Diseño Estructural y Análisis Estructural

Diseño Estructural y Análisis Estructural

Desde los asombrosos rascacielos del centro de Miami hasta las espectaculares Terminales de cruceros a lo largo del puerto, Miami es verdaderamente un museo arquitectónico. No hay duda de que estas icónicas edificaciones son producto de mentes muy creativas. Si bien la arquitectura puede ser la expresión de símbolos culturales, la ingeniería se asegura de que estos diseños sean funcionales, estables y puedan servir de manera segura a nuestra sociedad. ¿Cómo? A través del Análisis Estructural y el Diseño Estructural, estos dos procesos permiten que las estructuras cumplan con los fines para los que se crearon, manteniendo sus perspectivas artísticas.

Si no está familiarizado con la ingeniería, es posible que no hayas entendido cuando mencionamos: Análisis estructural o Diseño estructural. La verdad es que cuando ves el producto final de un edificio, nunca piensas en el proceso por el que pasó para convertirse en lo que hoy ves. De seguro, no eres consciente de cuántas mentes brillantes hay detrás de cada construcción. ¡Créeme son numerosas!

Piénsalo de esta manera, así como hay grandes cocineros que ayudan a brillar al chef, hay increíbles ingenieros detrás de los diseños de un arquitecto. Ellos, ayudan a hacer realidad los sueños de muchas personas. 

Para que te vayas con una idea más precisa del tema, desentrañaremos las importantes responsabilidades que asumen en los proyectos de construcción las empresas de ingeniería estructural en Miami.

Miami, la ciudad mágica

Miami es la zona urbanizada más poblada del sur de Florida. Sus vistas icónicas, hermosas playas y su increíble clima, realmente la convierten en un lugar vibrante para vivir. La sensación de felicidad y fascinación que produce transitarla a través de las coloridas luces nocturnas de Ocean Drive es realmente mágico. Además, la encantadora mezcla de sabores y música de todas las ricas culturas te mantienen seducido y hechizado.

¡Sí!, demasiado bueno para ser verdad.

Aunque la mayor parte del tiempo se siente como el paraíso, todos estamos muy familiarizados con la temporada de huracanes. Cinco meses al año, somos vulnerables a que uno de estos vientos catastróficos nos visite. Afortunadamente, el estado ha elaborado estándares para ayudarnos a adaptarnos a estas circunstancias. El hecho de que el estado sobreviva a estas tormentas se basa en un estricto código que el sur de Florida ha impuesto a las construcciones, llamado “Código de Construcción de la Florida”.

Código de construcción muy singular de Florida

Cuando el huracán Andrew azotó el sur de Florida en 1992, reveló cuán inadecuado era el código de construcción existente anteriormente en el Estado. De acuerdo con OverView of the Florida Building Code, uno de los mayores problemas identificados fue el cumplimiento. ¿Qué significa esto? Las leyes y reglamentos no se seguían estrictamente antes y durante un proyecto de construcción. Esto condujo al fortalecimiento de la previsibilidad y la rendición de cuentas. Previsibilidad significa que los cálculos que se “predicen” para un proyecto de construcción deben ser lo más precisos posible; y rendición de cuentas, significa que querían que alguien fuera “responsable” o responsable de estos cálculos.

En 2002, Florida adoptó un nuevo código estatal, que se convirtió en uno de los más estrictos del país.

Así que ahora ya no le tenemos miedo a los huracanes… Ok, eso es mentira.

Sí, admito que todos nos asustamos cuando un huracán está a punto de golpear. ¿Pero puedes culparnos? Los estantes de los supermercados se vacían como si fuese a llegar el apocalipsis. ¡Existe la posibilidad de que nos quedemos sin energía, lo que significa que no hay A/C NI WIFI! Y encima de todo… ¡Nuestros bronceados se resienten totalmente porque no podemos ir a ningún lado cerca de la playa! Aunque no hay nada que el estado pueda hacer para detener estas depresiones tropicales, hacen cumplir las leyes para mantenernos a salvo.

Para empezar, el Código de Construcción de Florida requiere que una estructura maneje cargas específicas antes de obtener la aprobación para su construcción. Una carga es cualquier acción que podría conducir a la deformación de un componente. Por lo tanto, cualquier acción puede cambiar o desviar la forma de cualquier estructura a la que nos estemos refiriendo. Específicamente con respecto a las cargas de viento, cualquier componente que esté permanentemente expuesto y no pueda ser reubicado durante fuertes vientos debe ser anclado según planos firmados y sellados por un Ingeniero Profesional. ¿Qué significa esto? Una vez elaborado el Diseño Estructural, un Ingeniero Profesional debe revisarlo para asegurarse de que no haya errores, lo que le hace responsable de estos cálculos. Básicamente, alienta a los profesionales detrás de un proyecto a asegurarse de que la estructura que se construirá sea segura.

Análisis Estructural y Diseño Estructural

Ahora que estamos listos para explicar algunas de las tareas que maneja un ingeniero estructural, repasemos algunas definiciones importantes.

