ESTRUCTURASTECNOLOGÍA ESO

ÍNDICE

1. Qué es una estructura

2. Tipos de esfuerzo

3. Elementos de una estructura

4. Estructuras resistentes: Triángulos y arcos

5. Estructuras estables

6. Perfiles

7. Tipos de estructuras artificiales

ESTRUCTURAS TECNOLOGÍA

1. QUÉ ES UNA ESTRUCTURA

Una estructura es un conjunto de elementos capaces de

soportar fuerzas (cargas) y transmitirlas a los puntos donde

se apoya, con el fin de ser resistente y estable

Las cargas pueden ser: el propio peso de la estructura, el

peso de los elementos que se colocan sobre ella, el viento

que la empuja, la nieve que se posa sobre ella, …

2. ESFUERZOS. Definición y tipos

ESFUERZO DIBUJO EFECTO EJEMPLOS

TRACCIÓN Se alarga, aumenta longitud, se estira Tirantes puente

COMPRESIÓN Se acorta, disminuye su longitud, se encoge

Pata de silla

FLEXIÓN Se dobla Balda

CORTADURA Se desplaza una sección con respecto a otra

Corte de hoja

TORSIÓN Se tuerce Destornillador

Cuando una estructura está sometida a fuerzas (cargas), cada uno de sus elementos está sometido a esfuerzos.

Esfuerzo es la tensión interna que aparece en los elementos de una estructura cuando está sometida a fuerzas o cargas.Hay cinco tipos:

Flexión

Tracción

TorsiónCompresión

Tracción

Tracción

Flexión

Compresión

TorsiónFlexión

Tracción

Compresión

FlexiónFlexión

EJEMPLOS DE ESFUERZOS

Compresión

3. ELEMENTOS DE UNA ESTRUCTURA I

La mayoría de las estructuras están formadas por la unión de varios elementos. Los elementos más usados en las estructuras son:

Cimientos, pilares, vigas, tirantes y arcosa) Cimientos, son la base, normalmente de hormigón sobre la que

se sustentan las estructuras. Se encuentra por debajo del suelo.Trabajan a compresión.

Pueden ser zapatas, losas y pilotes.

b) Pilares, son barras verticales especialmente diseñadas para

soportar esfuerzos de compresión.

c) Vigas, son barras horizontales que soportan esfuerzos de

flexión. Se sitúan sobre los pilares. Para reforzar la superficie se

sitúan las viguetas sobre las vigas.

ELEMENTOS DE UNA ESTRUCTURA II

d) Tirantes, son cables o barras que soportan esfuerzos de tracciónaumentando la estabilidad de la estructura.

Los tirantes se utilizan para sujetar carpas, puentes, antenas…

e) Arcos, son elementos curvos que sirven para cubrir huecos entrepilares. Trabajan a compresión descargando el peso hacia los extremos.

ELEMENTOS DE UNA ESTRUCTURA III

4. ESTRUCTURAS RESISTENTESUna estructura debe ser…

Resistente: Que aguante las cargas.

Estable: Que no se caiga.

Resistencia. Cuando la estructura conserva su forma al aplicarle

una fuerza.

Estabilidad. Cuando la estructura conserva su posición al

aplicarle una fuerza.

Todos los materiales se deforman al aplicarles una fuerza.

El problema viene cuando la deformación es permanente o se

rompe la estructura

Los arcos y triángulos dan resistencia a las estructuras

TRIÁNGULOS

Es la única figura geométrica que no se puede deformar al

aplicarle fuerzas en sus lados.

Esto ha servido para fabricar estructuras triangulares.

5. ESTRUCTURAS ESTABLESSon estructuras estables aquellas que al aplicar una fuerza sobre ellas, conservan su posición.

Son inestables aquellas que, al aplicar un pequeño empuje, pierden el equilibrio.

La estabilidad está relacionada con el centro de gravedad (CDG).

El CDG es un punto imaginario donde estaría toda la masa del objeto si se

pudiera comprimir.

Cuando el punto se sitúa fuera de la base del objeto, entonces se convierte

en inestable y se vuelca.

Para aumentar la estabilidad…

5. Bajar el centro de gravedad. Tirantes

Escuadras

Aumentando la base.

Aumentando distancia entre apoyos.

Bajando el centro de gravedad.

