Este documento presenta los conceptos generales del análisis estructural. Explica que el análisis estructural determina la respuesta de una estructura ante las cargas y se expresa a través de los esfuerzos internos y las deformaciones. También describe los dos tipos de análisis estructural (plano y espacial) y algunos de los métodos comunes de análisis como el método energético, tradicional, matricial y de elementos finitos.

1. CAPÍTULO I
CONCEPTOS GENERALES

2. CONCEPTOS GENERALES
I - 2
PROYECTO ESTRUCTURAL
El proyecto estructural, desde el punto de vista del cálculo; consta de dos etapas
que se complementan: a) la etapa del análisis estructural y b) la etapa del diseño
estructural.
El objetivo del análisis estructural y consecuentemente del diseño, es la
obtención de una edificación, como producto terminado; seguro, funcional y
económico, además de estético.
Las estructuras y sus elementos deben ser concebidas y calculadas de tal
manera que resistan con un margen de seguridad (factor de seguridad) todas las
cargas y deformaciones que se producen desde su construcción hasta el periodo
de su vida útil. Para alcanzar tal objetivo, hay que encontrar para cada estructura
en particular el método más apropiado de análisis.
ANÁLISIS ESTRUCTURAL
El análisis estructural de una edificación es la determinación de la respuesta de
la estructura ante la solicitación de cargas y esta se expresa a través de la
determinación y cálculo de los esfuerzos internos y de las deformaciones tanto
a nivel de cada elemento y en forma global a nivel de la estructura.
Modelo matemático:
Antes de analizar una estructura real o imaginaria, es necesario plantear un
modelo matemático sobre el cual trabajaremos. El modelo matemático consiste
en definir los ejes de los elementos resistentes (estructurales) y sus conexiones
entre ellas así como las condiciones de apoyo y el sistema de cargas que
actuarán en la estructura.
Respuesta estructural:
El análisis estructural conlleva a la determinación y cálculo de la respuesta de la
estructura ante la acción de cargas. La respuesta de la estructura se expresa a
través de dos parámetros: esfuerzos internos y deformaciones.
Los esfuerzos internos pueden ser: a) esfuerzos normales (esfuerzo normal por
momento flexionante “M” y esfuerzo normal por fuerza axial “N”) y, b) esfuerzos
de corte (esfuerzo de corte por fuerza cortante “V” y esfuerzo de corte por
momento torsionante “Mt”)
Las deformaciones tanto a nivel de sección de elementos y a nivel global de la
estructura, son: a) traslacionales (desplazamiento en una o varias direcciones

3. ING.RONALD SANTANATAPIA
I - 3
de los ejes principales X, Y y Z) y, b) rotacionales (giro en uno o varios planos
que conforman los ejes principales, planos XY, plano XZ y plano YZ).
La respuesta de la estructura ante la acción de un sistema de cargas cualquiera
depende de dos factores: a) de la estructura propiamente dicha y, b) de la
magnitud de las cargas.
Estructura:
Si realizamos un análisis plano, se tendrá en cuenta el material (módulo de
elasticidad “E” y módulo de corte “G”), las propiedades de sección de cada
elemento (área “A” y momento de inercia “I”). Adicional a esto, se tendrá en
cuenta la esbeltez de los elementos, el tipo de conexión entre barras y la
condición de los apoyos así como la estabilidad de la estructura.
Si se realiza un análisis espacial, se tendrá en cuenta además de lo señalado
anteriormente, la configuración en planta y en elevación, a fin de determinar si
la estructura es regular o irregular. Las estructuras regulares resisten bien a las
cargas gravitacionales y laterales, mientras que las estructuras irregulares tienen
como principal enemigo a la carga lateral o de sismo (por el efecto de torsión en
planta).
Cargas:
Los tipos de cargas que mayormente actúan en una estructura son las cargas
gravitacionales (verticales) y las cargas laterales (horizontales).
La cargas gravitacionales están referidas a: a) carga muerta que proviene del
peso de los materiales, dispositivos de servicio, equipos, tabiques y otros
elementos soportados por la edificación, incluyendo su peso propio, que se
propone sean permanentes y, b) carga viva que proviene del peso de todos los
ocupantes, materiales, equipos, muebles y otros elementos movibles soportados
por la edificación.
Las cargas laterales están referidas fundamentalmente a las cargas del sismo,
pudiendo ser relacionadas también a las cargas del viento y a las cargas de
presiones de tierras.
En consecuencia, las edificaciones y todas sus partes deberán ser capaces de
resistir la acción de cargas impuestas como consecuencia de su uso previsto.
TIPOS DE ANÁLISIS
Se puede realizar dos tipos de análisis: a) análisis plano “2D” y, b) análisis
espacial “3D”.

4. CONCEPTOS GENERALES
I - 4
Análisis plano: 2D
El análisis plano de estructuras reales se realiza con cargas estáticas y con
cargas dinámicas. En el caso de las cargas estáticas puede desarrollar mediante
un análisis de cargas estáticas y mediante cargas dinámicas.
 Por cargas estáticas
 Por cargas dinámicas
Análisis espacial: 3D
 Por cargas estáticas
 Por cargas dinámicas
MÉTODOS DE ANÁLISIS
- Cada problema tiene su método de análisis más apropiado.
- Existen el método más apropiado para cada tipo de problema en
particular.
- Este texto facilita al estudiante el entendimiento del comportamiento de
las estructuras y el aprendizaje de las técnicas de análisis tradicionales y
modernos.
- Dentro de los métodos existentes se encuentran:
Método energético
Método tradicional
Método matricial
Método de los elementos finitos