Un ingeniero profesional es una persona que cumplió con los requisitos de educación, los requisitos de experiencia y los exámenes rigurosos que le permitieron obtener una licencia según las leyes estatales de licencias. Cada estado tiene diferentes códigos de construcción, lo que significa que:  Los ingenieros profesionales deberán seguir requisitos específicos para obtener una licencia en diferentes estados. Un Análisis Estructural determina cómo las cargas y otros efectos externos pueden comprometer una estructura física y sus componentes. Simultáneamente, el Diseño Estructural especificará los materiales, dimensiones y cantidad de refuerzo, entre otros requisitos, que necesitará esa misma estructura.

Los condados de Miami-Dade y Broward son zonas de huracanes de alta magnitud. Si no es floridano, colóquese en la esquina sureste de Florida. Estos son los lugares más poblados y más cercanos al Océano Atlántico. Por esta razón serán fuertemente impactados por los vientos de los huracanes. Con toda la información que le acabamos de dar sobre lo estricto que se volvió el Código de Construcción de Florida, imagine todas las pruebas que debe pasar una estructura para ser considerada segura en esta área.

Diseño estructural revelado

Por ejemplo, los arquitectos diseñarán un boceto único para un proyecto. Este proyecto debe pasar por múltiples disciplinas de ingeniería para cumplir con el código. ¿Tiene sentido? Vamos a desglosarlo. Supongamos que un arquitecto diseñará el contorno de un edificio de apartamentos. El Ingeniero Estructural creará el Diseño Estructural para el armazón del edificio. Básicamente, él o ella, especificará las dimensiones y los materiales necesarios para que este edificio sea estable y proporcione la resistencia suficiente, sin dejar de ser funcional.

Además, también requerirá Ingeniería Estructural de Especialidad para el Diseño Estructural de las ventanas. Adicionalmente, el proyecto también requerirá de Ingeniería de Especialidad para los cálculos de los componentes que también conforman la edificación. ¿Qué queremos decir con esto? Cualquier cosa que se pueda quitar del edificio sin comprometer su caparazón estructural. Por ejemplo, escaleras, barandillas, toldos y cualquier otra cosa que puedas imaginar que puede tener un edificio. Sí, todos estos componentes necesitarán planos y cálculos estructurales específicos para que el edificio funcione como un todo. Y… después de todo este proceso de cálculos, es cuando el Ingeniero Profesional puede evaluar si la estructura está aprobada o no. Una vez que se hayan aprobado los planos, se pueden enviar para su revisión al Departamento de Construcción de la ciudad.

Nuestra Firma Única

Por lo general, hay empresas que se especializan en un solo tipo de ingeniería o incluso en un subconjunto de Ingeniería Estructural. Sin embargo, Eastern Engineering Group es tan único que ofrece múltiples servicios de ingeniería. Nuestra firma puede ayudarlo con todo lo que requiere un proyecto, desde los armazones estructurales hasta todos sus componentes. Esto es muy distintivo porque nos permite tener la experiencia de crear un Diseño Estructural funcional considerando la ingeniería de sus componentes estructurales.

NOA – Aviso de Aceptación

Hay innumerables capítulos que contienen varios estándares para estructuras específicas en Florida. Para darle una idea del proceso de Diseño y Análisis Estructural, le explicaremos un NOA o Aviso de Aceptación, que es un documento que se originó con la revisión del código.

¿Qué es un NOA?

Los proyectos de construcción como el que mencionamos anteriormente son grandes operaciones que requieren la participación de muchas partes y de capital. Pero imagine lo molesto que debe ser para los fabricantes de estructuras “simples” exteriores tener que pasar por ese proceso cada vez que necesitan instalar su producto. Como mencionamos anteriormente, TODOS los planos de estructuras expuestas permanentemente deben instalarse mediante un plano aprobado por un Ingeniero Profesional, ¿Recuerdas? – Algunos ejemplos son: vallas, marquesinas, toldos, barandales, parasoles, etc…  ¿Ya te haces una idea?

Para que los fabricantes puedan distribuir de manera segura este tipo de productos, que pueden ser genéricos la mayor parte del tiempo, el condado de Miami-Dade creó un documento llamado Aviso de aceptación (NOA). Un NOA es un plan prediseñado aprobado que no es específico del sitio para un componente obtenido por un fabricante del condado de Miami-Dade. El Departamento de Recursos Regulatorios y Económicos y la División de Administración de Juntas y Códigos, para ser exactos. Básicamente, un diseño genérico que se ha considerado seguro para la instalación. Una vez que un diseño tiene esta aprobación, su instalación sin modificaciones es segura en cualquier lugar de Florida. Intentaremos simplificar el proceso de adquisición de un NOA para brindarle una mejor explicación.

