Tema estructuras para alumnos de 2º ESO

1. ESTRUCTURAS
2º ESO

2.  ESTAMOS RODEADOS DE
ESTRUCTURAS NATURALES Y
ARTIFICIALES.
 LAS PERSONAS, LOS ANIMALES, LAS
PLANTAS SON ESTRUCTURAS
 NUESTRO CUERPO DISPONE DE UNA
ESTRUCTURA FORMADA POR
HUESOS, LOS ANIMALES TIENEN
HUESOS O CAPARAZONES, LAS
PLANTAS TRONCOS Y RAMAS

3.  NOSOTROS CONSTRUIMOS
ESTRUCTURAS TALES COMO CASAS Y
PUENTES
 HASTA EL SIGLO XIX NO SE ADQUIERON
CONOCIMIENTOS TÉCNICOS
PROFUNDOS SOBRE EL
COMPORTAMIENTO DE LAS
ESTRUCTURAS
 SIN EMBARGO EN LA ANTIGÜEDAD SE
CONSTRUYERON ASOMBROSAS
ESTRUCTURAS COMO PIRÁMIDES Y

4. DEFINICIÓN DE
ESTRUCTURA
 UNA ESTRUCTURA ES UN CONJUNTO
DE ELEMENTOS CAPACES DE
SOPORTAR FUERZAS Y
TRANSMITIRLAS A LOS PUNTOS
DONDE SE APOYA CON EL FIN DE SER
RESISTENTE Y ESTABLE
ESTAS FUERZAS QUE ACTÚAN
SOBRE UNA ESTRUCTURA SE
LLAMAN CARGAS

5.  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

6. CARGAS FIJAS O
PERMANENTES.
NO VARÍAN CON EL
PASO DEL TIEMPO
CARGAS VARIABLES.
APARECEN EN
ALGUNAS
OCASIONES Y NO
TIENEN SIEMPRE EL
MISMO VALOR

7.  CUANDO UNA ESTRUCTURA ESTÁ
SOMETIDA A FUERZAS, TAMBIÉN
LLAMADAS CARGAS, CADA UNO DE
SUS ELEMENTOS ESTÁ SOMETIDO A
ESFUERZOS.
 LLAMAMOS ESFUERZOS A LAS
FUERZAS QUE APARECEN EN LOS
ELEMENTOS DE UNA ESTRUCTURA
CUANDO ESTÁ SOMETIDA A OTRAS
FUERZAS O CARGAS

8. TIPOS DE ESFUERZOS
 TRACCIÓN
 COMPRESIÓN
 FLEXIÓN
 CIZALLA
 TORSIÓN

16. CONDICIONES DE LAS
ESTRUCTURAS I
 ESTABILIDAD: ALUDE A LA CAPACIDAD DE
UNA ESTRUCTURA DE MANTENERSE
ERGUIDA Y NO VOLCAR
PARA ELLO SU CENTRO DE GRAVEDAD
DEBE ESTAR CENTRADO SOBRE SU BASE
CUANTO MÁS CENTRADO Y MÁS CERCANO
AL SUELO MÁS ESTABLE
PODEMOS AÑADIR ESTABILIDAD
AÑADIENDO MASA A SU BASE,
ATIRANTÁNDOLO O EMPOTRÁNDOLO EN EL
SUELO

17. CONDICIONES DE LAS
ESTRUCTURAS II
 RESISTENCIA. ES LA CAPACIDAD DE UNA
ESTRUCTURA DE SOPORTAR LAS
TENSIONES A LAS QUE ESTÁ SOMETIDA
SIN ROMPERSE
 INTERVIENE SU FORMA Y EL MATERIAL
CON EL QUE ESTÉ CONSTRUIDO
TODOS LOS MATERIALES TIENEN UNA
TENSIÓN DE ROTURA QUE ES LA MÁXIMA
FUERZA POR UNIDAD DE SUPERFICIE
CAPACES DE SOPORTAR SIN ROMPERSE

