Sistema estructural

En ingeniería estructural, el término sistema estructural o estructura se refiere al subsistema de un edificio u objeto que resiste cargas . El sistema estructural transfiere las cargas a través de elementos o miembros interconectados .

Las estructuras de uso común se pueden clasificar en cinco categorías principales, según el tipo de tensión primaria que pueda surgir en sus elementos bajo las cargas de diseño principales. Sin embargo, dos o más de los tipos estructurales básicos que se describen a continuación pueden combinarse en una sola estructura, como un edificio o un puente , para cumplir con los requisitos funcionales de la misma. ^{[ 1 ]}

• Estructuras de tracción : Los elementos de las estructuras de tracción están sometidos a tensión pura bajo la acción de cargas externas. Debido a que la tensión se distribuye uniformemente sobre la sección transversal de los elementos, el material de este tipo de estructura se utiliza de la manera más eficiente.
• Estructuras a compresión : Las estructuras a compresión desarrollan principalmente esfuerzos de compresión bajo la acción de cargas axiales. Debido a que las estructuras a compresión son susceptibles al pandeo o la inestabilidad, la posibilidad de estas fallas debe considerarse en su diseño. De ser necesario, se debe proporcionar un arriostramiento adecuado para evitar dichas fallas.
• Cerchas : Las cerchas se componen de elementos rectos conectados en sus extremos mediante articulaciones para formar una estructura estable. Debido a su ligereza y alta resistencia, son uno de los tipos de estructura más utilizados.
• Estructuras de cortante : Se trata de estructuras como muros de cortante de hormigón armado o madera , que se utilizan en edificios de varias plantas para reducir los movimientos laterales debidos a cargas de viento y sismos. Las estructuras de cortante desarrollan principalmente esfuerzos cortantes en el plano, con tensiones de flexión relativamente pequeñas bajo la acción de cargas externas.
• Estructuras sometidas a flexión : Las estructuras sometidas a flexión desarrollan principalmente esfuerzos de flexión bajo la acción de cargas externas. Los esfuerzos cortantes asociados a las variaciones de los momentos flectores también pueden ser significativos y deben tenerse en cuenta en su diseño.

El sistema estructural de un edificio de gran altura está diseñado para soportar cargas gravitatorias verticales, así como cargas laterales provocadas por el viento o la actividad sísmica. El sistema estructural consta únicamente de los elementos diseñados para soportar dichas cargas; todos los demás elementos se denominan no estructurales.

En 1969, Fazlur Khan introdujo una clasificación para el sistema estructural de un edificio de gran altura , la cual se amplió para incorporar estructuras interiores y exteriores. El sistema primario de resistencia a cargas laterales define si un sistema estructural es interior o exterior. ^{[ 2 ]} Son posibles las siguientes estructuras interiores:

• Marco con bisagras
• Estructura rígida
• Estructura arriostrada y estructura de muros de corte
• Estructuras de soporte ( voladizos de apoyo )

Son posibles las siguientes estructuras exteriores:

• Contrafuertes
• Diagrid
• Exoesqueleto
• Estructura espacial
• Superframe
• Tubo (estructura)

• Aislamiento de bases
• Carrocería sobre bastidor (automoción)
• Núcleo reforzado
• Suspensión de doble horquilla (automotriz)
• Amortiguador MacPherson (automotriz)
• Monocasco (automotriz)
• Estructura espacial
• Sistema de celosía escalonada
• Superleggera (automotriz)

• Lista de sistemas de entramado estructural en Phorio Standards