Concepto de Ingeniería Estructural

Es una extensión de la ingeniería civil que se basa en la aplicación de leyes físicas y el conocimiento empírico sobre el comportamiento estructural de diferentes materiales y geometrías. El diseño de la ingeniería estructural utiliza un número relativamente simple de elementos para construir complejos sistemas estructurales, los ingenieros son responsables de hacer un uso creativo y eficiente de los fondos, elementos y materiales para lograr estos objetivos.

Ingeniería Estructural

Los primeros vestigios de ingeniería estructural se remonta al año 2700 a.C, cuando la pirámide escalonada para el faraón Zoser fue construida por Imhotep, el primer ingeniero en la historia conocido por su nombre. Las pirámides fueron las principales estructuras más comunes construidas por civilizaciones antiguas, porque la forma estructural de una pirámide es inherentemente estable y se puede escalar casi infinitamente (a diferencia de la mayoría de las otras formas estructurales que no se puede aumentar linealmente en tamaño en proporción al aumento de las cargas).

Sin embargo es importante señalar que la estabilidad estructural de la pirámide no es principalmente el resultado de su forma. La integridad de la pirámide está intacta, siempre y cuando cada una de las piedras es capaz de soportar el peso de la piedra por encima de ella. Los bloques de piedra caliza se tomaron de una cantera cercana al sitio de construcción, dado que la resistencia a la compresión de la piedra caliza está desde 30 hasta 250 MPA, los bloques no cederían bajo la compresión, por lo tanto la resistencia estructural de la pirámide se deriva de las propiedades del material de las piedras de la que fue construido en lugar de la geometría de la pirámide. A lo largo de la antigua historia medieval del diseño arquitectónico y la construcción se llevó a cabo por artesanos tales como albañiles y carpinteros pasando a la función de maestro de obras, no existía la teoría de las estructuras y la comprensión de como las estructuras era extremadamente limitado y se basa casi por completo en la evidencia empírica de lo que había funcionado antes. El conocimiento fue retenido por los gremios y rara vez suplantada por los avances, las estructuras eran repetitivas y el aumento de escala surgió poco a poco.

No existe ningún registro de los primeros cálculos de la resistencia de elementos estructurales o el comportamiento de los materiales de estructuras pero la profesión de ingeniería estructural se concretó con la Revolución Industrial y la reinvención del hormigón. Las ciencias físicas subyacentes comenzaron a ser entendidas en el renacimiento y desde entonces han desarrollado en las aplicaciones basadas en la informática por primera vez en la década de 1970.

La historia de la ingeniería estructural contiene muchos colapsos y fracasos. A veces esto se debe a una negligencia como ocurrió en el caso del colapso de la Escuela Petionville donde Fortín Augustin construyó el edificio por sí mismo diciendo que no necesitaba un ingeniero ya que él tenía un buen conocimiento de la construcción, al final su soberbia desencadenó un colapso parcial de la escuela de tres pisos que trajo como consecuencia la muerte de 94 personas en su mayoría niños. En otros casos las fallas estructurales requieren un cuidadoso estudio, y los resultados de estas investigaciones han dado como resultado la mejora de las prácticas y una mayor comprensión de la ciencia de la ingeniería estructural.

Cualquier estructura está hecha esencialmente de solo un pequeño número de diferentes elementos como columnas, vigas, platos, arcos, conchas y catenarias. Muchos de estos elementos se pueden clasificar de acuerdo con la forma (recta, plana, curva) y la dimensionalidad (unidimensional o bidimensional)