18. CONDICIONES DE LAS
ESTRUCTURAS III
 RIGIDEZ. AUNQUE TODOS LOS OBJETOS
SE DEFORMAN LEVEMENTE AL
APLICARLES UNA FUERZA ESTA
DEFORMACIÓN NUNCA DEBE SER TAN
GRANDE QUE IMPIDA AL OBJETO
CUMPLIR SU FUNCIÓN
LA RIGIDEZ SE CONSIGUE SOLDANDO
LAS UNIONES DANDO A LA ESTRUTURA
UNA FORMA APROPIADA Y HACIENDO
TRIANGULACIONES

20. ELEMENTOS DE UNA
ESTRUCTURA
 LA MAYORÍA DE LAS ESTRUCTURAS ESTÁN
FORMADAS POR LA UNIÓN DE VARIOS
ELEMENTOS
 CADA UNO DE ESTOS ELEMENTOS ESTÁ
DISEÑADO PARA SOPORTAR DISTINTOS
TIPOS DE ESFUERZOS
 LOS ELEMENTOS MÁS USADOS SON:
 CIMIENTOS
 COLUMNAS O PILARES
 VIGAS
 ARCOS

21. CIMIENTOS
TODAS LAS ESTRUCTURAS NECESITAN
APOYARSE SOBRE UNA BASE RESISTENTE
ESTA BASE LA CONSTITUYEN LOS
CIMIENTOS QUE SUELEN ESTAR POR
DEBAJO DEL NIVEL DEL SUELOES EL EQUIVALENTE A LAS RAÍCES DE LOS
ÁRBOLES
LA MAYORÍA DE LOS CIMIENTOS SE
CONSTRUYEN SOBRE CIMIENTOS DE
HORMIGÓN PARA EVITAR QUE SE
HUNDAN DEBIDO A SU PESO

24. COLUMNAS O PILARES
 SON BARRAS VERTICALES
ESPECIALMENTE DISEÑADAS PARA
SOPORTAR ESFUERZOS DE
COMPRESIÓN

25. VIGAS
 SON BARRAS HORIZONTALES QUE
SOPORTAN ESFUERZOS DE FLEXIÓN
 LAS DIVERSAS PLANTAS DE UN
EDIFICIO SE SOPORTAN SOBRE
VIGAS

26. ARCO
 ES UN ELEMENTO CON FORMA CURVA
QUE SIRVE PARA CUBRIR UN HUECO
ENTRE DE DOS PILARES Y QUE
SOPORTAN UNA PARTE DE LA
ESTRUCTURA DESCARGANDO EL PESO
EN LOS EXTREMOS

28. TIRANTES
 SON CABLES O BARRAS QUE SOPORTAN
ESFUERZOS DE TRACCIÓN
 PUEDEN SER DE ACERO Y SIRVEN PARA
AUMENTAR LA RESISTENCIA Y LA
ESTABILIDAD DE UNA ESTRUCTURA

29. ESTRUCTURAS
RESISTENTES
 LO FUNDAMENTAL ES QUE LA
ESTRUCTURA AGUANTE LAS CARGAS
(SEA RESISTENTE) Y QUE NO SE CAIGA
(SEA ESTABLE)
 SIN EMBARGO TODOS LOS MATERIALES
SUFREN UNA PEQUEÑA DEFORMACCIIÓN
CUANDO SE LES APLICA UNA FUERZA.
 UNA ESTRUCTURA ES RESISTENTE
CUANDO CONSERVA SU FORMA AL
APLICARLE CARGAS

30.  EL PROBLEMA SURGE CUANDO LA
FUERZA ES TAN GRANDE QUE SE
PRODUCE UNA DEFORMACIÓN
PERMANENTE O SE ROMPE LA
ESTRUCTURA
 LA ÚNICA ESTRUCTURA GEOMÉTRICA
QUE NO SE PUEDE DEFORMAR
APLICÁNDOLE FUERZAS EN SUS LADOS
ES EL TRIÁNGULO
 OTRO ELEMENTO QUE APORTA
RESISTENCIA A UNA ESTRUCTURA ES EL
ARCO
 TRABAJA SOMETIDO A COMPRESIÓN

