¿Qué es un buen ejercicio de ingeniería estructural para estudiantes de arquitectura?

Me gustaría que todos los estudiantes de arquitectura sepan cómo determinar al menos la profundidad de una viga de hormigón o acero a partir de algunas entradas básicas, como las cargas por unidad de área en el piso soportado por la viga y el tramo de la viga. No necesitan conocer los detalles de refuerzo en vigas RCC o los detalles de conexión final en vigas de acero.

Tal vez ya tengan algunas cartas y cálculos listos, pero apreciarían mejor las dificultades de un ingeniero estructural cuando los arquitectos impongan un límite en la profundidad.

Del mismo modo, deben conocer los límites de los tamaños de columna a los que probablemente llegarán los ingenieros para poder planificar mejor la disposición de la columna desde el principio en lugar de vetarla más tarde.

Los arquitectos novatos deben comprender la importancia de los arriostramientos de estabilidad en un edificio de acero y apreciar mejor las compulsiones del ingeniero y no insistir en que no se pueden proporcionar al menos en un pasillo. “No se puede bloquear mi edificio”, es una restricción familiar impuesta a nosotros los ingenieros de acero estructural que encuentran formas de estabilizar un edificio para resistir las fuerzas de vuelco.

Me he encontrado con arquitectos que restringieron la profundidad de las columnas a solo 8 “pulgadas cuando los ingenieros necesitaban al menos 10” o más y les expliqué por qué, sin éxito. La respuesta fue “Tiene que ser 8”. Haz que suceda. ¿Cómo? No sé, ese es tu problema.

Sería una buena idea que los académicos se sentaran juntos para finalizar una pequeña lista de artículos como este donde los arquitectos podrían recibir alguna instrucción, sin entrar en detalles de análisis y cálculo de números.

Tal vez ya existe tal disposición ahora. Pero los arquitectos que conocí en mi carrera eran totalmente indiferentes a cómo un ingeniero haría posible lo que quisieran, siempre que de alguna manera lo hicieran.

Siempre lo hice, de alguna manera. Pero alguien tenía que pagar mucho en términos de costos de materiales y construcción / fabricación y mano de obra y tiempo adicionales, y que alguien no era el arquitecto.

GV

Yo diría que un estudiante podría comenzar ganando el significado físico y la claridad conceptual y, por lo tanto, la belleza matemática de los elementos estructurales básicos, como:

  1. Vigas
  2. Columnas
  3. Varillas
  4. Platos
  5. Conchas
  6. Trusses – y su estabilidad
  7. Materiales de ingeniería: cuán diferente es uno del otro y cómo se comporta uno para diferentes condiciones de carga.

Entonces, uno puede avanzar para aprender sobre:

  1. Composicion
  2. Teoría de la mezcla
  3. Soluciones matemáticas para ecuaciones elípticas (en su mayoría, los problemas de ingeniería estructural son de naturaleza elíptica, con soluciones de forma cerrada para geometrías más simples y de tipo lineal).
  4. Para analizar geometrías complejas con no linealidad del material, se puede confiar en encontrar soluciones aproximadas para el problema no lineal en cuestión a través de métodos numéricos como métodos de elementos finitos / diferencia / volumen.

Uno puede obtener más información sobre un problema físico cuando:

  1. El problema se simula a través del modelado matemático.
  2. Mediante estudio paramétrico mediante experimentos realizados en la plataforma.

Sería genial si aprenden herramientas como la optimización y la estática gráfica. Esto no solo ayudará a que las estructuras sean más económicas, sino que también mejorará la estética y el rendimiento estructural. La estática gráfica y la optimización tienen muchas ventajas, pero la situación es que se ignoran herramientas como estas porque los ingenieros estructurales están menos involucrados en la fase de diseño conceptual. Si los arquitectos conocieran las herramientas del ingeniero para el diseño conceptual, las cosas funcionarían mejor y ayudarían a dar un gran salto en el curso de la acción sobre la que se construyen las estructuras.

Diseña una estructura y construye con palitos de helado. Luego, sujételo a diferentes tipos de pruebas de carga. Le ayudará a comprender mejor cómo pueden fallar las estructuras. También comprenderá por qué algunos ingenieros civiles se frustran mucho cuando los arquitectos hacen planes muy complicados.