TEMA 5 ESTRUCTURAS 1ESO 15 16 VALCAT trad no revisada

1

i

structuras

Luis García Molina.

2

introducció

El món està ple d'energia. Si no hi ha alguna cosa que la resisteixi, l'energia trencaria tot el que hi ha.

Sense estructures dels objectes (tant naturals com artificials) no podrien existir.

• ESTRUCTURA (definició) és el conjunt d'elements d'un cos destinats a suportar les forces, sofrint esforços interns, però evitant que el cos perdi la seva forma.

Disciplines i ciències de la construcció

La arquitectura és la disciplina que es dedica a la construcció de tot tipus d'edificis.

La enginyeria de camins, canals i ports és la disciplina que es dedica a la construcció de carreteres, ponts, vies ...

La resistència de materials és la ciència que es dedica a estudiar la resistència dels diferents materials usats en construcció.

3

Seguirem el següent índex:

forces

esforços interns

tipus estructures

materials

construcció

aplicació

introducció

0.e

1.e

2.e

3.e

4.e

5.e

4

1.e

forces

a les que estan sotmeses els cossos.

Empenta del vent

Pes dels fruits Pes de la neu

Pes de la pluja

Pes dels animals

Pes de les fulles

Pes del tronc

Els cossos es veuen sotmesos a dos tipus de forces:

1. Les forces de la naturalesa i dels objectes extrenos a l'estructura.

2. Les forces de la mateixa estructura, com el pes de l'estructura.

Quins efectes tenen aquestes forces?

Apreten, estiren, doblen, recargolen i tallen al cos.

Això podria deformar, trencar-lo,

1.e

forces

a les que estan sotmeses els cossos

Empenta del vent

Pes del mateix edifici

Pes de la neu Pes de la pluja

Pes de els objectes

Pes de les persones Podem ia fer una petita llista de les

forces a què estan sotmeses els cossos:

-1.climatológicas: vent, pes de l'aigua de pluja, pes de la neu ...

-2.peso Dels objectes que estan sobre l'estructura:

-persones -mobles

-Electrodomèstics

-Portes, finestres, maons ...

-3.peso De l'estructura (bigues, pilars ...).

recorda que l'estructura d'un edifici pesa molts milers de quilos i aquest pes ha de ser aguantat per la mateixa estructura.

6

ACTIVITAT

UN

Completa el quadre resum de les forces.

esforços

que pateixen les estructures

2.e

Tipus

Descripció

Dibuix

climatològique s

7

Les forces podrien trencar els cossos sense més.

No els trenquen perquè els elements de les estructures oposen resistència, patint, això sí, esforços interns.

Esforç (definició) són les tensions internes que experimenten els cossos que estan sotmesos a l'acció de les forces.

Anem a veure 5 tipus:

-a.Esfuerzos de tracció: si l'element de l'estructura s'estira.

-b.Esfuerzos de compressió: si l'element es contreu.

-c.Esfuerzo de flexió: si l'estructura es doblega.

-d.Esfuerzo de tall o cisallament: si és tallat.

-e.Esfuerzo de torsió: si l'element de l'estructura és retorçat.

2.e

esforços

8

a. ESFORÇ DE TRACCIÓ

esforços

que pateixen les estructures

9

b. ESFORÇ DE COMPRESSIÓ

esforços

que pateixen les estructures

10

c. ESFORÇ DE FLEXIÓ

esforços

que pateixen les estructures

11

d. ESFORÇ DE TALL O Cizalladura

esforços

que pateixen les estructures

12

e. ESFORÇ DE TORSIÓ

esforços

que pateixen les estructures

13

ACTIVITAT

DOS

Completa el quadre resum dels esforços.

esforços

que pateixen les estructures

2.e

Esforç Definició Dibuix

14

Anem a anar un pas més enllà i tractem d'identificar per a cada tipus de força dels tipus d'esforços que causen en els elements de les estructures.

FORÇA 1.1: El vent.

