2 de Febrero de 2010
Ummmm. Vamos a ver, ¿cómo empiezo?
Sí, ya sé:
Imaginemos por un momento que alguien aprendió a conducir haciendo sus prácticas únicamente por autovía. Evidentemente, este señor o señora, sería un hacha pilotando su auto en un viaje Madrid a Badajoz, A-5 que te crió hasta casi topar con Portugal. Ahora bien, cualquiera tendría sus dudas de si este conductor sería capaz de circular correctamente inmerso en el flujo turbulento del tráfico de la ciudad.
Pues bien, algo parecido a lo de nuestro piloto ocurre entre nosotros, los que nos dedicamos al cálculo de estructuras, con las uniones. Y es que, casi todos sabemos conducir por la autovía del cálculo de secciones, pero pocos son los elegidos que dominan el arte del diseño de uniones.
Este mal que nos achaca a muchos técnicos que proyectamos estructuras no es debido a que faltáramos en su día a la clase correspondiente, ni tampoco es debido a nuestra pereza o desidia. La culpa hay que buscarla en el propio estado del arte del cálculo de estructuras, que ha conseguido resolver aquellas zonas donde las tensiones se comportan ordenadamente pero todavía tiene mucho que decir sobre las regiones alocadas o desenfrenadas para hacerlas coincidir con la terminología propia del hormigón (regiones D) , je, je.
(1) Nota: Tratamos las uniones metálicas en el curso Curso A3 de DISEÑO DE UNIONES EN ESTRUCTURAS DE ACERO
Etiquetas: acero, metálicas, uniones
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3 de Septiembre de 2009
La cuestión reside en convertirnos en biólogos y clasificar, en vez de las más exóticas plantas, nuestras queridas estructuras. El punto de vista es precisamente el opuesto al que nos tiene acostumbrados el arte actual del cálculo y comprobación de estructuras: meter los datos en la computadora, clickear el Run Analysis y esperar, como borregos (me autoinmolo yo mismo), a que el bicho vomite los resultados.
Bien, como hemos dicho, ahora es al revés. El objetivo, como veremos, también es distinto. Partimos de una estructura, es decir, que ya tenemos a la criatura y ahora, bata en ristre, le vamos a hacer la revisión: la medimos, la pesamos, le auscultamos el pecho… Le vamos a preguntar qué come, qué bebe, si fuma… Y con todo esto haremos un estadillo y podremos saber si está sana como una manzana o si, por el contrario, hay muchas probabilidades de que su corazón estalle antes de finalizar su vida (útil).
Una chorrada, me dirán ustedes. Lo mismo dicen algunos al salir de la consulta del médico… Pues según, les contestaré yo. Valorar el riesgo de nuestras estructuras ayuda a no confundir audacia con ignorancia y a valorar la economía y sostenibilidad de estas.
En fin, que no les aburro más…
(1) Nota: Tratamos la taxonomía de las estructuras en el Curso D6 de ANÁLISIS DEL RIESGO EN LAS ESTRUCTURAS
Etiquetas: clasificación de estructuras, coaching, curso, estructuras
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29 de Agosto de 2009
Los sudoku estructurales
Bueno, mi interés por los diagramas a estima procede de mi paso por la ETSAS, la escuela de arquitectura de Sevilla. Allí en la asignatura que entonces se denominaba Estructuras I y que dirigía con habilidad el profesor Pepe Orad, era necesario dominar el arte de estos sudokus estructurales para poder aprobar.
En definitiva, hacer diagramas “a estima” no es otra cosa que realizar diagramas de esfuerzos de estructuras sencillas sin hacer uso de cálculos numéricos. Para ello se utiliza la relación existente entre los distintos diagramas, ya se sabe: la pendiente del diagrama de cortantes es el diagrama de cargas (en la dirección Y o vertical), la del diagrama de momentos flectores el propio diagrama de esfuerzos cortantes, etc. También algunos otros conceptos básicos: en una rótula el momento es nulo, en un empotramiento existe momento y se puede averiguar su signo según la curva de la deformada, el teorema de las tres fuerzas, etc.
Así con un poco de intuición y algunos conocimientos de análisis de funciones es fácil representar diagramas de esfuerzos de estructuras sometidas a cargas genéricas.
Y otra vez… ¿Para qué diablos me vale a mí hacer diagramas a estima? Pues bien, además de ser un buen sustitutivo de los sudoku, ayuda al alumno a pensar e intuir como trabajan las estructuras… Gimnasia mental estructural.
(1) Nota: Tratamos los diagramas a estima en el Curso E1 Introducción a las Estructuras
Etiquetas: curso, diagramas a estima, estructuras
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10 de Agosto de 2009
La culpa fue del acero y finalmente del hormigón armado… (Suspiro). Casos como el del Monadnock Building quedaron cual fósiles para el estudio de los arqueólogos de las estructuras.
Sea como sea, la tradición de construir estructuras de cierta envergadura con fábrica quedó marginada y una de las razones para ello fue la escasa resistencia a tracción que ésta presentaba frente a sus competidores.
¿Por qué aprender entonces fábrica armada?
