Cátedra Beatriz Pedro / ITE - Estructuras 1 - 2 - 3

Conceptos básicos de estructuras resistentes.

A nosotros, los arquitectos, nos compete formarnos para colaborar en la continuación de una historia: la historia de las acciones humanas que han permitido la toma de posesión del terreno y del espacio por las sociedades, y que han dado forma a comunidades mediante el acto de construir.

Las viviendas, barrios, ciudades en las que vivimos, y las obras de arquitectura de siglos anteriores que nos conmueven, no son el fruto de un momentáneo episodio de inspiración o de esplendor de algunos hombres o de algunos grupos de hombres, sino el resultado de  esfuerzos de siglos en la creación y construcción del escenario material de la actividad humana.

Ahora, si observamos cómo ha sido realizado este maravilloso panorama de lo construido por el hombre sobre la tierra en los 10.000 años que llevamos de civilización, nos encontramos que esos enormes logros han sido alcanzados en base a:           

· Muy pocos materiales, tan pocos que pueden ser contados con los dedos de las manos.

Adobe, ladrillo, piedra, madera, hormigón y a partir del siglo 19, el hierro, el acero y el hormigón armado.

Y en el siglo 20 se han incorporado unos pocos materiales más a esta lista, como los plásticos, el hormigón pretensado, los aceros especiales...

·  Un catálogo reducido de elementos estructurales: el pilar, el muro, la viga, el arco, la bóveda, la cúpula, la losa, el tensor, las triangulaciones, las mallas...

·  Con herramientas y técnicas que se han ido perfeccionando a partir de las palancas, rodillos de madera y planos inclinados que permitieron a la humanidad primitiva construir sus obras ciclópeas.

Y con herramientas teóricas, que solo a partir de los últimos 150 años han permitido prefigurar (ver con anticipación) el comportamiento de partes y conjuntos, y decidir previamente formas y dimensiones en determinado material.

Esto ha sido posible haciendo uso del conocimiento de las ciencias y de la mecánica, de los modelos de análisis estructural y de cálculo, que permiten hacer en poco tiempo y de forma más certera lo que en siglos anteriores requería largos años de practica para deducir por la experiencia, fórmulas empíricas que permitiesen dar dimensión y forma apropiada a los distintos elementos de una obra, y a la obra en su conjunto.

Con estos elementos la humanidad encontró múltiples alternativas de solución para resolver el mismo problema de organizar espacios, darles forma a fin de que fueran útiles para contener las necesidades del habitar humano: aislarse, protegerse, cubrirse, sortear espacios, contener empujes...

La conformación de estos espacios, solo posible por medio de elementos materiales que deben conservar su forma y condiciones a lo largo del tiempo, mantiene siempre y en todas partes una dependencia total de las leyes       generales de la naturaleza, incluidas las leyes mecánicas de los materiales; leyes que cada vez -no en forma lineal sino con idas y vueltas, con avances y retrocesos, como muestra la experiencia de la construcción humana - vamos conociendo, interpretando y usando  mejor.

Para lograr la existencia física de sus espacios el hombre ha tenido que dar respuesta a determinadas exigencias estructurales que hicieran posible la transmisión más directa y adecuada de las cargas a tierra.

Ellas son:

·  equilibrio estático,

·  equilibrio elástico (resistencia)

·  y de deformación

Qué se quiere decir con condición de equilibrio estático: que se debe lograr la inmovilidad de la estructura en su conjunto y de cada una de sus partes respecto del suelo que la sustenta.

Esto requiere que la composición del conjunto, la forma de sus elementos y sus modos de enlace sean tales que automáticamente se produzcan las reacciones de apoyo capaces de equilibrar todas las fuerzas posibles que influyan en la estructura.

Todo edificio o elemento de estructuras y construcciones que no esté en equilibrio, se desploma, ya que tras cualquier forma arquitectónica sencilla o compleja,  se esconde un sistema de fuerzas en equilibrio que no siempre se puede percibir visualmente, sistema que a lo largo de miles de años el hombre sufrió, intuyó, experimentó, comprendió, y que hoy podemos analizar y verificar a través de un un proceso matemático.

La estática es la ciencia, que sistemáticamente a partir de mediados del siglo 18, estudia sobre bases matemáticas el equilibrio de fuerzas, y permite prever de modo muy aproximado el comportamiento de las construcciones bajo la influencia de todas las fuerzas posibles.

Qué se quiere decir con condición de equilibrio elástico o resistencia: es la capacidad de los materiales, distribuidos de determinada forma y en determinada posición en todos y cada uno de los volúmenes elementales de la estructura, de soportar los esfuerzos a que son sometidos como resultado del estado general de cargas y de las acciones locales de cada fuerza exterior, y de todas en su conjunto

La teoría de la resistencia de materiales es la que, a través de ensayos, determina la solidez de estos y su comportamiento frente a un sistema de fuerzas dado y calcula los esfuerzos a los que es sometida una estructura y como equilibrarlos a través de los materiales y sus juntas, a fin de soportarlos.

Que se quiere decir con condiciones de deformación compatibles con las condiciones de habitabilidad humana: que las deformaciones que experimenten las estructuras  y sus elementos sean aceptables dentro de ciertos limites establecidos experimentalmente y reglamentados, ya que de sobrepasarse podrían producirse variaciones de las formas constructivas y estructurales, que afectarían el uso de los espacios diseñados.

Tampoco son muchas las diferentes formas o tipos estructurales con las que se han resuelto estas condiciones, ni difíciles de aprender sus características generales y las razones fundamentales que las determinan, entendiendo por tipos estructurales al conjunto de elementos resistentes capaz de mantener su forma, posición y cualidades a lo largo del tiempo bajo la acción de

cargas exteriores, según el tipo de material y sus características y los procesos constructivos que permiten su realización.

Lo que pretendemos en la disciplina Estructuras Resistentes en arquitectura es el entrenamiento en el conocimiento y manejo de todas estas variables.

	Ella nos permitirá aprender las bases para orientarnos en el proceso de elección o de conformación de las mismas, teniendo claro las ideas rectoras que las guían, para obtener así una correcta resolución estructural que logre contribuir a relacionar la función estructural con la resolución de los problemas funcionales y formales, problema tan viejo como la misma arquitectura.

En  esta introducción hemos hilado un conjunto de ideas  vertidas a lo largo de los años en conocidos tratados de Arquitectura, Estructuras y Construcciones, y que han servido de base bibliográfica para este trabajo y a las que remitimos para profundizar.

Acordamos con ellas y permanentemente buscamos la mejor manera de hacerlas posibles en nuestro trabajo didáctico.

  

Arq. Beatriz H. Pedro