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INSTITUCIÓN EDUCATIVA:INDUSTRIAL Nº 32

ESPECIALIDAD:ELECTRICIDAD

MECANISMOS Y MÁQUINAS INDUSTRIALES DE CONTROL

Lic. Alfredo Canahualpa Heredia

OBSERVA Y RECUERDA:La mayoría de los objetos y seres vivos disponen de una estructura que tiene como principal funciónsoportar pesos y cargas sin que se produzca la rotura o deformación excesiva del objeto.

Llamamos estructura a un conjunto de elementos de uncuerpo destinados a soportar los efectos de las fuerzas queactúan sobre él, capaces de aguantar pesos y cargas sinromperse y sin apenas deformarse.También podemos indicar que es toda construcción destinadaa soportar su propio peso y la presencia de accionesexteriores (fuerzas, momentos, cargas térmicas, etc.) sinperder las condiciones de funcionalidad para las que fueconcebida.

Se pueden realizar muchas clasificaciones de las estructuras, atendiendo a

diferentes parámetros: por su origen, movilidad, etc.

1. SEGÚN SU ORIGEN: Estructuras naturales:

El esqueleto de un ser vertebrado, lasformaciones pétreas, el caparazón de unanimal o la estructura de un árbol, loscorales marinos, las estalagmitas yestalactitas, etc. son algunos ejemplos deeste tipo de estructura.

¿Qué es una estructura?

ESTRUCTURAS

Tipos de estructuras:





Estructuras artificiales:Son todas aquellas que han sido diseñadasy construidas por el hombre para satisfacersus necesidades a lo largo de su evolución.Los ejemplos más usuales de este tipo deestructuras son los puentes, edificios y en lamayoría de los objetos realizados por elhombre.

2. SEGÚN SU UTILIDAD: Estructuras Rígidas:

Son aquellas que no se deforman cuando se les somete a diferentesfuerzas (compresión, tensión torsión, etc.) excepto si sus elementos serompen. Por ejemplo: torres, puentes, monumentos, etc.

Estructuras FlexiblesSon aquellas en las que cuando se les aplica una fuerza, la estructurase deforma, controladamente, al desplazarse los elementos que laintegran, como por ejemplo: una bisagra, un puente levadizo, unpantógrafo, etc.

3. SEGÚN SU FUNCIÓN: Estructuras Móviles

Son todas aquellas estructuras articuladas o que cuentan con ruedaspara permitir su desplazamiento, Como por ejemplo: un esqueleto, uncoche de bebé, un auto, etc.

Estructuras FijasAquellas que por el contrario, no pueden ni deben permitirdesplazamientos, o estos son mínimas. Como por ejemplo: edificios,torretas, puentes, entre otros.

A la hora de diseñar o estudiar una estructura, se debe observar origen, su utilidad y sufunción. Asimismo debe cumplir dos propiedades principales: ser resistente y estable.

• Resistente, para que soporte sin romperse por efecto de las fuerzas a las que seencuentra sometida principalmente a causa de su utilidad y función.

• Estable, para que se mantenga en equilibrio sin volcarse ni caerse.

Propiedades de las estructuras:

RESISTENTE ESTABLE+





La estructura que construye el hombre tiene una finalidad determinada, para la que ha

sido pensada, diseñada y finalmente construida.

Podemos hacer un análisis en función de la necesidad que satisface:

• Soportar peso: se engloban en este apartado aquellas estructuras

cuyo fin principal es el de sostener cualquier otro elemento, son los

pilares, las vigas, estanterías, torres, patas de una mesa, etc.

• Salvar distancias: su principal función es la de esquivar un objeto,

permitir el paso por una zona peligrosa o difícil, son los puentes, las

grúas, teleféricos, etc.

• Proteger objetos: cuando son almacenados o transportados, como las

cajas de embalajes, los cartones de huevos, cascos, etc. Por ejemplo La

forma y rigidez del casco protege la cabeza del motorista.

• Para dar rigidez a un elemento: son aquellos en que lo que

se pretende proteger es el propio objeto, y no otro al que

envuelve, por ejemplo en las puertas no macizas el enrejado

interior, los cartones, etc.

Dependiendo de su posición dentro de la estructura y del tipo de fuerzas que actúan

sobre ellos, los elementos o piezas de las estructuras soportan diferentes tipos de

esfuerzos. Dichos esfuerzos pueden ser:

Las estructuras tienen como principal función soportar pesos y cargas sin que seproduzca la rotura o deformación excesiva del objeto.

