Elementos estructurales de un edificio

Los elementos estructurales de un edificio son la expresión mínima de los componentes de su estructura.

La gran mayoría de edificios que existen alrededor del mundo se caracterizan por sistemas estructurales constituidos por elementos fácilmente reconocibles, diferenciados, pero vinculados entre sí. Los elementos estructurales de un edificio, son los responsables de la integridad estructural y física de la estructura, cada uno con una función claramente definida.

La estructura es “el esqueleto” del edificio en cuestión, encargado de soportar todas las cargas, tanto externas, como aquellas generadas por su propio peso, sin deformarse ni generar ningún daño a las personas que puedan habitarla. Por esta misma razón, desde el proyecto se tiene que asegurar que los elementos que la conforman, y la vinculación entre ellos, están preparados para resistir dichas cargas. Esto se recoge y se verifica en una memoria de cálculo estructural.

Diferenciación de los elementos estructurales en un edificio convencional.

Tipos de elementos estructurales en un edificio

A la hora de diseñar y calcular una estructura, es altamente recomendable que cada elemento que participa en la misma, esté claramente definido y siga una lógica de comportamiento lo más simplificada posible. Esto no solo facilitará el cálculo, sino que, la hará más segura y estable. Por este motivo, es de mucha ayuda tener un esquema claro de clasificación, separación y jerarquización de los distintos elementos estructurales de un edificio.

1. Clasificación según materiales

Es una forma de separar los elementos de manera muy intuitiva, y es primordial a la hora de diseñar una estructura para un edificio. Por lo general los materiales utilizados en las estructuras no son muchos, y no es recomendable que haya mucha variedad de materiales en los elementos estructurales. Aun así existen algunos materiales que trabajan especialmente bien cuando se mezclan, como por ejemplo las estructuras mixtas en hormigón y acero.

2. Clasificación según estado tensional

En esta categorización de los elementos estructurales de un edificio, lo que predomina es el tipo de tensión para la cual dicho elemento está diseñado, es decir, para ofrecer resistencia a un estado tensional de tracción lo mejor es usar membranas, cables, y tensores; mientras que para la compresión lo mejor son los pilares, y para la flexión las vigas, los arcos y los forjados.

3. Clasificación según geometría

En esta categoría se define un elemento estructural según su morfología, que es la que define el comportamiento del elemento antes las cargas a las que está sometido. Estos, a su vez se separan en elementos lineales, bidimensionales y tridimensionales.

• Elementos lineales: Y como prismas mecánicos, son los que están sometidos a un estado de tensión plana, es decir con esfuerzos tensionales importantes en la dirección de su eje, sea recto o curvo. Los elementos más comunes dentro de esta característica son los pilares, los pilotes, las vigas, el Intel, barras de arriostrar amiento, e incluso los arcos.
•  Elementos bidimensionales: Son elementos con un espesor muy pequeño con respecto a su largo y a su ancho, se aproximan a una superficie. Aquí encontramos los forjados, los muros de contención, tabiques, y las membranas elásticas.
• Elementos tridimensionales: presenta estado de tensión biaxial o triaxial, y no suele predominar una dirección sobre las otras. Nos referimos a las ménsulas y a algunos tipos de zapatas.

Elemento estructural tridimensional. Fenarq

Esta jerarquización o categorización es esencial para entender a profundidad la lógica estructural utilizada en el diseño de un edificio, así como los tres ejemplos que hemos presentado, los elementos estructurales de un edificio pueden clasificarse de muchas maneras. Lo importante es que estos estén bien diferenciados y que quede clara la función de cada uno de ellos.