Este documento presenta información sobre estructuras y los conceptos fundamentales relacionados. Explica que una estructura es un conjunto de elementos que soportan fuerzas manteniendo la forma de un cuerpo. Define fuerza, esfuerzo y carga, y describe los diferentes tipos de esfuerzos y estructuras. También cubre las condiciones para el funcionamiento de las estructuras y cómo aumentar su rigidez, estabilidad y resistencia. El documento incluye actividades propuestas para aplicar estos conceptos.
3. Dpto de Tecnologías 3
ÍNDICE
1.Esquema
2.Ideas Claras
3.Definiciones
• Fuerzas.
• Estructuras.
• Esfuerzos.
• Cargas. (Tipos)
4.Representación de fuerzas.
5.Tipos de esfuerzos.
6.Condiciones de funcionamiento de las estructuras.
7.Elementos que constituyen las estructuras.
8.Tipos de estructuras.
4. Dpto de Tecnologías 4
IDEAS CLARAS (1)
1.Fuerza es todo aquello capaz de deformar un
cuerpo o de alterar su estado de movimiento
o reposo.
2.Una estructura es un conjunto de elementos
que soportan los efectos de las fuerzas
manteniendo la forma del cuerpo, evitando
que se rompa, se deforme o vuelque.
3.Un esfuerzo es una tensión interna que
experimenta un cuerpo cuando es sometido a
la acción de una o varias fuerzas.
5. Dpto de Tecnologías 5
IDEAS CLARAS (2)
4.Los tipos de. esfuerzos a los que se puede
ver sometido un cuerpo son:
• Tracción: estiramiento
• Compresión: aplastamiento
• Flexión: Doblado.
• Torsión: retorcimiento.
• Cizalladura: corte.
4.Toda estructura, para funcionar
correctamente, debe ser. Estable, resistente y
rígida.
6. Dpto de Tecnologías 6
IDEAS CLARAS (3)
6.La rigidez y la estabilidad de la estructura se
puede mejorar a base de reforzarla mediante
diferentes métodos, como son:
• Aumentando la masa de la estructura. Cantidad
de material.
• Modificando la forma de los elementos
estructurales.
• Bajando el centro de gravedad.
• Aumentando la superficie de la base de apoyo.
• Triangulaciones y arriostramientos.
• Añadiendo tirantes.
• Etc…
7. Dpto de Tecnologías 7
IDEAS CLARAS (4)
7.Existen diferentes tipos de estructuras:
• Masiva o adintelada.
• Abovedada.
• Entramada.
• Triangulada.
• Colgante o atirantada.
• Neumática.
• Geodésica.
8. Dpto de Tecnologías 8
IDEAS CLARAS (5)
8.Dependiendo del tipo de estructura de que se
trate constará de unos u otros elementos.
Entre los elementos con los cuales se
construyen las estructuras tenemos:
• Muros.
• Dinteles.
• Arcos.
• Bóvedas.
• Cimientos.
• Pilares.
• Barras.
• Tirantes.
9. Dpto de Tecnologías 9
DEFINICIONES
1.FUERZA:
Fuerza: es todo aquello capaz de deformar
un cuerpo (efecto estático) o de modificar
su estado de reposo o de movimiento
(efecto dinámico). Las fuerzas que actúan
sobre una estructura se llaman cargas.
10. Dpto de Tecnologías 10
DEFINICIONES
2. ESTRUCTURA:
Una estructura es un conjunto
de elementos que soportan los
efectos de las fuerzas
manteniendo la forma del
cuerpo, evitando que se
rompa, se deforme o vuelque.
11. Dpto de Tecnologías 11
DEFINICIONES
3. ESFUERZO:
Un esfuerzo es una tensión
interna que experimenta un
cuerpo cuando es sometido a
la acción de una o varias
fuerzas.
12. Dpto de Tecnologías 12
DEFINICIONES
4. CARGAS:
Las fuerzas que actúan sobre una
estructura se llaman cargas.
13. Dpto de Tecnologías 13
Cargas fijas: las que no varian
sobre la estructura. Siempre
tienen el mismo valor. Por
ejemplo el propio peso de la
estructura y el de los cuerpos
que siempre estan en la
estructura.
Cargas variables: las que
pueden variar sobre la
estructura con el paso del
tiempo. Ejemplo: la fuerza del
aire, el peso de la gente, la
nieve, etc.
