estructuras - Tecnofuenlabrada

ESTRUCTURAS
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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
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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 está
sometida.
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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FUERZAS
FUERZA
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:
ESTABILIDAD
RESISTENCIA
RIGIDEZ
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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.
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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
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ESTRUCTURAS
NEUMÁTICAS
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ESTRUCTURAS
NEUMÁTICAS
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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.
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ESTRUCTURAS
LAMINARES
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ESTRUCTURAS
LAMINARES
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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.
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ESTRUCTURAS
GEODÉSICAS
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