Este documento describe diferentes tipos de estructuras y sus elementos constituyentes. Define las estructuras como conjuntos de elementos naturales o artificiales relacionados entre sí que soportan cargas y transmiten fuerzas. Explica que existen estructuras naturales como el esqueleto humano y estructuras artificiales construidas por el hombre como edificios. Además, describe elementos comunes de las estructuras como cimientos, pilares, vigas, arcos y tensores, y los tipos de fuerzas mecánicas que soportan como compresión, tracción y flexión.

1. ESTRUCTURAS

2. DEFINICIÓN
 Son conjuntos de elementos, naturales o no, que debidamente distribuidos y
relacionados entre sí, además de sostenerse a sí mismos, constituyen el soporte de
otros sistemas más complejos.

3. INTRODUCCIÓN
 Estructuras naturales : como el esqueleto, el tronco de un árbol,
los corales marinos, las estalagmitas y estalactitas, etc.
 Estructuras artificiales : son todas aquellas que ha construido el
hombre. Aquí aparecen algunas.

4. INTRODUCCIÓN
 Estructuras móviles : serían todas aquellas que se pueden
desplazar, que son articuladas. Como puede ser el esqueleto, un
puente levadizo, una bisagra, una biela, una rueda, etc. Como
ejemplo la estructura que sustenta un coche de caballos y un motor
de combustión
 Estructuras fijas : aquellas que por el contrario no pueden sufrir
desplazamientos, o estos son mínimos. Son por ejemplo los
pilares, torretas, vigas, puentes.

5. PROBLEMAS QUE
RESUELVEN LAS
ESTRUCTURAS han surgido toda una serie de problemas que se han ido
Con la evolución de los seres humanos,
resolviendo con la construcción de múltiples tipos de estructuras. Básicamente las estructuras se
construyen para:
Alcanzar alturas en el espacio Torres, postes de luz, grúas,
antenas,
 Proteger y proporcionar apoyo a los
elementos de un conjunto
Armaduras, chasis de una máquina, etc.

6. PROBLEMAS QUE RESUELVEN
LAS ESTRUCTURAS
 Almacenar materiales: Silos
de grano, tinajas de vino,
depósitos de gas, envases de
cartón, etc.
 Mantener y proporcionar
forma: Nuestro esqueleto, por
ejemplo, mantiene la forma del
cuerpo. Los tubos de una tienda
de campaña le dan su forma.
 Crear espacios vacíos
resistiendo fuerzas externas
Canales, presas, piscinas, etc. La
pared de una presa soporta el
peso del agua contenida en el
embalse
 Cerrar y cubrir espacios
Bóvedas, cúpulas,
marquesinas, techumbres,
etc.

7. PROBLEMAS QUE
RESUELVEN LAS
ESTRUCTURAS
 Generar superficies Carreteras, aeropuertos, campos deportivos, carrocerías de automóviles,
fuselajes de aviones, etc.
 Salvar accidentes geográficos
Puentes y túneles.

8. TIPOS DE
ESTRUCTURAS
En función de los elementos con que están
construidas y los elementos que intervienen.

9. ESFUERZOS MECÁNICOS
 TECNO 12-18 (ESTRUCTURAS)
www.tecno12-18.com

10. ESFUERZOS MECÁNICOS
TRACCIÓN Y COMPRESIÓN
 La fuerza de tracción tiende a estirar
los elementos sobre los que s ejerce.
Dichos elementos suelen ser tensores
o tirantes, como los cables que
soportan un puente.
 La fuerza de compresión tiende a
aplastar los elementos sobre los que se
ejerce. Dichos elementos suelen ser
soportes, como los pilares de una
casa o las patas de una silla.

11. ESFUERZOS MECÁNICOS
FLEXIÓN
 La fuerza de flexión tiende a doblar las
estructuras. Ocurre en elementos apoyados en
varios puntos y que soportan peso a lo largo de
toda su longitud. Los elementos sobre los que se
ejerce son vigas o barras , como un estante
para libros o la plataforma de un puente.
 Si la carga de
la estantería es
excesiva, esta
se arquea y
puede llegar a
romperse

12. ESFUERZOS MECÁNICOS
CORTADUR
A
 La fuerza de cortadura o
cizallamiento actúa sobre elementos
sobre los que se ejercen fuerzas
opuestas en planos muy cercanos, y
tienden a desgarrar los materiales.
TORSIÓN
 La fuerza de torsión actúa sobre
elementos que giran y tiende a retorcer
las estructuras. La punta de un
destornillador se puede deformar por la
acción de esta fuerza.

