Diseño estructural[Resumen por Simón Bautista Bertín]

El diseño estructural implica solucionar todas las funciones que se demanden a lo largo de su vida útil. Sistema: conjunto de subsistemas y elementos que se combinan en forma ordenada para cumplir con determinada función. Construcción u otra: conjunto desistemas: elementos arquitectónicos; estructurales; instalaciones eléctricas; hidráulicas; control ambiental; elevadores. Dado que estossub sistemas interactúan entre sí, el diseño deberá de contemplar dichas interacciones. A menudo después de concluir los planos de los diferentes sub sistemas, se harán cambios que implicarán ahorro de tiempo y costos deejecución, quedando el diseño un tanto diferente al proyecto inicial.

El diseño es un proceso creativo mediante el cual se definen lascaracterísticas de un sistema de manera que cumpla en formaóptima con sus objetivos. El objetivo de un sistema estructurales resistir las fuerzas a las que va a estar sometido, sin colapsoo mal comportamiento.Las soluciones estructurales están sujetas a las restriccionesque surgen de la interacción con otros aspectos del proyecto y alaslimitaciones generales de costo y tiempo de ejecución.Desgraciadamente resulta difícil enseñar "criterio estructural" enlos libros de texto y en las aulas de clase. Es mucho más fácilenseñar fundamentos teóricos, métodos analíticos y requisitosespecíficos.

Estructuración: Aquí se determinan los materiales de los queva a estar constituida la estructura, la forma global de ésta, elarreglo de sus elementos constitutivos y sus dimensiones ycaracterísticas más esenciales.

Diseño: Aquí están las actividades que llevan a ladeterminación de la respuesta de la estructura ante lasdiferentes acciones exteriores que pueden afectarla. Seintentará determinar los efectos de las cargas que que puedenafectar a la estructura durante su vida útil. Se usarán lassiguientes metodologias:

(a) Modelación estructural: se realiza un modelo teóricofactible.

(b) Determinar las acciones de diseño: en esta etapa sesuelen tener grandes incertidumbres y se llegan acometer errores graves que dan al traste con laprecisión que se pretende guardar en las etapassubsecuentes.

(c) Efectos de las acciones de diseño en el modelo deestructuro elegido: constituye el análisis propiamentedicho, se determinan las fuerzas internas (momentosflexionantes y de torsión, fuerzas axiales y cortantes),así como las flechas y deformaciones de la estructura.

Dimensionamiento: se define en detalle la estructura y serevisa si cumple con los requisitos de seguridadadoptados. Se elaboran los planos y especificaciones deconstrucción de la estructura.El análisis de la secuencia temporal con que se realiza el diseñode una estructura marca estas etapas:

1. Planteamiento de soluciones preliminares: Se requiereprimero una definición clara de las funciones que debecumplir la estructura y de las restricciones que imponeel entorno físico y de las que fijan otros aspectos delproyecto.

2. Evaluación de soluciones preliminares: Se realizan las

actividades que constituyen las etapas del proceso dediseño estructural, se denomina comúnmente"prediseño", aquí se pretende definir lascaracterísticas esenciales de la estructura en diversasalternativas, con el fin de identificar posiblesproblemasen su adopción y, principalmente, de poder cuantificarsus partes y llegar a una estimación de los costos delas diversas soluciones.

3. Diseño detallado. Una vez seleccionada la opción másconveniente, se procede a definirla hasta su detalle,realizando de manera refinada todas las etapas delproceso; aún aquí es necesario con frecuenciarecorrer más de una vez las diversas etapas, ya que algunas de las características que se habían supuestoinicialmente pueden tener que modificarse por losresultados del dimensionamiento y hacer que se repitatotal o parcialmente el análisis.

4. 4) Transferencia de los resultados del diseño: Nobasta haber realizado un diseño satisfactorio; esnecesario que sus resultados sean transmitidos a sususuarios, los constructores, en forma clara y completa.

5. Supervisión: tiene como objetivo destacar laimportancia de que las personas responsables delproyecto estructural comprueben que se estéinterpretando correctamente su diseño y, sobre todo,que puedan resolver los cambios y adaptaciones quese presentan en mayor o menor grado en todas lasobras, de manera que éstos no alteren la seguridadde la estructura y sean congruentes con los criteriosde cálculo adoptados.

Herramientas del diseñoEn primer instancia estás las matemáticas que fundamentadasen la teoría de Euler son una ayuda para el diseño estructural,siendo introducidas propiamente en el diseño estructura en elsiglo XVII. Previo a esto el diseño se elaboraba principalmentecon conocimientos empíricos.La segunda herramienta del diseñador es la experienciaacumulada a través de la solución analítica de .un gran númerode problemas, de la observación del comportamiento de lasestructuras reales y de la experimentación e investigaciónrealizadas en ese campo, está vaciada en una gran variedad decódigos, recomendaciones, especificaciones y manuales queconstituyen un apoyo insustituible para el proyectista.

Fuente: Melli-Piralla, R. Diseño estructural. UNAM. Limusa.