Ciencia de la construcción

La ciencia de la construcción es la disciplina físico - ingenieril que se ocupa de construir y utilizar modelos físico-matemáticos y experimentales que describen el comportamiento estático y dinámico de la estructura resistente de un artefacto y sus componentes ( elementos estructurales ) bajo el efecto de diversas acciones o esfuerzos ( fuerzas externas, variaciones térmicas, eventos sísmicos, etc.). Como tal, su propósito primordial es desarrollar una mentalidad operativa que conduzca al reconocimiento, establecimiento y resolución de problemas de resistencia estructural.

Descripción

Es una ciencia aplicada que tiene su origen en la mecánica clásica . Es una ciencia en cuanto que procede asumiendo modelos teóricos de comportamiento, a partir de hipótesis lo más sencillas y lógicamente coherentes posibles, y explicita y discute las consecuencias. Es una ciencia aplicada en cuanto se aplica al modelado de las estructuras portantes de edificios reales, y el conjunto de sus constructos teóricos no se juzga en función de su elegancia formal, sino en función de su eficacia como ayuda. y plazo para juzgar las opciones de diseño .

Articulación de la materia

La ciencia de la construcción está formada por un conjunto de diferentes disciplinas de carácter físico-matemático ( mecánica analítica , teoría de la elasticidad , mecánica de medios continuos ), experimental ( ciencia de los materiales ) y también computacional y numérico ( mecánica computacional , cálculo automático de estructuras ). De hecho, en la tradición anglosajona , no existe una asignatura de ' ciencias de la construcción' y sus contenidos se dividen generalmente en cursos universitarios de resistencia de materiales , mecánica estructural y mecánica continua .

La ciencia de la construcción es la disciplina básica de la ingeniería estructural , un tema relevante de la ingeniería civil , la ingeniería de edificios , la ingeniería mecánica , la arquitectura , la ingeniería aeronáutica y la ingeniería naval . Como tal, los cursos de estudio de Ciencias de la Construcción son la base educativa de muchos cursos de grado de las Facultades de Ingeniería y Arquitectura.

Enseñanza

La ciencia de la construcción generalmente está precedida por cursos de mecánica racional o estática estructural , y puede ser seguida por cursos más aplicativos, como técnicas de construcción , dinámica estructural , geotecnia , mecánica aplicada .

El programa de la asignatura para ingenieros y arquitectos suele centrarse en maquetas de estructuras lineales, en pórticos formados por varios elementos lineales, en estructuras arqueadas y de cable, en bóvedas y cúpulas giratorias. Por otro lado, el programa de materiales para ingenieros mecánicos, navales y aeronáuticos se enfoca más en los modelos de estructuras superficiales (placas, placas, membranas, caparazones delgados), estructuras sólidas tridimensionales y el método de los elementos finitos .

Formalismo matemático

Las ecuaciones de la materia se expresan con diferentes formalismos matemáticos:

Los dos primeros lenguajes matemáticos se utilizan en los tratados clásicos y están orientados a la comprensión intuitiva del tema y al desarrollo de cálculos con métodos analíticos o con desarrollo directo. Sin embargo, el formalismo matemático de tipo algebraico o diferencial es adecuado cuando el número de incógnitas es limitado (generalmente no mayor de 5 o 6 variables). Cuando hay que analizar estructuras con un gran número de incógnitas (más de 6 o 7 variables) es preferible escribir las ecuaciones de la ciencia de la construcción con el lenguaje de las matrices y el álgebra lineal : estos métodos son adecuados para desarrollar cálculos con la computadora electrónica.

El lenguaje de los tensores también se ha utilizado en los últimos años en los temas de la Ciencia de las Construcciones que se cruzan con la mecánica de medios continuos y la mecánica de sólidos .

Bibliografía

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