Estructuras
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Tecnología 1º ESO 1
ESTRUCTURAS
Tecnología 1º ESO 2
ESTRUCTURAS
ESTRUCTURA:Es el conjunto de elementos de un
cuerpo destinados a soportar los efectos de las fuerzas que actúan sobre él. La estructura impide, así, que el cuerpo se rompa o se deforme en exceso.
Todo objeto tiene que tener una estructura que soporte las fuerzas.
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ESTRUCTURAS
Existen dos tipos de estructuras:
Estructuras Naturales.Estructuras Artificiales.
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ESTRUCTURAS
ESTRUCTURAS NATURALES.
La naturaleza ofrece muchas estructuras elaboradas sin la intervención del ser humano.
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ESTRUCTURAS
Tecnología 1º ESO 6
ESTRUCTURAS
ESTRUCTURAS ARTIFICIALES.Estas estructuras, al contrario de las
naturales, son creadas con la intervención del ser humano.
Éstas tienen formas diferentes, atendiendo a su función y su tipo de fuerza que actúen sobre ellas.
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ESTRUCTURAS
Algunos ejemplos de estructuras artificiales son:
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ESTRUCTURAS
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ESTRUCTURAS
A su vez, las estructuras pueden ser internas. Y normalmente se les llama esqueletos.
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ESTRUCTURAS
O pueden ser externas. En este caso se llamarán, si son naturales, conchas, caracolas y caparazones, y si son artificiales carcasas.
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ESTRUCTURAS
Las estructuras artificiales están formadas por elementos simples, que en conjunto, proporcionan al diseño la resistencia y rigidez que necesita para soportar todas las cargas a la que estásometida.
Los elementos simples de una estructura son aquellos tramos de la misma en la que se puede subdividir.
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ESTRUCTURAS
Los elementos simples a su vez pueden estar formados por uno o por varios de los llamados perfiles.
Un perfil es toda forma comercial en las que se suelen suministrar los materiales para la construcción de las estructuras.
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ESTRUCTURAS
• Tipos de perfiles:
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FUERZAS
Fuerza.Todo aquello capaz de deformar un
cuerpo (efecto estático) y de alterar su estado de movimiento y reposo (efecto dinámico).
En la naturaleza hay muchos tipos de fuerzas y algunas son:
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FUERZAS
FUERZA GRAVITATORIA: Está nos atrae a la Tierra y origina el peso.
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FUERZASFUERZA ELECTROMAGNÉTICA:Corresponde a la fuerza de
interacción de todos los cuerpos eléctricamente cargados (repulsión o atracción).
Cuando un conductor eléctrico por el que pasa una corriente eléctrica está sometido a un campo magnético, se observa sobre el una fuerza que es perpendicular a la corriente que circula y al propio campo magnético.
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FUERZAS
FUERZA NUCLEAR FUERTE:
Mantiene unidos los componentes de los núcleos atómicos. Es más intensa que la fuerza electromagnética. Los neutrones no poseen carga eléctrica pero están sometidos a la fuerza nuclear fuerte.
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CARGAS Y ESFUERZOS
CARGA:Son las fuerzas que actúan sobre una
estructura.Existen dos tipos de cargas:CARGAS FIJAS O PERMANENTES:No varían con el paso del tiempo;
siempre afectan a la estructura de la misma manera. Ejemplo el peso.
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CARGAS Y ESFUERZOS
CARGAS VARIABLES:Son aquellas cargas
que aparecen o cambian de valor a lo largo del tiempo. Como ejemplo la lluvia, el viento, la nieve, etc…
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CARGAS Y ESFUERZOS
La manera en que las cargas afectan a la estructura depende de varios factores. Los más importantes son la dirección, la intensidad y el punto de aplicación de las fuerzas, así como la forma de la estructura.
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CARGAS Y ESFUERZOS
ESFUERZO:Se define como la tensión interna
(efecto de las cargas sobre los cuerpos) que experimentan todos los cuerpos sometidos a la acción de una o varias fuerzas.
Ésta tensión varía con la intensidad de la fuerza y su dirección y con la forma del objeto que la soporta.
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CARGAS Y ESFUERZOS
Todos los esfuerzos provocan ligeras deformaciones en los cuerpos, aunque muchas veces son imperceptibles.
