HISTORIA DE LA ESTRUCTURA El término estructura, nacido del latín, lleva en su origen al verbo struere, que significa "disponer, reunir ordenadamente, construir". Ha conservado ese sentido, puesto que es "distribución y orden de las partes que componen un todo“ Los grupos humanos paleolíticos eran nómadas, buena parte de los neolíticos también, o eran semisedentarios. Debieron existir, además de los refugios en cuevas. AÑO 13000 A.C Los primeros pobladores ya construían sus tiendas con estructuras de palos sobre los que colocaban pieles de animales.
AÑO 1132 D.C Se crearon los puentes con viviendas encima construido principalmente en piedra y uno de los que se conserva todavía se encuentra sobre el arno en Florencia. también hubo los barcos de madera los cuales eran satisfactorios así la embarcación era mas resistente a las olas. AÑO 1555 D. C Se emplearon las estructuras para iglesias y cátedras con columnas y paredes que sujetan el peso del edificio, no se utilizaba casi la madera (solo para los andamios y los techos), y los materiales empleados eran la piedra, madera y un poco de acero. SIGLO XVIII
AÑO 8000 A.C Se hace la primera construcción de puentes con troncos y pilares de piedras planas y su objetivo era permitir el paso de personas sobre un río de poca profundidad sin mojarse.
AÑO 1400 A.C Se utilizo la construcción de acueductos para transvasar agua en lugares separados por valles o zonas bajas.
AÑO 4320 A. C: Se hizo un gran avance muy grande ya que se creo el andamio para poder subió los materiales como las piedras y eran general mente construidos con madera.
Se invento el primer puente de acero, en Inglaterra entre los años 1775-1779 de 30 metros, y 387 toneladas de hierro fundido sobre un río, a partir de este momento se empieza a remplazar la piedra y la madera.
AÑO 1884 D.C. La estatua de la libertad tiene 45 metros de altura y una estructura de acero interna la cual posee ascensores para la subida y bajada de los visitantes y una escalera en forma de caracol y por su exterior va recubierta de una chapa de cobre.
Dolmen
RASCACIELOS DE HORMIGÓN Los rascacielos era edificios. En la que se incorporo el cemento como elemento principal y la aparición de la soldadura como elemento de unión de las piezas metálicas para las vigas y columnas de edificios para poder sostener los edificios.
Talayots
ESTRUCTURAS NATURALES
Menhir Naveta
FUNCIÓN DE LAS ESTRUCTURAS Las estructuras son elementos constructivos cuya misión fundamental es la de soportar un conjunto de cargas, que podemos clasificar como sigue: 1- Peso propio 2- Cargas de funcionalidad 3- Acciones exteriores varias En el apartado 1 de peso propio incluiremos las cargas de la estructura que son especialmente significativas en las estructuras de hormigón armado y las cargas reológicas, que provienen del proceso de fraguado del hormigón.
En el apartado 2 incluiremos las cargas que actúan sobre la construcción de la que forma parte la estructura en cuestión, por ejemplo los objetos y personas que van a estar en la construcción.
En el apartado 3 nos referimos a la temperatura (dilatación-contracción), el viento, la nieve, sismos, entre otros. Vemos que las cargas que pueden actuar sobre una estructura son muy variadas y pueden darse una serie de combinaciones entre ellas, debiendo la estructura soportar la combinación más desfavorable.
Hemos utilizado anteriormente la palabra soportar, pero en teoría de estructuras, en el contexto que se ha utilizado en la frase, el sentido de tal palabra hace referencia a tres aspectos: 1- Estabilidad 2- Resistencia 3- Deformación limitada
RELACIONES DE LA FORMA Hablamos de estructuras planas cuando todas las barras que la forman y las cargas que actúan sobre la misma se encuentran en un mismo plano.
La viga armada se utiliza para pequeñas estructuras y generalmente en la tipología de armadura inferior, para que con el estado de cargas habitual trabajen a tracción los elementos que componen la armadura de la viga En tales casos es frecuente la utilización de cables.
Hablamos de estructuras superficiales cuando la estructura presenta una forma marcadamente superficial y las cargas que actúan sobre dicha estructura no se encuentran contenidas en dicha superficie.
