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La masa activa es el sistema estructural monolítico más utilizado en la construcción a nivel mundial, ya que el hormigón armado y la estructura monolítica, forman parte de este capítulo.

Sin embargo el diseño de la masa activa, debe realizarse en base a un estudio de esfuerzos presentes en un elemento estructural, resaltando que por la utilización de un diseño convencional, cometemos errores que aumentan el peso del sistema e incrementan momentos flectores, de pandeo, aplastamiento, vuelcos y cortante que se presentan en las edificaciones, los cuales se notaran con el transcurso del tiempo al evidenciarse rajaduras, rupturas, o final y trágicamente el colapso de una obra arquitectónica.

Teoría: Los sistemas de fundación de zapatas, cimientos corridos, losas de fundación, como los elementos estructurales de soporte de edificación, columnas, vigas y losas, estructuras de piedra, bloques de hormigón, y cualquier elemento que resista esfuerzos por su sección o masa, será incorporado dentro de este capítulo, resaltando nuevamente que el diseño arquitectónico puede mejorar el funcionamiento de los mismos por reducción de peso y traslación de puntos neutros de desplazamiento de masa al incluir la geometría.

El conocido libro Sistemas de Estructuras, del Autor Henrich Engel, es la clara muestra del análisis que debe tener un profesional a la hora de utilizar masa o sección activa en el esqueleto de una edificación, esto se demuestra con el transcurso de los años, puesto que en el mundo no existe una obra arquitectónica civil que no haya sido realizada bajo los términos de diseño que propone el autor.

El sistema estructural de masa activa, analiza los momentos estructurales de cada elemento para posteriormente someterlos a estudios geométricos por diseño, que incrementan la resistencia hacia esfuerzos propios y desencadenados por agentes internos y externos.

Una viga, apoyada en 2 elementos estructurales verticales, columnas, presente claros momentos de flexión por el descenso del punto neutro, causados por el peso de la propia viga, y la losa que se apoya en la parte superior de la misma, y causados por el efecto de gravedad.

La flexión de la viga, logra que el sistema curvee hacia su parte inferior, presentando una elongación en la cara inferior, que emite esfuerzos altos de tracción, los cuales causan agrietamientos y desplazamiento de masa, denominados “momento cortante”.

Por otro lado y por efecto de gravedad, el gran peso de la viga y losa apoyada en su parte superior, logran desprender el sistema de la estructura vertical, presentándose fisuras en la parte inferior de la viga, en los encuentros con las columnas.

El siguiente grafico muestra los momentos antes señalados:

Construccion. Estructura vertical

Analizando y estudiando el grafico anterior, para realizar estructura de masa o sección activa, se procede a cambiar la morfología por diseño, reduciendo el peso de la viga y evitando el descenso flector del punto neutro para disminuir o anular los esfuerzos cortantes en el sistema, como se muestra en el siguiente ejemplo:

Estructura de masa activa. Contruccion

Se puede notar que la viga está diseñada dentro del mismo espacio, que la del ejemplo anterior, sin embargo por razonamiento geométrico, vincula su inicio de base lateral con el punto neutro central, evitando momentos flectores e imposibilitando la aparición de cortantes, además de disminuir el material y hacer más liviano el sistema.

Al realizarse el diseño sobre una estructura monolítica, se introducen nombres para poder diferenciar las partes que trabajan ante esfuerzos:

Estructura monolitica. Edificacion

El sistema también es apto para realizar estructuras en voladizo, a que al presentarse momentos de vuelvo en las esquinas de las vigas, el acuartelamiento es utilizado para suspender el punto neutro y transmitir las cargas por ángulo con mayor eficacia, notándose que para vigas netamente horizontales existe mayor complicación en derivar longitudinalmente los pesos hacia las columnas, para derivarlos al suelo.

La posibilidad de diseño en estructuras de masa activa es muy amplia, y debe realizarse para todos los casos de edificaciones en los que se busque mejorar el sistema estructural y reducir el costo del material a emplearse, sin embargo el tiempo de ejecución será mayor al realizar encofrados que tengan ángulos exactos, por lo cual el precio final de ítems estructurales de una obra podría verse compensado.

Importante: El sistema de diseño de masa o sección activa, no simplemente se realiza en vigas, ya que puede presentarse en sistemas de fundación, columnas, losas, cubiertas o cualquier elemento estructural de descarga.

Este capítulo es amplio, por lo cual se dividirá en varios cursos, en los cuales se mostraran las aplicaciones del sistema a mayor detalle, siendo el más importante “Diseño de Pórticos Estructurales”, tomando en cuenta, que el presente curso se refiere a la introducción de diseño de masa activa y no al procedimiento de ejecución en obra para la realización de ítems.

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