Configuración con elementos

Industrializados.

Benemérita Universidad Autónoma de Puebla

Facultad de Arquitectura

Arq. Curro Castillo Alejandro Carlos

Equipo

I.- Introducción

Temas:

1.4 El procedimiento del diseño estructural.

1.5 Los materiales y la industrialización.

1.6 Los problemas de la industrialización.

1.4 E l p r o c e d i m i e n t o del diseño estructural

1.3.1 ¿Que es el diseño estructural?

Se entiende como diseño estructural al trabajo de un conjunto de partes que se combinan en forma ordenada para idealizar la forma de sustentar una estructura que cumpla con una determinada función, con un grado de seguridad acertado y que en condiciones de servicio tenga el comportamiento adecuado.

Además, el diseño estructural debe cumplir con otros requisitos, como el de mantener el costo dentro de los limites económicos y el de satisfacer determinadas exigencias estéticas.

Es por eso que diseñador estructural debe tener en mente que el problema no es sencillo pues debe echar mano de su experiencia y visión propia para solucionar los problemas de diseño.

Si los problemas de diseño se contemplan en toda su complejidad, no suele tener una solución única sino una solución razonable.

Debe aclararse que la finalidad fundamental del diseño estructural es que resista las cargas o demandas, y que cumpla su función, proporcione seguridad y exprese estética en el tiempo que la estructura es útil.

1.3.2 El procedimiento del diseño estructural

Es el método por el cual se llega a la solución de un problema estructural, es decir es un modo ordenado en donde se usan normas y reglas establecidas, leyes físicas y matemáticas, y sistemas de medición y calculo.

Todo con el fin de que la estructura cumpla con las demandas a que esta sujeta como son: cargas muertas y vivas, esfuerzos y sus resultantes (flexión, cortante, compresió, y torsión

El estudio de estas variables nos determina la dimensión de los elementos estructurales (los materiales), es decir debemos determinar como se va a comportar un material de características dadas a una acción.

Procedimiento general para el diseño y construcción de obras.

Estudios de

geotecnia,

hidráulicos y otros

Diseño

Arquitectónico

Reglamentos

Estructuración Análisis Dimensiona-

miento

Diseño de

Instalaciones

Coordinación y

Supervisión

técnica

Construcción

Elaboración

del

presupuesto

y programa

de obra

Diseño Estructural

1.3.2.1 Diseño por medio de modelos

Una manera directa de diseñar una estructura consiste en hacer un modelo a escala natural y comprobar si es satisfactorio su comportamiento bajo diversas demandas a las que se supone que estará sujeto el modelo real.

Este método es que más se utilizo en el desarrollo de varias estructuras de la antigüedad.

1.3.2.2 Método de los esfuerzos

Consiste esencialmente en calcular por medio de un estudio elástico a las acciones internas (cargas axiales, momentos, fuerzas cortantes etc.) aplicadas en los distintos elementos de la estructura (materiales estructurales) por las demandas de servicio o trabajo.

El método es razonable en estructuras con un comportamiento esencialmente elástico, pero en el caso del hormigón que presenta características inelásticas, el método tiene limitaciones obvias.

1.3.2.3 Método plástico

El dimensionamiento por este método no requiere del modulo de elasticidad, por lo que elimina las incertidumbres que se derivan en la variabilidad del hormigón o concreto.

Solamente se basa en el cálculo de la deformación de los elementos estructurales sujetos a acciones en sus secciones.

Conclusión

La finalidad del diseño estructural se simplifica en dar seguridad a los usuarios mediante el cálculo y estudio de las estructuras, innovar los materiales de construcción, proporcionando a la vez nuevos caminos en la edificación.

1.4.- LOS MATERIALES Y LA INDUSTRIALIZACION

1.4 Los materiales y la industrialización

Los materiales empleados en la construcción han tenido una constante evolución, gracias a la industria, la investigación y experimentación en ellos.

La industrialización de losmateriales ha mejorado las suspropiedades y cualidades,mediante el empleo de lastécnicas de laboratorio y losinstrumentos de investigaciónde la física, la química y lametalurgia, así se estánhallando nuevas formas deutilizar el plástico, la cerámicay otros no metales enaplicaciones antes reservadas alos metales, con el fin deresponder a las necesidadesde la tecnología modernaaplicada a cualquier campo.

Con la industrialización los materiales se transforman en nuevos elementos constructivos llamados prefabricados cuyo principio reside en la mecanización del trabajo y en una producción continua y constante.

Los prefabricados son utilizados edificios de usos diversos como son: viviendas, escuelas, hospitales, oficinas, gimnasios, supermercados y naves industriales entre otros.

CLASIFICACION DE LOS MATERIALES

1. Metales y no metales.2. Polímeros3. Plásticos4. Cerámicos

Productospetroquímicos.

