T3. Estructuras

Tecnología 1º ESO
Tema 3. ESTRUCTURAS
¿Qué es una estructura? Una estructura está formada por un conjunto de elementos capaces de
soportar las fuerzas que actúan sobre ella con el fin de mantener su forma y darle estabilidad.
¿Qué es una fuerza? Una fuerza es todo aquello capaz de deformar un cuerpo o de alterar su estado de
reposo o de movimiento.
Las fuerzas que actúan sobre una estructura se llaman cargas, como por ejemplo el peso de la estructura,
el viento, la lluvia, una mochila, etc. Las cargas pueden ser de dos tipos:


Cargas fijas: No varían con el paso del tiempo, como el peso y las cosas que tiene siempre encima.
Cargas variables: Solo afectan a veces, como el viento, la lluvia, el peso de la gente, etc.
ACTIVIDAD 1: Responde a las preguntas:
1. ¿Qué es una estructura?
2. ¿Cómo se llaman las fuerzas que actúan sobre una estructura? ____________________
3. Escribe 3 ejemplos de estructuras que conozcas.
ACTIVIDAD 2: Completa el siguiente texto:
Una estructura está formada por un conjunto de _____________ capaces de soportar _____________
que actúan sobre ella. Las fuerzas que actúan sobre una estructura se llaman ___________. Por ejemplo,
sobre una casa pueden actuar cargas como ______________ y ________________.
ACTIVIDAD 3: Escribe el nombre de tres cargas variables que actúen sobre estas estructuras:
Esqueleto
Estantería
Puente
Árbol
ACTIVIDAD 4: Hay 2 oraciones verdaderas y una falsa. Corrige la falsa.



V F Sobre las estructuras actúan cargas como el viento o la nieve
V F Un puente no es una estructura porque no soporta cargas
V F Nuestro esqueleto es una estructura porque soporta nuestro peso
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1. TIPOS DE ESFUERZOS
Cuando sobre una estructura actúa una carga, entonces la estructura responde con otras fuerzas llamadas
esfuerzos. Hay cinco tipos de esfuerzos:
Esfuerzo de tracción: Se produce en un cuerpo cuando las fuerzas
exteriores tienden a estirarlo. Como la goma de un tirachinas o los
cables de un puente colgante.
Esfuerzo de compresión: Se produce en un cuerpo cuando las fuerzas
exteriores tratan de aplastarlo o comprimirlo. Las columnas o las patas
de una silla son ejemplos elementos diseñados para resistir esfuerzos
de compresión.
Esfuerzo de flexión: Un elemento estará sometido a flexión cuando
actúen sobre él cargas que tiendan a doblarlo. Por ejemplo las vigas de una
estructura o una estantería con libros.
Esfuerzo de torsión: Un cuerpo sufre esfuerzos de torsión cuando
existen fuerzas que tienden a retorcerlo. Es el caso del esfuerzo que
sufre una llave al girarla dentro de la cerradura o de un destornillador.
Esfuerzo de cizalladura o de cortadura: Es el esfuerzo al que está sometida a una pieza
cuando las fuerzas aplicadas tienden a cortarla o desgarrarla. El ejemplo más claro de
cortadura lo representa la acción de cortar con unas tijeras.
ACTIVIDAD 5: ¿Sabrías decir cuál es la carga y qué esfuerzo provoca?
1.
Si extiendes un brazo y te pones 5 libros
CARGA: ____________ ESFUERZO: ___________
2. Las patas de una silla cuando nos sentamos
CARGA: __________ _ ESFUERZO: ___________
3. El viento que hace que el árbol se doble
CARGA: ____________ ESFUERZO: ___________
4. La nieve que cae sobre el tejado y se hunde
CARGA: ____________ ESFUERZO: ___________
5. El peso del edificio sobre una columna
CARGA: ____________ ESFUERZO: ___________
ACTIVIDAD 6: ¿Qué es el esfuerzo de tracción?
ACTIVIDAD 7: Pon tres ejemplos de objetos sometidos a tracción
ACTIVIDAD 8: ¿Qué parte de un columpio está sometida a tracción? ¿Y a compresión? Dibújalo.
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2. Tipos de estructuras
Existen dos tipos de estructuras:


