Estructuras

Estructuras

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Introducción

• La experiencia diaria nos dice que cuando sobre un objeto realizamos una fuerza, éste se mueve, pero si está sujeto a una estructura o forma parte de ella, no se mueve ya que la estructura contrarresta la fuerza.

• La experiencia también nos dice que las estructuras se pueden romper. Las fuerzas que las estructuras realizan sobre los elementos que forman parte de ellas tienen un límite y siempre existe una fuerza que los pueda superar, pudiendo la estructura romperse, deformarse o volcarse.

• Al realizar una estructura, debemos asegurarnos que resista bien las fuerzas que pueda soportar.

Multiple Choice

Por lo tanto, podemos definir una estructura como:

• Conjunto de piezas o elementos que sirve como soporte rígido de una cosa.

• La parte de una construcción que está bajo tierra y le da solidez, le sirve de base y apoyo.

• Conjunto de elementos de un cuerpo que se opone a las fuerzas que sobre él se ejercen, y cuya función es mantener la forma del cuerpo sin que se deforme o se rompa

• El elemento estructural, de forma curvada, que salva el espacio entre dos pilares o muros.

Multiple Choice

Definimos fuerza como toda causa capaz de modificar el estado de reposo o movimiento de un cuerpo o de deformarlo.

• Verdadero

• Falso

Multiple Choice

¿Cuál de las siguientes NO es una función de una estructura?

• Soportar cargas

• Dar forma al objeto

• Proteger elementos interiores

• Ser ligeras

Multiple Choice

¿Cómo se llaman las fuerzas que actúan sobre las estructuras?

• Resistencias

• Cargas

• Esfuerzos

Esfuerzos

• El tipo de respuesta de una estructura tiene mucho que ver en cómo y dónde se ejerce la fuerza, más que el valor de la fuerza en sí. Por tanto, no hablamos de fuerzas, sino que hablaremos de esfuerzos que soportan las estructuras, ya que la respuesta ante la misma fuerza aplicada de diferentes formas es distinta.

• No todos los materiales soportan de igual forma todos los esfuerzos. Dependiendo del tipo de esfuerzo, algunos materiales son adecuados para soportarlos y otros no. También la forma del objeto tiene influencia. 

Multiple Choice

¿Cuáles de los siguientes son esfuerzos que soporta una estructura?

• Deterioro, Flexión, Triangulación, Cizalladura

• Tracción, Flexión, Compresión, Cortadura

• Flexión, Compresión, Torsión, Pandeo

• Tracción, Flexión, Compresión, Torsión, Cortadura

Multiple Choice

Los profesores de Tecnología al salir de clase de 1º de la ESO tienen muchas ganas de romper papeles, ¿Qué esfuerzo actúa al romper el papel?

Multiple Choice

En el taller estamos cansados de ver este tipo de taburetes, pero, ¿Podrías decirme que tipo de esfuerzo soportan sus patas?

Multiple Choice

¿Qué esfuerzo soporta la barra nº 3 del columpio?

• Compresión

• Cortadura

• Tracción

• Flexión

Multiple Choice

¿Qué tipo de esfuerzo se aprecia en la imagen?

• Compresión

• Tracción

• Pandeo

• Cizalladura

Multiple Choice

Una estructura debe ser:

• Resistente

• Rígida

• Estable

• Todas son correctas

RESISTENTE

Soportar las cargas (sin romperse)

RIGIDA

Mantiene la forma (que no se deforma, o lo hace de forma controlada)

ESTABLE

No volcar ante la acción de fuerzas externas

Multiple Choice

Un objeto es tanto más estable cuanto más cerca se encuentra su centro de gravedad del suelo y cuanto mayor es su base

• VERDADERO

• FALSO

Poll

¿Cuál creéis que son buenas técnicas para aumentar la estabilidad de los objetos?

• Todas son buenas técnicas

Elementos de las estructuras

• Verticales (su función es soportar el peso de la estructura. Por ello, están sometidos a esfuerzos de compresión)

• Columnas, pilares, patas, paredes de carga, etc.

• Materiales más adecuados: Pétreos o acero. Hormigón armado.

Horizontales

• Su función es evitar que los verticales se inclinen, y conseguir alturas. Sobre todo, soportan esfuerzos de flexión, pero también de compresión-tracción.

• Vigas, baldas, estanterías, tableros (mesas), asientos (sillas)…

• Materiales más adecuados son el acero y la madera.

Arcos y Bóvedas

• Aunque los materiales pétreos no soporten bien los esfuerzos de flexión, éstos quedaban perfectamente controlados ya que los arcos y gangas convierten los esfuerzos de flexión en esfuerzos de compresión

Tirantes y barras

• La función de estos elementos es aligerar el esfuerzo de flexión que puede estar soportando cualquier elemento de una estructura. Los tirantes soportan esfuerzos de tracción, y las barras de tracción-compresión.

• Para los tirantes los materiales más adecuados son las fibras naturales o el acero, y la forma de hilos enrollados, y para las barras el acero, y las formas son múltiples.

Multiple Choice

¿Cuál de las imágenes se corresponde con el elemento estructural "pilar"?

Multiple Choice

¿Cuál de los siguientes es un puente en arco?

TIPOS DE ESTRUCTURAS

• Masivas

• Son estructuras sólidas macizas que se construyen colocando material en grandes piezas (bloques) o mediante material continuo (como hormigón)

• Ej.: Partenón, las pirámides, castillos, etc.

ABOVEDADAS O DE ARCOS

• Para que los espacios interiores fueran más amplios y las aberturas para ventanas y puertas mayores, se empezaron a utilizar arcos y bóvedas, que convierten los esfuerzos de flexión en compresión, y así los materiales pétreos puedan soportarlos

• Ej. Puentes antiguos, los acueductos, las catedrales, etc.

ENTRAMADAS

• En ellas todos los elementos son verticales u horizontales. En general, en los edificios modernos, se entraman los pilares de hormigón armado con vigas de hormigón armado y un forjado en suelo y techos, además de cimentar los pilares

TRIANGULADAS

• Están formadas por un entramado de barras (metálicas de acero, en general), y en las que las barras forman entre sí triángulos. Los entramados de barras forman arcos, bóvedas, columnas, vigas… Son muy resistentes a cualquier esfuerzo.

COLGANTES (de tirantes)

• Aquellas que tienen tirantes formando parte de la estructura, que funcionan únicamente a tracción y sirven para sustentar otros elementos. Los puentes modernos suelen ser estructuras de tirantes

LAMINADAS (De carcasa)

• Compuestas por placas finas y resistentes, que presentan una gran superficie en contraposición con el espesor o sección. En general de acero u otro metal o de plástico. La función de las carcasas es dar forma al objeto, y proteger el interior.

Multiple Choice

La estructura de la imagen es de tipo:

• Masiva

• Triangulada

• Entramada

• Colgante

Multiple Choice

Un embalse es una estructura:

• Abovedada

• Laminada

• Masiva

• Superficial

Multiple Choice

¿Cuál de estas estructuras NO es de tipo masivo?

Fill in the Blanks

¿Cuáles son las tres condiciones que debe reunir una estructura para ser apta?