Plásticos Termofijos Poliésteres Poliuretanos Termoplásticos Acrílicos Policarbonatos Aditivos y Acabados Caucho, elastómeros y

adhesivos

Metales

La mayor parte de los elementos metálicosexhibe el lustre brillante que asociamos a losmetales. Los metales conducen el calor y laelectricidad, son maleables (se pueden golpearpara formar láminas delgadas) y dúctiles (sepueden estirar para formar alambres). Todos sonsólidos a temperatura ambiente con excepcióndel mercurio (punto de fusión =-39 ºC), que esun líquido. Dos metales se funden ligeramentearriba de la temperatura ambiente: el cesio a28.4 ºC y el galio a 29.8 ºC. En el otro extremo,muchos metales se funden a temperaturas muyaltas. Por ejemplo, el cromo se funde a 1900 ºC.

NO METALES No tienen brillo metálico y no reflejan la luz.

Muchos no metales se encuentran en todos los seres vivos: carbono, hidrógeno, oxígeno, nitrógeno, fósforo y azufre en cantidades importantes. Otros son oligoelementos: flúor, silicio, arsénico, yodo, cloro.

METALES EN LA INDUSTRIA Metales que están destinados a un uso especial,

son el antimonio, el cadmio o el litio.

Los pigmentos amarillos y anaranjados del cadmio son muy buscados por su gran estabilidad, como protección contra la corrosión, para las soldaduras y las aleaciones correspondientes y en la fabricación de baterías de níquel y cadmio, consideradas excelentes por la seguridad de su funcionamiento

El litio, metal ligero, se emplea principalmente en la cerámica y en los cristales, como catalizador de polimerización y como lubricante, así como para la obtención del aluminio mediante electrolisis. También se emplea para soldar, en las pilas y en las baterías para relojes, en medicina (tratamiento para los maníaco-depresivos) y en química.

PLASTICOS Aplicaciones del plástico. Los plásticos tienen cada

vez más aplicaciones en los sectores industriales y de consumo. Empaquetado: Una de las aplicaciones principales del plástico es el empaquetado. Se comercializa una buena cantidad de polietileno de baja densidad en forma de rollos de plástico transparente para envoltorios

Construcción. La construcción es otro de lossectores que más utilizan todo tipo de plásticos,incluidos los de empaquetado descritosanteriormente. El polietileno de alta densidad seusa en tuberías, del mismo modo que el PVC. Éstese emplea también en forma de láminas comomaterial de construcción. Muchos plásticos seutilizan para aislar cables e hilos, y el poliestirenoaplicado en forma de espuma sirve para aislarparedes y techos.

Otras aplicaciones Otros sectores industriales, enespecial la fabricación de motores, dependentambién de estos materiales. Algunos plásticosmuy resistentes se utilizan para fabricar piezas demotores, como colectores de toma de aire, tubosde combustible, botes de emisión, bombas decombustible y aparatos electrónicos.

CERAMICA CERAMICA, INDUSTRIA

En la industria de la cerámica existendiferentes estilos y técnicas, perobásicamente las procesos son: preparaciónde la pasta, conformación, cocción de lapasta, aplicación de esmalte, cocción devidriado y decoración.Las materia primas que se utilizan son:terracota, alfarería (loza fina, mayólica,...),gres, porcelana vítrea, porcelana pura yfosfatada, arcilla refractaria,...

POLIMEROS

La importancia de los polímeros sintéticos es tan grande que sin ellos nuestra calidad de vida se reduciría a niveles alarmantes. De entre todos cabe destacar uno: El PVC: Policloruro de Vinilo. Es un plástico compuesto por : 43 % de substancias procedentes del crudo y 57 % de sal. Por lo tanto, se emplean menos materias primas y energía que para otros plásticos o para otros materiales "clásicos".

Lubricantes y Asfaltos

Materiales de Cerámica

Productos de madera

Metales

Aceros estructurales

Hierros Fundidos

Cobre y Aleaciones

Bronce

Etc.

Los problemas de la industrialización son:

Degradación estética del paisaje especialmente en las zonas de vaciado industrial o traslado que crea un entorno degradado e inutilizado para otros usos.

sobreexplotación de los recursos naturales o materias primas.

Especializa en exceso, incapacitando al trabajador para otras labores.

Produce desempleo.

Es por lo general más cara que la tradicional. Restringe la libertad personal en el diseño

arquitectónico Necesita una inversión, por lo general

considerable. Necesita una demanda de volumen adecuado. El transporte de los productos es más costoso.

Los problemas más importantes que debe afrontar hoy en día el sector industrial están relacionados por una parte con la obsolescencia de parte del sector, de las industrias maduras, y por otra parte con los problemas ambientales asociados a la emisión de residuos contaminantes.

Bibliografía

Análisis Estructural, Gonzales Cuevas., Limusa.

Diseño Estructural Simplificado, Gómez, Universidad Autónoma de México

Productos Prefabricados del Concreto, J. G. Richerson, MCYCY.