Una estructura describe un sistema cuya función es transmitir cargas y puede estar formada por uno o varios elementos como losas, vigas o columnas.
Las cargas actuantes sobre la estructura generan fuerzas axiales, momentos flectores, fuerzas cortantes, torsión entre otras (solicitaciones de carga) sobre los elementos que la conforman.
Conocer las características del sistema es fundamental para predecir el comportamiento del mismo ante las acciones que sobre ella actúan, sean éstas de carga, desplazamientos, cambios de temperatura, entre otros.
A este comportamiento lo llamamos RESPUESTA del Sistema Estructural y el procedimiento para determinar esta respuesta es conocido como Análisis Estructural, por lo tanto, el objetivo del análisis estructural es determinar esta respuesta del sistema.
El análisis estructural hace uso de las ecuaciones de la resistencia de materiales para encontrar los esfuerzos internos, deformaciones y tensiones que actúan sobre una estructura resistente, como edificaciones o esqueletos resistentes de maquinaria. Igualmente el análisis dinámico estudiaría el comportamiento dinámico de dichas estructuras y la aparición de posibles vibraciones perniciosas para la estructura.
Estos análisis son particularmente importante para los ingenieros estructurales para asegurar que entienden por completo las vías de carga y los impactos que las mismas tienen en su diseño de ingeniería. Esto permite a los ingenieros y diseñadores asegurar que una pieza de equipo o estructura es segura para su uso bajo las cargas estimadas que se espera que soportar a futuro.
Para desarrollar un correcto análisis es necesario realizar Modelos Estructurales, que consisten básicamente en un proceso de idealización, tanto de la geometría de la estructura, como de las acciones, condiciones de apoyo y comportamiento del material con el que está construida la misma. Pueden ser físicos ó matemáticos.
Principales Objetivos del Análisis Estructural:
Seguridad de la estructura: El objetivo primario del análisis estructural es asegurar que la estructura pueda soportar todas las cargas previstas (peso propio, personas, equipos, condiciones meteorológicas, terremotos, etc.) sin fallar. Esto incluye no solo el análisis de cargas estáticas, sino también el comportamiento frente a cargas dinámicas.
Estabilidad: Una estructura debe ser estable y no debe ceder ni deformarse excesivamente bajo carga. El análisis estructural permite identificar posibles puntos débiles en la distribución de cargas y permite tomar decisiones de diseño que prevengan fallos estructurales.
Optimización de recursos: A través del análisis, los ingenieros pueden determinar los materiales y las dimensiones más adecuados para cada elemento estructural (vigas, columnas, losas, etc.), evitando el uso excesivo de materiales sin comprometer la seguridad de la estructura. Esto no solo reduce costos, sino que también contribuye a la sostenibilidad del proyecto.
Comportamiento ante cargas imprevistas: El análisis estructural no solo se centra en las cargas previstas durante la fase de diseño, sino también en el comportamiento de la estructura frente a eventos inesperados, como terremotos, vientos fuertes, cargas accidentales o cambios en las condiciones del terreno.
El modelo elegido para el análisis debe ser capaz de reproducir el comportamiento dominante del sistema, garantizando que las construcciones sean seguras, estables y eficientes, lo que no solo protege la inversión económica, sino que también salva vidas. Gracias a estos análisis, podemos contar con infraestructuras robustas que soportan las exigencias del mundo moderno, a la vez que optimizan recursos y minimizan riesgos.
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