Aprendremquèésun esforçi elsdiferentstipusque hiha. Estudiarem diferents tipus d estructures.

Transcripción

1

2 Què veurem en aquest tema? Aprendrem què és una estructura. Aprendremquèésun esforçi elsdiferentstipusque hiha. Estudiarem diferents tipus d estructures. Identificaremelselementsque aguanten elsesforçosde les estructures. Coneixerem diferents tipus de materials i estructures.

3 1.-Quèsónles estructures? Les estructures són elements resistents que es mantenen estables davant de l acció dels esforços als quals es poden veure sotmesos. Perquè una estructura funcioni correctament ha de ser resistent, rígida i estable. Les forces que actuen sobre una estructura s anomenen càrregues. Les càrregues es reparteixen entre tots els elements de l estructura produïnt diferents tipus d esforços.

4 TIPUS D ESFORÇ TRACCIÓ COMPRESSIÓ FLEXIÓ TORSIÓ CISALLAMENT

5 HI HA 5 TIPUS D ESFORÇOS MECÀNICS: 1.-ESFORÇ DE TRACCIÓ: Un cos està sotmès a un esforç de tracció quan se li apliquen dues forces de sentit oposat que tenen tendència a allargar-lo. 2.-ESFORÇ DE COMPRESSIÓ: Un cos està sotmès a un esforç de compressió quan se li apliquen dues forces de sentit oposat que tenen tendència a aixafar-lo.

6 3.-ESFORÇ DE FLEXIÓ: Un cos està sotmès a un esforç de flexió quan rep una o més forces que tendeixen a doblegar-lo. Exemples: 4.-ESFORÇ DE TALL O CISALLAMENT: Un cos està sotmès a un esforç d cisallament o de tall quan se li apliquen dues forces de sentit oposat que tenen tendència a tallar-lo.

7 5.-ESFORÇOS DE TORSIÓ: Uncosestàsotmèsaunesforçdetorsióquanseliapliquenduesforcesde sentit oposat que tenen tendència a retorçar-lo. Exemples: caragol, eixos de màquines, etc.

8 2.-Quina és la funció de les estructures? Suportar pesos pesos: el pes dels elements sobre l estructura i elpesmateixdel objecteidelapròpiaestructura. Resistir forces externes externes: la paret d una presa suporta la força de l aigua continguda a l embassament, així com una teuladasuportaelpesdelaneuquehihacaigut. Mantenir la forma forma: les estructures han de ser capaçes de suportar pesos i resistir forces sense deformar-se. Servir de protecció protecció: la carcassa d un monitor o d un ordinador protegeix els elements que hi ha al seu interior, així com el xassís d un cotxe protegeix als passatgers.

9

10 3.-TIPUS D ESTRUCTURES Segons els elements amb els que estan construits les estructures es poden classificar en 3 grans grups: 1. Estructures massives. 2. Estructures laminars o de carcassa. 3. Estructures d armadura. 4. Estructures de voltes. 3.1) ESTRUCTURES MASSIVES Són estructures molt pesades i massisses, construïdes amb elements molt grans, amples i resistents. Exemples:

11 3.2) ESTRUCTURES LAMINARS O DE CARCASSA Estan constituïdes per làmines o panells resistents i prims formant carcasses que envolten i protegeixen les peces internes de l objecte. La resistència d aquestes carcasses s aconsegueix donant a les làmines una determinada forma. En són exemples, la carrosseria d un cotxe, una llauna de conserva, la carcassa d un televisor o d un ordinador,...

12 3.3) Estructures d armadura Estan formades per peces com barres, tubs, pilars, bigues o cables units entre sí per formar una espècie d esquelet o armadura. En són exemples les estructures d edificis, ponts metàl lics, grues, torres d alta tensió, gronxadors, carretons de supermercat,... Segons la disposició dels seus elements poden ser: Triangulades: es construeixen mitjançant la unió de barres que van formant triangles.