13. Efectos múltiples (I)

14. Efectos múltiples (II)

15. RIGIDEZ EN LAS ESTRUCTURAS.
TRIANGULACIÓN
 La rigidez es la capacidad de un objeto sólido o elemento estructural para soportar esfuerzos sin
adquirir grandes deformaciones o desplazamientos.
 Observa que ocurre cuando se aplican fuerzas a una estructura sencilla de 4 lados:
Se deforma
 Y a una de 5 lados:
Se deforma

16. RIGIDEZ EN LAS ESTRUCTURAS.
TRIANGULACIÓN
 El triángulo es el único polígono que no se deforma cuando actúa sobre él una fuerza. Al aplicar una
fuerza de compresión sobre uno cualquiera de los vértices de un triángulo formado por tres vigas,
automáticamente las dos vigas que parten de dicho vértice quedan sometidas a dicha fuerza de
compresión, mientras que la tercera quedará sometida a un esfuerzo de tracción.
No se deforma
 Por tanto, cualquier otra forma geométrica que adopten los elementos de una estructura no será
rígida o estable, hasta que no se triangule.
 Volvamos al ejemplo de la estructura de 4 lados, ¿qué deberíamos hacer para convertirla en rígida?
 Existen 2 opciones para que no se deforme y se convierta en rígida:
• Añadirle una barra o elemento que impide que los ángulos cambien su valor.
• Utilizar cartelas o escuadras de unión.

17. RIGIDEZ EN LAS ESTRUCTURAS.
TRIANGULACIÓN
Ejemplos

18. ¿Cómo se construyen las viviendas? FASES DE UNA
CONSTRUCCIÓN
1. Se realiza el vaciado del terreno donde se
levantará la construcción.
Para ello, se utilizan grandes máquinas:
excavadoras, apisonadoras, camiones…
2. Después se realiza la cimentación, que consiste en fijar
una armadura de acero en la zona vaciada, se llena de
hormigón y se espera a que solidifique.
Los pilares y las vigas son el armazón básico de las estructuras en grandes construcciones. Habitualmente
se realizan con hormigón armado o acero, aunque en otras épocas se usó mucho la madera
3. Una vez realizada la cimentación, se
construyen los pilares o soportes verticales.
Consiguiendo las alturas que tenga la
estructura.
4. Sobre los pilares se apoyan las
vigas o soportes horizontales.
Éstos forman el entramado
principal del edificio.
5. Por último, los forjados y los tableros suponen la
base del suelo de los diferentes pisos o de la
carretera en los puentes. Se apoyan sobre las
vigas.
El forjado está compuesto de vigas, viguetas y de
piezas que cubren el hueco entre ellas. Todo el

19. ELEMENTOS DE LAS ESTRUCTURAS
 Dentro de una estructura existen elementos de diferentes tipos:
Los cimientos pueden ser de varias formas:
 Cimientos:
o Es el elemento encargado de soportar y
repartir en la tierra todo el peso de la
estructura.
o Normalmente
compresión.
soporta
esfuerzos
de
o Para estructuras ligeras como naves industriales
en forma de zapata.
o Para estructuras pesadas como edificios en
forma de losa.
o Para terrenos blandos donde está muy profundo
el terreno duro pilotes.
o Los materiales de los que se compone
son hormigón armado, hierro, acero…
 Pilares:
o Es una barra apoyada verticalmente
que soporta cargas o el peso de las
otras partes de la estructura.
o Se puede denomiar también poste.
Cuando presentan forma cilíndrica se
llaman columnas.
o El principal esfuerzo que soporta es
compresión y pandeo.
o Los materiales de los que está
construido son muy diversos: hormigón
armado, acero, ladrillos, marmol…
Suelen ser de forma geométrica regular
(cuadrada o rectangular) y las columnas
suelen ser de sección circular.

