ESTRUCTURAS

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ESTRUCTURAS
Esta presentación se ha realizado por Virgilio
Marco. Profesor de Apoyo al Área Práctica del IES
Tiempos Modernos de Zaragoza. Para la
elaboración se ha tomando como base la realizada
por Antonio Bueno, que se encuentra disponible en
www. tecnoeso.com. vmar_at_iestiemposmodernos.com www
.iestiemposmodernos.com
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DEFINICIÓN

• Son conjuntos de elementos colocados de tal forma
  que permanecen sin deformarse ni desplomarse
  soportando las fuerzas o pesos para los que han
  sido proyectadas.

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PROBLEMAS QUE RESUELVEN

• Proteger y dar sustentación a un conjunto
  esqueleto, armazones, chasis, ...

• Almacenar materiales presas, botellas, tetra
  brik, ...

• Cerrar y cubrir espacios techumbres, bóvedas,
  cúpulas, ...

• Salvar accidentes geográficos Puentes, túneles,
  ...

• Alcanzar alturas en el espacio torres, grúas,
  antenas, ...

• Generar superficies carreteras, estadios,
  aeropuertos, ...

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FUERZAS QUE ACTÚAN

• La primera fuerza que se produce en una
  estructura incluye el peso propio, además está la
  sobrecarga que tenga que soportar. Las dos juntas
  forman la fuerza de acción que ejerce la
  estructura. La fuerza de reacción necesaria para
  que la estructura se mantenga ha de resistir toda
  la de acción.
• Las estructuras móviles han de soportar fuerzas
  de inercia, las de almacenamiento soportan
  presión, empuje del viento, etc

• Cuando las fuerzas de acción y de reacción son
  iguales se produce lo que llamamos equilibrio
  estático.

• Cuando las fuerzas de acción superan a la
  reacción se produce el equilibrio dinámico, que
  es el que tiene lugar en estructuras que se
  desplazan como los automóviles, bicicletas, etc.

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POR QUÉ FALLAN?

• Cuando las fuerzas de acción se hacen superiores
  a las de reacción, la estructura falla y se
  hunde. 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.

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EL CENTRO DE GRAVEDAD

• 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 son más estables 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.

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ELEMENTOS RESISTENTES

• Muchos de los elementos que proporcionan
  resistencia a las estructuras pueden encontrarse
  en un gran número de ellas.

• Los pilares son apoyos verticales para las vigas
  y el resto de la estructura

• Las vigas son piezas horizontales que soportan
  cargas apoyadas en dos puntos.

• Los tirantes o tensores son cables que mantiene
  sujetos elementos colgantes o verticales

• Las escuadras son triángulos rectángulos que
  refuerzan las estructuras

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ESFUERZOS QUE SOPORTAN TRACCIÓN Y COMPRESIÓN
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ESFUERZOS QUE SOPORTAN FLEXIÓN CORTE COMPRESÓN
LATERAL
Compresión lateral
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ESFUERZOS QUE SOPORTAN TORSIÓN Y PANDEO
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ESFUERZOS QUE SOPORTAN EFECTOS MÚLTIPLES 1
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ESFUERZOS QUE SOPORTAN EFECTOS MÚLTIPLES 2
FLEXIÓN COMPRESIÓN FLEXIÓN FLEXIÓN COMPRESIÓN TRAC
CIÓN COMPRESIÓN FLEXIÓN TRACCIÓN FLEXIÓN COMPRESIÓ
N COMPRESIÓN TRACCIÓN
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LA RESISTENCIA LA FORMA

• Depende de varios factores. A igual resistencia
  son mejores las más ligeras, más baratas, las que
  usan menos materiales y las más fáciles de
  construir y transportar.

• El arco es un elemento capaz de distribuir las
  cargas hacia los laterales, por eso se utiliza
  para conseguir espacios vacíos y cubiertos. La
  bóveda es una superficie que emplea una serie de
  arcos colocados a continuación o cruzados. La
  esfera tiene la misma propiedad que los arcos,
  pero es capaz de distribuir las cargas no sólo
  hacia los laterales, sino en todas las
  direcciones.

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LA RESISTENCIA LOS MATERIALES

• La resistencia de las estructuras depende
  también en gran medida de los materiales
  utilizados.

• En las construcciones antiguas es frecuente
  encontrar maderas más o menos fuertes. En la
  actualidad se usan el hormigón, que está formado
  por cemento grava y arena, el acero, que es un
  derivado del hierro con carbono y el hormigón
  armado, que combina hormigón con elementos
  interiores de acero y metales. Además se usan
  aleaciones ligeras, mármoles y otros minerales,
  fibras, plásticos, etc.

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LA RESISTENCIA LOS PERFILES

• Los perfiles se utilizan para conseguir
  estructuras más ligeras aprovechando que ciertas
  formas logran soportar grandes pesos y esfuerzos
  con menos material.

CERRADOS
ABIERTOS
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LA RESISTENCIA TRIÁNGULOS Y CERCHAS
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LA RESISTENCIA CERCHAS Y CELOSÍA
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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 metálicos permiten diseños muy espectaculares
pero son caros de construir y mantener
Los de hormigón armado son de montaje rápido y
baratos de mantener. Su resistencia es alta
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LOS PUENTES TIPOS
Los puentes adoptan 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
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PUENTES FORMAS DE DISMINUIR LA FLECHA

• DISMINUIR LA LUZ - COLOCAR TIRANTES -
  AUMENTAR EL CANTO

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LAS CATEDRALES
Las Catedrales son edificios singulares cuyas
estructuras distribuyen los esfuerzo de formas
artísticas y muy ingeniosas.