31.  LOS ARCOS ROMANOS SE MANTIENEN
GRACIAS AL APOYO DE UN LADRILLO
SOBRE OTRO Y NO SE UTILIZA NINGÚN
ADHESIVO ENTRE LAS PIEZAS
 ÉSTAS SUELEN TENER FORMA DE CUÑA
Y ENCAJAR PERFECTAMENTE
 EL LADRILLO CENTRAL SE LLAMA
PIEDRA ANGULAR O CLAVE
 ES EL QUE SUJETA EL ARCO Y SUELE
SER MÁS GRANDE QUE EL RESTO

33. ESTRUCTURAS ESTABLES
 SON ESTRUCTURAS ESTABLES
AQUELLAS QUE, AL APLICAR SOBRE
ELLAS UNA FUERZA, CONSERVAN SU
POSICIÓN
 SON INESTABLES LAS ESTRUCTURAS
QUE AL APLICAR UN PEQUEÑO
EMPUJE PIERDEN EL EQUILIBRIO

34. CENTRO DE GRAVEDAD
 LA ESTABILIDAD ESTÁ RELACIONADA
CON EL CENTRO DE GRAVEDAD
 EL CENTRO DE GRAVEDAD ES UN
PUNTO IMAGINARIO DONDE ESTARÍA
TODA LA MAS DEL OBJETO SI SE
PUDIERA COMPRIMIR
 CUANDO ESTE PUNTO SE SITÚA
FUERA DE LA BASE DEL OBJETO
ENTONCES ESTE SE CONVIERTE EN
INESTABLE Y SE VUELCA

36. PERFILES
 CONSISTEN EN BARRAS DE DIFERENTES
SECCIONES
 MUCHOS ELEMENTOS ESTRUCTURALES
QUE HEMOS ESTUDIADO (SOBRE TODO
VIGAS Y LOS PILARES) ESTÁN
FABRICADOS CON PERFILES SI TUVIÉRAMOS QUE HACER VIGAS Y
COLUMNAS MACIZAS PESARÍAN TANTO Y
SERÍAN TAN CARAS QUE NO PODRÍAMOS
FABRICAR GRANDES ESTRUCTURAS

37.  LOS PERFILES PERMITEN HACER LAS
ESTRUCTURAS, RESISTENTES, LIGERAS
Y BARATAS AL MISMO TIEMPO

38. TIPOS DE ESTRUCTURAS
ARTIFICIALES
 HAY MUCHOS TIPOS DE ESTRUCTURAS
SIGUIENDO ESTE CRITERIO PODEMOS
ENCONTRARNOS CON ESTRUCTURAS:
•MASIVAS
•ABOVEDADAS
•ENTRAMADAS
•TRIANGULADAS
•COLGANTES
UNA MANERA SENCILLA DE CLASIFICARLAS
ES POR SU FORMA O LA DE LOS ELEMENTOS
QUE PREDOMINAN EN ELLAS

39. MASIVAS
 SON ESTRUCTURAS MASIVAS ÁQUELLAS
EN LAS QUE PREDOMINAN UNA GRAN
CONCENTRACIÓN DE MATERIAL
 SE CARACTERIZAN POR SER MACIZAS Y
MUY PESADAS
 EMPLEAN EN SU CONSTRUCCIÓN
MATERIALES MUY RESISTENTES A
ESFUERZOS DE COMPRESIÓN, COMO EL
GRANITO, EL MÁRMOL O EL HORMIGÓN

41. ABOVEDADAS
 EN ESTAS ESTRUCTRURAS
PREDOMINAN LOS ARCOS, LAS
BÓVEDAS Y LAS CÚPULAS COMO
ELEMENTOS DE SUJECIÓN Y SOPORTE
 UNA BÓVEDA ES UNA SUCESIÓN DE
VARIOS ARCOS, MIENTRAS UNA CÚPULA
ES UNA BÓVEDA SEMIESFÉRICA

