Power Point d'estructures per 3 ESO

1. TEMA 1
ESTRUCTURES
Ricard Valero
Departament de Tecnologia
Institut Pons d’Icart
Tarragona

2. Definició d’estructures
• Una estructura és un conjunt resistent i
estable d’elements capaços de suportar forces
i transmetre-les als punts de suport. Les forces
que actuen sobre una estructura s’anomenen
càrregues.

3. Materials utilitzats al llarg de la
història
• Prehistòria: Pedra i fusta.
• Egipte: Pedra, fusta i morter de calç.
• Grècia: Roca calcària, fang i fusta.

4. • Roma: Pedra, argila, ciment, bronze, metalls i
fusta.
• Edat mitjana: Pedra, maons, ciment, fusta i
metalls.

5. • Revolució industrial: Acer, maó, ciment,
metalls i fusta.
• Actualment: Tot tipus de materials, sobretot
formigó, acer, ceràmics i fusta.

6. Tipus d’esforços
• Tracció: una estructura o un element estan sotmesos
a un esforç de tracció quan hi actuen a sobre forces
que tendeixen a augmentar-ne la longitud, es a dir, a
estirar-los.
• Compressió: un element o estructura estan sotmesos
a un esforç de compressió quan hi actuen a sobre
forces que tendeixen a disminuir la longitud, es a dir
a comprimir-los.

7. • Flexió: una estructura o element estan sotmesos a un
esforç de flexió quan les forces o les càrregues
tendeixen a doblegar-los.
• Cisalla o tall: una estructura o element estan
sotmesos a un esforç de cisalla o tall quan les forces
que actuen paral·lelament al sentit de la secció,
tendeixen a tallar-lo, es a dir, a desplaçar una secció
respecte l’altre.

8. • Torsió: una estructura o element estan sotmesos a
un esforç de torsió quan les forces que hi actuen
tendeixen a fer girar una secció respecte a l’altre, es a
dir, a retorçar-lo.

9. Elements de les estructures
• Elements verticals: Suporten càrregues gràcies a un
esforç de compressió. En els edificis, els principals
elements verticals són els pilars i les columnes, que
es fan de formigó armat (ciment, sorra, grava i barres
d’acer corrugat). Les parets mestres també suporten
càrregues i són més gruixudes que els envans.

10. • Elements horitzontals: Suporten esforços de flexió.
Als edificis són les bigues, que recolzen sobre les
columnes, pilars o altres bigues (jàsseres). Entre biga
i biga van els revoltons, un entramat de ferro
(mallasso) i formigó.

11. • Perfils: Són elements metàl·lics de perfil laminar que
s’utilitzen com a pilars, bigues, etc. Poden ser de
secció tancada (rodona, quadrada, triangular i
rectangular),
o de secció oberta (en forma de V, T, U, L, X i H).

12. • Tirants o tensors: Són cables tibants o barres que
resisteixen esforços de tracció. S’utilitzen en ponts i
grues.
• Làmines: Poden estar corbades o angulades i
suporten esforços repartint les càrregues pel conjunt
del material.

13. • Arcs: Són elements corbs que transmeten esforços
de compressió als punts de suport. En un arc de
pedra, les pedres són trapezials i s’estabilitzen entre
elles per una sola pedra central, la pedra angular. Si
es treu cau l’arc.

14. TRIANGULACIÓ
La única figura geomètrica que no es deforma és el
triangle. Una estructura construïda amb triangles
aguantarà molts esforços. La trobem en grues de
construcció, torres d’alta tensió, ponts, cobertes, etc.
També es poden fer bigues, arcs o cúpules basats en
triangles.

16. ESTABILITAT
Si la projecció vertical del centre de gravetat està dins
de la base, el cos està en equilibri estable, si és fóra, el
cos està en equilibri inestable i bolcarà. Com més avall
estigui el centre de gravetat, més estable és el cos.
• Estabilitzar per compressió: Es poden estabilitzar els
elements verticals de les estructures adjuntant-hi
elements laterals que facin un esforç de compressió,
com en els contraforts de les esglésies.

17. • Fonamentació: En els edificis, l’estructura no recolza
directament sobre el terra, sinó que s’uneix a bases
sòlides i immòbils anomenades fonaments, sovint
construïts sobre roques. Es construeixen de formigó
armat i segons la forma s’anomenen sabates, lloses,
estaques o fonaments perimetrals.

18. TIPUS D’ESTRUCTURES
• Estructures entramades vertical-horitzontal: estan
formades per barres, perfils o elements de fusta,
acer o formigó que s’entrecreuen:
• Estructures entramades triangulades: formades per
barres de metalls o fusta disposades en triangles.

19. • Estructures laminars: constituïdes per làmines de
metall o plàstic.
• Estructures penjants: estan suspeses per cables o
tirants que aguanten esforços de tracció.
• Estructures amb voltes: presenten arcs, voltes i
cúpules com a elements de suport. Suporten
esforços de compressió.

20. • Esferes geodèsiques: basades en la triangulació,
utilitzant barres de tres mides.
• Estructures pneumàtiques: inflables i lleugeres. L’aire
es comprimeix i manté l’estructura.
• Estructures massives: formades per gran acumulació
de materials apilats. Són molt pesants.