1-2e

anàlisi

TALL O

Cizalladura FLEXIÓ

FLEXIÓ (aixeca els sostres)

TALL O

15

FORÇA 1.1.2: La força-pes de la pluja.

1-2e

anàlisi

TALL O

Cizalladura

FLEXIÓ

COMPRESSIÓ COMPRESSIÓ

TALL O

16

FORÇA 1.1.3: El pes de la neu.

ACTIVITAT: Dibuixa les deformacions i completa el nom dels esforços que causa la forces-pes de la neu.

1-2e

anàlisi

17

FORÇA 1.2: El pes dels objectes que hi ha a l'edifici.

ACTIVITAT: Completa el nom dels esforços que causen aquestes forces.

1-2e

anàlisi

18

ACTIVITAT: Dibuixa les deformacions i completa el nom dels esforços que causen les forces-pes de les persones

1-2e

anàlisi

ACTIVITAT: Fes el mateix per als esforços que causen les forces-pes dels materials

ACTIVITAT: Fes el mateix per als esforços que causen les forces-pes dels elements de la pròpia estructura

19

ACTIVITAT

TRES

Completa el quadre següent sobre els efectes de les diferents forces externes.

Força externa Lloc on actua Esforç que causa _{en les bigues} Esforços que causa _{en els pilars}

CLIMATOLÒGIQUES

-vent

-Pes De la pluja -Pes De la neu.

Costats i

sostres Cap Flexió

PESOS EXTERNS:

-Pes Dels objectes. -Pes De les persones -Pes Dels materials.

PESOS INTERNS

-Pes De la mateixa estructura.

1-2e

anàlisi

20

Els homes fem moltes estructures diferents.

No obstant això, podem classificar-les en els següents 6 grups generals:

1.Estructuras entramades. (D'elements horitzontals i verticals)

2.Estructuras triangulades (De triangles)

3. Estructures laminars. (De superfícies contínues)

4.Estructuras abovedadas (D'arcs i voltes)

5.Estructuras penjants (Que pengen de tirants)

6.Estructuras massives (De pedra, sense espais interns)

21

1.ESTRUCTURAS entramades

Són estructures formades per una base sota la terra: - Fonamentació (Sabates) (de formigó armat)

elements verticals:

-pilares (De formigó armat (amb rodons d'acer coarrugat) i elements horitzontals:

-vigas (De formigó armat)

-forjat:base de formigó que cobreix >biguetes d'acer (perfil de doble T) >revoltons de material ceràmic >malla de rodons d'acer.

Són les estructures dels edificis.

22

1.ESTRUCTURAS entramades

(Components i materials)

3.e

tipus d'estructures

.

Fonamentaci ó (De formigó) Pilar (De formigó

armat)

Biga (De formigó armat) Bigueta (Perfil d'acer)

malla (Rodons d'acer)

forjat (De formigó)

Revoltó (Ceràmic)

23

2.ESTRUCTURAS triangulades

Són estructures formades per barres que formen triangles. Estan formades per barres i nusos.

3.

tipus d'estructures

Encavallada tipus

Howe Encavallada tipus Pratt

Biga tipus Howe Biga tipus Pratt muntant cintra

tirant

nusos

AVANTATGES DE L'ÚS DEL TRIANGLE (enfront d'un quadrat sòlid de metall)

A-Les estructures triangulades aguanten tan bé com una estructura sòlida laminar ...

I això és perquè el triangle és el polígon que aguanta millor les forces

3.

24 ...un quadrat es deforma fàcilment

El truc és convertir el quadrat en 2 triangles afegint una barra al mig ...el triangle no

B-I és més barat i lleuger.

Si l'acer costa 30 € el quilo. En quina de les dues solucions es gasta menys diners? Quin pesa menys?

25

2.ESTRUCTURAS triangulades

Les barrras són perfils d'acer en "T" o en "L".

Els nusos (unions) es realitzen:

-amb cartel·les angulars a les que es reblen els perfils. -amb soldadura.

3.e

tipus d'estructures

que fan els homes.

