TEMA 5 ESTRUCTURAS 1ESO 15 16 CAST

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(1)estructuras. Luis García Molina. I.E.S. Serra Perenxisa (Torrente). 1.

(2) e introducción El mundo está lleno de energía. Si no hay algo que la resista, la energía rompería todo lo que hay. Sin estructuras los objetos (tanto naturales como artificiales) no podrían existir. •. ESTRUCTURA (definición) es el conjunto de elementos de un cuerpo destinados a soportar las fuerzas, sufriendo esfuerzos internos, pero evitando que el cuerpo pierda su forma.. Disciplinas y ciencias de la construcción La arquitectura es la disciplina que se dedica a la construcción de todo tipo de edificios. La ingeniería de caminos, canales y puertos es la disciplina que se dedica a la construcción de carreteras, puentes, vías… La resistencia de materiales es la ciencia que se dedica a estudiar el aguante de los diferentes materiales usados en construcción. 2.

(3) Vamos a seguir el siguiente índice:. 0.eintroducción 1.efuerzas 2.eesfuerzos internos 3.etipos estructuras 4.emateriales 5.eaplicación a las que están sometidas los cuerpos.. que sufren las estructuras.. que hacen los hombres. usados en la construcción 3 puentes.

(4) 1.e fuerzas Los. a las que están sometidas los cuerpos. cuerpos se ven sometidos a dos tipos de fuerzas: 1.Las fuerzas de la naturaleza y de los objetos extrenos a la estructura. 2.Las fuerzas de la misma estructura, como el peso de la estructura.. ¿Qué efectos tienen estas fuerzas? Apretan, estiran, doblan, retuercen y cortan al cuerpo. Esto podría deformarlo, romperlo, derribarlo…. Peso de la lluvia. Peso de la nieve Empuje del viento. Peso de los animales. Peso de las hojas. Peso de los frutos. Peso del tronco 4.

(5) 1.e fuerzas. a las que están sometidas los cuerpos. Podemos ya hacer una pequeña lista de las fuerzas a las que están sometidas los cuerpos: -1.climatológicas: viento, peso del agua de lluvia, peso de la nieve…. Peso de la lluvia. -2.peso de los objetos que están sobre la estructura: -personas -muebles -electrodomésticos -puertas, ventanas, ladrillos… -3.peso de la estructura (vigas, pilares…). recuerda que la estructura de un edificio pesa muchos miles de kilos y ese peso ha de ser aguantado por la misma estructura.. Peso de la nieve Empuje del viento Peso de las personas. Peso de los objetos. Peso del mismo edificio.

(6) 2.e esfuerzos. que sufren las estructuras. ACTIVIDADUNO: Completa el siguiente cuadro resumen de las fuerzas.. Tipo. Descripción. Dibujo. climatológicas. 6.

(7) 2.e esfuerzos. que sufren las estructuras. Las fuerzas podrían romper los cuerpos sin más. No los rompen porque los elementos de las estructuras oponen resistencia, sufriendo, eso sí, esfuerzos internos. Esfuerzo (definición) son las tensiones internas que experimentan los cuerpos que están sometidos a la acción de las fuerzas. Vamos a ver 5 tipos: -a.Esfuerzos de tracción: si el elemento de la estructura se estira. -b.Esfuerzos de compresión: si el elemento se contrae. -c.Esfuerzo de flexión: si la estructura se dobla. -d.Esfuerzo de corte o cizalladura: si es cortado. -e.Esfuerzo de torsión: si el elemento de la estructura es retorcido. 7.

(8) 2.e esfuerzos. que sufren las estructuras. a. ESFUERZO DE TRACCIÓN. 8.

(9) 2.e esfuerzos. que sufren las estructuras. b. ESFUERZO DE COMPRESIÓN. 9.

(10) 2.e esfuerzos. que sufren las estructuras. c. ESFUERZO DE FLEXIÓN. 10.

(11) 2.e esfuerzos. que sufren las estructuras. d. ESFUERZO DE CORTE O CIZALLADURA. 11.

(12) 2.e esfuerzos. que sufren las estructuras. e. ESFUERZO DE TORSIÓN. 12.

(13) 2.e esfuerzos. que sufren las estructuras. ACTIVIDADDOS: Completa el siguiente cuadro resumen de los esfuerzos. Esfuerzo. Definición. Dibujo. Tracción. 13.

(14) 1-2e análisis. de los tipos de esfuerzos que causa cada tipo de fuerza externa. Vamos a ir un paso más allá y tratemos de identificar para cada tipo de fuerza los tipos de esfuerzos que causan en los elementos de las estructuras. FLEXIÓN (levanta los FUERZA 1.1: El viento. techos) CORTE O CIZALLADURA. FLEXIÓN. CORTE O CIZALLADURA 14.

