ESTRUCTURAS
TECNOLOGÍAS ESO
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ÍNDICE
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ESTRUCTURAS
TECNOLOGÍAS
1. QUÉ ES UNA ESTRUCTURA
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Una estructura es un conjunto de elementos capaces de soportar fuerzas (cargas) y transmitirlas a los puntos donde se apoya, con el fin de ser resistente y estable
Las cargas pueden ser: el propio peso de la estructura, el peso de los elementos que se colocan sobre ella, el viento que la empuja, la nieve que se posa sobre ella, …
2. ESFUERZOS. Definición y tipos
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ESFUERZO | DIBUJO | EFECTO | EJEMPLOS |
TRACCIÓN | | Se alarga, aumenta longitud, se estira | Tirantes puente |
COMPRESIÓN | | Se acorta, disminuye su longitud, se encoge | Pata de silla |
FLEXIÓN | | Se dobla | Balda |
CORTADURA | | Se desplaza una sección con respecto a otra | Corte de hoja |
TORSIÓN | | Se tuerce | Destornillador |
Cuando una estructura está sometida a fuerzas (cargas), cada uno de sus elementos está sometido a esfuerzos.
Esfuerzo es la tensión interna que aparece en los elementos de una estructura cuando está sometida a fuerzas o cargas.
Hay cinco tipos:
Flexión
Tracción
Torsión
Compresión
Tracción
Tracción
Flexión
Compresión
Torsión
Flexión
Tracción
Compresión
Flexión
Flexión
EJEMPLOS DE ESFUERZOS
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Compresión
3. ELEMENTOS DE UNA ESTRUCTURA I
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La mayoría de las estructuras están formadas por la unión de varios elementos. Los elementos más usados en las estructuras son:
Cimientos, pilares, vigas, tirantes y arcos
Trabajan a compresión.
Pueden ser zapatas, losas y pilotes.
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b) Pilares, son barras verticales especialmente diseñadas para soportar esfuerzos de compresión.
c) Vigas, son barras horizontales que soportan esfuerzos de flexión. Se sitúan sobre los pilares. Para reforzar la superficie se sitúan las viguetas sobre las vigas.
ELEMENTOS DE UNA ESTRUCTURA II
d) Tirantes, son cables o barras que soportan esfuerzos de tracción aumentando la estabilidad de la estructura.
Los tirantes se utilizan para sujetar carpas, puentes, antenas…
e) Arcos, son elementos curvos que sirven para cubrir huecos entre pilares. Trabajan a compresión descargando el peso hacia los extremos.
ELEMENTOS DE UNA ESTRUCTURA III
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4. ESTRUCTURAS RESISTENTES
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Una estructura debe ser…
Resistente: Que aguante las cargas.
Estable: Que no se caiga.
Resistencia. Cuando la estructura conserva su forma al aplicarle una fuerza.
Estabilidad. Cuando la estructura conserva su posición al aplicarle una fuerza.
Todos los materiales se deforman al aplicarles una fuerza.
El problema viene cuando la deformación es permanente o se rompe la estructura
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Los arcos y triángulos dan resistencia a las estructuras
TRIÁNGULOS
Es la única figura geométrica que no se puede deformar al aplicarle fuerzas en sus lados.
Esto ha servido para fabricar estructuras triangulares.
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5. ESTRUCTURAS ESTABLES
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Son estructuras estables aquellas que al aplicar una fuerza sobre ellas, conservan su posición.
Son inestables aquellas que, al aplicar un pequeño empuje, pierden el equilibrio.
La estabilidad está relacionada con el centro de gravedad (CDG).
El CDG es un punto imaginario donde estaría toda la masa del objeto si se pudiera comprimir.
Cuando el punto se sitúa fuera de la base del objeto, entonces se convierte en inestable y se vuelca.
Para aumentar la estabilidad…
5. Bajar el centro de gravedad.
Tirantes
Escuadras
Aumentando la base.
Aumentando distancia entre apoyos.
Bajando el centro de gravedad.
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1. Utilizar tirantes.
2. Utilizar escuadras.
3. Aumentar la base
4. Aumentar la distancia entre apoyos.
6. PERFILES
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Son barras de diferentes secciones, que utilizan para hacer las estructuras.
Los perfiles permiten hacer estructuras resistentes, ligeras y baratas.
Hay dos tipos:
- Abiertos
- Cerrados:
7. TIPOS DE ESTRUCTURAS ARTIFICIALES
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Según su forma, podemos clasificar las estructuras según los elementos que predominan en ellas.
- Masivas
- Entramadas
- Abovedadas
- Trianguladas
- Colgantes
1. Masivas
- Son estructuras en las que predomina una gran concentración de material.
2. Abovedadas
Como elemento de sujeción y soporte predominan arcos, bóvedas y cúpulas.
- Son macizas, estables y muy pesadas.
- Materiales muy resistentes a trabajar a compresión.
- Bóveda: sucesión de varios arcos.
- Cúpula: Bóveda semiesférica.
Soportan grandes esfuerzos de compresión.
Permiten cubrir grandes espacios con piedra. Su peso recae en los muros laterales, que hay que reforzar.
Ej.: Acueductos, catedrales, túneles, …
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3. Entramadas
Son estructuras formadas por un conjunto de perfiles que se entrecruzan entre sí.
Los elementos estructurales son las vigas, los pilares o columnas y la cimentación.
Estructuras entramadas son los edificios, por ejemplo, que se cubren con ladrillos después de colocar los pilares y las vigas.
Esto supone una gran disminución de peso respecto a las estructuras masivas y abovedadas y la posibilidad de aumentar la altura de las construcciones.
4. Trianguladas
Son estructuras formadas por la unión de muchos triángulos, construyendo redes planas o espaciales.
Cada triángulo está sometido a sus propios esfuerzos de tracción y compresión, equilibrándose la estructura y permitiendo que esta pueda crecer todo lo que se desee.
Se suelen construir de madera (cuchillos) o acero (cerchas).
Ejemplos: torres de alta tensión, grúas, …
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5. Colgantes
Son estructuras sustentadas por cables o perfiles sujetos a elementos de soporte.
Predominan los perfiles, sometidos a esfuerzos de tracción.
El puente está literalmente colgado de los tirantes.
Permite construir puentes más largos, con menos pilares intermedios.
CUESTIONES
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CONSTRUCCIÓN DE UNA ESTRUCTURA
Vas a llevar a cabo la construcción de una estructura capaz de soportar 1 kg de peso.
La estructura a construir será un PUENTE, que debe cumplir con las siguientes condiciones:
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Algunos vídeos interesantes…
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Manuel Toharia, 15 min
Argentinos, 28 min
los 10 puentes más largos y los rascacielos más altos, 8 min
Resumen puentes, 3 min.
Puente sobre Gibraltar…?, 30 min.
EXAMEN de ESTRUCTURAS
Responde con precisión a las siguientes preguntas.
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Tiempo: 30 minutos