Unió amb reblons fixos a cartel·la

Unió amb soldadura Unió amb cargol rosca

26

3. Estructures LAMINARS

Les estructures laminars estan formades per làmines contínues de material.

Són les que fem servir en multitud d'objectes i construccions: carcasses d'objectes, carrosseries de cotxes, fonts, torres ...

27

4.A ARCS.

Els tipus d'arc més conegut són: -El Arc de mig punt

-El Arc de punta.

-Altres: L'arc de ferradura i l'arc lobulat (àrabs)

28

4.B VOLTA DE CONTINUACIÓ

Les voltes de continuació sorgeixen de l'ampliació a manera de passadís dels arcs.

-La Volta de canó (arcs de mig punt seguits)

-La Volta apuntada (arcs de punta seguits)

3.e

tipus d'estructures

29

4.B VOLTA DE ENCREUAMENT

Les voltes d'encreuament sorgeixen de l'encreuament de dues voltes de continuació.

-La Volta d'aresta (dues voltes de canó creuades)

-La Volta de creueria (dues voltes apuntades Croades)

3.e

tipus d'estructures

30

4.ESTRUCTURAS abovedadas. Per què l'arc i la volta?

La pedra no aguanta la flexió, es trenca de seguida. No obstant això aguanta molt bé a compressió.

Un arc de pedra justament passa la flexió a compressió.

3.e

tipus d'estructures

Flexió + pedra = Crack!

31

L'arc va permetre un avanç en les estructures de pedra.

1-Permeten cobrir majors espais i augmentar la llum (buits) de l'estructura.

3.e

tipus d'estructures

Au! _Ajá!

2-Al aguantar bé la flexió del pes de dalt permeten construir en diverses altures.

32

ACTIVITAT TRES i mig:

Completa el quadre resum de les estructures abovedas. Posa els nom i fes un petit dibuix.

ARCS VOLTES (CORREDOR) VOLTES

(D'ENCREUAMENT)

De mig punt

33

5.ESTRUCTURAS PENJANTS.

Estructures que pengen de cables (tirants) subjectes a pilars alts. Són principalment ponts. Són lleugers, barats, de grans distàncies.

3.e

tipus d'estructures

tirant

34

6.ESTRUCTURAS MASSIVES.

Estructures formades per blocs de material, gairebé sense espais entre ells.

Van permetre les primeres grans construccions altes

Alguns exemples: piràmides, zigurats, torres ...

3.

tipus d'estructures

35

ACTIVITAT

QUATRE

Completa el quadre resum dels tipus d'estructures

tipus de esfructuras

que pateixen les estructures

3.e

Tipus

Descripció

Dibuix

36 Els principals materials usats en construcció són:

(I) .Piedras

Pedra natural. (Blocs de pedra, marbre ...) Pedres triturades

-Gravas (Àrids) Sorres

-Arcilla: (Materials ceràmics: maons, rajoles, rajoles) -ciment (Calcària + argila)

-Morteros (Ciment + sorra) -Formigó (Morter + grava)

-Formigó Armat (formigó + barres de metall) -Vidre (Està fet de sorres silícies)

-Yeso

(Ii) .Madera (Bigues, pilars, barres, taulers, finestres ...)

(Iii) .Metales. (Bigues, pilars, barres del formigó armat, finestres ...) (Vi) nous materials.

37

4.e

materials

grava sorra argila calcària CAL guix de roques (ÀRIDS) de roques calcàries d'aljez FORMIGÓ ARMAT Barres de ferro

de minerals fèrrics

FORMIGÓ

GUIX (aglomerant)

CIMENT (aglomerant)

MORTER

ESCAIOLA

AIGUA (S'afegeix a tot)

38

ACTIVITAT

SIS

Completa el quadre següent sobre els materials usats en construcció

4.e

materials

Tipus

Descripció

USOS

AVUI

39

aquesta

i

s

tru

ctura

No a

gua

nt bé

Em caic. Fins aviat.