Funciones de las estructuras:

Esfuerzos que soportan las estructuras





• De tensión, cuando las fuerzas que actúan sobre la pieza tienden a

estirarla, tal y como sucede, por ejemplo, con los cables de un

puente colgante.

• De compresión, cuando las fuerzas que soporta la pieza tienden a

aplastarla, como es el caso, por ejemplo, de los pilares. Cuando nos

sentamos en una silla, sometemos a las patas a un esfuerzo de

compresión, con lo que tiende a disminuir su altura. Tensión CompresiónDe flexión, cuando las fuerzas que actúan sobre la pieza

tienden a doblarla, como sucede con las vigas. Al saltar en la

tabla del trampolín de una piscina, la tabla se flexiona.

También se flexiona un panel de una estantería cuando se

carga de libros.Flexión

a. De corte o cizalladura, cuando las fuerzas que soporta la

pieza tienden a cortarla. Este es el tipo de esfuerzo al que

están sometidos los puntos de apoyo de las vigas. Al cortar

con unas tijeras un papel estamos provocando que unas

partículas tiendan a deslizarse sobre otras.

b. De torsión, cuando las fuerzas que soporta la pieza

tienden a retorcerla. Este es el caso de los ejes, los

cigüeñales y las manivelas.

La resistencia de una estructura no depende solamente de las propiedades del materialcon el que está elaborada, sino también de la disposición del conjunto de elementosresistentes que la forman.En cualquier estructura podemos encontrar uno o varios de los siguientes elementos:

• Los pilares:Son los apoyos verticales sobre los cuales descansan las vigas y el

resto de la estructura. Estos elementos soportan el peso de lapropia estructura y el peso de los elementos que se cargan oapoyan sobre ellos.También se le denomina poste, columna, larguero, etc. Los materiales con

los que se construyen pueden ser: madera, acero, aluminio, hormigón

armado, ladrillos, mármol, etc. Suelen ser de forma geométrica regular (cuadrada,

rectangular, circular)

Elementos de las estructuras.

a. De corte o cizalladura

b. De Torsión





• Las vigas:Son piezas horizontales. Se apoyan sobre dos puntos, y su

misión es la de soportar cargas. Son elementos colocados

normalmente en posición horizontal que soportan la carga de la

estructura y la transmiten hacia los pilares.

• Los tirantes o tensores:Son cables inextensibles (fabricados de cuerdas, cables de

acero, cadenas, listones de madera) que está sometida

principalmente a esfuerzos de tracción y que tienen múltiples

funciones dentro de las estructuras:

a) Pueden servir para sujetar o colgar vigas, como es el caso

de la mayoría de los puentes modernos.

b) Pueden servir de elementos de sujeción de los elementos verticales de la

estructura, como sucede con los palos de una tienda de campaña o con las

antenas de televisión.

• Los Arcos:Forma geométrica muy utilizada a lo largo de la historia como

solución arquitectónica. Permite trasmitir las cargas que

soporta hacia los elementos que sustentan la estructura.

• Las escuadras:Son triángulos rectángulos que se emplean para reforzar

estructuras. Pueden ser planas (para unir una viga con una

columna), en forma de L o en forma de prisma. En estos dos

últimos casos se emplean para unir vigas con pilares y también

para mantener verticales dichos pilares.

• Los Triángulos:Puede demostrarse, de forma experimental, que el triángulo es la forma geométrica

más estable, al no deformarse al actuar sobre él fuerzas externas. Esta es la razón

por la que se utiliza la triangulación para aportar mayor rigidez a las estructuras. En

caso contrario nos encontraremos con una estructura flexible.

Estructuras rígidasEstructuras flexibles





En ocasiones la colocación de una simple escuadra otorga a la estructura la rigidez y

resistencia que necesita. Las vemos en construcciones industriales, grúas, gradas

metálicas, postes eléctricos, etc.

En las siguientes fotografías puedes observar algunos ejemplos comunes de

utilización de estructuras triangulares:

• Tubos:Otro tipo de elementos que presentan gran resistencia son

los tubos o estructuras tubulares. Su geometría cilíndrica

permite un reparto equitativo de las cargas sobre sus

paredes. Una de sus principales aplicaciones es la

construcción de canalizaciones.

• Muros:Son elementos que soportan los esfuerzos en toda su longitud, de forma que

reparten las cargas. Los materiales de los que están construidos son variados:

piedra, ladrillos, madera, cartón, etc.

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