Diseño y Análisis Estructural para Toldos

Los toldos son estructuras muy populares en Florida. Los encontrará colgando de casi todos los patios, balcones o salones de las piscinas para brindarnos sombra. Después de todo, ¡somos el estado del sol! Supongamos que usted es un fabricante de uno de esos toldos. Quiere que muchos lugares en Miami usen su producto. Tiene un diseño genérico para este toldo que ha demostrado ser muy popular, por lo que decide obtener un NOA.

Lo primero que hará es llevar su boceto a Eastern Engineering Group para que sea elegible para NOA. Aquí, nuestra División de Ingeniería Especializada se encargará del Diseño y Análisis Estructural, para asegurarse de que cumpla con el Código de Construcción de Florida. ¿Qué significa esto? Te guiaremos a través del proceso.

Composición de un Toldo

Elementos o miembros separados van a componer el toldo. Los elementos son todos los componentes que juntos enmarcan el producto final. Como cada mueble de Ikea que has montado antes.

Para un toldo, algunos elementos básicos que encontrará son; vigas, columnas, conexiones y accesorios. Las vigas son miembros horizontales, las columnas son verticales. Una placa de cabeza será la conexión entre una viga y una columna. Una placa base anclará las columnas al sustrato (superficie), generalmente una base de hormigón armado. Los tornillos mantendrán unidas estas conexiones, al igual que las estructuras de Ikea que te recordamos. Durante un análisis estructural, uno de nuestros ingenieros estructurales expertos calculará cuánto estrés recibe cada elemento y lo comparará con los límites permitidos durante el diseño estructural. Después de que él o ella determine esto, el elemento que maneje la menor cantidad de presión determinará las especificaciones de tamaño, dimensión, espesor y material para cumplir con las cargas prescritas por el código.

El fabricante también debe informarnos si habrá tela encima del toldo. Lo cual es muy probable, ya que la mayoría de ellos dan sombra. Cuando la tela va encima del toldo, significa que la estructura recibirá más presión del viento. Tiene sentido, ¿verdad? Como cuando sientes que tu paragua se te va de las manos o te pretende levantar del suelo durante una tormenta. Nuestro ingeniero estructural tiene esto en cuenta al calcular las reacciones que las placas base deben manejar y contrapesar para que el viento ascendente no se lleve la estructura. Para ello, especificarán las dimensiones mínimas de hormigón para el apoyo base utilizando las medidas X, Y y Z.

X, Y y Z?

Colóquese en un eje X e Y. Y es vertical, X es horizontal. El eje Z proporciona volumen a una forma. Z puede subir o bajar. La placa base será la que soporte la columna, y como dijimos antes, el ancla a la cimentación de hormigón. Recuerde que estamos tratando de hacer que nuestro toldo sea genérico para ser aprobado para su instalación en todas partes de Florida. Entonces, esto significa que el ingeniero debe considerar cualquier tipo de suelo para la instalación del toldo. Para permitir esto, especificarán las dimensiones de una losa de concreto que podrá sostener el toldo en su lugar durante un huracán. Una losa de hormigón es una placa hecha de hormigón. Las dimensiones X, Y y Z le dirán al fabricante qué tan largo, qué ancho y qué tan profundo debe ser la plataforma de concreto.

Pasos finales para obtener su NOA

¡Sí!, todo esto requiere mucha mecánica, que es la combinación de ciencia y matemáticas. Pero lo que es más importante, estos cálculos deben seguir estrictamente todos los requisitos del Código de Construcción. El Diseño Estructural también especificará qué tipos de materiales requiere el toldo para ser funcional. Recuerde, no solo necesita estar estable durante un huracán, sino que también debe manejar los efectos del clima. Una vez que un ingeniero profesional de Eastern Engineering Group y un ingeniero profesional del estado otorguen su sello y aprobación, usted, como fabricante, podrá enviar su diseño junto con una solicitud de control de producto para NOA al Departamento de Recursos Regulatorios y Económicos. Una vez que su producto reciba el Aviso de aceptación, todos los toldos que venda se considerarán seguros en toda la Florida. También obtendrá una placa genial que mostrará a todos que su producto tiene un NOA.

Visite www.miamidade.gob para encontrar todos los productos NOA, así podrá asegurarse de que lo que compra es seguro. A continuación, encontrará enlaces a tres toldos que fueron diseñados por Eastern Engineering Group. ¿Qué tan geniales y calificados somos? 

NOA18-0924.04 Toldo de aluminio y tela 

NOA18-0924.05 Toldo de aluminio y tela para terraza 

NOA19-0311.01 Toldo de aluminio

**Los procedimientos y diseños mencionados en este artículo son solo una pequeña fracción de todas las cosas asombrosas que crean los ingenieros estructurales y se han simplificado extremadamente para fines integrales** Es posible que se apliquen otros requisitos para el proceso de solicitud de un NOA, y tenga en cuenta que no tienen fechas de vencimiento, para obtener más información sobre esto, visite miamidade.gov**

 

©️ 2022 Este artículo ha sido escrito y publicado por Eastern Engineering Group. Todos los derechos reservados.