La mayoría de los productos se ven sometidos a diferentes tipos de fuerzas, llamadas habitualmente cargas. Algunos ejemplos de cargas son la fuerza del viento, el empuje del agua, el peso de la nieve, el peso de las piezas o elementos que se encuentran en el interior.
Las estructuras tienen la misión principal de soportar las cargas que reciben, pero pueden cumplir otras funciones, como por ejemplo:
- Soportar pesos: Las estructuras deben aguantar el peso de todo lo que se apoya sobre ellas, como hacen los pilares y vigas que sostienen los suelos, techos, paredes y el contenido de un edificio.
- Resistir fuerzas externas: La vibración del viento, el impacto de las olas o las vibraciones del tráfico también actuan sobre algunas estructuras, como en el caso del muro de presa que debe retener el agua embalsada.
- Proporcionar forma: El tamaño y la forma de la mayoría de los objetos, máquinas y construcciones se consiguen básicamente con su estructura. Por ejemplo, al montar las barras de una tienda de campaña.
- Servir de protección: Algunas estructuras envuelven los objetos protegiendo su interior, como la carcasa de los electrodomésticos, o los aparatos electrónicos que sujetan y mantienen aislados las diferentes piezas y circuitos.
Una estructura es un conjunto de elementos dispuestos de una manera ordenada
cuya finalidad es resistir pesos y fuerzas externas, a la vez que da la forma o
protege al objeto, máquina o construcción al que pertenece.
A continuación, pulsa en el siguiente enlace para conocer los diferentes tipos de estructuras.
Pulsa el siguiente enlace para acceder a los ejercicios.
2.- Esfuerzos en las estructuras:
Cuando levantamos un peso, los músculos de nuestros brazos experimentan una tensión que se transmite a los hombros, la espalda y las piernas a través de los huesos y los músculos.
Lo mismo ocurre en las estructuras cuando soportan fuerzas o cargas de diferente tipo. Aunque las fuerzas se apliquen en determinadas zonas de la estructura, todos sus elementos o piezas se ven sometidos a esfuerzos de distinto tipo e intensidad, como son la tracción, la comprensión, la flexión, la cortadura o la torsión.
.- TRACCIÓN: Se manifiesta cuando las fuerzas que actúan sobre los elementos de la estructura provocan su estiramiento, como los cables de un puente colgante.
.- COMPRESIÓN: Aparece cuando las fuerzas que se aplican sobre los elementos hacen que se aplasten, como sucede en los pilares de un edificio.
.- FLEXIÓN: Se produce cuando las fuerzas tienen a doblar los elementos de una estructura, como la balda de una estantería con libros.
.- CORTADURA: Se presenta cuando las fuerzas tienen a cortar los elementos, como en los bordes del peldaño de una escalera.
.- TORSIÓN: Aparece cuando las fuerzas que se aplican a un elemento hacen que se retuerce, como el eje de dirección de una bicicleta.
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2.- Esfuerzos en las estructuras:
Cuando levantamos un peso, los músculos de nuestros brazos experimentan una tensión que se transmite a los hombros, la espalda y las piernas a través de los huesos y los músculos.
Lo mismo ocurre en las estructuras cuando soportan fuerzas o cargas de diferente tipo. Aunque las fuerzas se apliquen en determinadas zonas de la estructura, todos sus elementos o piezas se ven sometidos a esfuerzos de distinto tipo e intensidad, como son la tracción, la comprensión, la flexión, la cortadura o la torsión.
.- TRACCIÓN: Se manifiesta cuando las fuerzas que actúan sobre los elementos de la estructura provocan su estiramiento, como los cables de un puente colgante.
.- COMPRESIÓN: Aparece cuando las fuerzas que se aplican sobre los elementos hacen que se aplasten, como sucede en los pilares de un edificio.
.- FLEXIÓN: Se produce cuando las fuerzas tienen a doblar los elementos de una estructura, como la balda de una estantería con libros.
.- CORTADURA: Se presenta cuando las fuerzas tienen a cortar los elementos, como en los bordes del peldaño de una escalera.
.- TORSIÓN: Aparece cuando las fuerzas que se aplican a un elemento hacen que se retuerce, como el eje de dirección de una bicicleta.
3.- Elementos de una estructura:
Cada uno de los elementos de una estructura suele comportarse o trabajar de una manera determinada dependiendo de su forma y de su finalidad. Algunos de los más comunes que forman una estructura son los pilares, las vigas, los arcos, los tirantes, las barras de triángulo o los muros.
- Vigas: Son elementos horizontales que se apoyan en sus extremos y reciben la carga en su parte central o distribuida a todo lo largo, por lo que se ven sometidos a esfuerzos de flexión. Además, estos elementos pueden soportar esfuerzos de cortadura en su unión con los soportes.
- Pilares: Son elementos verticales altos y de sección reducida que normalmente soportan esfuerzos de compresión.
- Arcos: Debido a su forma curva, permiten la distribución de las fuerzas que soportan en su parte superior hacia los apoyos laterales. Cada una de sus piezas soporta esfuerzos de compresión.
- Tirantes: Suelen ser cables o barras delgadas cuya misión es soportar esfuerzos de tracción. Tienen que mantenerse estirados y tensos; de lo contrario se deforman.
- Barras de triángulo: Son perfiles o tubos delgados que se unen por sus extremos para formar estructuras trianguladas. Según la carga que actúe sobre sus vértices, soportan esfuerzos de tracción o de compresión.
- Muros: Dependiendo del tipo de estructura, pueden ser muros de carga o muros de contención. Cuando se trata de muros de carga, donde se apoyan otros elementos de la construcción, como en los edificios y viviendas, se ven sometidos a esfuerzos de compresión. Si son muros de contención de tierras o de agua, como en las presas, reciben empujes laterales que les producen esfuerzos de flexión.
Actividades competenciales:
Pulsa en el siguiente enlace para realizar las actividades competenciales.
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