estructuras

estructuras

INTRODUCCIÓN.
Todos los cuerpos poseen algún tipo  de estructura. Las estructuras se  encuentran en la naturaleza y comprenden  desde las conchas de los moluscos hasta  los edificios, desde el esqueleto de los  animales …, pero el ser humano ha sabido  construir las suyas para resolver sus  necesidades.  Pero… ¿Qué tienen todas en común  tantas cosas distintas para ser todas  estructuras? 1. Están compuestos por elementos simples unidos entre sí 2. Resisten las fuerzas a las que está sometido sin destruirse 3. Todas conservan su forma básica  Por eso, podemos dar una definición de estructura: Una estructura es un conjunto de elemento unidos entre sí capaces de soportar los  fuerzas que actúan sobre ella, con el objeto de conservar su forma.  Las fuerzas que actúan sobre una estructura se denominan cargas y pueden ser de dos  tipos: Fijas como el peso propio de un puente, que siempre actúa sobre los cuerpos; o variables,  como el viento que no siempre actúa sobre los objetos.  Las estructuras pueden ser naturales (creadas por la naturaleza como el esqueleto, las  cuevas, los barrancos, etc.) o artificiales (creadas por el hombre como las viviendas, los  vehículos, las carreteras, los aviones, etc.).

FUNCIONES DE LAS ESTRUCTURAS.

¿Qué condiciones debe cumplir una estructura para que funcione bien?

1 – Soportar cargas. Es la principal función de toda estructura ya que las fuerzas o 

cargas siempre están presentes en la naturaleza: la gravedad, el viento, el oleaje, etc.

2 – Mantener la forma. Es fundamental que las estructuras no se deformen, ya que si 

esto ocurriese, los cuerpos podrían romperse. Es lo que ocurre cuando los esfuerzos son muy 

grandes. Por ejemplo, en un accidente de coche, la carrocería siempre se deforma o araña 

dependiendo de la gravedad del impacto.

3 – Proteger partes delicadas. Una estructura debe proteger las partes delicadas de los 

objetos que los poseen. Por ejemplo, el esqueleto protege nuestros órganos internos, la carcasa de un ordenador protege el microprocesador, las tarjetas, etc. Pero hay estructuras que no 

tienen partes internas que proteger, como los puentes o las grúas.

4. Ligeras: Las estructuras deben ser lo más ligeras posibles. Si la estructura fuese muy 

pesada, podría venirse abajo y, además se derrocharían muchos materiales.

5. Estable: La estructura no puede volcar o caerse aunque reciba diferentes cargas.

ELEMENTOS DE UNA ESTRUCTURA.

Las estructuras pueden ser masivas como una cueva o una presa. Pero lo normal es que 

estén formadas por partes, de manera que se forman por la 

unión de diferentes clases de elementos estructurales 

debidamente colocadas. De esta forma se construyen 

puentes, edificios, naves industriales, etc.

Los principales elementos estructurales, llamados 

elementos estructurales simples o elementos resistentes, 

son:

1. Forjado: Es el suelo y el techo de los edificios.

2. Pilares: Son los elementos verticales de una 

estructura y se encargan de soportar el peso de toda la 

estructura. Por ejemplo las patas de la mesa, las de la silla (que 

como ves no son exactamente horizontales), los travesaños 

verticales del marco de la ventana, etc. En un edificio, los 

pilares soportan el forjado que tienen justo encima, además del 

peso del resto del edificio. Si los pilares son redondos, se 

llaman columnas.

3. Vigas: Son elementos estructurales que normalmente 

se colocan en posición horizontal, que se apoyan sobre los 

pilares, destinados a soportar cargas. En un edificio forman 

parte del forjado. Ejemplos de vigas son, los rieles de las 

cortinas, los travesaños horizontales de debajo del tablero en 

el pupitre o en la silla, el marco de la ventana o de la puerta, 

etc.

4. Dintel: Viga maciza que se apoya horizontalmente 

sobre dos soportes verticales y que cierra huecos tales como 

ventanas y puertas.

Dintel sobre ventana

Forjado

5 - Arco: es el elemento estructural, de forma curvada, 

que salva el espacio entre dos pilares o muros. Es muy útil para 

salvar espacios relativamente grandes

5 – Tirantes: Con objeto de 

dar rigidez a las estructuras 

se dispone de unos elementos 

simples que se colocan entre 

las vigas y los pilares. Por 

ejemplo las tijeras de los andamios (oblicuas), esa barra 

horizontal donde apoyas los pies en el pupitre, etc.

6 – Tensores: Su misión es parecida a la de los tirantes pero 

éstos son normalmente cables, como los cables que sostienen 

la barra de gimnasia, o sujetan una tienda de camping, etc.

