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
