Estructuras

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Estructuras

  1. 1. ESTRUCTURAS 1. Índice 2. Definición estructuras 3. Fallos en estructuras 4. Centro de gravedad 5. Equilibrio y c. de g. 6. Pilares y columnas 7. Vigas 8. Tirantes y tensores 9. Riostras y escuadras 10. Otros elementos 11. Tracción 12. Compresión 13. Flexión 14. Cizalladura 15. Torsión 16. Resumen esfuerzos 17. Resistencia de estructuras 18. Aguantar peso 19. Perfiles 20. Triangulación 21. Puentes 22. Puentes según función 23. Puentes según material 24. Puentes según resistentes 25. Recursos informáticos
  2. 2. ¿Qué son las estructuras? La estructura de un cuerpo es el conjunto de piezas que lo forman, y que tienen como misión sustentar, proteger y dar consistencia al resto. Las estructuras deben soportar fuerzas como su propio peso, otros pesos (cargas), fuerzas de inercia (al acelerar o frenar), la fuerza del viento, del agua etc. sin romperse ni deformarse excesivamente. Un ejemplo de estructura natural es el esqueleto de los vertebrados. Con los nuevos materiales y las modernas técnicas constructivas se ha mejorado la calidad y el tamaño de las estructuras artificiales.
  3. 3. ¿Por qué fallan las estructuras? <ul><li>por fallo de los materiales (fatiga elástica, mala elección) </li></ul><ul><li>por fallo en el diseño (errores de cálculo, de dibujo) </li></ul><ul><li>por factores incontrolables (vientos huracanados, inundaciones, sobrecargas, terremotos, ataques terroristas etc.) </li></ul>
  4. 4. El centro de gravedad <ul><li>La tierra atrae todas y cada una de las partículas que forman un cuerpo con una fuerza que llamamos peso. </li></ul><ul><li>El punto en el cual podemos considerar que se concentra dicha fuerza es el centro de gravedad del cuerpo. </li></ul><ul><li>En los cuerpos geométricos regulares, el centro de gravedad de un cuerpo está en su centro geométrico. </li></ul>
  5. 5. El centro de gravedad <ul><li>Para conocer si la posición de un cuerpo es o no estable, hay que trazar una línea vertical que pase por su centro de gravedad. </li></ul><ul><li>Si la línea vertical corta la base donde está apoyado el cuerpo, se dice que el cuerpo está en equilibrio estable. </li></ul><ul><li>Si la línea vertical no pasa por la base, el cuerpo volcará: no hay equilibrio. </li></ul><ul><li>Si la línea vertical está próxima a salirse de la base, el equilibrio será inestable. </li></ul>
  6. 6. Elementos resistentes Pilar : apoyo vertical sobre el que descansa una estructura. Los pilares con forma redonda se llaman columnas. Pilar Base
  7. 7. Elementos resistentes Viga: pieza horizontal que se apoya sobre dos puntos para soportar cargas Viga Pilares Tren monorraíl apoyado sobre una única viga y pilares. Estructura de una casa con vigas de madera
  8. 8. Elementos resistentes Pilar reforzado con tirantes Tirante Tirante Viga reforzada con un tirante. Tirantes o tensores: cables inextensibles que sirven para sujetar o colgar vigas o para reforzar pilares. Puente del Alamillo (Sevilla – Santiago Calatrava)
  9. 9. Elementos resistentes Escuadra Riostra: pieza que colocada oblicuamente refuerza una estructura Riostra Escuadras: triángulos rectángulos que se emplean para reforzar estructuras
  10. 10. Otros elementos en la construcción Forjado
  11. 11. Esfuerzos en las estructuras Al soportar pesos, cargas u otras fuerzas, las estructuras están sometidas a diferentes tipos de esfuerzos. <ul><li>Esfuerzo de tracción: las fuerzas tienden a estirar la pieza </li></ul>Los tirantes de un puente están sometidos a tracción Tracción Tracción
  12. 12. Esfuerzos en las estructuras <ul><li>Esfuerzo de compresión: las fuerzas tienden a aplastar o acortar la pieza </li></ul>Los pilares están sometidos a compresión Si el esfuerzo de compresión es muy grande, los pilares se deforman (pandeo)
  13. 13. Esfuerzos en las estructuras <ul><li>Esfuerzo de flexión: las fuerzas tienden a doblar la pieza </li></ul>Las vigas sufren esfuerzos de flexión
  14. 14. Esfuerzos en las estructuras Esfuerzo de corte o cizalladura: las fuerzas tienden a cortar la pieza Los puntos de apoyo de las vigas sufren esfuerzos de corte
  15. 15. Esfuerzos en las estructuras Esfuerzo de torsión: es el que tiende a retorcer la pieza Los ejes, manivelas, cigüeñales etc. están sometidos a esfuerzos de torsión
