ESTRUCTURAS
ESTRUCTURAS
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Todos los cuerpos poseen algún tipo de estructura. Las estructuras se encuentran en la naturaleza y comprenden desde las conchas de los moluscos hasta los edificios, desde el esqueleto de los animales, pero el ser humano ha sabido construir las suyas para resolver sus necesidades.
Pero ¿Qué tienen todas en común tantas cosas distintas para ser todas estructuras?
1. Están compuestos por elementos simples unidos entre sí.
2. Resisten las fuerzas a las que está sometido sin destruirse.
3. Todas conservan su forma básica.
¿Qué son las estructuras?
¿Qué son las estructuras?
Una estructura es un conjunto de elemento unidos entre sí capaces de soportar los fuerzas que actúan sobre ella, con el objeto de conservar su forma.
Las fuerzas que actúan sobre una estructura se denominan cargas, estan son las fuerzas que tienen que soportar las estructuras y pueden ser de dos tipos: Fijas como el peso propio de un puente, que siempre actúa sobre los cuerpos; o variables, como el viento que no siempre actúa sobre los objetos.
Las estructuras pueden ser naturales (creadas por la naturaleza como el esqueleto, las cuevas, los barrancos, etc.) o artificiales (creadas por el hombre como las viviendas, los vehículos, las carreteras, los aviones, etc.).
¿Pero qué tienen todas en común para ser todas estructuras?
¿Pero qué tienen todas en común para ser todas estructuras?
Están compuestas por elementos simples unidos entre sí.
Resisten las fuerzas a las que está sometido sin destruirse.
Todas conservan su forma básica.
Tipos de estructuras
Tipos de estructuras
Artificiales
Artificiales
Una estructura artificial es un objeto o sistema diseñado y creado por el ser humano, que no existe naturalmente en la naturaleza. Esto puede incluir estructuras como edificios, puentes, túneles, sistemas de transporte, redes de comunicación, entre otros. Estas estructuras son diseñadas y construidas para satisfacer las necesidades humanas, como proporcionar viviendas, conectividad y seguridad
Laminares.
Colgadas.
Trianguladas.
Masivas.
Entramadas.
Naturales
Naturales
Son las estructuras naturales: el tronco de un árbol, las conchas de los moluscos, una montaña, una cueva, las estalactitas y estalagmitas,… Pero además de las estructuras naturales, la humanidad desde sus orígenes ha creado estructuras artificiales para satisfacer sus necesidades.
El esqueleto interno de los animales vertebrados (por ejemplo, el caballo).
El esqueleto externo de los artrópodos (por ejemplo, la hormiga).
El caparazón de un caracol.
Una célula.
Una telaraña.
El tallo de las plantas.
Una caverna.
Una montaña
¿Cómo se clasifican las estructuras?
¿Cómo se clasifican las estructuras?
Según sus elementos se pueden clasificar en:
Masivas:
Masivas:
Formadas por superficies resistentes, pesadas y macizas. Sus elementos son muros, bóvedas y arcos.
Entramadas:
Entramadas:
Tienen forma de retícula, sus elementos son pilares y vigas.
Triangulares:
Triangulares:
Son resistentes y ligeras, sus elementos son barras en forma de triángulos.
Colgadas o colgantes:
Colgadas o colgantes:
Soportan el peso de la construcción con cables o barras.
Laminadas:
Laminadas:
Las estructuras laminares son un tipo de estructura que se caracteriza porque su resistencia mecánica se origina principalmente de su condición geométrica en curvatura y su capacidad de distribuir cargas a lo largo de su superficie. Se diseñan en distintos materiales, como madera, metal laminado, y materiales compuestos como el hormigón armado, ofreciendo una combinación única de resistencia y rigidez, lo que los hace ideales para cubrir grandes luces.
¿Funciones de las estructuras?
¿Funciones de las estructuras?
¿Propiedades de las estructuras?
¿Propiedades de las estructuras?
Estabilidad.
Estabilidad.
Las estructuras deben ser estables para evitar la caída por la acción de fuerzas. Para conseguir una buena estabilidad hay varios procedimientos:
a) Una buena cimentación.
b) Uso de anclajes.
c) Aumento de la superficie de la base de apoyo.
d) Aumento del peso en la base (trasladar el centro de gravedad a la parte de abajo de nuestra estructura). Si se concentra el peso de la estructura en la base, aumentaremos la estabilidad.
