Los 6 procedimientos básicos del diseño estructural

procedimientos básicos del diseño estructural

Cuando se han finalizado los dibujos arquitectónicos, comienzan los procedimientos básicos del diseño estructural. Y, como ingeniero estructural a cargo del diseño, hay muchas consideraciones a tener en cuenta para completar las diferentes tareas.

Ya sea para el diseño de estructuras residenciales, industriales o comerciales, estos son los 6 procedimientos básicos en un diseño estructural.

 

1. Normas de diseño, estándares y criterios de diseño

Conocer las normas y los criterios de diseño que utilizaremos, al comienzo de nuestra tarea, es imprescindible en el diseño estructural.

Esta es la base y las pautas para diseñar un proyecto propuesto.

La norma a usar en nuestro diseño, depende de la ubicación del proyecto.

En general, los procedimientos básicos del diseño estructural, adoptados para un proyecto, se basan en principio, en normas y estándares.

Las referencias, los códigos suplementarios y las normas locales también se consideran cuando es necesario.

Las normas de diseño más comunes, adoptados por la mayoría de países, son las de los estándares internacionales como los Estándares Británicos, los Códigos Euro y los Códigos Americanos.

Cada código tiene sus secciones destinadas de acuerdo con sus usos.

Por ejemplo, cuando usamos normas estadounidenses, podemos referirnos al ASCE 7 para considerar las cargas de diseño, al UBC-97 para cargas sísmicas, al ACI 318 para requisitos de códigos de construcción para diseño de concreto estructural y AISC para estructuras de acero.

A veces, los usos de códigos equivalentes, también son aceptados por las autoridades competentes.

Como diseñador estructural, es importante conocer los códigos y estándares que son aceptables, desde donde se encuentra el proyecto.

 

2. Consideraciones de carga y cálculos

Después de las normas, lo siguiente a considerar, son los cálculos de carga.

Las consideraciones de carga, dependen del tipo de ocupación del proyecto.

Aquí, se asignan las tres cargas básicas de un edificio:

  • La carga muerta (DL) generalmente se compone del peso propio del miembro o la estructura.
  • La carga muerta superpuesta (SDL) comprende los acabados del piso y el peso de las particiones, y
  • Las cargas vivas (LL) constituyen las cargas móviles que la estructura puede transportar.

 

Dependiendo de qué tan alto sea el proyecto, una carga de viento y una carga sísmica, también se considerarán.

Se utilizan las combinaciones de carga estándar, según el estado límite último (ULS) y el estado límite de trabajo o servicio (SLS).

El ULS y el SLS están siendo especificados y disponibles también en el código de diseño que previamente se nos considera.

 

3. Proponer un sistema de marcos

El sistema de enmarcado es una parte vital del diseño estructural. Es donde dependerá la seguridad general de la estructura.

En este aspecto, el ingeniero estructural debería encontrar una mejor solución sobre cómo se apoyará estructuralmente el proyecto.

En esta etapa, el diseñador debe estudiar y revisar el posible marco del proyecto, sin comprometer la seguridad y el sonido del edificio que estamos diseñando.

Inicialmente, se están considerando los espesores estándar de losas, las dimensiones de vigas y columnas, su ubicación y orientaciones.

También se debe observar, la coordinación adecuada en otros departamentos como el de arquitectura y el MEP.

Antes del modelado estructural, al principio se destaca un sistema de enmarcado en el dibujo arquitectónico para asegurarse de que no se vean comprometidos los aspectos arquitectónicos.

 

4. Modelado estructural y diseño manual

Una vez que se haya finalizado el encuadre propuesto, verificaremos su idoneidad a través del modelado estructural.

Usando el software estructural disponible en el mercado, el modelado estructural se puede hacer fácilmente.

Usando software estructural de modelado tridimensional como ETABS y Staad.Pro, el diseñador puede extraer las fuerzas necesarias en el diseño de miembros estructurales, como vigas, losas, columnas y zapatas.

El diseñador estructural también puede realizar otras verificaciones necesarias en consecuencia.

Si por alguna razón, el software estructural no está disponible, el diseñador puede hacer un diseño manual.

Pero diseñar las estructuras manualmente está limitado a proyectos pequeños, sin mencionar la cantidad de tiempo que consumirá en el proceso.

 

5. Diseño de miembros estructurales

Quizás lo bueno del modelado estructural, es que las fuerzas que necesita en el diseño, están disponibles siempre que lo necesite.

Por esta razón, el diseñador debe verificar o diseñar el refuerzo en las vigas de acuerdo con las cargas que ingresamos.

Se requiere el diseño de la losa y la verificación del refuerzo de perforación.

El diseño de los elementos verticales, como el diseño de la pared de corte y el diseño de columnas, y la verificación del pandeo, son necesarios.

Más importante aún, las fuerzas extraídas o las cargas de la columna que llevará la zapata de acuerdo con las combinaciones de carga SLS para la base, deben diseñarse.

Pero, por supuesto, todos los requisitos básicos para el diseño de miembros estructurales, siempre se pueden verificar mediante cálculos manuales.

 

6. Producir un dibujo estructural

Después de que se haya completado todo el procedimiento de diseño anterior, se entregará un bosquejo en borrador de marcos estructurales.

Se entregará el diseño y cronograma estructural al dibujante estructural, para que él o ella lo interprete en un dibujo estructural.

En esta etapa, se requiere la supervisión del ingeniero de diseño estructural, para asegurarse de que se tengan en cuenta todos los detalles en los dibujos estructurales.

Una revisión final del dibujo estructural producido, también debe considerarse al presentarlo para su aprobación y el respectivo permiso de construcción.

 

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