Departamento de Tecnología ESTRUCTURAS 1.DEFINICIÓN

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Ángeles Gallego Salazar
hace 7 años
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1 Departamento de Tecnología ESTRUCTURAS 1.DEFINICIÓN Es el conjunto de elementos de un cuerpo destinado a soportar los efectos de las fuerzas que actúan sobre el, con objeto de mantener su forma. Funciones: A.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. B.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. C.Proteger objetos: cuando son almacenados o transportados, como las cajas de embalajes, los cartones de huevos, cascos, etc. D.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.

2 Estructuras 2.CLASIFICACIÓN En la naturaleza podemos encontrar estructuras como el esqueleto humano, una concha, caparazón de la tortuga, etc., estructuras naturales. Las creadas por el hombre son las estructuras artificiales; estas se dividen en: TIPO CARACTERÍSTICAS EJEMPLOS MASIVAS Se elaboran mediante la acumulación de material sin apenas dejar huecos entre él. Pirámides, templos como el Partenón, presas ENTRAMADAS Están Construidas por barras de hormigón o acero unidas de manera rígida formando un emparrillado. Los edificios TRIANGULADAS Estructuras de barras, normalmente metálicas o de madera unidas entre sí en forma de triángulo Torre eléctrica, techos de naves industriales COLGANTES Basa su funcionamiento en la utilización de cables de los que cuelga la estructura. Puentes LAMINARES Construidas con láminas metálicas o plásticas Techos, Carrocerías

3 Departamento de Tecnología 3.ELEMENTOS ESTRUCTURALES A.Pilares: es una barra apoyada verticalmente, cuya función es la de soportar cargas o el peso de otras partes de la estructura. Los principales esfuerzos que soporta son de compresión y pandeo. También se le denomina poste, columna, etc. Los materiales de los que está construido son muy diversos, desde la madera al hormigón armado, pasando por el acero, ladrillos, mármol, etc. Suelen ser de forma geométrica regular (cuadrada o rectangular) y las columnas suelen ser de sección circular. B.Vigas: es una pieza o barra horizontal, con una determinada forma en función del esfuerzo que soporta. Forma parte de los forjados de las construcciones. Están sometidas a esfuerzos de flexión. C.Muros: van a soportar los esfuerzos en toda su longitud, de forma que reparten las cargas. Los materiales de los que están construidos son variados: la piedra, de fábrica de ladrillos, de hormigón, etc. D.Tirantes: es un elemento constructivo que está sometido principalmente a esfuerzos de tracción. Otras denominaciones que recibe según las aplicaciones son: riostra, cable, tornapunta y tensor. Algunos materiales que se usan para fabricarlos son cuerdas, cables de acero, cadenas, listones de madera...

4 Estructuras 4.ESFUERZOS Al construir una estructura se necesita tanto un diseño adecuado como unos elementos que sean capaces de soportar las fuerzas, cargas y acciones a las que va a estar sometida. Se puede entender por fuerza toda acción sobre un objeto que tiende a modificar el estado de reposo o movimiento de dicho objeto, o que puede deformarlo de forma permanente o transitoria. Una fuerza produce diferentes efectos sobre un cuerpo, según sea la dirección y el sentido en que se apliquen. Los tipos de esfuerzos que deben soportar los diferentes elementos de las estructuras son: Tracción. Hace que se separen entre sí las distintas partículas que componen una pieza, tendiendo a alargarla. Por ejemplo, cuando se cuelga de una cadena una lámpara, la cadena queda sometida a un esfuerzo de tracción, tendiendo a aumentar su longitud. Compresión. Hace que se aproximen las diferentes partículas de un material, tendiendo a producir acortamientos o aplastamientos. Cuando nos sentamos en una silla, sometemos a las patas a un esfuerzo de compresión, con lo que tiende a disminuir su altura. Cizallamiento o cortadura. Se produce cuando se aplican fuerzas perpendiculares a la pieza, haciendo que las partículas del material tiendan a resbalar o desplazarse las unas sobre las otras. Al cortar con unas tijeras un papel estamos provocando que unas partículas tiendan a deslizarse sobre otras. Los puntos sobre los que apoyan las vigas están sometidos a cizallamiento.

5 Departamento de Tecnología Flexión. Es una combinación de compresión y de tracción. Mientras que las fibras superiores de la pieza sometida a un esfuerzo de flexión se alargan, las inferiores se acortan, o viceversa. 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 o la barra donde se cuelgan las perchas en los armarios. Torsión. Las fuerzas de torsión son las que hacen que una pieza tienda a retorcerse sobre su eje central. Están sometidos a esfuerzos de torsión los ejes, las manivelas y los cigüeñales. A la hora de diseñar una estructura esta debe de cumplir tres propiedades principales: ser resistente, rígida y estable. Resistente para que soporte sin romperse el efecto de las fuerzas a las que se encuentra sometida, rígida para que lo haga sin deformarse y estable para que se mantenga en equilibrio sin volcarse ni caerse. Para asegurar la estabilidad de una estructura se pueden utilizar distintos procedimientos: a. Empotrar parte de la estructura en el suelo. b. Sujetarla con cables tirantes para evitar que el viento la vuelque. c. Aumentar el peso de la base con bloques o contrapesos. d. Aumentar la superficie de apoyo de la estructura.

6 Estructuras 5. PERFILES. Las barras que componen las estructuras se fabrican en diferentes formas, a la sección transversal perpendicular al eje longitudinal se le denomina perfil. Los perfiles son las formas comerciales en que se suele suministrar el acero u otros materiales. El tipo de perfil viene dado por la forma de su sección. Perfiles cerrados Perfiles abiertos

7 Departamento de Tecnología 6. TRIANGULACIÓN DE ESTRUCTURAS. Existen muchas estructuras que están formadas a base de triángulos unidos entre sí. Este tipo de estructuras, que adquieren una gran rigidez, tienen infinidad de tirantes. 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 articulada. Estructuras articuladas Estructuras rígidas En ocasiones la colocación de una simple escuadra otorga a la estructura la rigidez y resistencia que necesita.

8 A menudo nos encontramos estructuras que se hayan formadas por un conjunto de perfiles agrupados geométricamente formando una red de triángulos, son las denominadas cerchas. Las vemos en construcciones industriales, grúas, gradas metálicas, postes eléctricos, etc. Estructuras

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