13 Penjades:elpeséssuportatpercablesqueestanunits aaltreselementsmésrobustoscommursotorres resistents. Entramades: tenen elements verticals i horitzontals que s uneixen entre si formant una espècie de malla. Els elements horitzontals es recolzen en els verticals.

14 3.4) Estructures de voltes En les estructures de volteshipredominen elsarcs, les volteso les cúpules amb elements de subjecció i suport. Aquestselementspoden suportar esforçosde compressióimportants, i el pes dels elements reposa sobre els murs laterals(per això cal reforçar-los amb contraforts o arcbotants). Exemples: Arc romà de Cabanes Entramat de voltes Cúpula de Sant Pere del Vaticà (vista exterior i interior).

15 ELEMENTS D UNA ESTRUCTURA FONAMENTS: base resistent on es recolzen les estructures. Solen estar per sota del nivell de terra. La major part dels edificis s aixequen sobre fonaments de formigó per evitar que s enfonsin pel propi pes. COLUMNES O PILARS: són barres verticals dissenyades especialment per suportar esforços de compressió.

16 BIGUES: són barres horitzontals que estan sotmeses a esforços de flexió. Les diverses plantes d un edifici se suporten amb bigues. ARC: elements en forma de corba que serveix per cobrir un forat entre dos pilars, i que suporta una part de l estructura descarregant el pes als extrems. Arc de Triomf, Paris Arc de Constantí, Roma

17 TIRANTS: són cables o barres que suporten esforços de tracció. Poden ser d acer i serveixen per augmentar la resistència i l estabilitat d una estructura.

18 ESTRUCTURES RESISTENTS El més fonamental és que una estructura aguanti les càrregues (resistència resistència) i que no caigui (estabilitat). Una estructura és resistent quan conserva la seva forma després d aplicar-li càrregues.

19

20 Elements que proporcionen resistència i estabilitat a lesestructures: TRIANGLES: Un triangle és l única estructura geomètrica que no es deforma si se li apliquen forces als costats. I per convertir en estructures rígides un quadrat i un pentàgon

21 CURIOSITAT: Dilatació de la Torre Eiffel El Sol surt per l est i comença a escalfar aquesta cara de la Torre Eiffel. Els perfils de ferro que formen l estructura de la torre es dilaten i obliguen la torre a inclinar-se cap a l oest. A la tarda passa el contrari. El Sol és a l oest i la dilatació dels perfils situats en aquesta banda faquelatorre s inclinicap al est. Aquest fenomen fa que la part més alta de la torre no estigui sobrelaverticaldelpuntmitjàde la base, ja que al llarg del dia es produeixen oscil lacions; a l estiu són més apreciables.

22 ARCS: Un altre element que també aporta resistència a una estructura és l arc, que treballa sotmès a compressió. Aquest element ja va ser utilitzat pels romans perferpontsambpedresimaons. Els arcs romans es mantenen gràcies al suport d un maó Pont Romà d Alconetar, Càceres sobre l altre, i no s utilitza cap adhesiu entre les peces. Al maó central se li diu pedra angular o clau; és el que subjecta l arc i sol ser més gran que la resta. Arc de Titus, Roma

23 ESTRUCTURES ESTABLES Les estructures estables són aquelles que, quan se ls aplica una força, conserven la seva posició. Són estructures inestables les que en aplicar-hi un petit impuls perden l equilibri. L estabilitat està relacionada amb el centre de gravetat. El centre de gravetat és un punt imaginari on estaria tota la massa de l objecte si es pogués comprimir. Quan aquest punt se situa fora de la base de l objecte, aleshores es converteix en inestable i bolca:

24 PERFILS Un altre recurs molt utilitzat per construir estructures són els perfils, que són barres de diferents seccions. Els perfils ens permeten fer les estructures resistents, lleugeres i, alhora, econòmiques. Tipus: Oberts, amb forma de V, T, U, L, X, H. Tancats, amb forma de,,.