(15) 1-2e análisis. de los tipos de esfuerzos que causa cada tipo de fuerza externa. FUERZA 1.1.2: La fuerza-peso de la lluvia.. CORTE O CIZALLADURA. CORTE O CIZALLADURA FLEXIÓN. COMPRESIÓN. COMPRESIÓN. 15.

(16) 1-2e análisis. de los tipos de esfuerzos que causa cada tipo de fuerza externa. FUERZA 1.1.3: El peso de la nieve. ACTIVIDAD: Dibuja las deformaciones y completa el nombre de los esfuerzos que causa la fuerzas-peso de la nieve.. 16.

(17) 1-2e análisis. de los tipos de esfuerzos que causa cada tipo de fuerza externa. FUERZA 1.2: El peso de los objetos que hay en el edificio. ACTIVIDAD: Completa el nombre de los esfuerzos que causan estas fuerzas.. 17.

(18) 1-2e análisis. de los tipos de esfuerzos que causa cada tipo de fuerza externa. ACTIVIDAD: Dibuja las deformaciones y completa el nombre de los esfuerzos que causan las fuerzas-peso de las personas. ACTIVIDAD: Haz lo mismo para los esfuerzos que causan las fuerzas-peso de los materiales ACTIVIDAD: Haz lo mismo para los esfuerzos que causan las fuerzas-peso de los elementos de la propia estructura. 18.

(19) 1-2e análisis. de los tipos de esfuerzos que causa cada tipo de fuerza externa. ACTIVIDADTRES: Completa el siguiente cuadro sobre los efectos de las diferentes fuerzas externas.. Fuerza externa CLIMATOLÓGICAS -Viento -Peso de la lluvia -Peso de la nieve.. Lugar donde actúa. Lados y techos. Esfuerzo que causa en las vigas. Ninguno. Esfuerzos que causa en los pilares. Flexión. PESOS EXTERNOS: -Peso de los objetos. -Peso de las personas -Peso de los materiales. PESOS INTERNOS -Peso de la misma estructura.. 19.

(20) 3.e tipos de estructuras los hombres.. que hacen. Los hombres hacemos muchas estructuras diferentes. No obstante, podemos clasificarlas en los siguientes 6 grupos generales: 1.Estructuras entramadas. (de elementos horizontales y verticales) 2.Estructuras trianguladas (de triángulos) 3.Estructuras laminares. (de superficies continuas) 4.Estructuras abovedadas (de arcos y bóvedas) 5.Estructuras colgantes (que cuelgan de tirantes) 6.Estructuras masivas (de piedra, sin espacios internos) 20.

(21) tipos de estructuras 3.e 1.ESTRUCTURAS ENTRAMADAS Son estructuras formadas por una base debajo de la tierra: - Cimentación (zapatas) (de hormigón armado) elementos verticales: -pilares (de hormigón armado (con redondos de acero coarrugado) y elementos horizontales: -vigas (de hormigón armado) -forjado: base de hormigón que cubre >viguetas de acero (perfil de doble T) >bovedillas de material cerámico >malla de redondos de acero. Son las estructuras de los edificios. 21.

(22) tipos de estructuras 3.e . 1.ESTRUCTURAS ENTRAMADAS (componentes y materiales). malla. (redondos de acero). forjado (de hormigón). Vigueta (perfil de acero). Viga (de hormigón armado). Bovedilla (cerámico). Pilar (de hormigón armado). Cimentación (de hormigón). 22.

(23) 3.. tipos de estructuras. 2.ESTRUCTURAS TRIANGULADAS Son estructuras formadas por barras que forman triángulos. Están formadas por barras y nudos. nudos. montante. cintra. barras. tirante Cercha tipo Howe. Viga tipo Howe. Cercha tipo Pratt. Viga tipo Pratt. 23.

(24) 3.. vs. VENTAJAS DEL USO DEL TRIÁNGULO (frente a un cuadrado sólido de metal) A-Las estructuras trianguladas aguantan tan bien como una estructura sólida laminar... Y esto es porque el triángulo es el polígono que aguanta mejor las fuerzas. …un cuadrado se deforma fácilmente. …el triángulo no. El truco es convertir el cuadrado en 2 triángulos añadiendo una barra en medio. B-Y es más barato y ligero. Si el acero cuesta 30 € el kilo. ¿En cuál de las dos soluciones se gasta menos dinero? ¿cuál pesa menos?. 24.