Resistencia.
Resistencia.
Las estructuras deben ser resistentes para impedir que se rompan por la acción de fuerzas. Los elementos de la estructura deben contribuir a soportar los esfuerzos que actúan sobre ella.
Rigidez.
Rigidez.
Las estructuras deben ser rígidas para evitar las deformaciones por la acción de las fuerzas. El triángulo es el único polígono que no se deforma. Para evitar la deformación de polígonos articulados se utilizan barras diagonales (v.g. torre eléctrica, naves industriales,...) a este proceso se le denomina triangulación. Otro proceso para conseguir la rigidez es a través de las uniones rígidas (v.g. soldaduras, ensambles, cartelas que refuerzan la unión, y hacen que las uniones de los pórticos resistan los esfuerzos, sin tener que poner barras mas “gruesas”, etc.).
Elementos de una estructura
Elementos de una estructura
Vigas y pilares
Vigas y pilares
Las vigas y pilares son elementos de las estructuras entramadas, presentan una gran resistencia y se utilizan en la mayoría de edificios.
La viga es una pieza horizontal, de mayor dimensión longitudinal que transversal. Soporta esfuerzos de flexión y cortadura.
El pilar es una pieza vertical. Soporta esfuerzos de compresión.
Los materiales utilizados en las estructuras entramadas son diversos: la madera (se usa para construcciones de pequeño tamaño), el acero (se usa para estructuras de enormes dimensiones) y el hormigón armado (se usa en la mayoría de construcciones).
Barras y perfiles
Barras y perfiles
Una estructura triangulada está constituida por barras resistentes que se unen en forma de triángulos. Se utilizan en construcciones de largas longitudes y ligeras. Las barras de una estructura triangulada suelen estar sometidas a esfuerzos de tracción y de compresión.
Cables, tirantes o tensores
Cables, tirantes o tensores
Se utilizan en construcciones de gran resistencia y peso reducido. Está constituida por cables o tirantes que se utilizan para tensar o sostener algunas partes de la estructura. Los cables o tirantes resisten esfuerzos de tracción.
Arcos
Arcos
Los arcos trabajan a compresión. Los arcos autoportantes van distribuyendo el peso una piedra (o dovela) sobre otra. Existen diferentes tipos de arcos, aunque los más clásicos son los de medio punto, el apuntado, de herradura y el lobulado.
Zapatas, losas y pilotes
Zapatas, losas y pilotes
Estos elementos se utilizan para hacer la cimentación y dependiendo del terreno en el que se va a poner la cimentación utilizaremos uno u otro. Así, las zapatas son cubos de hormigón que aumentan la superficie de apoyo del pilar. Las losas crean una base de gran tamaño que permite asentarse en suelos blandos. Por último, los pilotes, empleados también en terrenos blandos, se clavan en la tierra hasta encontrar una zona de roca dura donde apoyarse.
Esfuerzos que soporta una estructura
Esfuerzos que soporta una estructura
Tipos de esfuerzos:
Tipos de esfuerzos:
Una estructura es resistente cuando es capaz de aguantar, de soportar, los esfuerzos a los que se ve sometida.
Tracción
Tracción
Consiste en dos fuerzas en la misma dirección y de sentidos contrarios que tienden a estirar el objeto. Ej Cuerpo colgado de un cable, cuerda tirada por dos extremos
Compresión
Compresión
Como la anterior, consiste en dos fuerzas en la misma dirección y distinto sentido pero que tienden a reducir la longitud del objeto. Ej. Pilar o columna, pata de una silla, apretar un balón.
Flexión
Flexión
Esfuerzo resultante de fuerzas que se aplican perpendicularmente al eje principal del objeto. La flexión produce compresión en la parte cóncava del elemento y tracción en la opuesta, la convexa. Ej. estantería, puente, viga
Torsión
Torsión
Fuerzas que tienden a retorcer el objeto. Ej. escurrir un trapo
Cizalla
Cizalla
Dos fuerzas aplicadas en sentidos contrarios casi en la misma vertical que tienden a cortar el objeto. Ej. tijeras
Bibliografía:
"Materia Prima ". Autor: Julia Máxima Uriarte. Para: Humanidades.com. Última edición: 9 de marzo de 2020. Disponible en: https://humanidades.com/materia-prima/. Consultado: 26 de diciembre de 2022.
Fuente: https://humanidades.com/materia-prima/#ixzz7ocUd0S6D
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