20. ELEMENTOS DE LAS ESTRUCTURAS
 Vigas:
o Es una pieza o barra horizontal, que
soporta la carga de la estrutura y la
transmite hacia los pilares.
o Están sometidas a esfuerzos de flexión.
o Los materiales de los que se compone
son hormigón armado, acero…
o Las vigas van apoyadas entre dos pilares.
o
Las viguetas son pequeñas vigas que van apoyadas o
incrustadas entre dos vigas.
Las vigas están constituidas por uno o más perfiles. Los perfiles son las formas comerciales en que se suelen suministrar
el acero, la madera y otros materiales. Estos toman diversas formas:
o Perfiles cerrados:
Circular
cuadrada
o Perfiles abiertos:
triangular
V
T
U
L
X
H

21. ELEMENTOS DE LAS ESTRUCTURAS
 Arcos:
o Es un elemento que se emplea mucho
en las estructuras para dar solidez (y
salvar distancias).
o Están sometidas
compresión.
a
esfuerzos
de
o Los materiales de los que está
construido son muy diversos: hormigón,
acero, piedra, …
 Tensores o tirantes:
o Es un elemento que da rigidez y permite
mejorar la resistencia de la estructura.
o Están sometidos principalmente
esfuerzos de tracción.
a
o Algunos materiales que se usan para
fabricarlos son: cuerdas, cables de
acero, cadenas, listones de madera.

22. ¿Qué es el hormigón?
CEMENTO
ARENA
GRAVA
AGUA
¿Y el hormigón armado?

23. EL CENTRO DE GRAVEDAD. ESTABILIDAD
Existe un punto en cada cuerpo en el cual podemos decir que se concentra la fuerza con la que la tierra lo atrae. A ese
punto lo llamamos centro de gravedad.
Las figuras y los objetos ganan
estabilidad cuanto más cerca del
suelo se halla su centro de gravedad.
Además, la perpendicular hasta el
suelo trazada por el centro de
gravedad ha de caer dentro de la
base.
Las estructuras bajas y anchas son
más estables que las altas y
delgadas.
Si se concentra mucha masa en la
base, la estructura es más estable.
También se gana estabilidad con un
buen anclaje: con tirantes, buenos
cimientos, empotrado en el suelo.

24. ¿POR QUÉ FALLAN?
A veces, las estructuras fallan y se hunden. ¿Por qué pasa esto?:
A veces por la fatiga elástica causada por la
actuación repetida de una fuerza que en principio se
resiste.
Otras veces por un diseño o una fabricación
defectuosos . O porque las uniones entre las
partes son inadecuadas.
Otras veces porque se producen situaciones
imprevisibles o catastróficas.

25. LOS MÁS GRANDES
El edificio más alto del mundo
BURJ KHALIFA, DUBAI
Ciudad: Dubai
País: Emiratos Árabes Unidos
Altura: 828 M
Cantidad de Pisos: 160 Habitables
Año de Construcción: 21-Sep-2004 - 4-Ene-2010

26. LOS MÁS GRANDES
El puente más largo del mundo
QINGDAO HAIWAN
Ciudades: Qingdao y Huangdao (Shanghai)
País: China
Longitud: 42,5 km
Construcción:
Pilares: 5200
Carriles: 6
Acero 450.000 T(unas 65 Torres Eiffel)
Tiempo de Construcción: 4 años

27. LOS MÁS GRANDES
El túnel más largo del mundo
SAN GOTARDO (LOS ALPES)
Ciudades: Une Zúrich y Milán
Países: Suiza e Italia
Longitud: 57 km
Tiempo de Construcción: 14 años

28. LOS PUENTES
Los puentes son estructuras que las personas han ido construyendo para superar accidentes geográficos. Según el uso
nos podemos encontrar acueductos, viaductos, pasarelas, etc
Los de madera son baratos, ligeros y fáciles
de construir, pero poco resistentes, por eso
casi no se construyen.
Los de piedra son muy resistentes, pero
muy costosos. Se usaron en la
antigüedad por no tener otros materiales.
Los de hormigón armado son de
montaje rápido y baratos de
mantener. Su resistencia es alta
Los metálicos permiten
diseños muy espectaculares
pero son caros de construir y
mantener

29. LOS PUENTES
TIPOS
Los puentes deben soportar su propio peso, el de los vehículos que los cruzan
y la acción de agentes externos como lluvia, viento, corrientes de agua…
Pueden ser de tres tipos según sean los esfuerzos que soportan sus
elementos estructurales:
Puentes de viga: formados por elementos
horizontales o tableros apoyados sobre soportes o
pilares
Puentes de arco: formados por un
elemento curvado que se apoya en soportes o
estribos
Puentes colgantes: formados por un tablero que se
sustenta mediante tirantes sujetos en uno o en dos o
más pilares