estructurales, diferentes geometras y diferentes materiales.Anlisis: fuerzas y deformacionesevaluacin de cargas o fuerzas actuantesmodelacin, real y abstractaresolucin del modelo: fuerzas internas, de conexiones ouniones.Diseo:detallado y dimensionamiento de los elementospara que resistanlas fuerzas actuantes.Construccin:Llevar a cabo la materializacin fsica de lo planeado

El ingeniero Estructural participa en todas las etapas pero es responsable directo de la evaluacin de alternativas, el anlisis y el diseo.(Ver numeral A.1.3 de las Normas Colombianas de diseo y construccin sismorresistente)

4. PRINCIPIOS DEL DISEO ESTRUCTURAL

SEGURIDAD, FUNCIONALIDAD Y ECONOMA

Una estructura se disea para que no falle durante su vida til. Se reconoce que una estructura falla cuando deja de cumplir su funcin de manera adecuada.

Las formas de falla pueden ser: falla de servicio o falla por rotura o inestabilidad.

La falla de servicio es cuando la estructura sale de uso por deformaciones excesivas ya sean elsticas o permanentes.

La falla por rotura (resistencia) o inestabilidad se da cuando hay movimiento o separacin entre las partes de la estructura, ya sea por mal ensamblaje, malos apoyos o rompimiento del material.

SEGURIDAD: La seguridad se determina controlando las deformaciones excesivas que obligan a que salga de servicio o el rompimiento o separacin de alguna de sus partes o de todo el conjunto.

Una de las condiciones de seguridad, la estabilidad, se puede comprobar por medio de las leyes de equilibrio de Newton.En el caso particular de fuerzas estticas la ecuaciones generales del equilibrio son:, las cuales deben ser satisfechas por la estructura en general y por cada una de sus partes.

El principio de accin y reaccin es uno de los conceptos bsicos de uso general en las estructuras, encontrar fuerzas actuantes y fuerzas resistentes hace parte del diario de la ingeniera estructural. Este principio dice: para toda fuerza actuante debe haber algo que produzca una reaccin que contrarreste el efecto o en otras palabras para una fuerza actuante existe una reaccin de igual magnitud, direccin pero sentido contrario.La condicin de seguridad de resistencia a la rotura de los elementos que la componen y de las uniones entre estos, depende de las propiedades mecnicas de los materiales utilizados.FUNCIONALIDAD: La estructura debe mantenerse en funcionamiento durante su vida til para las cargas de solicitacin. Un puente que presenta deformaciones excesivas dara la sensacin de inseguridad y la gente dejara de usarlo, en ese momento deja de ser funcional.ECONOMA: El aprovechamiento de los recursos determina un reto para el diseo estructural.En la economa se conjuga la creatividad del ingeniero con su conocimiento.