estructuras
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ESTRUCTURAS
I.E.S UNIVERSIDAD LABORAL
AMBITO PRACTICO 3º DIVERSIFICACION
DEFINICIÓN 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.
PROBLEMAS QUE RESUELVEN
Generar superficies: carreteras, estadios, aeropuertos, ...
Almacenar materiales: presas, botellas, tetra brik, ... Cerrar y cubrir espacios: techumbres, bóvedas, cúpulas, ...
Salvar accidentes geográficos; Puentes, túneles, ...
Alcanzar alturas en el espacio: torres, grúas, antenas, ...
Proteger y dar sustentación a un conjunto: esqueleto, armazones, chasis, ...
FUERZAS QUE ACTÚAN
Cuando las fuerzas de acción y de reacción son iguales se produce lo que llamamos equilibrio estático.
La primera fuerza que se produce en una estructura incluye el peso propio, además está la sobrecarga que tenga que soportar. Las dos juntas forman la fuerza de acción que ejerce la estructura. La fuerza de reacción necesaria para que la estructura se mantenga ha de resistir toda la de acción.
Las estructuras móviles han de soportar fuerzas de inercia, las de almacenamiento soportan presión, empuje del viento, etc
Cuando las fuerzas de acción superan a la reacción se produce el equilibrio dinámico, que es el que tiene lugar en estructuras que se desplazan como los automóviles, bicicletas, etc.
¿POR QUÉ FALLAN?
A veces por la fatiga elástica causada por la actuación repetida de una fuerza que en principio se resiste.
Cuando las fuerzas de acción se hacen superiores a las de reacción, la estructura falla y se hunde. ¿Por qué pasa esto?:
Otras veces por un diseño o una fabricación defectuosos . O porque las uniones entre las partes son inadecuadas.
Otras veces porque se producen situaciones imprevisibles o catastróficas.
EL CENTRO DE GRAVEDAD
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.
Las figuras y los objetos son más estables 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.
ELEMENTOS RESISTENTES
Los pilares son apoyos verticales para las vigas y el resto de la estructura
Las vigas son piezas horizontales que soportan cargas apoyadas en dos puntos.
Los tirantes o tensores son cables que mantiene sujetos elementos colgantes o verticales
Las escuadras son triángulos rectángulos que refuerzan las estructuras
Muchos de los elementos que proporcionan resistencia a las estructuras pueden encontrarse en un gran número de ellas.
ESFUERZOS QUE SOPORTAN TRACCIÓN Y COMPRESIÓN
ESFUERZOS QUE SOPORTAN FLEXIÓN CORTE COMPRESÓN LATERAL
Compresión lateral
ESFUERZOS QUE SOPORTAN TORSIÓN Y PANDEO
ESFUERZOS QUE SOPORTAN EFECTOS MÚLTIPLES 1
ESFUERZOS QUE SOPORTAN EFECTOS MÚLTIPLES 2
FLEXIÓN
COMPRESIÓN
FLEXIÓN
FLEXIÓN
COMPRESIÓN
TRACCIÓN
COMPRESIÓN
FLEXIÓN
TRACCIÓN
FLEXIÓN
COMPRESIÓN
COMPRESIÓN
TRACCIÓN
LA RESISTENCIA LA FORMA
El arco es un elemento capaz de distribuir las cargas hacia los laterales, por eso se utiliza para conseguir espacios vacíos y cubiertos. La bóveda es una superficie que emplea una serie de arcos colocados a continuación o cruzados. La esfera tiene la misma propiedad que los arcos, pero es capaz de distribuir las cargas no sólo hacia los laterales, sino en todas las direcciones.
Depende de varios factores. A igual resistencia son mejores las más ligeras, más baratas, las que usan menos materiales y las más fáciles de construir y transportar.
LA RESISTENCIA LOS MATERIALES
En las construcciones antiguas es frecuente encontrar maderas más o menos fuertes. En la actualidad se usan el hormigón, que está formado por cemento grava y arena, el acero, que es un derivado del hierro con carbono y el hormigón armado, que combina hormigón con elementos interiores de acero y metales. Además se usan: aleaciones ligeras, mármoles y otros minerales, fibras, plásticos, etc.
La resistencia de las estructuras depende también en gran medida de los materiales utilizados.
LA RESISTENCIA LOS PERFILES
CER
RA
DO
SA
BIE
RTO
S
Los perfiles se utilizan para conseguir estructuras más ligeras aprovechando que ciertas formas logran soportar grandes pesos y esfuerzos con menos material.
LA RESISTENCIA TRIÁNGULOS Y CERCHAS
LA RESISTENCIA CERCHAS Y CELOSÍA
LOS PUENTESLos 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 adoptan 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 FORMAS DE DISMINUIR LA FLECHA
DISMINUIR LA LUZ - COLOCAR TIRANTES - AUMENTAR EL CANTO
LAS CATEDRALES
Las Catedrales son edificios singulares cuyas estructuras distribuyen los esfuerzo de formas artísticas y muy ingeniosas.