CARGAS FIJAS Y VARIABLES
14. Dpto de Tecnologías 14
Las fuerzas se representan con una flecha (vector),
donde la longitud del vector es la intensidad de la
fuerza, la flecha indica la dirección y el principio del
vector es el punto donde se aplica la fuerza.
Dirección y Sentido
Punto de aplicación
Intensidad de la fuerza
REPRESENTACIÓN DE FUERZAS
23. Dpto de Tecnologías 23
1. Que sea rígida: Es decir, que no se deforme o bien que si
se deforma lo haga dentro de ciertos límites. Se consigue
mediante triangulaciones.
2. Que se estable: es decir que no vuelque. Se puede
conseguir haciendo más ancha la base, o colocando
tirantes.
3. Que sea resistente: es decir que cada elemento de la
estructura sea capaz de soportar el esfuerzo al que se va a
ver sometido.
Además, si es posible, se busca que sea lo más ligera
posible, así ahorraremos en material y tendrá menos cargas
fijas.
CONDICIONES DE FUNCIONAMIENTO
DE LAS ESTRUCTURAS
24. Dpto de Tecnologías 24
AUMENTAR LA RIGIDEZ
Se dice que una
estructura es
rígidarígida cuando
conserva su
forma al
aplicarle cargas
La única figura
geométrica que
no se puede
deformar
aplicándole
fuerzas es el
TRIÁNGULO
26. Dpto de Tecnologías 26
Ejercicio
¿Serías capaz de hacer resistentes las
siguientes estructuras?
soluciones en la próxima diapositiva
27. Dpto de Tecnologías 27
Nota: puede haber varias soluciones, lo
importante es TRIANGULAR todas las figuras
28. Dpto de Tecnologías 28
AUMENTAR LA ESTABILIDAD
Son estructuras estables aquellas
que, al aplicar una fuerza sobre ellas,
conservan su posición.
Cuando el centro de gravedad (C.G.)
se sitúa fuera de la base del objeto,
éste se convierte en inestable y cae.
29. Dpto de Tecnologías 29
El muñeco
es estable
El muñeco es
inestable
FUERZA
FUERZA
30. Dpto de Tecnologías 30
El coche va
perdiendo
estabilidad y
finalmente cae
cuando el C. G.
sale de su base
31. Dpto de Tecnologías 31
Se puede aumentar la estabilidad de
diversas formas:
• Aumentando la superficie de apoyo (base).
• Bajando el centro de gravedad. Añadiendo masa a la
parte baja de la estructura y aligerando la parte superior.
32. Dpto de Tecnologías 32
Se puede aumentar la estabilidad de
diversas formas:
• Equilibrando las cargas.
• Añadiendo tirantes y contrapesos.
Figura
equilibrada
Figura
equilibrada
33. Dpto de Tecnologías 33
AUMENTAR LA RESISTENCIA
Se puede aumentar la resistencia de
diversas formas:
• Escogiendo
adecuadamente la forma de
los elementos.
• Aumentando el grosor de
los elementos (cantidad de
material).
34. Dpto de Tecnologías 34
ELEMENTOS DE LAS ESTRUCTURAS
Generalmente las estructura se construyen
a base de combinar diferentes elementos:
– Muros.
– Dinteles.
– Arcos.
– Bóvedas.
– Cimientos.
– Pilares.
– Barras.
– Tirantes.
35. Dpto de Tecnologías 35
MASIVAS Aquellas en las que predomina una gran concentración de
material
ABOVEDADAS En las que predominan los arcos, las bóvedas o las cúpulas
ENTRAMADAS Aquellas formadas por un conjunto perfiles de madera, acero u
hormigón que se entrecruzan entre sí
TRIANGULADAS Se forman con la unión de muchos triángulos
COLGANTES Las sustentadas por cables o perfiles sujetos a elementos de
soporte
LAMINARES Formadas por láminas
NEUMÁTICAS Hinchables
GEODÉSICAS Formadas a base de barras, creando pentágonos y hexágonos,
que unidos entre sí toman formas tridimensionales.
TIPOS DE ESTRUCTURAS
36. Dpto de Tecnologías 36
TIPOS DE ESTRUCTURAS
Dependiendo de los
materiales disponibles,
del uso que se4 le vaya
a dar, del tamaño que se
requiere así como de
muchos otros factores se
emplean un tipo u otro
de estructura
37. Dpto de Tecnologías 37
TIPOS DE ESTRUCTURAS (1)
Son estructuras que se construyen acumulando material,
sin dejar apenas huecos entre él. Ejemplo: Pirámides de
Egipto o templos griegos.
