“Las estructuras se comportan como se han construido, no como se han calculado”

Eduardo Torroja, el insigne ingeniero, autor del indispensable libro Razón y ser de los tipos estructurales, afirmaba una perogrullada que, de cara a los diseñadores de estructuras, es de vital importancia: “las estructuras se comportan como se han construido, no como se han calculado”. Y esta afirmación, sencilla y evidente, es la causa de muchas patologías, y fracasos en los diseños estructurales.

El diseño estructural se fundamenta en las leyes de la estática…

…las célebres leyes de Newton. Sabemos que la estática obliga a que las suma de todos los momentos que actúan sobre la estructura y la suma de todas las fuerzas sea nula. Y de ahí deducimos, la que tal vez sea una de las consecuencias más importantes en el diseño estructural como es el conocimiento de las REACCIONES, que equilibran el conjunto. Porque del conocimiento de las reacciones deducimos las leyes de MF, momentos flectores y la de EC, esfuerzos cortantes. Por tanto es indispensable conocer las reacciones; sin ellas no hay diseño estructural.

Por otro lado, la solución univoca del comportamiento de una estructura, depende de las ligaduras en los apoyos, esto que en el cálculo diferencial llaman condiciones de contorno. De ahí nuevamente sacamos otra importante conclusión. El sistema estructural se comportará de acuerdo con las ligaduras exteriores. Nosotros, a esto le llamamos apoyos. De ahí, finalmente que debamos definir, calcular y construir correctamente los apoyos de las estructuras dado que, de acuerdo a su diseño, las reacciones actuaran (recordemos la 3ª ley de Newton de ACCIÓN-REACCIÓN) sobre la estructura.

Veamos algunos ejemplos de estructuras:

Si suponemos un nudo empotrado, estamos suponiendo que la estructura puede transmitir al apoyo, un momento flector, un esfuerzo cortante y un esfuerzo axil. Por tanto la reacción que los equilibra ha de ser igual pero de sentido contrario, para que el nudo este en equilibrio y se cumplan las leyes de la estática.

Nudos empotrados con tres reacciones

Si suponemos que de las tres solicitaciones, Fx, Fy y Mz, suprimimos el Mz, y permitimos el giro, que pueda girar libremente, la construcción ha de estar de acuerdo con el cálculo estructural y diseñarlo correctamente.

Nudos que permiten el giro, pero no los desplazamientos horizontal y vertical

Y finalmente, cuando solo aparece una reacción, permitiremos el giro y el desplazamiento. En los puentes históricos, esta era una solución habitual que, hoy más modernamente se puede implementar con un material más sencillo como es el neopreno.

Nudos que pueden girar y desplazarse horizontalmente. Solo existe la reacción en Ry vertical

 

 

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