Para hablar de una orientación estructural, hay que tomar en cuenta el elemento estructural que es cada una de las partes diferenciadas aunque vinculadas, en que puede ser dividida una estructura a efectos de su diseño. Este diseño, cálculo y comprobación de los elementos, se hace de acuerdo con los postulados de la resistencia de materiales en el ámbito de arquitectura, ingeniería civil, ingeniería mecánica y la ingeniería estructural. Aunque todos los juegos sean diferentes todos tienen los mismos elementos estructurales.
Como se clasifican los elementos estructurales
En el caso de las construcciones, estos tienen nombres que los identifican, aunque en cada país puede variar. Pero básicamente los elementos estructurales pueden tener estados de tensión uniaxiales, biaxiales o triaxiales según la dimensionalidad que según cada una de las direcciones consideradas, pueden tener tanto tracciones como comprensiones.
Los elementos estructurales se pueden clasificar en virtud de tres criterios principales, los cuales son:
- Dimensionalidad del elemento: Son según puedan ser modelizados como elementos unidimensionales, ya sean pilares, vigas o arcos. Bidimensionales como las placas, laminas y membranas y por ultimo las tridimensionales.
- Forma geométrica y posición: La forma geométrica concreta puede afectar a los detalles del modelo estructural usado, si la pieza es recta como una viga o curva como lo es un arco, el modelo debe incorporar estas diferencias, también la posición o la orientación afecta al tipo de estado tensional que tenga el elemento.
- Estado tensional y solicitaciones predominantes: Los tipos de esfuerzos predominantes pueden ser tracción como las membranas o cables, la comprensión como los pilares, la flexión como las vigas, arcos, placas o laminas, por ultimo las de torsión como los ejes de transmisión.
Elementos lineales
Los elementos lineales, unidimensionales o prismas mecánicos, están generalmente sometidos a un estado de tensión plana con esfuerzos tensiones grandes en la dirección de línea Baricéntrica, que puede ser recta o curva. Geométricamente pueden ser alargados, siendo estos una dimensión según dicha línea como la luz, la altura o la longitud de arco, que son mucho mayor que las dimensiones según la sección transversas, perpendicular en cada punto a la línea Baricéntrica. Lo elementos que son lineales más comunes pueden ser según su forma y su posición:
- Verticales, rectos o comprimidos: Columna, pilares, pilote.
- Flexionados, rectos y horizontales: Viga o arquitrabe, dintel, zapata corrida para cimentación, correa de sustentación de cubierta.
- Rectos y diagonales: Barras de arrastramiento de cruces de San Andrés, barras diagonales de una celosía o entramado triangulado, en este último caso los esfuerzos pueden ser de flexión tracción dominante o comprensión dominante.
- Curvos y flexionados: Corresponden a los arcos continuos cuando los esfuerzos se dan según el plano de curvatura o a vigas balcón, cuando los esfuerzos son perpendiculares del plano de curvatura.
Elementos bidimensionales
Elementos planos se puede aproximar por una superficie y tienen un espesor pequeño en relación a las dimensiones generales del elemento. O sea, en estos elementos una dimensión, llamada espesor, puede ser mucho menor que las otras dos. Estos se pueden dividir según la forma que tengan en elementos:
- Horizontales, flexionados y planos: los forjados, las losas de cimentación y las plateas o marquesinas.
- Verticales, flexionados y planos: los muros de contención.
- Verticales, comprimidos y planos: los muros de carga, paredes o tabiques.
- Flexionados y curvos: Son las láminas de revolución, como los depósitos cilíndricos para líquidos.
- Traccionados y curvos: las membranas elásticas como las paredes de depósitos con fluidos a presión.
Elementos tridimensionales
Los elementos tridimensionales o también llamados volumétricos, son elementos que en general presentan estados de tensión biaxial o triaxial, en los que no predomina una dirección dimensión sobre cualquier otra. Aparte estos elementos suelen presentar tracciones y comprensiones simultáneamente según diferentes direcciones, por lo que el estado tensional es complicado. En estos elementos están:
- Las ménsulas de sustentación
- Las zapatas que presenta compresiones según direcciones cerca de la vertical al pilar que sustentan y las tracciones en direcciones cerca de la horizontal.
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