ESTRUCTURAS MASIVAS
38. Dpto de Tecnologías 38
TIPOS DE ESTRUCTURAS (2)
Son estructuras que tienen arcos y bóvedas, aumentar los
huecos en las estructuras. Las bóvedas son arcos uno a
continuación de otro, muy utilizados en iglesias y
catedrales.
ESTRUCTURAS ABOVEDADAS
39. Dpto de Tecnologías 39
TIPOS DE ESTRUCTURAS (3)
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.
40. Dpto de Tecnologías 40
TIPOS DE ESTRUCTURAS (4)
Son estructuras que
están compuestas por
barras unidas entre sí,
formando triángulos.
ESTRUCTURAS TRIANGULADAS
Grúas en Puerto
Torre Eiffel
Tejado de una nave industrial
Torre de Alta Tensión
Grúas
Puente ferroviario
Plataforma petrolífera
41. Dpto de Tecnologías 41
TIPOS DE ESTRUCTURAS (5)
Estas estructuras emplean cables,
de los que cuelga parte del peso de
la estructura. A estos cables se les
denomina tirantes o tensores.
ESTRUCTURAS COLGANTES O ATIRANTADAS
42. Dpto de Tecnologías 42
TIPOS DE ESTRUCTURAS (6)
Están formadas por láminas de metal o plástico resistente
o bien por materiales compuestos, que constituyen la
carcasa del objeto. A estas láminas se les dan formas
curvas, pliegues y dobleces para aumentar su resistencia.
ESTRUCTURAS LAMINARES
43. Dpto de Tecnologías 43
TIPOS DE ESTRUCTURAS (7)
Son desmontables y ligeras, con lo que se pueden
transportar e instalar fácilmente. Lo que da resistencia a la
estructura es el aire a presión que se inyecta para inflarlas.
ESTRUCTURAS NEUMÁTICAS
44. Dpto de Tecnologías 44
TIPOS DE ESTRUCTURAS (8)
Son estructuras trianguladas, pero tridimensionales, que
combinan las propiedades de las estructuras de barras con
las propiedades de las bóvedas.
ESTRUCTURAS GEODÉSICAS
Instituto Oceanográfico de valencia
45. Dpto de Tecnologías 45
ACTIVIDAD PROPUESTA 1
Indica en cada uno de los seis casos que se
muestran de qué tipo de esfuerzo se trata.
ACTIVIDAD PROPUESTA 1
Indica en cada uno de los seis casos que se
muestran de qué tipo de esfuerzo se trata.
46. Dpto de Tecnologías 46
ACTIVIDAD PROPUESTA 2
Indica en cada uno de los dos casos siguientes cual
de las dos estructuras (A o B) está mejor reforzada,
y por lo tanto resistirá mejor a las cargas.
ACTIVIDAD PROPUESTA 2
Indica en cada uno de los dos casos siguientes cual
de las dos estructuras (A o B) está mejor reforzada,
y por lo tanto resistirá mejor a las cargas.
ACTIVIDAD PROPUESTA 2
Indica en cada uno de los dos casos siguientes cual
de las dos estructuras (A o B) está mejor reforzada,
y por lo tanto resistirá mejor a las cargas.
47. Dpto de Tecnologías 47
ACTIVIDAD PROPUESTA 3
Indica en cada uno de los dos casos siguientes cual
de las dos estructuras (A o B) está mejor reforzada,
y por lo tanto resistirá mejor a las cargas.
48. Dpto de Tecnologías 48
¿Cuál de estas figuras es indeformable?. En las que
no lo sean, añade las barras necesarias para
convertirlas en indeformables
ACTIVIDAD PROPUESTA 4
49. Dpto de Tecnologías 49
Indica el tipo de esfuerzo al que se ve sometido
cada uno de los elementos que forman la estructura
de esta grua.
ACTIVIDAD PROPUESTA 5
50. Dpto de Tecnologías 50
W o r k in g a r m c a b le s B a s e m a s t W e i g h t
e s f u e r z
o
f l e x i ó n t r a c c i ó n c o m p r e s i ó n c o m p r e s i ó n t r a c c i ó n
m a s t
B a s e
W o r k i n g
a r m
c a b le s
w e i g h t
Solución
51. Dpto de Tecnologías 51
ACTIVIDAD PROPUESTA 6
Señala e identifica los diferentes esfuerzos a los que
están sometidos los diferentes elementos del puente
52. Dpto de Tecnologías 52
C o m p r e s io n C o m p r e s io n
f l e x i ó n
f l e x ió n
Solución
