Enginyeria estructural

De Viquipèdia
Dreceres ràpides: navegació, cerca

L'enginyeria estructural és una disciplina de l'enginyeria civil que s'ocupa del disseny i càlcul de la part estructural en les edificacions i altres obres. La seva finalitat és la d'aconseguir estructures funcionals que resultin adequades des del punt de vista de la resistència dels materials. En un sentit pràctic, l'enginyeria estructural és l'aplicació de la mecànica de mitjans continus per al disseny d'elements i sistemes estructurals tals com edificis, ponts, murs (incloent-hi murs de contenció), preses, túnels, etc.

Els enginyers estructurals s'asseguren que els seus dissenys satisfacin un estàndard per assolir objectius establerts de seguretat (per exemple, que l'estructura no s'esfondri sense donar cap avís previ) o de nivell de servei (per exemple, que la vibració en un edifici no molesti als seus ocupants). Addicionalment, són responsables per fer ús eficient dels diners i materials necessaris per obtenir aquests objectius. Alguns exemples simples d'enginyeria estructural el constitueixen les bigues rectes simples, les columnes o pisos d'edificis nous, incloent-hi el càlcul de càrregues (o forces) en cada membre i la capacitat de diversos materials de construcció tals com a acer, fusta o formigó. Exemples més elaborats d'enginyeria estructural el constitueixen estructures més complexes, tals com ponts o edificis de diversos pisos incloent gratacels.

Principis estructurals[modifica | modifica el codi]

S'ha d'entendre com una càrrega estructural aquella que ha de ser inclosa en el càlcul dels elements mecànics (forces, moments, deformacions, desplaçaments) de l'estructura com a sistema i/o dels elements que la componen. Les càrregues estructurals són generalment classificades com a: càrregues mortes que actuen de forma contínua i sense canvis significatius, pertanyen a aquest grup el pes propi de l'estructura, empenys de líquids (com en un dic) o sòlids (com el terra en un mur de contenció), tensors (com en ponts), assentaments permanents; càrregues vives que són aquelles que varien la seva intensitat amb el temps per ús o exposició de l'estructura, tals com el trànsit en ponts, canvis de temperatura, maquinària (com una premsa), acumulació de neu o calamarsa, etcètera; càrregues accidentals que tenen el seu origen en accions externes a l'ús de l'estructura i la manifestació de les quals és de curta durada com ho són els esdeveniments sísmics o ràfegues de vent.

Elements estructurals[modifica | modifica el codi]

Normalment el càlcul i disseny d'una estructura es divideix en elements diferenciats encara que vinculats pels esforços interns que es realitzen uns sobre d'altres. Usualment a efectes de càlculs les estructures reals solen ser divisibles en un conjunt d'unitats separades cada unes de les quals constitueix un element estructural i es calcula d'acord a hipòtesis cinemàtiques, equacions de comportament i materials diferenciats.

Els elements estructurals lineals i bidimensionals més comuns són:

Unidimensionals Bidimensionals
rectes corbs rectes corbs
Flexió dominant biga recta, llinda, arquitrau biga balcó, arc placa, llosa, forjat làmina, cúpula
Tracció dominant cable estirat catenària membrana elàstica
Compressió dominant pilar mur de càrrega, mur de contenció