7- Cerchas que son un 

caso especial de vigas 

formada por un conjunto 

de barras formando una 

estructura triangular. Se usan normalmente en los techos 

de las naves industriales. Es decir, es una estructura 

triangular construida con barras de acero o madera que 

forman tejados.

8 - Los perfiles: son todos aquellas barras de acero que tienen una forma especial. se emplean 

para conseguir estructuras más ligeras que soportan grandes pesos con poca

 cantidad de material. El nombre del perfil viene dado por la forma de la superficie lateral: I, U, 

T, L… Estos aceros se usan en las vigas, pilares y tirantes.

9 - Cimientos: es el elemento encargado de 

soportar y repartir por el suelo todo el peso de la 

estructura. 

Gracias a la cimentación, el peso total de la 

estructura no va directamente al el suelo (sin 

cimientos un edificio podría hundirse como una 

estructura de palillos levantada sobre mantequilla) y 

Ejemplo de pilar y tensor (cable)

Puente romano con arco

los pilares de la estructura no se clavan en el terreno y se hunden en él. Los cimientos funcionan 

como los zapatos del edificio. En definitiva, con los cimientos evitamos que el edificio se hunda 

en el terreno y al mismo tiempo logramos que permanezca estable.

MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN.

Normalmente, para construir edificios, puentes, túneles, etc., suelen usarse varios 

elementos: ladrillos, bloques, cemento, agua, arena, grava, aceros, hormigón, etc.

El hormigón es el material más usado 

en la construcción. El hormigón es una mezcla 

de cemento, arena, grava y agua. Si al 

hormigón se le añade un entramado de acero 

para hacerlo mas resistente, se lo denomina 

hormigón armado.

Tienes que tener en cuenta que 

durante el fraguado del cemento (el secado) 

se desprende mucho calor y se forman gases 

en el interior de los elementos 

construidos. Si el cemento en este 

proceso no se refresca (normalmente 

con agua), se forman grietas en la 

estructura por las que salen los gases y 

el calor. Por eso los albañiles remojan el 

cemento, el hormigón y el hormigón 

armado mientras fraguan.

LAS FUERZAS QUE SOPORTA UNA ESTRUCTURA.

Una estructura tiene que soportar su propio peso, el de las cargas que sujetan y también 

fuerzas exteriores como el viento, las olas, etc.

Por eso, cada elemento de una estructura tiene que resistir diversos tipos de fuerzas sin 

deformarse ni romperse. Los tipos de fuerza más importantes que soportan son:

1 – Tracción: Si sobre los extremos de un cuerpo actúan dos fuerzas opuestas que 

tienden a estirarlo, el cuerpo sufre tracción.

 Es el tipo de esfuerzo que soportan los tirantes y los tensores.

2 – Compresión: Si sobre los extremos de un cuerpo actúan dos fuerzas opuestas que 

tienden a comprimir lo, el cuerpo sufre compresión.

 Es el tipo de esfuerzo que soportan los pilares y los cimientos.

3 – Flexión: Si sobre un cuerpo actúan fuerzas que tienden a doblarlo, el cuerpo sufre 

flexión.

 Es el tipo de esfuerzo que soportan las vigas y las cerchas.

4. Torsión: Si sobre un cuerpo actúan fuerzas que 

tienden a retorcerlo, el cuerpo sufre torsión. 

Es el tipo de esfuerzo que soporta una llave girando en 

una cerradura.

5. Cortadura o cizalla dura: Si sobre un cuerpo actúan 

fuerzas que tienden a cortarlo o desgarrar lo, el cuerpo sufre 

cortadura. 

Es el tipo de esfuerzo que sufre la zona del trampolín de 

piscina unida a la torre o la zona de unión entre una viga y un 

pilar.

Tracción

Torsión

Cortadura

Flexión

Compresión

TRIANGULACIÓN. ESTRUCTURAS 

Si se analiza cualquier estructura formada por la unión de perfiles simples, como las de 

las grúas de la construcción, algunos puentes, las torres de alta tensión, etc.; vemos que la 

rigidez de estas estructuras no se debe a lo compacto de su construcción, sino al entramado 

triangular de su forma. Es decir, su rigidez se basa en la triangulación.

Si te fijas en los ejemplos, la estructura cuadrada puede deformarse fácilmente, al igual 

que la pentagonal. Pero la triangular es muy estable e indeformable. Por eso, las otras formas 

geométricas se triangulan para darles rigidez.

Es decir, la triangulación hace que las estructuras no se deformen y que sean muy 

estables.

http://thales.cica.es/rd/Recursos/rd99/ed99-0053-02/contenido/estructuras.htm