(25) tipos de estructuras 3.e que hacen los hombres.. 2.ESTRUCTURAS TRIANGULADAS Las barrras son perfiles de acero en “T” o en”L”. Los nudos (uniones) se realizan: -con cartelas angulares a las que se remachan los perfiles. -con soldadura.. Unión con tornillo tuerca (desmontable). Unión con remaches fijos a cartela. Unión con soldadura 25.

(26) 3.. tipos de estructuras. 3.ESTRUCTURAS LAMINARES Las estructuras laminares están formadas por láminas contínuas de material. Son las que usamos en multitud de objetos y construcciones: carcasas de objetos, carrocerías de coches, fuentes, torres…. 26.

(27) 3.e 4.A ARCS. Los tipos de arco más conocido son: -El arco de medio punto. -El arco de punta.. -Otros: El arco de herradura y el arco lobulado (árabes) 27.

(28) tipos de estructuras 3.e . 4.B BOVEDAS DE CONTINUACIÓN Las bóvedas de continuación surgen de la ampliación a modo de pasillo de los arcos. -La bóveda de cañón (arcos de medio punto seguidos). -La bóveda apuntada (arcos de punta seguidos). 28.

(29) tipos de estructuras 3.e 4.B BOVEDAS DE CRUCE Las bóvedas de cruce surgen del cruce de dos bóvedas de continuación. -La bóveda de arista (dos bóvedas de cañón cruzadas). -La bóveda de crucería (dos bóvedas apuntadas Cruzadas). 29.

(30) tipos de estructuras 3.e . 4.ESTRUCTURAS ABOVEDADAS. ¿Por qué el arco y la bóveda? La piedra no aguanta la flexión, se rompe enseguida. Sin embargo aguanta muy bien a compresión. Flexión+piedra=Crack!. Un arco de piedra justamente pasa la flexión a compresión.. Compresión +piedra=Aguanta!. 30.

(31) 3.e tipos de estructuras El arco va a permitir un avance en las estructuras de piedra. 1-Permiten cubrir mayores espacios y aumentar la luz (huecos) de la estructura. Au! Ajá!. 2-Al aguantar bien la flexión del peso de arriba permiten construir en varias alturas.. 31.

(32) ACTIVIDAD TRES y medio: Completa el siguiente cuadro resumen de las estructuras abovedas. Pon los nombre y haz un pequeño dibujo.. ARCOS. BÓVEDAS (PASILLO). BÓVEDAS (DE CRUCE). De medio punto. 32.

(33) 3.e tipos de estructuras que hacen. los hombres. 5.ESTRUCTURAS COLGANTES.. Estructuras que cuelgan de cables (tirantes) sujetos a pilares altos. Son principalmente puentes. Son ligeros, baratos, de grandes distancias.. tirante catenaria. 33.

(34) 3.. tipos de estructuras. 6.ESTRUCTURAS MASIVAS. Estructuras formadas por bloques de material, sin apenas espacios entre ellos. Permitieron las primeras grandes construcciones altas Algunos ejemplos: pirámides, zigurats, torres…. 34.

(35) 3.etipos de esfructuras. que sufre. ACTIVIDADCUATROlas : estructuras. Completa el siguiente cuadro resumen de los tipos de estructuras. Tipo. Descripción. Dibujo. ENTRAMADAS. 35.

(36) 4.e materiales. de construcción.. Los principales materiales usados en construcción son: (i).Piedras Piedra natural. (bloques de piedra, mármol…) Piedras trituradas -Gravas (áridos) -Arenas -Arcilla: (materiales cerámicos: ladrillos, baldosas, azulejos) -Cemento (caliza+arcilla) -Morteros (cemento + arena) -Hormigón (mortero + grava) -Hormigón armado (hormigón+barras de metal) -Vidrio (está hecho de arenas silíceas) -Yeso (ii).Madera (vigas, pilares, barras, tableros, ventanas…) (iii).Metales. (vigas, pilares, barras del hormigón armado, ventanas…) (vi) nuevos materiales.. 36.

(37) 4.e materiales. de minerales férricos. de construcción.. Barras de hierro. HORMIGÓN ARMADO. grava de rocas (ÁRIDOS). HORMIGÓN. arena arcilla. de rocas calizas. caliza. de aljez. yeso. MORTERO CEMENTO (aglomerante). AGUA (se añade a todo). CAL. YESO (aglomerante). ESCAYOLA. 37.

(38) 4.e materiales. usados en construcción. ACTIVIDADSEIS: Completa el siguiente cuadro sobre los materiales usados en construcción. Tipo. Descripción. USOS. HOY. Piedra. 38.

(39) esta estructura No aguantó bien. Me caigo. Hasta pronto. 39.

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