LAS ESTRUCTURAS:

IES CAMPOS Y TOROZOS. DPTO. TECNOLOGÍA.
1ºESO: LAS ESTRUCTURAS:
1.- DEFINICIÓN: Las estructuras son un conjunto de elementos que convenientemente unidos
entre sí, son capaces de soportar los esfuerzos a los que son sometidos sin deformarse, ni
caerse.
2.- TIPOS DE ESFUERZOS QUE DEBE SOPORTAR UNA ESTRUCTURA:
TRACCIÓN: Son aquellos esfuerzos que
COMPRESIÓN: Son aquellos que actúan
hacen que la estructura se alargue, se
sobre la estructura y hacen que se
estire.
comprima, es decir, se acorte.
FLEXIÓN: Son aquellos que al actuar sobre
la estructura hacen que esta tenga
tendencia a doblarse.
TORSIÓN: Son aquellos que cuando actúan
sobre una pieza, tienden a girarla, a
retorcerla.
CORTADURA O CIZALLADURA: Son
aquellos esfuerzos que tienden a desgarrar
o a cortar las piezas.
3.- ELEMENTOS QUE FORMAN PARTE DE UNA ESTRUCTURA:
3.1.- ELEMENTOS VERTICALES:
A) PILARES y COLUMNAS: Son aquellos elementos que se colocan verticalmente en una
estructura, y soportan el peso de las vigas y cerchas. Los pilares son cuadrados, mientras
que las columnas son redondas. Suelen estar sometidas a esfuerzos de compresión.
B) MURO DE CARGA: Cuando hablamos de muro de carga nos estamos refiriendo a una
pared que soporta un peso que está encima, es decir, se encuentra sometido a un esfuerzo
de compresión. En una casa, los muros están soportando el peso del tejado. Suelen estar
sometidas a esfuerzos de compresión.
C) MURO DE CONTENCIÓN: En este caso nos estamos refiriendo a una pared, pero que
soporta el peso que tiene en uno de sus laterales, como en el caso de una presa. Aquí el
muro estaría soportando un esfuerzo de flexión. Suelen estar sometidas a esfuerzos de
flexión.
3.2.- ELEMENTOS HORIZONTALES:
A) VIGAS: Son aquellos elementos que se disponen horizontalmente en la estructura.
Suelen estar sometidas a esfuerzos de flexión.
B) BALDA: Cada una de las tablas horizontales que componen una estantería o armario, y
que sirven para colocar libros, ropa, objetos decorativos,..... Suelen estar sometidas a
esfuerzos de flexión.
C) CERCHAS: Son vigas especiales de grandes dimensiones, y divididas en celdillas
triangulares. Suelen estar sometidas a esfuerzos de flexión.
3.3.- ARCOS: Elementos arquitectónico con forma de semicircunferencia (llamado arco de
medio punto), aunque también nos lo hemos podido encontrar a lo largo de la historia de otras
formas, como por ejemplo, el arco de herradura (de los árabes), el arco ojival (del arte
gótico),.... Suele estar sometidos o compresión.
Con los arcos podemos formar bóvedas (sucesión de arcos unos seguidos de otros) y cúpulas
(cuando giramos un arco alrededor del eje central).
3.4.- TIRANTES: Se trata de cuerdas, cadenas o cables que dan rigidez a la estructura.
Siempre deben estar sometidos a esfuerzos de tracción.
3.5.- ESCUADRAS: Se trata de elementos triangulares que tratan de reforzar las estructuras.
Están sometidos a esfuerzos de compresión.
4.- ESTRUCTURAS RÍGIDAS:
Decimos que una estructura es rígida cuando no se deforma a pesar de los esfuerzos a
los que está sometida.
Para conseguir que una estructura sea rígida podemos emplear varias estrategias, entre ellas
están:
a) Elegir bien el material con el que vamos a construir la estructura. Debe ser
suficientemente rígido y tenaz, aunque debemos tener en cuenta que uso se va a dar a
la estructura. Por ejemplo, nos podemos encontrar con mesas construidas de muchos
materiales distintos: De madera para el interior de una casa, de plástico o aluminio para la
terraza, de piedra para una zona de picnic,…
b) Elegir la forma de las piezas que van a constituir la estructura: LOS PERFILES.
