7.estructuras ----------------

Profesora: Brígida Rojo Seco
UD 7: ESTRUCTURASUD 7: ESTRUCTURAS
1º ESO1º ESO

ÍNDICEÍNDICE
1. Introducción.. Introducción.
2. Definición y clasificación2. Definición y clasificación
3. Tipos de estructuras.3. Tipos de estructuras.
4. Propiedades de una estructura4. Propiedades de una estructura
5. Elementos resistentes5. Elementos resistentes
6. Fuerza, esfuerzo y resistencia6. Fuerza, esfuerzo y resistencia
7. Esfuerzos7. Esfuerzos

1. Introducción1. Introducción
En la actualidad, si observamos a nuestroEn la actualidad, si observamos a nuestro
alrededor, vemos que estamos rodeados dealrededor, vemos que estamos rodeados de
estructuras.estructuras.
LasLas estructurasestructuras son fundamentales tantoson fundamentales tanto
para las construcciones como para lapara las construcciones como para la
sustentación de las máquinassustentación de las máquinas

UnaUna estructuraestructura es un conjunto de elementoses un conjunto de elementos
dispuestos de forma apropiada para soportardispuestos de forma apropiada para soportar
objetos.objetos.
ElEl diseñodiseño de una estructura debe combinar lade una estructura debe combinar la
máxima resistenciamáxima resistencia con lacon la mínima cantidadmínima cantidad
de materialde material, con el fin de que sea muy, con el fin de que sea muy
resistente a la vez que económica.resistente a la vez que económica.
2.Definición y clasificación2.Definición y clasificación
DefiniciónDefinición

2.Definición y clasificación2.Definición y clasificación
ClasificaciónClasificación
Atendiendo a su origenAtendiendo a su origen las estructuras se puedenlas estructuras se pueden
clasificar en:clasificar en:
NNaturalesaturales (concha de un caracol, el esqueleto del(concha de un caracol, el esqueleto del
ser humano, concha de una tortuga,…son lasser humano, concha de una tortuga,…son las
diseñadas por la naturaleza)diseñadas por la naturaleza)
AArtificialesrtificiales (una silla, un edificio, un puente…son(una silla, un edificio, un puente…son
las diseñadas por el hombre).las diseñadas por el hombre).

3. Tipos de estructuras3. Tipos de estructuras
MasivasMasivas
Son estructuras muy pesadas y macizas formadasSon estructuras muy pesadas y macizas formadas
por superficies muy anchas y resistentes.por superficies muy anchas y resistentes.
Ejemplos: muros, bóvedas.Ejemplos: muros, bóvedas.

Laminares o de carcasaLaminares o de carcasa
Están formadas por láminas o paneles resistentesEstán formadas por láminas o paneles resistentes
que forman una caja o carcasa.que forman una caja o carcasa.
Ejemplos: carrocería de un coche, carcasa de laEjemplos: carrocería de un coche, carcasa de la
lavadora, carcasa de un ordenadorlavadora, carcasa de un ordenador....

De armazón o armadurasDe armazón o armaduras
 Formadas por piezas alargadas como barras,Formadas por piezas alargadas como barras,
tubos, pilares, vigas y tensores unidos entre situbos, pilares, vigas y tensores unidos entre si
para formar una especie de esqueleto o armazón.para formar una especie de esqueleto o armazón.
Pueden ser de tres tipos:Pueden ser de tres tipos:
- Trianguladas- Trianguladas
- Entramadas- Entramadas
- Colgadas- Colgadas

TrianguladasTrianguladas
Formadas por la unión de barras que formanFormadas por la unión de barras que forman
triángulos. La triangulación hace que latriángulos. La triangulación hace que la
estructura sea indeformable.estructura sea indeformable.
Ejemplos: Torres de la red eléctrica, grúas,Ejemplos: Torres de la red eléctrica, grúas,
puentes.puentes.

EntramadasEntramadas
Forman un entramado de piezas horizontales yForman un entramado de piezas horizontales y
verticales.verticales.
Ejemplos: pilares y vigas de un edificio, patasEjemplos: pilares y vigas de un edificio, patas
de una silla.de una silla.

ColgadasColgadas
Se caracterizan porque están formadas porSe caracterizan porque están formadas por
cables que soportan el peso de una construcción.cables que soportan el peso de una construcción.
Ejemplo: puentes colgantes.Ejemplo: puentes colgantes.

4. Propiedades de una4. Propiedades de una
estructuraestructura
 A la hora deA la hora de diseñardiseñar una estructura esta debe deuna estructura esta debe de
cumplir trescumplir tres propiedades principalespropiedades principales: Ser: Ser
estable, rígida y resistente.estable, rígida y resistente.

 Tienen que ser estables para que se mantenga enTienen que ser estables para que se mantenga en
equilibrio sin volcarse ni caerse.equilibrio sin volcarse ni caerse.
 En la siguiente imagen podemos ver en 1, la piezaEn la siguiente imagen podemos ver en 1, la pieza
en su posición estable; en 2, se ha desequilibradoen su posición estable; en 2, se ha desequilibrado
el objeto, pero retomará la posición estableel objeto, pero retomará la posición estable
cuando se suelte, ya que la flecha vertical quecuando se suelte, ya que la flecha vertical que
pasa por el centro de gravedad cae dentro de lapasa por el centro de gravedad cae dentro de la
base; en 3, la pieza se volcará pues, como vemos, labase; en 3, la pieza se volcará pues, como vemos, la
flecha se sale de la base.flecha se sale de la base.
EstabilidadEstabilidad

 La estabilidad de una estructura dependerá de laLa estabilidad de una estructura dependerá de la
posición de su centro de gravedad.posición de su centro de gravedad.
 Para conseguir mayor estabilidad tendremos quePara conseguir mayor estabilidad tendremos que
acumular la mayor cantidad de material cerca deacumular la mayor cantidad de material cerca de
la base. Cuando tengamos estructuras muy altasla base. Cuando tengamos estructuras muy altas
habrá que ponerle una basehabrá que ponerle una base
grande y pesada para darlegrande y pesada para darle
estabilidad. En los edificios,estabilidad. En los edificios,
estas bases se llamanestas bases se llaman cimientos.cimientos.

Una estructura esUna estructura es estableestable cuando al empujarlacuando al empujarla
lateralmente,lateralmente, no vuelca.no vuelca.
Para que una estructura sea estable debe cumplirPara que una estructura sea estable debe cumplir
concon tres condicionestres condiciones::
- Si laSi la basebase sobre la que sesobre la que se
apoya la estructura esapoya la estructura es
grandegrande la estructurala estructura
será estable.   será estable.



    -- Cuanto masCuanto mas abajoabajo se sitúese sitúe el centro deel centro de
gravedadgravedad más estable será la estructura,más estable será la estructura,
para ello debe concentrar casipara ello debe concentrar casi
toda la masa de la estructuratoda la masa de la estructura
cerca de la base.                 cerca de la base.

  - El- El centro de gravedadcentro de gravedad debe caerdebe caer dentro de ladentro de la
basebase, sino es así la estructura, sino es así la estructura
será INESTABLE, y por loserá INESTABLE, y por lo
tanto, automáticamentetanto, automáticamente

 Ser rígida para que no se deforme.Ser rígida para que no se deforme.
 ¿Como podemos conseguir que una estructura sea¿Como podemos conseguir que una estructura sea
rígida?rígida?
1.-1.- Mediante la triangulación.Mediante la triangulación.
El triángulo es la única figura que no se deforma, deEl triángulo es la única figura que no se deforma, de
ahí que estructuras como torres de alta tensión oahí que estructuras como torres de alta tensión o
grúas estén formadas por triángulos.grúas estén formadas por triángulos.
RigidezRigidez

estructuraestructura RigidezRigidez

2.-2.- Mediante escuadras o cartelasMediante escuadras o cartelas..
Una escuadra o cartela es una pieza colocadaUna escuadra o cartela es una pieza colocada
en diagonal que sirve para unir dos barrasen diagonal que sirve para unir dos barras
que forman un ángulo recto.que forman un ángulo recto.

3.- Mediante tirantes o tensores.3.- Mediante tirantes o tensores.

Los tirantes o tensores se utilizan enLos tirantes o tensores se utilizan en
estructuras colgadas, como los puentesestructuras colgadas, como los puentes
colgantes, y ayudan a reforzar la estructuracolgantes, y ayudan a reforzar la estructura.

SerSer resistenteresistente para que soporte sin romperse elpara que soporte sin romperse el
efecto de las fuerzas a las que se encuentraefecto de las fuerzas a las que se encuentra
sometida.sometida.
ResistenciaResistencia

Elementos resistentes de forma cilíndricaElementos resistentes de forma cilíndrica
dispuestos en posición vertical, que soportan eldispuestos en posición vertical, que soportan el
peso de los elementos que se apoyan sobre ellos.peso de los elementos que se apoyan sobre ellos.
1.Columnas1.Columnas

Elementos resistentes dispuestos en posiciónElementos resistentes dispuestos en posición
vertical, que soportan el peso de los elementosvertical, que soportan el peso de los elementos
que se apoyan sobre ellos.que se apoyan sobre ellos.
2.Pilares2.Pilares

Elementos colocados normalmente en posiciónElementos colocados normalmente en posición
horizontal que soportan la carga de la estructura yhorizontal que soportan la carga de la estructura y
la transmiten hacia los pilares.la transmiten hacia los pilares.

3.Vigas3.Vigas

Las vigas se caracterizan por su perfil:Las vigas se caracterizan por su perfil:
3.Vigas3.Vigas

Forma geométrica muy utilizada a lo largo de laForma geométrica muy utilizada a lo largo de la
historia como solución arquitectónica. Permitehistoria como solución arquitectónica. Permite
trasmitir las cargas (peso) que soporta hacia lostrasmitir las cargas (peso) que soporta hacia los
elementos que sustentan la estructura.elementos que sustentan la estructura.
4.Arcos4.Arcos

A menudo nos encontramos estructuras que seA menudo nos encontramos estructuras que se
hayan formadas por un conjunto de perfileshayan formadas por un conjunto de perfiles
agrupados geométricamente formando una red deagrupados geométricamente formando una red de
triángulos, son las denominadas cerchas. Lastriángulos, son las denominadas cerchas. Las
vemos en construcciones industriales, grúas,vemos en construcciones industriales, grúas,
gradas metálicas, postes eléctricos, etc.gradas metálicas, postes eléctricos, etc.
5.Cerchas5.Cerchas

6. Fuerza, esfuerzo y6. Fuerza, esfuerzo y
resistenciaresistencia
FuerzaFuerza
LaLa fuerzafuerza es la causa por la cuál un cuerpo sees la causa por la cuál un cuerpo se
deforma o cambia su estado de movimiento o dedeforma o cambia su estado de movimiento o de
reposo.reposo.
LaLa unidadunidad de fuerza en el sistema internacional esde fuerza en el sistema internacional es
el newton (N)el newton (N)
1 Kg=9.8 N1 Kg=9.8 N

FuerzaFuerza
LlamamosLlamamos acciónacción al conjunto de fuerzas queal conjunto de fuerzas que
actúan sobre un objeto yactúan sobre un objeto y reacciónreacción al conjunto deal conjunto de
las fuerzas que se oponen a las anteriores.las fuerzas que se oponen a las anteriores.
Principio de acción y reacciónPrincipio de acción y reacción::
Toda acción sobre un cuerpo vaToda acción sobre un cuerpo va
acompañada de una reacciónacompañada de una reacción
sobre éstesobre éste
https://www.youtube.com/watch?v=pUyZcAvgok0https://www.youtube.com/watch?v=pUyZcAvgok0

ResistenciaResistencia
LaLa resistencia mecánicaresistencia mecánica de un material es sude un material es su
oposición a la rotura frente a fuerzas exteriores.oposición a la rotura frente a fuerzas exteriores.
Una estructura esUna estructura es
resistente cuandoresistente cuando
es capaz de soportares capaz de soportar
además de su propioademás de su propio
peso, otras cargas ypeso, otras cargas y
acciones externas,acciones externas,
como viento, nieve..como viento, nieve..

