Cálculo de estructuras. Dimensionado, planta de cimentación y geometría.

Una de las cosas más complicadas al momento de realizar un proyecto de arquitectura es realizar todo lo que tenga que ver con la estructura de la edificación, ya que un análisis estructural es el proceso de calcular y determinar los efectos de cargas y fuerzas internas y externas en una estructura, edificio u objeto. Debido a eso, en este artículo aprenderás sobre cálculo de estructuras, dimensionado, planta de cimentación, geometría, de una manera fácil con la cual entenderás rápidamente.

El análisis estructural o cálculo estructural es particularmente importante para que los ingenieros estructurales se aseguren de que comprenden completamente las rutas de carga y los impactos que las cargas tienen en su diseño de ingeniería. Permite a los ingenieros o diseñadores garantizar que una pieza de equipo o estructura sea segura para su uso bajo las cargas estimadas que se espera que resista.

Entre los cálculos estructurales que se debe realizar en un proyecto arquitectónico son:

• Cálculos estructurales de momentos flectores.
• Cálculos estructurales de par.
• Cálculos estructurales de tensiones.
• Cálculos estructurales de cortante
• Cálculos de carga y presión de viento.
• Cálculos relacionados con el movimiento sísmico.

Un informe de cálculos estructurales proporciona un esquema completo del  trabajo de diseño y construcción a realizar. Se detalla minuciosamente e incluirá información sobre cómo se excavarán los cimientos, materiales requeridos, trabajos estructurales, muros de soporte, medidas, vigas, soportes de carga y cálculos de refuerzo de hormigón o conexiones de acero, ¿mucho trabajo cierto?.

Existen diferentes softwares utilizados para el diseño y cálculo de estructura, en arquitecturaconfidencial utilizamos cypecad, ya que es un software que nos permite realizar todo los diferentes tipos de cálculos estructurales ya sean estructuras de hormigón, madera, acero laminado, acero conformado al frío, aluminio incluso materiales compuestos.

Cálculo de estructuras: Dimensionado estructural

El dimensionamiento estructural se vuelve  muy importante para el diseño, inicial de los elementos estructurales, observándose así las restricciones y las oportunidades de uso que tienen de los espacios. Dependiendo del tamaño y de los materiales de los elementos estructurales, podemos obtener mayores o menores luces, lo cual de manera concreta, influye en el tamaño del espacio.

Uno de los errores mas comunes de muchos estudiantes de arquitectura es que en sus proyectos no realizan de forma correcta el dimensionado estructural siendo este después un gran problema, ya que conlleva a realizar cambios en los planos, lo cual se traduce en pérdida de tiempo.

Cálculo de estructuras: Planta de cimentación

El plano de cimentación es un dibujo de vista en planta, seccionada, que muestra la ubicación y el tamaño de las zapatas, pilares, columnas, muros de cimentación y vigas de soporte. Los planos de cimientos normalmente incluye lo siguiente:

• Zapatas para cimientos de muros, pilares y columnas (líneas ocultas)
• Muros de cimentación
• Muelles y columnas
• Paredes enanas (paredes bajas construidas para retener una excavación o terraplén)
• Paredes parciales, puertas y accesorios de baño si la casa tiene un sótano
• Aberturas en la pared de los cimientos, como ventanas, puertas y conductos de ventilación
• Vigas y Pilastras
• Dirección, tamaño y espaciado de vigas o cerchas del piso
• Drenajes y sumidero (si es necesario)
• Detalles de construcción de cimientos y zapatas
• Dimensiones y notas completas

Los planos estructurales por lo general deben incluir: Esquemas de los planos para los cimientos, el piso y la estructura del techo; Mostrar la configuración de los tramos estructurales para la estructura del piso y el techo;  dirección de los tramos, los tamaños de los elementos de la estructura estructural y los tipos de nodos.

Los planos estructurales, junto con los planos de planta arquitectónicos, deben estar acorde para asegurar que la estructura no reduzca los requisitos de uso de espacio en cuadrados requeridos para mantener el equilibrio.

Cálculo de estructuras:Geometría

La geometría es fundamental para la intersección de estructura y arquitectura. La proporción, forma y configuración de un sistema estructural son fundamentales para su función, eficacia y eficiencia. Estos, a su vez, influyen y están influenciados por la proporción, la forma y la configuración de la arquitectura de un edificio o puente. En muchos casos, la estructura y la arquitectura son inseparables; es imposible describir uno sin describir también el otro.

Los avances recientes en el diseño y la fabricación asistidos por computadora han dado lugar a una mayor libertad en la creación de formas. A veces, estas formas son voluntarias e independientes de las restricciones de una estructura y función claras. Dado que la mayoría del carbono incorporado de un edificio o puente está en la estructura, ¿es apropiado crear diseños que a menudo sean extremadamente ineficientes? No hace mucho tiempo, las estructuras debían ser relativamente simples y estar claramente organizadas debido a la incapacidad del ingeniero para calcular estructuras complejas.

Cálculo de estructuras: Fallas estructurales, integridad y mala representación

La falla estructural ocurre debido a que las  cargas que actúan sobre la estructura. Pueden ser cargas  estáticas debidas al propio peso de la estructura o la carga que lleva, O carga  dinámica (fuerzas de movimiento) producidas por el viento, el mar, los vehículos, las personas, etc.

En otras palabras, la falla estructural es un aspecto de la ingeniería que se ocupa de la capacidad de una estructura para soportar una carga estructural diseñada (peso, fuerza, etc.) sin romperse, e incluye el estudio de fallas estructurales pasadas para prevenir fallas en diseños futuros.

Por otro lado, la integridad estructural es la capacidad de un elemento, ya sea un componente estructural o una estructura que consta de muchos componentes, de mantenerse unido bajo una carga, incluido su propio peso, sin romperse o deformarse excesivamente.

En los PFG u otros tipos de proyecto de arquitectura, uno de los errores más comunes son la mala representación de los elementos estructurales, esos sucede a que muchos estudiantes dejan para última hora realizar las representaciones gráficas estructurales obtiene como resultados, zapatas no mal colocadas o posicionada, columna que alteran un espacio, ETC en resumen un mal diseño estructural.

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