43.  EL PESO DE ESTOS ELEMENTOS RECAE
SOBRE LOS MUROS LATERALES POR LO
QUE ES NECESARIO REFORZARLOS CON
CONTRAFUERTES Y ARBOTANTES
ESTOS ELEMENTOS SON CAPACES DE
SOPORTAR FUERTES ESFUERZOS DE
COMPRESIÓN POR LO QUE PERMITEN
CUBRIR GRANDES ESPACIOS CON
MATERIALES PÉTREOS, COMO LA PIEDRA Y
EL HORMIGÓN

45. ENTRAMADAS
 SON LAS ESTRUCTURAS FORMADAS POR
UN CONJUNTO DE PERFILES DE MADERA,
ACERO U HORMIGÓN QUE SE
ENTRECRUZAN ENTRE SÍ
 LOS ELEMENTOS ESTRUCTURALES SON
LAS VIGAS, LOS PILARES O COLUMNAS Y
LA CIMENTACIÓN

46. TRIANGULADAS
 SE FORMAN MEDIANTE 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

48.  LOS MATERIALES QUE SE SUELEN EMPLEAR
EN ESTAS ESTRUCTURAS SON LA MADERA Y
EL ACERO
 LOS TRIÁNGULOS HECHOS CON MADERA SE
LLAMAN CUCHILLOS Y LOS ELABORADOS
CON ACERO CERCHAS

49. COLGANTES
 ESTÁN SUSTENTADAS POR CABLES O
PERFILES SUJETOS A ELEMENTOS DE
SOPORTE
 EN ELLAS PREDOMINAN LOS TIRANTES
QUE ESTÁN SOMETIDOS A ESFUERZOS
DE TRACCIÓN
 LOS PUENTES COLGANTES TIENEN UN
TABLERO QUE SUELE SER METÁLICO Y
UNOS PILARES DE HORMIGÓN CON
CIMIENTOS PROFUNDOS

51.  LOS PILARES SUJETAN EL TABLERO
APOYÁNDOSE EN LOS PILARES Y ESTÁN
FIRMEMENTE AMARRADOS DESDE LA
ORILLA
 EL PUENTE ESTÁ LITERALMENTE
COLGADO DE LOS CABLES
 SI LOS CABLES SE ROMPIERAN EL
PUENTE SE HUNDIRÍA

52. OTRAS ESTRUCTURAS
 NEUMÁTICAS
 LAMINARES
 GEODÉSICAS

53. NEUMÁTICAS
 INFLABLES
 LIGERAS
 DESMONTABLES
ESTÁN SOMETIDAS
FUNDAMENTALMENTE A ESFUERZOS
DE TRACCIÓN

54. ESTRUCTURAS LAMINARES
 SE CARACTERIZAN POR ESTAR
FORMADAS POR LÁMINAS DE MATERIAL
DONDE LOS ELEMENTOS
ESTRUCTURALES SON NERVIOS QUE
RECORREN LA ESTRUCTURA O PARTES
DE LA SUPERFICIE QUE TENEN UN
GROSOR MAYOR

55. ESTRUCTURAS
GEODÉSICAS
 SON REDES ESPACIALES FORMADAS POR
LA UNIÓN DE PENTÁGONOS O
HEXÁGONOS
 RESULTAN LIGERAS Y RESISTENTES Y SE
EMPLEAN EN LA CONSTRUCCIÓN DE
FORMAS ESFÉRICAS O CILÍNDRICAS

56.  Equilibrio estable: En el que después
de una perturbación el objeto regresa
a su posición inicial.
 Equilibrio inestable: En el que
después de una perturbación el
objeto se aleja de su posición inicial
(para alcanzar, usualmente, su
posición de equilibrio estable).