Números gordos en el proyecto de estructuras

Juan Carlos Arroyo, Ramón Sánchez, Antonio Romero, Manuel G. Romana, Guillermo Corres, Gonzalo García-Rosales.

Este libro pretende que su lector, usualmente apresurado, tenga a mano un recordatorio de métodos sencillos que le ayuden a tener un orden de magnitud de algunos problemas estructurales.

Se garantiza así una aproximación al fenómeno, no un resultado exacto del mismo. Una aproximación en la que el tiempo empleado es cincuenta veces menor que el utilizado en hacer un número más exacto, a cambio de admitir una pequeña desviación del resultado, simpre del lado de la seguridad.

Las novedades más importantes que presenta esta edición son dos: el cambio de unidades y la redacción de nuevas fichas.

Aunque es difícil renunciar al sistema de unidades con el que muchos adquirimos el orden de magnitud, las nuevas generaciones demandan, y se merecen, que adquiramos nosotros y ellos el orden de magnitud en las unidades más universales y ahora además, prescritas por la normativa, el Sistema Internacional. A partir de ahora, las fuerzas se expresarán en kilonewtons [kN] y las tensiones y resistencias en Newtons por milímetro cuadrado [N/mm2].

Se han incluido varios números gordos nuevos. Algunos no se escribieron en su momento porque el libro era joven y no encontramos la oportunidad de escribirlos; otros se han escrito ahora bien porque sus técnicas se han desarrollado recientemente, como es el caso de los refuerzos con fibras de carbono; y otras aunque de técnicas consolidadas, se han hecho cada vez más usuales en estos últimos años, como es el caso del postesado. Algunas otras fichas han sido escritas expresamente a petición de los lectores.

También, aunque el número gordo es un concepto que está más sujeto a conceptos que a preceptos, no se puede negar la influencia que la salida de la EHE-08 ha tenido en la reedición del libro. En algunos otros casos, como el de las tensiones tangenciales, la intención de la revisión ha sido la de seguir simplificando. Concretamente, en el caso de la compleja expresión de la tensión tangencial hemos optado por la extrema simplificación, huyendo de las excesivas dependencias numéricas provocadas por el acercamiento empírico, nos hemos cobijado en el valor usual de la tensión tangencial que es 0,5 N/mm2. Sabemos que es una simplificación nada erudita, por eso la ponemos.

En cualquier caso, lo que hemos elegido es intentar hacer comprensible una disciplina que lo es, uniendo lo que entendemos que debe tener un conocimiento técnico, o si queréis llamarlo de forma más romántica, un oficio: el concepto físico, el orden de magnitud y los conocimientos tecnológicos que la necesidad de construir lo proyectado impone.

 

Índice de contenidos

HORMIGÓN

Números previos

CIMENTACIONES
· Zapata aislada
· Zapata combinada
· Zapata de borde
· Zapata de esquina
· Viga centradora en zapatas
· Viga centradora en pilotes
· Viga riostra
· Pilotes
· Encepado de dos pilotes
· Encepado de tres pilotes

MUROS
· Muro de sótano
· Muro de contención
· Pantalla continua

PILARES
· Esfuerzos en pilares
· Pilares a compresión simple
· Pilares a flexocompresión

VIGAS
· Armadura longitudinal de una viga
· Estribos de una viga
· Viga en voladizo
· Rasante
· Flechas

LOSAS
· Losas. Armadura longitudinal
· Cortante en reticular
· Punzonamiento

ESCALERAS
· Escalera de dos tramos
· Escalera volada

ACERO

· Perfiles laminados
· Vigas de un vano
· Cerchas
· Chapas de continuidad
· Pilares metálicos
· Placas base a compresión
· Placas base a flexocompresión
· Uniones

MADERA

· Propiedades de la madera
· Soportes
· Flexión

VARIOS

· Muro de fábrica
· Apoyo de forjado en muro
· Ménsula corta
· Viga biapoyada postesada
· Sismo y viento
· Pórtico sometido a la acción del viento
· Vibraciones
· Neoprenos
· Refuerzo con fibra de carbono

EJECUCIÓN

· Generalidades del hormigón
· Durabilidad. Hormigón de calidad
· Durabilidad. Recubrimientos
· Puesta en obra y curado del hormigón
· Control del hormigón
· Armadura pasiva
· Armadura activa
· Encofrado y descimbrado

GEOTECNIA

· Planteamiento de reconocimiemientos
· Calicatas
· Penetrómetros
· Sondeos
· Ensayos in situ y de laboratorio
· Tensión admisible
· Empujes. Definición
· Empujes. Cálculo

Tabla de unidades

Glosario de términos

Bibliografía

 

Prólogo del libro

ACLARACIONES

El libro de números gordos en el proyecto de estructuras pretende que su lector, usualmente apresurado, tenga a mano un recordatorio de métodos sencillos que le puedan ayudar a tener un orden de magnitud de algunos problemas estructurales.

Tener orden de magnitud significa saber si son ocho u ochenta. Por tanto, este libro garantiza una aproximación al fenómeno, no un resultado exacto del mismo. Una aproximación en la que el tiempo gastado es cincuenta veces menos que el utilizado en hacer un número más exacto, a cambio de admitir una pequeña desviación del resultado, siempre del lado de la seguridad.

Agradecemos la ayuda que nos han prestado los que nos han enseñado a calcular, que saben mucho, porque son ellos los que han inventado el número gordo. Parece paradójico que los que más saben hagan los números más sencillos, pero no lo es, porque esos números, en su simplicidad, encierran la seguridad, la síntesis, incluso la abstracción, cualidades propias de quien mucho sabe.

Contaban que un sabio profesor pidió a un joven ayudante que calculase, mediante un nuevo programa, la altura de ola de un pantano. El profesor había hecho un número gordo y había obtenido unos 20 cm .

El joven, después de dos semanas, dio con un resultado de 1,30 m de ola. El profesor le recomendó que lo revisase, que parecía mucho. Una semana más tarde el ayudante encontró el error, recalculó la ola y obtuvo 1,5 cm . Sin estar satisfecho el profesor, le pidió al alumno que repasase el cálculo. Tras varios intentos más, el ayudante obtuvo una altura de ola de 23 cm . El profesor comprobó el modelo, repasó el cálculo y concluyó que esa era la solución correcta.

Es peligroso dejarse llevar sólo por las herramientas potentes y oscuras, cálculos por elementos finitos, expresiones a resolver por métodos iterativos, calculadores con pantallas de ocho líneas, porque la maraña de herramientas oculta el verdadero camino de las fuerzas y el sentido de las deformaciones. Los signos pasan de ser una aplicación del sentido común a tener una sentido místico y críptico. El que conoce el fenómeno coge una servilleta de papel y un portaminas; pinta tres fuerzas, suma o divide dos o tres veces y obtiene un resultado que no sólo es muy bueno, sino que será la referencia cualitativa de cualquier otro resultado obtenido con refinadísimos métodos. Se obtiene una primera imagen sencilla de la realidad y explican el fenómeno de forma global, sin detalles.

No por ello despreciamos los detalles. Es más, creemos que son muy importantes para obtener una solución afinada del problema y por tanto más económica (que es uno de los objetivos de un buen técnico). Pero sin ese primer control de la situación, los métodos sofisticados serían peligrosos.

Esta introducción debería ponerse en todas las fichas de este libro. No se hace por razones obvias pero llamamos la atención del lector sobre el alcance de los números gordos: con los métodos propuestos en este libro no le discuta a nadie el segundo decimal.

Juan Carlos Arroyo Portero