  16. 16. Esfuerzos en las estructuras Retorcer, girar TORSIÓN Cortar CORTE O CIZALLADURA Acortar, aplastar COMPRESIÓN Estirar TRACCIÓN Doblar FLEXIÓN Esquema Acción Esfuerzo Ejemplos
  17. 17. La resistencia de las estructuras Una estructura no es más sólida cuanto más material tenga; al aumentar el peso será más difícil mantenerla en pie. Lo fundamental en una estructura no es el material, ni su cantidad, sino la forma de sus elementos y el modo en que se han colocado. La resistencia de una estructura depende del tipo de perfil utilizado en su construcción.
  18. 18. Cómo aguantar tu peso con perfiles de papel Haz tubos de papel Construye la base Construye la estructura de barras ¡Soporta peso!
  19. 19. Tipos de perfiles Los perfiles se usan para conseguir estructuras ligeras. Perfil plano Perfil angular Perfil en U Perfil tubular cuadrado Perfil en T Perfil en doble T Perfil tubular triangular Perfil tubular redondo
  20. 20. Triangulación Para evitar que las estructuras se deformen, en su armazón se incorporan elementos que forman triángulos. La siguiente estructura: se deforma si le aplicamos una fuerza. Riostras Escuadras Triangulación: estructura indeformable
  21. 21. Puentes Los puentes son estructuras que los seres humanos construyen para superar barreras naturales o artificiales (ríos, carreteras, vías de tren …) Atendiendo a los elementos resistentes que soportan los esfuerzos Atendiendo al material con que están hechos Atendiendo a la función primordial que cumplen. <ul><li>De viga </li></ul><ul><li>De arco </li></ul><ul><li>Colgantes </li></ul><ul><li>De madera </li></ul><ul><li>De piedra </li></ul><ul><li>Metálicos </li></ul><ul><li>De hormigón armado </li></ul><ul><li>Acueductos </li></ul><ul><li>Viaductos </li></ul><ul><li>Pasarelas </li></ul>C B A T I P O S
  22. 22. A. Puentes según función Pasarelas Puentes para el uso exclusivo de peatones. 3. Viaductos Puentes destinados al paso de vehículos o ferrocarriles. 2. Acueductos Puentes que conducen agua. 1.
  23. 23. B. Puentes según material Metálicos La revolución industrial trae de su mano los primeros puentes de hierro. 3. De hormigón armado Los puentes actuales se construyen mezclando estos hormigón y acero 4. De piedra La conquista tecnológica del arco permite construir puentes de piedra. 2. De madera Los primeros puentes son simplemente uno o varios troncos uniendo dos orillas de un riachuelo. 1.
  24. 24. C. Puentes según elementos resistentes b) De arco bajo tablero El tablero está encima del arco, que es quien soporta el peso del puente. El arco y los soportes sufren compresión. El tablero, flexión. Colgantes El tablero cuelga de grandes pilares mediante tirantes. Los pilares sufren compresión, y los tirantes tracción. 3. a) De arco sobre tablero El arco soporta el peso del tablero del que está colgado. El arco y los soportes sufren compresión. Los tirantes que sujetan el tablero, tracción. 2. De viga Formados por tableros horizontales apoyados sobre soportes o pilares. Los pilares sufren compresión y los tableros, flexión. 1.
  25. 25. Recursos en Internet y otros <ul><li>www.librosvivos.net ( pinchar en: > Tecnología > 1º ESO > Estructuras) </li></ul><ul><li>www.iesalquibla.com (con actividades interactivas y un cuestionario) </li></ul><ul><li>www.apetega.org (pinchar en: > ligazons > estructuras); una selección de los propuestos en esta página es: </li></ul><ul><li>Building a bridge pier (construyendo un puente-malecón) </li></ul><ul><li>Oscilaciones del puente de Tacoma: vídeo1 ; vídeo2 ; vídeo3 ; vídeo4 ; </li></ul><ul><li>Construcción dunha torre de palillos (flash) </li></ul><ul><li>Construcción dunha ponte . Web sobre estructuras e pontes </li></ul><ul><li>Estructuras (IES Al Iscar) (organizada, con todo, muy buena) </li></ul><ul><li>Colección de fotos de estructuras . Web de Santiago Calatrava . As pontes   </li></ul><ul><li>A ponte máis alta do mundo: Millau, France (presentación ppt) </li></ul><ul><li>Construcción dunha torre de palillos (flash) </li></ul><ul><li>http://www.tuxboard.com/index.php/?2007/04/05/362-les-plus-beaux-ponts-du-monde-en-images </li></ul><ul><li>CD Akal, primer ciclo (animaciones y ejercicios interactivos) </li></ul>

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