1. Utilizar tirantes.

2. Utilizar escuadras.

3. Aumentar la base

4. Aumentar la distancia entre apoyos.

6. PERFILESSon barras de diferentes secciones, que utilizan para hacer las estructuras.Los perfiles permiten hacer estructuras resistentes, ligeras y baratas.

Hay dos tipos:

- Abiertos

- Cerrados:

7. TIPOS DE ESTRUCTURAS ARTIFICIALESSegún su forma, podemos clasificar las estructuras según los elementos que predominan en ellas.

- Masivas

- Entramadas

- Abovedadas

- Trianguladas- Colgantes

1. Masivas- Son estructuras en las que predomina una gran concentración de material.

2. AbovedadasComo elemento de sujeción y soporte predominan arcos, bóvedas y cúpulas.

- Son macizas, estables y muy pesadas.- Materiales muy resistentes a trabajar a compresión.

- Bóveda: sucesión de varios arcos. - Cúpula: Bóveda semiesférica.Soportan grandes esfuerzos de compresión.

Permiten cubrir grandes espacios con piedra. Su peso recae en los muros laterales, que hay que reforzar.

Ej.: Acueductos, catedrales, túneles, …

3. EntramadasSon estructuras formadas por un conjunto de perfiles que se entrecruzan entre sí.

Los elementos estructurales son las vigas, los pilares o columnas y la cimentación.

Estructuras entramadas son los edificios, por ejemplo, que se cubren con ladrillos después de colocar los pilares y las vigas.

Esto supone una gran disminución de peso respecto a las estructuras masivas y abovedadas y la posibilidad de aumentar la altura de las construcciones.

4. TrianguladasSon estructuras formadas por la unión de muchos triángulos, construyendo redes planas o espaciales. Cada triángulo está sometido a sus propios esfuerzos de tracción y compresión, equilibrándose la estructura y permitiendo que esta pueda crecer todo lo que se desee.Se suelen construir de madera (cuchillos) o acero (cerchas).

Ejemplos: torres de alta tensión, grúas, …

5. ColgantesSon estructuras sustentadas por cables o perfiles sujetos a elementos de soporte.Predominan los perfiles, sometidos a esfuerzos de tracción.El puente está literalmente colgado de los tirantes.Permite construir puentes más largos, con menos pilares intermedios.

CUESTIONES1. Define el concepto de estructura2. ¿Qué se entiende por carga?3. ¿A qué se denomina esfuerzo?4. Explica con detalle los distintos tipos de esfuerzo que existen, con algún

ejemplo y esquema explicativo.5. Enumera los elementos más usados en la construcción de una

estructura.6. Di lo que sepas sobre pilares y vigas. Dibujos, esfuerzos con los que

trabajan,…7. Explica con detalle las dos principales propiedades que debe cumplir una

estructura.8. Perfiles: Definición y tipos.9. Enumera los tipos de estructuras según los elementos que predominan

en ellas.10. Explica qué sabes sobre estructuras abovedadas.11. Explica qué sabes sobre estructuras trianguladas.

CONSTRUCCIÓN DE UNA ESTRUCTURAVas a llevar a cabo la construcción de una estructura capaz de soportar 1 kg de peso.

La estructura a construir será un PUENTE, que debe cumplir con las siguientes condiciones:

1. Trabajo individual.2. Utilización de material reciclado: papel, cartón, madera, cuerda, …3. Dimensión máxima de la estructura: 60 cm4. Debe soportar el peso de 1 kg en el centro.5. Se valorará la utilización del mayor número de recursos: Distintos tipos de

perfiles, escuadras, tirantes, materiales, …6. Fecha de entrega: _______________.7. Puedes coger ideas en internet, libros de texto, …8. Se valorará la originalidad y el esfuerzo realizado.9. La nota tendrá el mismo valor que un examen.

Algunos vídeos interesantes…

http://www.youtube.com/watch?v=41ThpT2Q-b0

Manuel Toharia, 15 min

Argentinos, 28 minhttp://www.youtube.com/watch?v=1gl1dyfggf0

los 10 puentes más largos y los rascacielos más altos, 8 min

http://www.youtube.com/watch?v=3L7iDiW6YWc

Resumen puentes, 3 min.http://www.youtube.com/watch?v=9Wj7W-JLMlA

Puente sobre Gibraltar…?, 30 min.http://www.youtube.com/watch?v=OkL6O-sIsmUhttp://www.youtube.com/watch?v=yp-WbY44seM&list=PL3884F27FB74713D6