Estructuras 1º eso

ESTRUCTURAS DEFINICIĂ“N Son conjuntos de elementos colocados de tal forma que permanecen sin deformarse ni desplomarse soportando las fuerzas o pesos para los que han sido proyectadas.

Utilidad

Con la evolución de los seres humanos, han surgido toda una serie de problemas que se han ido resolviendo con la construcción de múltiples tipos de estructuras. Básicamente las estructuras se construyen para:

Alcanzar alturas en el espacio Torres, postes de luz, grúas, antenas,

 Proporcionar apoyo y proteger a los restantes elementos de un conjunto Armaduras, chasis de una máquina, etc.

Utilidad  Almacenar materiales: Silos de grano, tinajas de vino, depósitos de gas, envases de cartón, etc.  Mantener y proporcionar forma: Nuestro esqueleto, por ejemplo, mantiene la forma del cuerpo. Los tubos de una tienda de campaña le dan su forma.

 Crear espacios vacíos resistiendo fuerzas externas Canales, presas, piscinas, etc. La pared de una presa soporta el peso del agua contenida en el embalse  Cubrir espacios Bóvedas, cúpulas, marquesinas, techumbres, etc.

Utilidad  Generar superficies utilizables Carreteras, aeropuertos, campos deportivos, carrocerías de automóviles, fuselajes de aviones, etc.

 Salvar accidentes geográficos

Puentes y túneles.

Tipos de estructuras

En función de los elementos con que están construidas y los elementos que intervienen.

Fuerzas que actúan. Esfuerzos 

Hoy en día, muchas estructuras se construyen con criterios estéticos, aparte de los funcionales y de seguridad, consiguiéndose obras de singular belleza, como estas tres del arquitecto valenciano Santiago Calatrava ( www.calatrava.com ).

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Las estructuras están formadas por varias piezas o elementos que contribuyen a evitar que la estructura se rompa o se caiga.

Cuando una estructura soporta un peso o una carga, cada una de sus piezas o elementos se ven sometidos a esfuerzos.

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La primera fuerza que se produce en una estructura incluye el peso propio, además está la sobrecarga que tenga que soportar.

Las estructuras móviles han de soportar fuerzas de inercia, las de almacenamiento soportan presión, y otras el empuje del viento, golpes, pesos, etc

TRACCIÓN Y COMPRESIÓN  La fuerza de tracción tiende a estirar los elementos sobre los que s ejerce.

Dichos elementos suelen ser tensores o tirantes, como los cables que soportan un puente.

 La fuerza de compresión tiende a aplastar los elementos sobre los que se ejerce. Dichos elementos suelen ser soportes, como los pilares de una casa o las patas de una silla.

FLEXIÓN  La fuerza de flexión tiende a doblar las estructuras. Ocurre en elementos apoyados en varios puntos y que soportan peso a lo largo de toda su longitud. Los elementos sobre los que se ejerce son vigas o barras, como un estante para libros o la plataforma de un puente.

 Si la carga de la estantería es excesiva, esta se arquea y puede llegar a romperse

CORTADURA  La fuerza de cortadura o cizallamiento actúa sobre elementos sobre los que se ejercen fuerzas opuestas en planos muy cercanos, y tienden a desgarrar los materiales.

TORSIÓN Y PANDEO

 La fuerza de torsión actúa sobre elementos que giran y tiende a retorcer las estructuras. La punta de un destornillador se puede deformar por la acción de esta fuerza.

 El pandeo consiste en una flexión vertical que ocurre en piezas estrechas y de gran longitud cuando son sometidas a compresión.

Efectos mĂşltiples

ELEMENTOS DE LAS ESTRUCTURAS (I)  Dentro de una estructura existen elementos de diferentes tipos:

 Elementos verticales: Trabajan fundamentalmente a compresión, aunque a veces, reciben esfuerzos laterales de flexión. Ejemplos: Muros de carga, muros de contención, patas y soportes (columnas o pilares)

 Elementos horizontales: Soportan esfuerzos de flexión, apoyados en los extremos y soportando la carga en toda su longitud. Ejemplos: Vigas, viguetas y travesaños en construcciones, baldas en muebles)

ELEMENTOS DE LAS ESTRUCTURAS (II)  Arcos, bóvedas y cúpulas: Debido a su forma, las cargas y los pesos que reciben verticalmente se distribuyen hacia los laterales, permitiendo abrir huecos de paso entre pilares (arcos), entre muros (bóvedas) o cubrimientos de edificios (cúpulas). La clave del éxito en las formas resistentes está en repartir la carga.

 Tirantes: Son cables o barras que soportan esfuerzos de tracción, sirviendo para aumentar la estabilidad y resistencia de las estructuras

¿Cómo se construyen las viviendas?

ENCOFRADO Y FRAGUADO DEL HORMIGÓN

EL CENTRO DE GRAVEDAD. ESTABILIDAD 

Existe un punto en cada cuerpo en el cual podemos decir que se concentra la fuerza con la que la tierra lo atrae. A ese punto lo llamamos centro de gravedad. 

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Las figuras y los objetos ganan estabilidad cuanto más cerca del suelo se halla su centro de gravedad.

Además, la perpendicular hasta el suelo trazada por el centro de gravedad ha de caer dentro de la base.

Las estructuras bajas y anchas son más estables que las altas y delgadas.

Si se concentra mucha masa en la base, la estructura es más estable.

También se gana estabildad con un buen anclaje: con tirantes, buenos cimientos, empotrado en el suelo.

LOS PUENTES Los puentes son estructuras que las personas han ido construyendo para superar accidentes geográficos. Según el uso nos podemos encontrar acueductos, viaductos, pasarelas, etc Los de madera son baratos, ligeros y fáciles de construir, pero poco resistentes, por eso casi no se construyen.

Los de piedra son muy resistentes, pero muy costosos. Se usaron en la antigüedad por no tener otros materiales.

Los metálicos permiten diseños muy espectaculares pero son caros de construir y mantener

Los de hormigón armado son de montaje rápido y baratos de mantener. Su resistencia es alta

LOS PUENTES

TIPOS

Los puentes deben soportar su propio peso, el de los vehículos que los cruzan y la acción de agentes externos como lluvia, viento, corrientes de agua…

Pueden ser de tres tipos según sean los esfuerzos que soportan sus elementos estructurales:

Puentes de viga: formados por elementos horizontales o tableros apoyados sobre soportes o pilares

Puentes de arco: formados por un elemento curvado que se apoya en soportes o estribos

Puentes colgantes: formados por un tablero que se sustenta mediante tirantes sujetos en uno o en dos o más pilares

PUENTES COLGANTES