ACTIVIDAD DE LA 2ª EVALUACIÓN: ESTRUCTURAS

1.  ESTRUCTURAS: Definición y tipos

Una estructura se compone de piezas dispuestas de una forma que soporten cargas. En el mundo hay todo tipo de objetos que poseen estructuras diferentes; por ejemplo, las casas, los cuerpos y objetos cotidianos como mesas o sillas.

La estructura de un objeto concreto se compone de las partes que lo mantienen. Pueden ser creadas por el hombre o por la naturaleza.

Estructuras Naturales:

     

       

Estructuras Artificiales:

Los tipos de estructuras se clasifican en: masivas, entramadas, trianguladas y colgadas.

Las estructuras masivas:

Son las grandes construcciones que hace el hombre para distintos usos. Tenemos desde los estadios de fútbol hasta las pirámides de Egipto, las centrales térmicas y las presas, entre otras. Todas tienen en común su gran tamaño y su solidez.

Las estructuras entramadas

Se componen de vigas unidas de forma rígida, formando una malla. Las más características son las de los edificios, pero pueden tener formas variadas como las de las siguientes fotografías.

Las estructuras trianguladas:

Se componen de barras que forman triángulos, esta forma busca que sean resistentes y a su vez ligeras. El representante más conocido son las torres de alta tensión o las grúas.

Las estructuras colgadas:

Son estructuras que mantienen el peso que soportan mediante tirantes.

En la práctica hay estructuras que tienen varios de estos tipos, por ejemplo, la Torre Eiffel combina estructuras triangulares, entramadas y colgadas.

2.FUERZA, ESFUERZOS Y RESISTENCIA:

Definimos fuerza como “la causa” que hace que un cuerpo se deforme o cambie su estado de movimiento. Su unidad de medida en el Sistema Internacional es el Newton.

Definimos Acción como el conjunto de fuerzas que actúan sobre un objeto y Reacción a las fuerzas con las que el cuerpo responde.

El principio de acción y reacción indica que siempre que se ejerce una fuerza sobre un cuerpo, este emite otra como respuesta. Las fuerzas de reacción muchas veces no las vemos, por ejemplo, al sentarme en una mesa no se hunde o deforma porque la mesa ejerce una fuerza en contra de mi peso, es la reacción.

Definimos Esfuerzo como una exigencia física a la que se somete un cuerpo al aplicar una fuerza. El objeto soporta la fuerza con otra que es una “respuesta” a la que le aplicamos. Si la fuerza aplicada es mayor que el esfuerzo que puede hacer el objeto, se  rompería.

Los esfuerzos básicos son: compresión, tracción, flexión, torsión y rotura.

La resistencia mecánica de un material es su oposición, su rechazo a la rotura que le produciría esa fuerza exterior aplicada en su contra.

Una estructura está diseñada para soportar su peso y otras fuerzas o acciones externas, debe resistir sin rotura a las fuerzas externas que se le apliquen. Por ejemplo, la estructura de una casa debe soportar su peso, el viento, la nieve o cualquier acción externa sin romperse.

3.  TIPOS DE ESFUERZOS:

• Compresión: la compresión se produce cuando aplastamos un cuerpo.
• Tracción: la tracción se produce cuando se aplica sobre un cuerpo unas fuerzas en la misma dirección y sentido contrario, que lo estiran.
• Flexión: la flexión se produce cuando una fuerza actúa sobre una estructura y hace que se curve, como un arco. Para ello la estructura tiene que estar apoyada en los extremos.
• Torsión: se produce cuando las fuerzas retuercen la estructura, se realiza una fuerza con un giro.
• Cortadura o cizalladura: este esfuerzo se produce cuando dos fuerzas paralelas y de sentido contrario rompen la estructura por una línea central.

4.  CONDICIONES DE RESISTENCIA DE UNA ESTRUCTURA

Decimos que una estructura es resistente cuando no se rompe, y soporta los esfuerzos que le aplicamos sin deformarse y sin desplazarse de su posición. Las características que cumple son: es rígido, está en equilibrio y es estable. 

Hay materiales que se deforman al aplicar una fuerza, si recuperan su forma se llaman elásticos y si no, se llaman plásticos. El equilibrio es estable cuando la estructura no se mueve al aplicar una fuerza, o es inestable si al aplicar una fuerza se mueve.

1. -        Un material es rígido si no se deforma cuando aplicamos una fuerza sobre él.
2. -        Un material está en equilibrio si está inmóvil.
3. -        Un material está en equilibrio estable si al aplicar una fuerza no se mueve.

5. ELEMENTOS RESISTENTES 

Las estructuras deben ser unos elementos resistentes, para ello hay que tener en cuenta tanto el material con el que se construyen, como la disposición de los elementos.




La resistencia se consigue con las siguientes acciones:

AUMENTO DE LA RIGIDEZ:

Utilizando el material idóneo y dando la forma adecuada a los elementos.
Los Perfiles industriales proporcionan más resistencia a las estructuras con menos peso.

 AUMENTO DE LA ESTABILIDAD:

Mejorar la estabilidad aumentando la superficie y el peso de la base.

Otra acción es Empotrando,cimentando o anclando la base en el suelo.

6. ELEMENTOS PARA AUMENTAR LA ESTABILIDAD

El centro de gravedad es el punto en el cual se puede considerar que está el peso del cuerpo, y de su situación depende la estabilidad del mismo.
Formas de aumentar la estabilidad:

1. Ensanchando la base de apoyo de la estructura.
2. Situando el centro de gravedad en un punto bajo.
3. Cimentando la estructura en el subsuelo.
4. Anclando la estructura con tirantes.



 


    7. ELEMENTOS PARA AUMENTAR LA RIGIDEZ



Para aumentar la rigidez trataríamos de formar triángulos para hacer la estructura. Para ello, añadiríamos varillas diagonales.

Al formar las estructuras se utiliza elementos como las columnas o las vigas, que poseen formas o perfiles que son ligeros y resistentes.
Existen varios tipos de perfiles: los abiertos y los cerrados.