EsfuerzosEsfuerzos
LosLos esfuerzosesfuerzos son las exigencias físicas a las queson las exigencias físicas a las que
se somete un cuerpo o un objeto cuando se lese somete un cuerpo o un objeto cuando se le
aplican una o varias fuerzas.aplican una o varias fuerzas.

7. Esfuerzos en las7. Esfuerzos en las
estructurasestructuras
 Los elementos de una estructura deben deLos elementos de una estructura deben de
aguantar, además de su propio peso, otrasaguantar, además de su propio peso, otras fuerzasfuerzas
yy cargas exteriorescargas exteriores que actúan sobre ellos. Estoque actúan sobre ellos. Esto
ocasiona la aparición de diferentes tipos deocasiona la aparición de diferentes tipos de
esfuerzos en los elementos estructurales,esfuerzos en los elementos estructurales,
esfuerzos que estudiamos a continuación:esfuerzos que estudiamos a continuación:

TracciónTracción
Decimos que un elemento está sometido a unDecimos que un elemento está sometido a un
esfuerzo deesfuerzo de traccióntracción cuando sobre él actúancuando sobre él actúan
fuerzas que tienden a estirarlo. Los tensores sonfuerzas que tienden a estirarlo. Los tensores son
elementos resistentes que aguantan muy bien esteelementos resistentes que aguantan muy bien este
tipo de esfuerzos.tipo de esfuerzos.

CompresiónCompresión
Un cuerpo se encuentra sometido aUn cuerpo se encuentra sometido a compresióncompresión sisi
las fuerzas aplicadas tienden a aplastarlo olas fuerzas aplicadas tienden a aplastarlo o
comprimirlo. Los pilares y columnas son ejemplo decomprimirlo. Los pilares y columnas son ejemplo de
elementos diseñados para resistir esfuerzos deelementos diseñados para resistir esfuerzos de
compresión.compresión.

CompresiónCompresión
PandeoPandeo
Cuando se somete a compresión una pieza de granCuando se somete a compresión una pieza de gran
longitud en relación a su sección, se arquealongitud en relación a su sección, se arquea
recibiendo este fenómeno el nombre derecibiendo este fenómeno el nombre de pandeo.pandeo.

FlexiónFlexión
Un elemento estará sometido a flexión cuandoUn elemento estará sometido a flexión cuando
actúen sobre el cargas que tiendan a doblarlo. Aactúen sobre el cargas que tiendan a doblarlo. A
este tipo de esfuerzo se ven sometidas las vigaseste tipo de esfuerzo se ven sometidas las vigas
de una estructura.de una estructura.

Cortadura y CizalladuraCortadura y Cizalladura
Es el esfuerzo al que está sometida a una piezaEs el esfuerzo al que está sometida a una pieza
cuando las fuerzas aplicadas tienden a cortarla ocuando las fuerzas aplicadas tienden a cortarla o
desgarrarla. El ejemplo más claro de cortadura lodesgarrarla. El ejemplo más claro de cortadura lo
representa la acción de cortar con unas tijeras.representa la acción de cortar con unas tijeras.

TorsiónTorsión
Un cuerpo sufre esfuerzos de torsión cuandoUn cuerpo sufre esfuerzos de torsión cuando
existen fuerzas que tienden a retorcerlo. Es elexisten fuerzas que tienden a retorcerlo. Es el
caso del esfuerzo que sufre una llave al girarlacaso del esfuerzo que sufre una llave al girarla
dentro de la cerradura.dentro de la cerradura.

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