La carencia anterior se ha venido a paliar, en gran manera, con la invención de la fábrica armada. La llegada del eurocódigo 6 ha llenado el vacío que existía en cuanto a la normativa de esta tipología constructiva y estructural. Actualmente la fábrica armada es habitual en nuestras construcciones, principalmente por haberse integrado la armadura de tendel como un elemento más de nuestros cerramientos, aunque también en muros de contención y dinteles. Sin embargo, la tendencia a reducir la duración de las carreras técnicas ha hecho que difícilmente pueda el futuro arquitecto o ingeniero, conseguir ni tan siquiera los rudimentos del cálculo de obras de fábrica, cuanto más de fábrica armada, por ello del interés cursos(1) y publicaciones que traten este tema.
(1) Nota: Curso FA Fábrica Armada y Curso F3 Cálculo y comprobación de muros de contención de Fábrica armada
Etiquetas: cursos de estructuras, estructuras de fábrica, eurocódigo 6, fábrica armada, monadnock
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5 de Agosto de 2009
Pues sí, los momentos no desaparecen como los conejos en el sombrero de un prestidigitador y es que, comprobamos que los iniciados en las estructuras(1) llevan mal el tomar momentos allí donde precisamente existen momentos.
¿Por qué? Pues porque así como el momento de una fuerza respecto al punto de aplicación de dicha fuerza es nulo, el momento respecto a cualquier punto, incluido aquel donde está aplicado, es siempre el mismo, supongamos M.
Quizás se entienda mejor el concepto anterior si se sustituye el momento por un par de fuerzas equivalente (M= F.d, siendo M el momento, F el módulo de la fuerza y d el brazo o distancia entre las fuerzas). Como es sabido, el momento de un par de fuerzas es igual en cualquier punto que escojamos.
(1) Nota: Curso E1 Introducción a las estructuras
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29 de Julio de 2009
Uniones metálicas
Nuestra experiencia nos indica la dificultad que tienen los nuevos alumnos de estructuras en asimilar el concepto de rigidez de los vínculos entre elementos estructurales.
Pongamos un ejemplo: ante la cuestión siguiente planteada a los alumnos (1):
Si construimos un nudo rígido entre dos barras, al aplicar las cargas y deformarse la estructura:
- Dicho nudo no gira.
- Los ángulos relativos entre barras varían.
- Los ángulos relativos entre barras no varían
Se constata que gran parte de estos asimilan el concepto de nudo rígido al de nudo que no gira (respuesta 1) confundiendo nudos rígidos y empotramientos. Obviamente la respuesta correcta es que los ángulos relativos entre barras no varían.
En este sentido, es buena idea acompañar la clase con ejemplos de estructuras de barras para lo que puede servir cualquier juego de construcción para niños (advierto de la dificultad de hacer nudos rígidos con un tornillo, como por otro lado ocurre en la realidad), y también acudir a las uniones típicas de acero donde la cuestión está bastante estudiada. En mi caso, por ejemplo, suelo ayudarme de una fotografía del libro de W. F. Chen, “Practical Analysis for Semi-Rigid Frame Design” que me permite tratar también el caso intermedio del nudo semirrígido.
También aconsejo relacionar la explicación de la rigidez de los nudos con el comportamiento estructural asociado. Las siguientes imágenes (tomadas de “Basic structural behaviour. Understanding structures from models” de Barry Hilson) aclaran lo anterior:
-
En la primera imagen, que podéis ver aquí abajo y que podría corresponderse con una estructura convencional de acero, se puede observar una estructura de nudos articulados. Como se aprecia, para garantizar la estabilidad de dicha estructura frente a las acciones horizontales es necesario que se dispongan arriostramientos, concretamente en la figura se observa una
cruz de San Andrés que permite arriostramiento en los dos sentidos:
-
En la segunda imagen, por el contrario, se utilizan nudos rígidos (podría ser el caso de una estructura de pórticos de hormigón). Se puede observar que no es necesario disponer elementos adicionales para garantizar la estabilidad frente a acciones horizontales:
Como se observa, la filosofía de diseñar con uno u otro tipo de nudos supone realizar estructuras distintas, con comportamientos diferentes.
(1) Nota: La cuestión de la rigidez de los nudos se analiza en el curso E1 Introducción a las estructuras
Etiquetas: nudo rígido, uniones
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27 de Julio de 2009
Dedicamos este primer post de nuestro blog a recordar la figura de Louis Poinsot (1777-1859), físico y matemático francés caído en el olvido frente a otras figuras científicas de su época, la de la floreciente École des Ponts et Chaussées.
Cuando trato los temas de Estática, concretamente los sistemas de fuerzas, me gusta presentar a mis alumnos la figura de este genio francés que en sus Élémens de Statique sentó las bases de la teoría de reducción de sistemas de fuerzas tal y como se sigue estudiando hoy en día en los primeros cursos universitarios.
No me he podido resistir a traer a este blog un pequeño párrafo de dicho libro:
Mais dans tous les cas, on peut réduire toutes les forces appliquées au système, à une seule passsant par l’origine, et à un couple dont il est facile de déterminer le plan et l’energie: réduction qui ne laisse de nuage dans aucun cas.
Etiquetas: Elemens, Estática, Poinsot
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26 de Julio de 2009
Bienvenidos a todos a este blog de la Web AULA DE ESTRUCTURAS que tratará temas relacionados con las estructuras, principalmente con la enseñanza de las estructuras.
Mecanismo. Juego de estructuras
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