Naturales: se encuentran en la naturaleza, como el esqueleto, la cáscara de un huevo o el
caparazón de una tortuga.
Artificiales: son las que construye el ser humano, como los edificios, los coches o un balón.
3. Tipos de estructuras artificiales
3.1 Estructuras masivas. Son macizas, pesadas y muy
resistentes. Se emplean materiales que resisten a compresión,
como bloques de piedra (Pirámides) u hormigón como en presas
y embalses.
3.2 Estructuras entramadas. Están formadas por un conjunto de barras de madera, acero u hormigón
que se entrecruzan entre sí. Se utilizan en la construcción de edificios. Los elementos estructurales son:


Cimentación: sirve de apoyo y está bajo el suelo.
Pilares y columnas: son estructuras verticales y
soportan esfuerzos de compresión. Los pilares
tienen forma cuadrada y las columnas cilíndrica.
Vigas: son barras horizontales que se apoyan
entre dos pilares y soportan esfuerzos de flexión.
Las viguetas se apoyan entre dos vigas.
3.3 Estructuras trianguladas
Están formadas por la unión de muchos triángulos y están hechas con barras de madera o de acero. Las
estructuras triangulares son indeformables y se utilizan en grúas, torres de alta tensión, tejados de naves
industriales, etc.
3.4 Estructuras colgantes
Son estructuras formadas por tirantes, que son cables o barras que
soportan esfuerzos de tracción. Se utilizan en los puentes colgantes, con la
ventaja de que pueden ser mucho más largos que los convencionales.
3.5 Estructuras laminares
Están formadas por láminas que dan forma al objeto, como la carcasa de un móvil o de un
televisor.
3.6 Estructuras abovedadas
Son aquellas en las que predominan los arcos, las bóvedas y las cúpulas como elementos de sujeción, lo que
permite aumentar los espacios de las construcciones.
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Los arcos son elementos en forma curva que sirven para cubrir un hueco entre dos pilares. Traslada las
cargas hacia los extremos, como ocurre en los puentes de piedra Una bóveda es una sucesión de arcos,
mientras que la cúpula es una bóveda con forma semiesférica.
4. Estructuras resistentes y estables
Lo más importante que tiene que cumplir una estructura es que no se caiga, (equilibrio) y que no se
deforme o se rompa.
Si una estructura no se cae es porque es estable y entonces, su centro de gravedad cae dentro de la base,
como en la figuras A, B y C. La figura D es inestable.
¿Qué es el centro de gravedad? Es el punto de la estructura donde se concentran todas las fuerzas que
actúan sobre ella. Se representa por un punto y una flecha vertical que indica la dirección de la fuerza.
Una estructura rígida es aquella que no se deforma ni se rompe al aplicar una fuerza. Para hacer que una
estructura sea rígida la podemos convertir en triángulos.
ACTIVIDAD 9: ¿Qué es lo más importante que debe cumplir una estructura?
ACTIVIDAD 10: ¿Cuándo es estable una estructura?
ACTIVIDAD 11: ¿Cuándo es rígida una estructura?
ACTIVIDAD 12: Añade las barras para que estas estructuras sean rígidas.
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¿Cómo podemos mejorar la estabilidad a un objeto? Observa cómo lo hacen.
5. Perfiles
Si tuviéramos que hacer las vigas y los pilares macizos pesarían tanto y serían tan caros que no podríamos
fabricar grandes estructuras. Por eso se utilizan los perfiles, que son barras de acero o de otros
materialescon diferentes formas que permiten hacer estructuras resistentes, ligeras y baratas. Los
perfiles pueden ser: abiertos o cerrados.
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