La viga de celosía son muy frecuentes especialmente en construcción industrial para resolver luces apreciables y pórticos mixtos. Presentan una buena relación pesoresistencia en relación con las vigas de alma llena, pero ciertos inconvenientes constructivos.
Hablamos de estructuras espaciales cuando las barras que forman la estructura, así como las cargas que actúan sobre la misma, ocupan cualquier posición en el espacio.
Estructuras de barras articuladas para cubiertas de grandes luces.
Estructuras de puentes
Estructura de puentes colgantes
Estructuras de cubierta tipo shed
Estructura tipo marquesina
Estructura de porticadas
UTILITARISMO Y DELIMITACIÓN DEL ESPACIO. Configurar espacios arquitectónicos adecuados es el objetivo principal de la arquitectura. Se logran auxiliándose de elementos arquitectónicos. Se potencian apoyándose en la configuración del entorno (urbanismo) o recreando dichos elementos (artes decorativas). Espacios arquitectónicos singulares son: los pórticos, hipetros, cellas, atrios, naos, criptas, etc.
Para obtener un espacio arquitectónico, es necesario delimitar el espacio natural a través de dichos elementos de tipo constructivo, que permiten configurarlo para crear un espacio interno y uno externo, los cuales son divididos por uno construido. Según Robert Venturi, un arquitecto norteamericano muy influyente nacido en el año 1925, “La arquitectura nace cuando se encuentran el espacio interno y el externo”.
Museo Guggenheim de Bilbao, en su entorno urbanístico: la ría de Bilbao y sus puentes. Pórtico norte de la Catedral de Chartres, estilo gótico.
La Maison Carrée en Nimes con su cella detrás del pórtico hexástilo
La delimitación del espacio arquitectónico se da a través del volumen arquitectónico. Estos dos conceptos (espacio arquitectónico y volumen arquitectónico) son independientes. En ocasiones, la percepción de ambos no coincide. El volumen, por su parte, puede no coincidir con la forma material que lo delimita, ya que la dimensión del color y las texturas, la dirección de las transparencias y la proporción de los niveles pueden variar.
LENGUAJE USADO EN EL DISEÑO DE LAS ESTRUCTURAS
Diseño estructural es uno de los campos donde se desarrolla la Ingeniería Civil. El diseño estructural s e realiza a partir de un adecuado balance entre las funciones propias que un material puede cumplir, a partir de sus características naturales específicas, sus capacidades mecánicas y el menor costo que puede conseguirse. El costo de la estructura siempre debe ser el menor, pero obteniendo el mejor resultado a partir de un análisis estructural previo. El diseño estructural debe siempre de obtener un rendimiento balanceado entre la parte rígida y plástica de los elementos, ya que en muchas ocasiones, un exceso en alguno de éstos dos aspectos pueden conducir al fallo de la estructura. Usualmente los materiales utilizados en la parte estructural deben cumplir otro tipo de funciones, tales como aislante térmico, acústico, intemperie, impermeabilidad, división de aposentos y otros propios dentro de una estructura. Además, dentro de otras funciones que cumplen los elementos dentro del diseño estructural están los aspectos arquitectónicos, los cuales deben ser integrados dentro del diseño estructural, a fin de obtener el mejor rendimiento de la estructura total.
El diseño de una estructura parte de una tipología base para a continuación realizar el cálculo adecuado de resistencias en cada una de sus partes conocidos los materiales y las cargas actuantes. Para un diseño adecuado se deben tener en cuenta las combinaciones de cargas y en general cualquier situación a la cual se pueda ver sometida la estructura diseñada. Las tipologías de estructuras se pueden dividir atendiendo a diferentes aspectos: 1.- Espaciales o planas 2.- Materiales: acero, hormigón, madera, mixtas... 3.- Isostáticas, hiperestáticas, hipostáticas. 4.- Uso industrial o residencial: arquitectónico, monumental, artístico... Para su desarrollo se debe atender la normativa legal en cada país que establece unos mínimos de modo que se puedan establecer responsabilidades penales en caso de accidente (por derrumbe o rotura). En España la norma se engloba dentro del código técnico de la edificación y normas adicionales.