ESTRUCTURAS - DÉCIMO - III PERIODO

  

ESTRUCTURAS

¿Qué es una Estructura?

Estamos rodeados de estructuras naturales y artificiales. Las personas, los animales y las plantas son estructuras: nuestro cuerpo dispone de una estructura formada por huesos, los animales tienen huesos o caparazones, y las plantas tienen troncos y ramas que soportan las hojas, Nosotros construimos estructuras tales como casas y puentes, al igual que muchos animales construyen estructuras; por ejemplo, los nidos de los pájaros o las telarañas.

Hasta el siglo XIX no se adquirieron conocimientos técnicos profundos sobre el comportamiento de las
estructuras. Sin embargo, en la antigüedad se construyeron asombrosas estructuras, como pirámides y
catedrales.

"Una estructura es un conjunto de elementos unidos entre si, con la misión de soportar las fuerzas que actúan sobre ellos."

DEFINICION DE ESTRUCTURA

Una estructura es un conjunto de elementos capaces de soportar fuerzas y transmitirlas a los puntos donde se apoya con el fin de ser resistentes y estables.

Estas fuerzas que actúan sobre una estructura se llaman cargas.

LAS CARGAS PUEDEN SER: el propio peso de la estructura, el peso de los elementos que se colocan sobre ella, el viento que la empuja, la nieve que se posa sobre ella….

Supongamos que un tren está cruzando un puente sobre un rio. La estructura del puente debe soportar el peso del puente y el peso del tren, además, trasladar este peso hasta los apoyos del puente en la orilla.

Materiales y estructuras: Se pueden elaborar estructuras con muchos materiales, pero los más usados a lo largo de la historia han sido los siguientes:

LAS FUERZAS QUE SOPORTA UNA ESTRUCTURA

TIPOS DE ESFUERZOS

Cuando una estructura está sometida a fuerzas, llamadas también cargas, cada uno de sus elementos está
sometido a esfuerzos.

Llamamos esfuerzos a las fuerzas que aparecen en los elementos de una estructura cuando
Está sometida a otras fuerzas o cargas

Elementos de una Estructura:

Pilares y columnas: 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.

Vigas y viguetas: 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.

Forjado: es la estructura horizontal (o con una pequeña inclinación), formada por el conjunto vigas, viguetas, bovedillas, hormigón y solería, que nos sirve de techo (si hay una planta superior), y de suelo.

Cimientos: es el elemento encargado de soportar y repartir en la tierra todo el paso de la estructura, impidiendo que ésta sufra movimientos importantes. Normalmente soporta esfuerzos de compresión. los materiales de los que se compone son hormigón armado, hierro, acero, etc.

Las cimentaciones a su vez son de muchos tipos (planas, profundas, con pilotes...) y tienen muchas partes diferentes (zapatas, pozos, pilotes, bancadas,...), que por ahora no vamos a entrar en ellas.

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, entre otros.

Arcos: es un elemento que se emplea mucho en las estructuras para dar solidez (y salvar distancias)

Condiciones de las Estructuras
1ª) Que sea rígida: es decir que no se deforme o se deforma dentro de unos límites. Para conseguirlo se hace triangulando, es decir con forma de triangulo o con sus partes en forma de triangulo.

2ª) Que sea estable: es decir que no vuelque cuando está sometida a fuerzas externas. Se puede conseguir haciendo más ancha la base, o colocando tirantes.

3ª) Debe ser resistente: es decir que cada elemento de la estructura sea capaz de soportar el esfuerzo al que se va a ver sometido. El tamaño y la forma de cada elemento es lo que hará que soporten los esfuerzos.


4º) Debe ser los más ligera posible: así ahorraremos en material, tendrá menos cargas fijas y será más barata. Hay elementos que solo cambiando su forma son más ligeros y aguantan incluso más peso.

Perfil

La forma de las vigas se llama perfil. Ejemplos de los perfiles de los diferentes tipos de vigas metálicas más comunes:

El perfil en H y en T son de los más usados, ya que con poco material aguantan grandes esfuerzos.

Tipos de Estructuras

Las más importantes desde el punto de vista de la tecnología son las estructuras entramadas, aunque hay más tipos de estructuras.


Estructuras Entramadas

Son las estructuras que se utilizan en nuestros edificios de hoy en día. Están constituidas por barras de hormigón armado (hormigón con varillas de acero en su interior) o acero unidas entre si de manera rígida. Las casas y edificios actuales son todos estructuras entramadas.


En este tipo de estructuras es muy importante la construcción de pilares (elementos verticales) y vigas (elementos horizontales).


Los pilares suelen hacerse de hormigón armado y se construyen en el mismo sitio donde se hace la estructura. Mira como se hace un pilar de hormigón armado:

ACTIVIDAD 2

1. Realizar un cuadro donde muestre la época, materiales y estructuras a traves del tiempo. 
2. Realizar un mapa mental sobre TIPOS DE ESFUERZOS (Tener en cuenta la información anterior).
3. Realizar un mapa mental sobre ELEMENTOS DE UNA ESTRUCTURA (Tener en cuenta la información anterior).
4. Realizar un reconocimiento en el colegio y encontrar 10 elementos y tipos de estructuras dentro de éste.  Realizar un dibujo de cada elemento mencionando el lugar específicamente donde se encuentra la estructura dentro del colegio. 
5. Responder las siguientes preguntas:

• ¿Por qué decimos que el cuerpo humano es una estructura?
• ¿Podrías romper un alambre estirandolo con las manos? ¿Por qué? Doblandolo varias veces, ¿por qué?
• ¿Que es lo primero que se construye en un edificio?
• Si un edificio no tuviera cimientos ¿qué podria pasar?
• ¿Qué es hormigon? ¿para qué se emplea?
• Los albañiles refrescan con agua las paredes, ¿por qué?