Los tipos de esfuerzos más comunes son:
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CARGAS Y ESFUERZOS
ESFUERZO DE TRACCIÓN:Este esfuerzo consiste en aplicar dos
fuerzas iguales, en la misma dirección y de sentido saliente, de tal forma que el cuerpo tiende a alargarse.
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CARGAS Y ESFUERZOS
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CARGAS Y ESFUERZOS
ESFUERZO DE COMPRESIÓN:Este esfuerzo consiste en aplicar dos
fuerzas iguales, en la misma dirección y de sentido entrante, de tal forma que el cuerpo tiende a deformarse comprimiéndose.
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CARGAS Y ESFUERZOS
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CARGAS Y ESFUERZOS
ESFUERZO DE FLEXIÓN:Este esfuerzo se compone de tres fuerzas. Dos
están separadas, una de la otra cierta distancia, con la misma dirección y sentido, y de una tercera situada entre las dos anteriores, de la misma dirección y de sentido contrario a las fuerzas anteriormente descriptas
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CARGAS Y ESFUERZOS
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CARGAS Y ESFUERZOS
ESFUERZO DE TORSIÓN:En este esfuerzo las fuerzas tratan de
retorcer el elemento sobre el que actúan. Son dos fuerzas iguales pero de sentidos opuestos.
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CARGAS Y ESFUERZOS
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CARGAS Y ESFUERZOS
ESFUERZO DE CIZALLADURA O CORTANTE:En este tipo de esfuerzo actúan dos fuerzas iguales
y de sentido contrario, muy próximas entre si, con el objetivo de romper el cuerpo en dos partes. Se produce al apoyar un objeto en el canto de una mesa y golpearlo cerca del mismo. Cuando actúa los filos de una tijera.
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CARGAS Y ESFUERZOS
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CARGAS Y ESFUERZOS
Esfuerzo de pandeo:Es un tipo de esfuerzo propio de aquellos objetos que son muy
delgados y muy largos. Es una mezcla entre el esfuerzo de compresión y el esfuerzo de flexión. Consiste en que el objeto que es muy delgado y muy largo se comprime, se comba como si estuviera sometido a un esfuerzo de flexión.
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CARGAS Y ESFUERZOS
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CONDICIONES DE LAS ESTRUCTURAS
Para que una estructura funcione bien necesita cumplir tres funciones:
ESTABILIDADRESISTENCIARIGIDEZ
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CONDICIONES DE LAS ESTRUCTURAS
ESTABILIDAD:Es la capacidad de una estructura de
que se mantenga erguida y no vuelque. Para ello, su centro de gravedad tiene que estar centrado sobre su base. Cuanto más centrado y más cercano al suelo esté el centro de gravedad más estable será la estructura.
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CONDICIONES DE LAS ESTRUCTURAS
El centro de gravedad de un cuerpo es el punto donde se aplica el peso de dicho cuerpo.
Todos los cuerpos, naturales o artificiales tienen su centro de gravedad.
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CONDICIONES DE LAS ESTRUCTURAS
Para que una estructura sea estable lo ideal sería que su centro de gravedad este centrado respecto a su base y lo más bajo posible.
Pero no siempre es posible. En estos casos se emplea otros métodos para obtenerla o aumentarla. Son los siguientes:
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CONDICIONES DE LAS ESTRUCTURAS
Empotramiento:Consiste en clavar
o anclar parte de la estructura en el suelo.
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CONDICIONES DE LAS ESTRUCTURAS
Aumento de la Base:La base debe ser
proporcionalmente más grande que la altura de la estructura.
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CONDICIONES DE LAS ESTRUCTURAS
Base Lastrada:Cuando el centro de
gravedad está fuera de la base o está muy lejos de la ella, se coloca contrapesos en aquellas partes de la estructura que favorecen la estabilidad.
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CONDICIONES DE LAS ESTRUCTURAS
Empleo de cables:
En estructuras esbeltas, es decir, son muy altas y con muy poca base, se emplea cables para sujetar la estructura al suelo.
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CONDICIONES DE LAS ESTRUCTURAS
RESISTENCIA:Es la capacidad de la estructura de soportar
la cargas a la que está sometida sin romperse.
La resistencia depende de las piezas de que este fabricada, de la forma de cada una de ellas, del material empleado y de la cantidad del mismo. De la posición que ocupa en el conjunto y de los esfuerzos que tiene que soportar.
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CONDICIONES DE LAS ESTRUCTURAS
RIGIDEZ:Es la capacidad de un cuerpo o estructura
de deformarse levemente siempre y cuando no impida realizar la función para la que esta diseñado.
La rigidez se consigue cuando la estructura tiene una forma apropiada, los elementos simples de la estructura están firmemente unidos y estos están formando triangulaciones.
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CONDICIONES DE LAS ESTRUCTURAS
Una triangulación es la unión de elementos simples de una estructura, como barras o placas formando triángulos.
La figura geométrica más sencilla es el triangulo, puesto que es el de menor número de lados tiene, por tanto es más estable y es indeformable.
Cuanto más lados tenga una figura geométrica más complicada es de construir y más fácil de deformar.
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TIPOS DE ESTRUCTURAS
Los tipos de estructuras son:
- ESTRUCTURAS MASIVAS Y ADINTELADAS.- ESTRUCTURAS ABOVEDADAS.- ESTRUCTURAS ENTRAMADAS.- ESTRUCTURAS TRIANGULADAS.- ESTRUCTURAS COLGANTES.- ESTRUCTURAS NEUMÁTICAS.- ESTRUCTURAS LAMINARES.- ESTRUCTURAS GEODÉSICAS.
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ESTRUCTURAS MASIVAS Y ADINTELADAS
Las primeras estructuras se obtuvieron excavando en la roca o acumulando materiales sin dejar apenas hueco. A veces para las ventanas y puertas se utilizaban dinteles y se dejaban pasos libres.
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ESTRUCTURAS ABOVEDADAS
Con el paso del tiempo se descubrió el arco y la bóveda. Debido a su forma, los arcos y las bóvedas resisten esfuerzos de compresión y son autoportantes (se sujetan sin necesidad de argamasa o cemento entre sus partes).
Con estas estructuras se construyeron edificios grandiosos como las basílicas, los panteones y catedrales.
Tanto las bóvedas como las cúpulas son elementos arquitectónicos que se siguen empleando en la actualidad.
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ESTRUCTURAS ABOVEDADAS
Tipos de arcos:
apuntado
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ESTRUCTURAS ENTRAMADAS
Son las que se utilizan en nuestros edificios. Están formados por barras de hormigón o acero unidas de manera rígida formando un emparrillado.
Cada parte de la estructura tiene un cometido diferente. Son los siguientes:
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ESTRUCTURAS ENTRAMADAS
Pilar:Un pilar es un elemento vertical (o
ligeramente inclinado) sustentante exento de una estructura, destinado a recibir cargas verticales para transmitirlas a la cimentación y que, a diferencia de la columna, tiene sección poligonal. Lo más frecuente es que sea cuadrado o rectangular, pero puede ser también octogonal, aunque por priorizar su capacidad portante, se proyecta con libertad de formas. Trabaja a compresión.
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ESTRUCTURAS ENTRAMADAS
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ESTRUCTURAS ENTRAMADAS
Columna:Una columna es una pieza arquitectónica
vertical y de forma alargada que sirve, en general, para sostener el peso de la estructura, aunque también puede tener fines decorativos. De ordinario, su sección es circular; cuando es cuadrangular suele denominarse pilar, o pilastra si está adosada a un muro. Trabaja a compresión.
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ESTRUCTURAS ENTRAMADAS
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ESTRUCTURAS ENTRAMADAS
Viga:Una viga es una pieza arquitectónica
horizontal, con forma de prisma rectangular, que soportan esfuerzos de flexión. En ella se apoya otros elementos que componen el forjado.
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ESTRUCTURAS ENTRAMADAS
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ESTRUCTURAS ENTRAMADAS
Vigueta:La vigueta es una viga de menor
tamaño, por tanto es una pieza horizontal que trabaja a flexión. Suele tener sección o perfil de doble T. Junto a la bovedilla forma parte del forjado.
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ESTRUCTURAS ENTRAMADAS
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ESTRUCTURAS ENTRAMADAS
Bovedilla:Es una pieza de
cerámica hueca que junto a la vigueta se emplea en fabricación de los forjados.
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ESTRUCTURAS ENTRAMADAS
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ESTRUCTURAS ENTRAMADAS
La cimentación es un elemento intermedio de la estructura que tiene como misión trasladar el peso total y las cargas verticales a la superficie de contacto. Funciona a modo de zapatos del edificio.
Existen tres tipos de elementos de una cimentación, son:
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ESTRUCTURAS ENTRAMADAS
Zapata:Es un cubo o prisma rectangular de
hormigón que aumenta la superficie de apoyo del pilar. Trabaja a compresión y transmite todas las cargas de la estructura o del edificio al suelo.
Losa:Es la unión de un conjunto de zapatas
formando una placa de hormigón, apoyada sobre el terreno, que sirve de cimentación que reparte el peso y las cargas del edificio sobre toda la superficie de apoyo.
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ESTRUCTURAS ENTRAMADAS
Pilote:Se denomina pilote a un elemento
constructivo utilizado para cimentación de obras, que permite trasladar las cargas hasta un estrato resistente del suelo, cuando este se encuentra a una profundidad grande.
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ESTRUCTURAS ENTRAMADAS
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ESTRUCTURAS TRIANGULADAS
Se trata de estructuras de barras, normalmente metálicas o de madera. Se suelen utilizar en cubiertas de luces y también en estructuras verticales. Son muy ligeras y presentan gran versatilidad y resistencia.
Las barras soportan esfuerzos de tracción, como de compresión. Tiene diferentes tipos de perfil. Normalmente el perfil es en forma de T, H o U.
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ESTRUCTURAS TRIANGULADAS
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ESTRUCTURAS COLGANTES
Este tipo de estructuras basan su funcionamiento en el empleo de cables y en algunos casos barras cilíndricas. Estos cables se llaman tirantes. Los cables a diferencia de las barras solo resisten esfuerzos de tracción, pero tienen la ventaja de adaptar su forma a la carga. Suelen ser de acero.
Tecnología 1º ESO 68
ESTRUCTURAS COLGANTES
Las barras pueden ser de forma cilíndrica de sección maciza, no hueca.
Pueden trabajar tanto a tracción como a compresión. Normalmente son de acero, pero pueden ser de otro material como la madera.
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ESTRUCTURAS COLGANTES
Cuántos estos solo resisten a esfuerzos de tracción se llaman tensores. Si además tiene tienen que soportar esfuerzos de compresión se les llama tirantes.
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ESTRUCTURAS COLGANTES
• Ejemplo de estructura colgante.
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ESTRUCTURAS COLGANTES
Elementos de un puente colgante: -Tablero: Es por donde circula los
peatones y los vehículos.- Pilares- Zapatas.- Tensores y tirantes.
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ESTRUCTURAS COLGANTES
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ESTRUCTURAS NEUMÁTICAS
Son estructuras que emplean como elementos resistentes sacos de material elástico y hermético, lleno de gas, normalmente aire a presión. Son ligeras y desmontables. Como ejemplo tenemos los neumáticos de los automóviles y camiones, las carpas climatizadas, las atracciones infantiles, etc...
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ESTRUCTURAS NEUMÁTICAS
Tecnología 1º ESO 75
ESTRUCTURAS NEUMÁTICAS
Tecnología 1º ESO 76
ESTRUCTURAS NEUMÁTICAS
Tecnología 1º ESO 77
ESTRUCTURAS NEUMÁTICAS
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ESTRUCTURAS LAMINARES
Son estructuras formadas por unas láminas finas de metal, plástico o materiales compuestos. Ofrecen una gran resistencia debido a su curvatura. Se emplean como carcasas de todo tipo de objetos y en cubiertas onduladas, como por ejemplo las carrocerías de los automóviles y los fuselajes de los aviones.
Tecnología 1º ESO 79
ESTRUCTURAS LAMINARES
Tecnología 1º ESO 80
ESTRUCTURAS LAMINARES
Tecnología 1º ESO 81
ESTRUCTURAS GEODÉSICAS
Se trata de estructuras trianguladas tridimensionales que combinan las propiedades de las bóvedas con las de las estructuras de barras. De este modo, pueden cubrir grandes luces y crear grandes curvas.
Tecnología 1º ESO 82
ESTRUCTURAS GEODÉSICAS
Tecnología 1º ESO 83
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