Los perfiles son los distintos tipos de sección de las vigas y pilares que podemos emplear al
construir nuestra estructura.
A continuación vemos algunos ejemplos:
Cuadrado
Redondo
Angular
T
Doble T
Caños
U
En el pasado la estructura de los edificios se realizaba con materiales que había en la
naturaleza, en la mayoría de los casos, maderas duras como el roble.
Actualmente las estructuras de los edificios se realizan de hormigón o de acero, estos
materiales son mucho más resistentes que la madera y además no se estropean tanto con el
tiempo.
Otra característica de las estructuras de los edificios es que cada vez son más altas (antes
solo se construían una o dos plantas)
El alto peso del hormigón y el acero unido con la altura de las edificaciones modernas hace
que tengamos que buscar fórmulas para aligerar el peso de las estructuras pero sin disminuir
su resistencia, la solución a este problema lo encontramos en los perfiles.
Con los perfiles puedo llegar a utilizar el 50% del material, obteniendo hasta un 98% de la
rigidez inicial, lo cual como hemos dicho hace que las estructuras sean más ligeras y además
más baratas.
c) Elegir correctamente la forma de la estructura: En este apartado veremos posibles
técnicas para aumentar la rigidez de una estructura:
TRIANGULACIÓN: Cuando queremos aumentar la rigidez una siguiente estructura es
dividirla en triángulos, esto lo puedo hacer de la siguiente forma:
a) Mediante la diagonal:
b) Mediante el empleo de
la escuadra:
c) Mediante tirantes:
ARCOS, BÓVEDAS y CÚPULAS: Desde la antigüedad los arquitectos han incorporado
estos elementos para aumentar la resistencia de sus estructuras, y así poder construir
acueductos, aljibes, mezquitas o catedrales.
5.- ESTABILIDAD DE UNA ESTRUCTURA: Una estructura es estable cuando al empujarla
lateralmente, no vuelca.
Para que una estructura sea estable debe cumplir con tres condiciones:
a) Si la base sobre la que se apoya la estructura es grande la estructura será estable.
b) Cuanto mas abajo se sitúe el centro de gravedad más estable será la estructura, para ello
debe concentrar casi toda la masa de la estructura cerca de la base.
c) El centro de gravedad debe caer dentro de la base, sino es así la estructura será
INESTABLE, y por lo tanto, automáticamente volcará.
Condición a
Poco
estable
Estable
Condición b
Poco Estable
Condición c
Estable
Inestable
Estable
IES CAMPOS Y TOROZOS. DPTO. TECNOLOGÍA. 1º ESO
UNIDAD 5: LAS ESTRUCTURAS.
1.- ¿A que tipo de esfuerzos están sometidas las figuras que se muestran a continuación?.
2.- Completa la tabla que aparece a continuación, con el nombre y tipo de esfuerzo al que están
sometidos cada uno de los elementos que son representados a continuación:
Nº
Nombre
1
Viga
2
3
4
5
6
7
8
9
10
13
14
15
16
17
Esfuerzo
Flexión
3.- Añade las barras que creas imprescindibles para conseguir que las siguientes estructuras sean
indeformables:
4.- ¿Cómo mejorarías la rigidez de las siguientes estructuras?:
5.- Las tres torres del dibujo tienen la misma altura, pero su forma es diferente. Contesta a las
siguientes preguntas:
a) ¿Cuál es la más estable de todas?, ¿Cuál es la más inestable?.
b) ¿Cuál es la más pesada?.
c) Escoge una de ellas como la mejor solución técnica debido a su estabilidad, y razona la
respuesta.
6.- Localiza donde se encuentra el centro de gravedad en las siguientes figuras:
7.- ¿Cuál de las siguientes figuras tiene situado correctamente el centro de gravedad?: