TECNOLOGIA 3r

1r trimestre

ESTRUCTURES

ESTRUCTURES

Una estructura és un conjunt d’elements units entre ells amb la funció bàsica de suportar forces.

Tota estructura ha de complir tres condicions:

• ser RESISTENT
• ser RÍGIDA
• ser ESTABLE

ELEMENTS DE LES ESTRUCTURES

A Fonaments . En algunes estructures , com ara els edificis, es la part de sota terra i que serveix de base.

B Elements verticals. Solen suportar esforços de comprensió i , en ocasions, esforços laterals de flexió.

Columnes o pilars.Són barres verticals dissenyades especialment per suportar esforços de compressió.

Mur de contenció. Es tracta d’un tipus d'estructura de contenció rígida, destinada a contenir algun material, generalment terres.

Un mur de càrrega és aquella paret d'una edificació que té la funció de suportar altres elements estructurals de l'edifici.

C Elements horitzontals Serveixen per suportar càrregues i estan sotmesos a esforços de flexió.

Bigues , són barres posades de manera horitzontal sotmeses a esforços de flexió.

D Tirants Són cables o barres, sotmesos a esforços de tracció, que serveixen per augmentar l’estabilitat i la resistència de les estructures.

Tirants d’antena

                                 Tirants pont

E Arcs, voltes i cúpules Són elements arquitectònics que mitjançant l´ús de formes corbades serveixen per cobrir espais i recintes.

Arc, element amb forma corba que serveix per cobrir un forat entre pilars i que suporta una part de l’estructura descarregant el pes dels extrems.

La volta és una estructura arquitectònica pròpia per a cobrir espais o recintes.

Una cúpula és un element estructural de l'arquitectura que s'assembla a la meitat superior del buit d'una esfera;

F Perfils Les grans estructures metàliques es construeixen bàsicament amb perfils estructurals d’acer laminat en calent. Tanmateix , les és petites utilitzen sovint tubs estructurals.

TIPUS D’ESTRUCTURES

Funció d’una estructura: suportar l’acció de forces exteriors i interiors, aguantar el propi pes i el de les càrregues que li carreguem i mantenir l’estabilitat.

                                  Naturals

                                            A.Estructura d’ armadura

         Estructures                            B.Estructura laminar o carcassa

 Artificials            C. Estructura massiva          

                                                D. Altres tipus d’estructures

A Estructura d’armadura

Estan formades per un conjunt d’elements resistents que constitueixen l’esquelet de diversos tipus d’objectes o de construccions.

Segons la disposició dels seus elements, les podem classificar en TRAMADES, TRIANGULADES I PENJANTS.

• TRAMADES: Són estructures formades per barres verticals (pilars) i barres horitzontals (bigues). Els pilars i les bigues s'uneixen entre si de forma rígida per aconseguir formes tridimensionals. Els moderns edificis de blocs d'habitatges i d'oficines són estructures tramades.

• TRIANGULADES: Les estructures triangulars estan compostes per triangles units entre ells,aquesta simple forma li dona rigidesa i resistència.

            Hi han tres tipus per els quals es componen:

-Les barres : es un element rígid que poden treballar per a compressió o com a tracció.

-Els nusos : unions entre diferents barres.

-Els tirants : són els elements de suport

• PENJANTS : Les estructures penjats s´n les que suporten el pes de la construcció per mitja de cables o barres (anomenats tirants) que van units a peces de suport.

B. Estructura laminar o carcassa Les estructures laminars o de carcassa estan constituïdes per làmines resistents que emboliquen l'objecte, formant una caixa o carcassa que protegeix i manté en la seva posició a les peces que el componen.

     Xassís cotxe                        Llauna         Carcassa ordinador       Diposit escombraries

C. Estructura massives

Són estructures molt pesants i massisses que concentren gran quantitat de material.

                Piràmides                                                                     Embassaments

D. Altres tipus d’estructures A més hi ha altres tipus d’estructures com ara les voltes, les pneumàtiques i les geodèsiques.

    Estructura de voltes            Estructura pneumàtica              Estructura geodèsica

DISSENYS D’ESTRUCTURES

Per dissenyar una estructura cal tenir en compte:

• El material: les propietats mecàniques d’un material són determinats alhora d’escollir-lo ja que ha de resistir els esforços i evitar les deformacions (resistència).

Exemples de materials de construcció d’estructures: acer, alumini, formigó, fusta i plàstic.

També cal tenir en compte altres propietats com la lleugeresa, el preu, la resistència a l’oxidació, la dilatació o la disponibilitat del material.

• La forma: l’estructura ha d’aguantar les càrregues i els esforços a què la sotmetrem i ha de tenir la forma més adequada  per la seva funció.

• Estabilitat: Una estructura ha de tenir estabilitat, és a dir, no pot bolcar ni caure amb facilitat.

                      Per garantir l’estabilitat s’utilitzen diversos sitemes:

• Fitxar l’estructura al terra (claus, cargols, fonaments...).
• Augmentar el pes de la base i/o construir una base de suport més ampla.
• Col·locar-hi cables tensors.
• Abaixar el centre de gravetat.

exercicis del llibre –pàg. 22 nº 19 al 23 – 26 – 27

19. Identifica tres estructures diferents del teu entorn proper o que hagis vist en alguna ocasió i explica quina funció fan.

20. Descriu les tres funcions fonamentals que ha de complir qualsevol esructura.

21. Quina és la forma geomètrica més simple que proporciona rigidesa i una resistència més gran a una estructura d’armadura? Justifica la teva resposta.

22. Relaciona cada estructura de la llista amb el tipus al qual pertanyen (en algun tipus d’estructura hi ha més d’un exemple.

Cotxe de bebè - llauna de beguda - edifici escolar - grua de construcció - paperera - pont amb tirants - torre Eiffel - castell inflable - piràmide - aqüeducte romà - cúpula polièdrica.

23. Quins tres factors essencials cal tenir en compta a l’hora de dissenyar una estructura ?

26. Indaga quins tipus de perfils estructurals d’acer laminat s’utilitzen habitualment per a les bigues metàl·liques. I per a les torres d’alta tensió ?

27. Observa i analitza l’estructura de la figura 1.5.3

Creus que és prou rígida ? Justifica la teva resposta.

Quin sistema s’aplicat per dotar-la de major rigidesa ?

Quins esforços suporten les barres CE, CB, i BE ?

Quins esforços suporten les barres AB i BD ?