ESTRUCTURAS
Esta presentación se ha realizado por Virgilio Marco.
Profesor de Apoyo al Área Práctica del IES Tiempos
Modernos de Zaragoza. Para la elaboración se ha tomando
como base la realizada por Antonio Bueno, que se
encuentra disponible en www. tecnoeso.com.
[email protected]
www.iestiemposmodernos.com
DEFINICIÓN
 Son conjuntos de elementos colocados de tal forma que
permanecen sin deformarse ni desplomarse soportando
las fuerzas o pesos para los que han sido proyectadas.
PROBLEMAS QUE RESUELVEN
 Proteger y dar sustentación a un
conjunto: esqueleto, armazones,
chasis, ...
 Almacenar materiales: presas,
botellas, tetra brik, ...
 Cerrar y cubrir espacios:
techumbres, bóvedas, cúpulas, ...
 Salvar accidentes geográficos;
Puentes, túneles, ...
 Alcanzar alturas en el espacio:
torres, grúas, antenas, ...
 Generar superficies: carreteras,
estadios, aeropuertos, ...
FUERZAS QUE ACTÚAN
 La primera fuerza que se produce en una estructura incluye el
peso propio, además está la sobrecarga que tenga que
soportar. Las dos juntas forman la fuerza de acción que ejerce
la estructura. La fuerza de reacción necesaria para que la
estructura se mantenga ha de resistir toda la de acción.
 Las estructuras móviles han de soportar fuerzas de inercia, las
de almacenamiento soportan presión, empuje del viento, etc
 Cuando las fuerzas de acción y de
reacción son iguales se produce lo
que llamamos equilibrio estático.
 Cuando las fuerzas de acción
superan a la reacción se produce el
equilibrio dinámico, que es el
que tiene lugar en estructuras que
se desplazan como los automóviles,
bicicletas, etc.
¿POR QUÉ FALLAN?
 Cuando las fuerzas de acción se hacen superiores a las de
reacción, la estructura falla y se hunde. ¿Por qué pasa esto?:
 A veces por la fatiga elástica
causada por la actuación repetida de
una fuerza que en principio se resiste.
 Otras veces por un diseño o una
fabricación defectuosos . O
porque las uniones entre las
partes son inadecuadas.
 Otras veces porque se producen
situaciones imprevisibles o
catastróficas.
EL CENTRO DE GRAVEDAD
 Existe un punto en cada cuerpo en el cual podemos decir que se
concentra la fuerza con la que la tierra lo atrae. A ese punto lo
llamamos centro de gravedad.
 Las figuras y los objetos son más estables cuanto más cerca del suelo
se halla su centro de gravedad. Además, la perpendicular hasta el suelo
trazada por el centro de gravedad ha de caer dentro de la base.
ELEMENTOS RESISTENTES
 Muchos de los elementos que proporcionan resistencia a las estructuras
pueden encontrarse en un gran número de ellas.
 Los pilares son apoyos verticales
para las vigas y el resto de la
estructura
 Las vigas son piezas horizontales
que soportan cargas apoyadas en
dos puntos.
 Los tirantes o tensores son
cables que mantiene sujetos
elementos colgantes o verticales
 Las escuadras son triángulos
rectángulos que refuerzan las
estructuras
ESFUERZOS QUE SOPORTAN
TRACCIÓN Y COMPRESIÓN
ESFUERZOS QUE SOPORTAN
FLEXIÓN CORTE COMPRESÓN LATERAL
Compresión lateral
ESFUERZOS QUE SOPORTAN
TORSIÓN Y PANDEO
ESFUERZOS QUE SOPORTAN
EFECTOS MÚLTIPLES 1
ESFUERZOS QUE SOPORTAN
EFECTOS MÚLTIPLES 2
FLEXIÓN
COMPRESIÓN
FLEXIÓN
FLEXIÓN
COMPRESIÓN
TRACCIÓN
COMPRESIÓN
FLEXIÓN
TRACCIÓN
FLEXIÓN
COMPRESIÓN
COMPRESIÓN
TRACCIÓN
LA RESISTENCIA
LA FORMA
 Depende de varios factores. A igual resistencia son mejores las
más ligeras, más baratas, las que usan menos materiales y las
más fáciles de construir y transportar.
 El arco es un elemento
capaz de distribuir las
cargas hacia los laterales,
por eso se utiliza para
conseguir espacios vacíos y
cubiertos. La bóveda es una
superficie que emplea una
serie de arcos colocados a
continuación o cruzados. La
esfera tiene la misma
propiedad que los arcos,
pero es capaz de distribuir
las cargas no sólo hacia los
laterales, sino en todas las
direcciones.
LA RESISTENCIA
LOS MATERIALES
 La resistencia de las estructuras depende también en gran
medida de los materiales utilizados.
 En las construcciones antiguas
es
frecuente
encontrar
maderas más o menos fuertes.
En la actualidad se usan el
hormigón, que está formado
por cemento grava y arena, el
acero, que es un derivado del
hierro con carbono y el
hormigón
armado,
que
combina
hormigón
con
elementos interiores de acero
y metales. Además se usan:
aleaciones ligeras, mármoles y
otros
minerales,
fibras,
plásticos, etc.
LA RESISTENCIA
LOS PERFILES
ABIERTOS
CERRADOS
 Los perfiles se utilizan para conseguir estructuras más ligeras
aprovechando que ciertas formas logran soportar grandes
pesos y esfuerzos con menos material.
LA RESISTENCIA
TRIÁNGULOS Y CERCHAS
LA RESISTENCIA
CERCHAS Y CELOSÍA
LOS PUENTES
Los puentes son estructuras que las personas han ido construyendo para
superar accidentes geográficos. Según el uso nos podemos encontrar
acueductos, viaductos, pasarelas, etc
Los de madera son baratos, ligeros y
fáciles de construir, pero poco resistentes,
por eso casi no se construyen.
Los de piedra son muy resistentes, pero
muy costosos. Se usaron en la
antigüedad por no tener otros materiales
Los metálicos permiten diseños muy
espectaculares pero son caros de
construir y mantener
Los de hormigón armado son de montaje
rápido y baratos de mantener. Su
resistencia es alta
LOS PUENTES
TIPOS
Los puentes adoptan tres tipos según sean los esfuerzos que soportan
sus elementos estructurales:
Puentes de viga: formados por
elementos horizontales o
tableros apoyados sobre
soportes o pilares
Puentes de arco: formados
por un elemento curvado
que se apoya en soportes o
estribos
Puentes colgantes: formados por
un tablero que se sustenta
mediante tirantes sujetos en uno
o en dos o más pilares
PUENTES FORMAS DE DISMINUIR LA FLECHA
DISMINUIR LA LUZ
- COLOCAR TIRANTES - AUMENTAR EL CANTO
LAS CATEDRALES
Las Catedrales son edificios singulares cuyas estructuras distribuyen los
esfuerzo de formas artísticas y muy ingeniosas.
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ESTRUCTURAS - I.E.S. Tiempos Modernos