Eudoro granada



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LICENCIADO: CARLOS EDUARDO FERRO.

INSTITUCION EDUCATIVA “EUDORO GRANADA”GRADO-8.

¿PARA QUÉ SIRVEN LAS ESTRUCTURAS?

    La estructura que construye el hombre tienen una finalidad determinada, para la que ha sido pensada, diseñada y finalmente construida.

    Podemos hacer un análisis en función de la necesidad que satisface:

Soportar peso: se engloban en este apartado aquellas estructuras cuyo fin principal es el de sostener cualquier otro elemento, son los pilares, las vigas, estanterías, torres, patas de una mesa, etc.

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Salvar distancias: su principal función es la de esquivar un objeto, permitir el paso por una zona peligrosa o difícil, son los puentes, las grúas, telesféricos, etc.

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Proteger objetos: cuando son almacenados o transportados, como las cajas de embalajes, los cartones de huevos, cascos, etc.

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Para dar rigidez a un elemento: son aquellos en que lo que se pretende proteger es el propio objeto, y no otro al que envuelve, por ejemplo en las puertas no macizas el enrejado interior, los cartones, etc.

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PRINCIPALES TIPOS DE ESTRUCTURAS.

    Se pueden realizar muchas clasificaciones de las estructuras, atendiendo a diferentes parámetros:



Función de su origen:

  • Naturales:  como el esqueleto, el tronco de un árbol, los corales marinos,  las estalagmitas y estalactitas, etc.

 

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  • Artificiales: son todas aquellas que ha construido el hombre. Aquí aparecen algunas.

 


En función de su movilidad:

  • Móviles: serían todas aquellas que se pueden desplazar, que son articuladas. Como puede ser el esqueleto, un puente levadizo, una bisagra, una biela, una rueda, etc. Como ejemplo la estructura que sustenta un coche de caballos y un motor de combustión.

 

 


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  • Fijas: aquellas que por el contrario no pueden sufrir desplazamientos, o estos son mínimos. Son por ejemplo los pilares, torretas, vigas, puentes.


En función de su utilidad o situación:

  • Pilares: es una barra apoyada verticalmente, cuya función es la de soportar cargas o el peso de otras partes de la estructura. Los principales esfuerzos que soporta son de compresión y pandeo. También se le denomina poste, columna, etc. Los materiales de los que está construido son muy diversos, desde la madera al hormigón armado, pasando por el acero, ladrillos, mármol, etc. Suelen ser de forma geométrica regular (cuadrada o rectangular) y las columnas suelen ser de sección circular. 

 

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  • Vigas: es una pieza o barra horizontal, con una determinada forma en función del esfuerzo que soporta. Forma parte de los forjados de las construcciones. Están sometidas a esfuerzos de flexión.

          Algunas vigas y viguetas formando parte de un forjado.

 


  • Muros: van a soportar los esfuerzos en toda su longitud, de forma que reparten las cargas. Los materiales de los que están construidos son variados: la piedra, de fábrica de ladrillos, de hormigón, etc.

 

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  • Arcos: para ver y saber más sobre arcos pincha aquí...    

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  • Tirantes: es un elemento constructivo que está sometido principalmente a esfuerzos  de tracción. Otras denominaciones que recibe según las aplicaciones son: riostra, cable, tornapunta y tensor. Algunos materiales que se usan para fabricarlos son cuerdas, cables de acero, cadenas, listones de madera...

 

FUERZAS.

  • Representación de fuerzas: se puede entender por fuerza toda acción sobre un objeto que tiende a modificar el estado de reposo o movimiento de dicho objeto, o que puede deformarlo de forma permanente o transitoria. Una fuerza produce diferentes efectos sobre un cuerpo, según sea la dirección y el sentido en que se apliquen.

        Para distinguir entre dirección y sentido, pongamos el símil de una carretera, ésta (la dirección) es única, pero tiene dos sentidos:

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        Al representar las fuerzas emplearemos flechas que denominaremos vectores, estos quedan definidos por un módulo (su valor), por la dirección y sentido.

 


  • Suma y resta de fuerzas: las que tienen la misma dirección y sentido, se suman, mientras que las que tienen la misma dirección pero sentido contrario se restan. En el caso de que las fuerzas no tengan la misma dirección, hay que realizar una pequeña composición, consistente en colocar el principio de un vector en el final del anterior, la fuerza resultante el vector que va desde el inicio del primero al final del último.

        Suma de dos fuerzas en la misma dirección:

Realiza la suma de estas dos fuerzas pasando el ratón por encima: 

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Suma de dos fuerzas de distinto sentido y la misma dirección (=resta):



Realiza la resta de estas dos fuerzas pasando el ratón por encima: 

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Suma de dos fuerzas de distinta dirección:



Realiza la suma de estas dos fuerzas pasando el ratón por encima: 

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  • Acción y reacción: cuando se ejerce una fuerza sobre un cuerpo, se produce otra en la misma dirección pero en sentido contrario.

¿Qué ocurre al presionar el muelle...?

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Cuando lanzamos la pelota contra el suelo, éste la devuelve.... !compruébalo!






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  • Momentos: podemos calcular el momento de una fuerza respecto de un punto, como el producto del valor de dicha fuerza por la distancia.  El momento tiende a hacer girar un cuerpo, cuanto mayor sea la fuerza o mayor la distancia mayor será el momento.

           M = F * D.

            A continuación unos ejemplos en los que se aclara lo que hemos dicho. 



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ESFUERZOS QUE SOPORTAN LOS ELEMENTOS QUE COMPONEN LAS ESTRUCTURAS

Al construir una estructura se necesita tanto un diseño adecuado como unos elementos que sean capaces de soportar las fuerzas, cargas y acciones a las que va a estar sometida. Los tipos de esfuerzos que deben soportar los diferentes elementos de las estructuras son: 



  • Tracción. Hace que se separen entre sí las distintas partículas que componen una pieza, tendiendo a alargarla. Por ejemplo, cuando se cuelga de una cadena una lámpara, la cadena queda sometida a un esfuerzo de tracción, tendiendo a aumentar su longitud.

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Para ver el efecto de este esfuerzo pon el puntero sobre el dibujo.

  • Compresión. Hace que se aproximen las diferentes partículas de un material, tendiendo a producir acortamientos o aplastamientos. Cuando nos sentamos en una silla, sometemos a las patas a un esfuerzo de compresión, con lo que tiende a disminuir su altura.

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Para ver el efecto de este esfuerzo pon el puntero sobre el dibujo.

  • Cizallamiento o cortadura. Se produce cuando se aplican fuerzas perpendiculares a la pieza, haciendo que las partículas del material tiendan a resbalar o desplazarse las unas sobre las otras. Al cortar con unas tijeras un papel estamos provocando que unas partículas tiendan a deslizarse sobre otras. Los puntos sobre los que apoyan las vigas están sometidos a cizallamiento.

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Para ver el efecto de este esfuerzo pon el puntero sobre el dibujo.

  • Flexión. Es una combinación de compresión y de tracción. Mientras que las fibras superiores de la pieza sometida a un esfuerzo de flexión se alargan, las inferiores se acortan, o viceversa. Al saltar en la tabla del trampolín de una piscina, la tabla se flexiona. También se flexiona un panel de una estantería cuando se carga de libros o la barra donde se cuelgan las perchas en los armarios.

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  • Torsión. Las fuerzas de torsión son las que hacen que una pieza tienda a retorcerse sobre su eje central. Están sometidos a esfuerzos de torsión los ejes, las manivelas y los cigüeñales.

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