Para lograr ejecutar cualquier tarea y alcanzar un resultado deseado, es necesario realizar una serie de pasos o seguir una secuencia, y esto, en el diseño estructural no es la excepción. A continuación, se mencionarán los 7 procedimientos básicos que se debe seguir para todo diseño estructural.
Paso 1: Códigos, normas y parámetros iniciales
Es necesario y mandatorio que el ingeniero, antes de iniciar con la evaluación de un proyecto, tenga conocimiento del código que aplica en la zona donde este se localizará. En Colombia, se aplican las normas NSR-10 (para edificaciones) y CCDSP-14 (para puentes).
Conociendo de antemano los códigos a implementar, el ingeniero deberá determinar de manera previa ciertos parámetros iniciales como el espectro sísmico de diseño, que es necesario para realizar el análisis sísmico de la estructura. En otro post se explicará mejor este tema.
Paso 2: Avaluó de cargas:
una vez estén claras cuál va a ser la geometría del proyecto y su uso, el primer calculo que debe realizar el ingeniero estructural es el cálculo de cargas. Muchos códigos de diseño ofrecen bases para el avaluó de estas cargas, desde consideraciones en el cálculo de las mismas hasta valores mínimos a utilizar en caso de no contar con información más detallada. Para el caso de edificaciones en Colombia, el título NSR-10 nos ofrece el título B, el cual nos brinda una guía para el avaluó de las cargas de nuestro proyecto.
Paso 3: Vigas y sistema estructural.
Si bien muchos planos arquitectónicos ya contemplan de alguna manera el uso de columnas o muros, en ocasiones, cuando el ingeniero estructural lo considera necesario, se puede realizar un replanteo de los elementos verticales que soportaran la estructura. Así mismo, es necesario determinar las vigas y viguetas que usaremos, considerando dimensiones, localización de ductos, tipo de losa, etc.
Paso 4: Modelación y análisis
Hasta este punto, el ingeniero estructura debe tener una idea clara de los elementos estructurales del proyecto, es decir, que vigas, columnas, y muros se usaran, así como la determinación de las cargas a las que la estructura se encuentra sometida. Con ayuda de un software de análisis estructural, el ingeniero podrá modelar la estructura, ingresar los parámetros necesarios para su análisis y realizar un avaluó de los resultados. Este proceso siempre implicará la revisión de algunos aspectos como son:
Derivas
Irregularidades
Desplazamientos
Fuerzas internas en los elementos
Reacciones
Paso 5: Diseño de elementos
Con ayuda del modelo, el ingeniero conocerá las fuerzas internas que posee cada elemento estructural contemplado. Acto seguido, deberá diseñarlos, es decir, determinar las dimensiones de los elementos, el material, la cantidad de acero de refuerzo que requieren si se trata de elementos en concreto, o el tipo de perfil laminado si, por el contrario, se trabaja con acero estructural. Lo anterior para garantizar que estos elementos sean capaces de soportar las fuerzas calculadas sin fallar
Paso 6: Elaboración de planos
Luego de que el ingeniero estructural ya ha evaluado la estructura, analizado los elementos y verificado que estos estén correctamente diseñados, es necesario transcribir toda esta información en documentos legibles, que puedan ser usado en obra. Estos documentos son por supuesto, los planos estructurales. Los planos representan de manera gráfica toda la información necesaria, para la construcción de la estructura. Por lo general, estos planos siempre deben contener la siguiente información:
Especificaciones generales (materiales a usar, cargas máximas, recomendaciones constructivas generales, etc.)
Planos de planta
Planos de cortes y alzados
Planos de detalles (conexiones, detalles constructivos de escaleras, muros divisorios, etc.)
Planos de despieces y detallado de refuerzo (para elementos en concreto)
Paso 7: Elaboración de informe
Si bien es cierto que con los planos ya se puede construir la estructura, es necesario que el ingeniero estructural deje documentado todo el procedimiento. Esto incluye las consideraciones y resultados obtenidos durante todo el proceso de diseño, con el fin de garantizar que la autoridad competente evalué esta información y brinde visto bueno de la calidad del trabajo del ingeniero, y asegurar que haya completa certeza de que la información dada en planos dará como resultado una estructura resistente, funcional y segura.
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