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1. ¿Qué son las Estructuras? Definición Estructura2. ¿Para qué sirven las Estructuras? Usos3. CARGAS Y ESFUERZOS
3.1.3.2.3.3.
CARGAS FIJAS Y VARIABLESCONCEPTO DE ESFUERZO TIPOS DE ESFUERZOS
4. CONDICIONES DE LAS ESTRUCTURAS4.1. RIGIDEZ, RESISTENCIA Y ESTABILIDAD4.2. LA TRIANGULACION
TIPOS DE ESTRUCTURAS ARTIFICIALESPRINCIPALES ELEMENTOS EN ESTRUCTURAS
5.6.6.1. ESTRUCTURAS DE LOS EDIFICIOS6.2. ESTRUCTURAS DE PUENTES
Curso 2016-2017Javier Martínez
ESTRUCTURAS
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Son conjuntos de elementos colocados de tal forma que permanece sin deformarseni desplomarse soportando las fuerzas o pesos para los que han sido proyectadas.
Los diferentes elementos del conjunto “trabajan en equipo” y cada uno cumple unafunción determinada. Se trasmiten unas fuerzas internas a los puntos donde se apoya.
Toda aquella ACCIÓN capaz de deformar un cuerpo (efecto estático)o alterar el estado de movimiento o reposo (efecto dinámico)
Ejemplos en la Naturaleza:•Pesos (fuerza de la gravedad)•Fuerza del viento•Presiones de gases (depósitos) o de líquidos (depósitos, presas, etc.)•Fuerzas mecánicas, etc.
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• Proporcionar apoyo y Proteger elementosde un conjunto: armazones, carcasaordenador, chasis, etc.
• Almacenar materiales: Presas, Silosde grano, Tinajas, depósitos de gas,botellas, envases de cartón, etc.
• Mantener y proporcionar forma: esqueleto, tubosinteriores de una tienda de campaña que le dan su forma.
• Crear espacios vacíos resistiendo fuerzasexternas:
Canales, presas, piscinas, etc.Ejemplo: pared de un presa soporta elpeso del agua contenida en el embalse.
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• Cerrar y cubrirbóvedas,
espacios:cúpulas,techumbres,
etc.
• Salvar accidentes geográficos: Puentes, Acueductos, túneles, etc.
• Alcanzar alturas en el espacio:torres, postes de luz, grúas,antenas, etc.
• Generar superficies utilizables: carreteras, estadios, aeropuertos,automóviles, fuselajes de aviones, etc.
carrocerías de
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o
Fuerzas que actúan sobre una estructura.
• Peso propio de la estructura• Sobrecargas: Pesos sobre la estructura, Viento,
Hieo, Presión líquidos/gases, etc.
•••
Intensidad de la carga ¿Cuánta?Dirección de la carga ¿Cómo?Punto de aplicación de la carga ¿Dónde?
• Tipo de material• Forma de la estructura.
No varían con el paso del tiempo.
(Ej.- Peso propio)
Varían con el paso del tiempo (en Intensidad y/en dirección y/o en punto de aplicación)
Puede que unas veces actúen y otras no.(Ej.- Viento, cargas de vehículos en un puente)
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Tensiones internas que se experimentan en los cuerpos comoresultado de aplicar cargas a las estructuras.
Ejemplo.- Al apretarse o retorcerse los dedos de una mano, notamos una fuerzas internas..
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“D
“R
“CRA)
Tipo de Esfuerzo: Esfuerzos que tienden a:
“ESTIRAR” O “ALARGAR”TRACCION
COMPRESION “COMPRIMIR” O “APLASTAR”
FLEXIÓN OBLAR” o “CURVAR”
ETORCER” (Giro)TORSION
CORTANTE OCORTADURA (CIZALLADU
ORTAR” (Rozamiento)
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FLEXIÓN
PANDEO
Flexión verticalOcurre en piezas estrechas y largas sometidas a compresión.
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ESTABILIDAD
• NO VOLCARSE NI CAERSE• EQUILIBRIORIGIDEZ
• NO DEFORMARSE(o no deformarse en exceso)
RESISTENCIA
• NO ROMPERSE
AHORRO DE MATERIAL
MENOS CARGAS FIJAS(PESO PROPIO)
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Punto imaginario donde se supone concentrada toda la masa de la estructura.En caso de estructura homogénea, coincide con el centro geométrico.
• Bajar el Centro de gravedad:• Cuanto más bajo sea un objeto, más bajo será su cdg.• Se puede bajar el cdg variando la base de sustentación: aumentando
base o añadiendo masa en su base• Fijar al suelo:
• Atirantándolo (tirantes, anclajes)• Empotrando su parte inferior en el suelo, incluso poniendo cimientos
para que se oponga al vuelco.
la
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Cada material presenta unas características diferentes. Cada material tieneuna “elasticidad” (capacidad para recuperar forma)
Cuanto mas cantidad, mayor rigidez: Sección de vigas y de pilares
Pilares y columnas más gruesas (mayor sección)Vigas de mayor sección. Ej.- Viga de cantoElegir la forma de la estructura (dobleces):
•••
Poniendo arcosHaciendo triangulacionesElegir los perfiles adecuados
CerradosAbiertos
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Riostras
Cerchas
Escuadras
Cartelas
Metales: Estaño, etc.
Colas y Pegamentos
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Estructuras de barras con triangulaciones: cerchas
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Grandes bloques de material, macizo, sin dejar apenashueco . Ejemplos: un castillo, un pedestal de una estatua, etc.
Arcos, Bóvedas, cúpulas (un acueducto, un iglú, etc.)
Emparrillado de materiales (forjado de hormigón armado, vías del tren, etc.)
Barras normalmente metálicas o madera (andamio, cuadro de bicicleta, etc.)
Usa cables de los que cuelga estructura (tirantes de puentes colgantes, cuerda para hacer puenting, etc.)
de carcasa, láminas/planchas/ paneles (funda rígida deunas gafas, carcasa de ordenador, etc.)
Estructuras con aire dentro que adoptan forma (Un balón de playa, un neumático, etc.)
Triángulos y polígonos que componen superficie deesfera o semiesfera (invernaderos, carpas de eventos, etc.)
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• REPARTO DE CARGA:¡¡¡ La carga se reparte hacia los lados !!!
• Trabaja sometido a COMPRESIÓN.
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Cementos, Hormigón en masaHormigón armado (mallas de acero)Materiales Cerámicos, ladrillos, etc.
Cimentación: zapatas, pilotes, losas, …Pilares y columnasForjados (Losas): Viga, Vigueta, bovedilla
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Parte de estructura que no se ve pero está ahí (bajo tierra)Transmiten cargas al terrenoZapatas
• Descansa un solo pilar• Terrenos de baja compresibilidad y suelos resistentes
Losas• Descansan varios pilares• Soportan todo (o casi todo) el peso del edificio
Pilotes• Cimentaciones profundas en terrenos de mala calidad•Se hinca en capas de terreno resistentes
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•Elemento estructural vertical•Esfuerzos de COMPRESIÓN.•Sostener la carga de la edificación•En pilares altos y delgados: pandeo
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•Suele ser elemento horizontal•Principalmente Esfuerzos de FLEXIÓN.
Reforzar elHormigóncon Acero
Mallazo en losas, barras deacero en vigas , etc.
El hormigón soporta mal esfuerzos de TRACCIÓN
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La Bovedilla•Es el elemento aligerante de la losa del forjado.
Vigueta
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•Puentes de Vigas
•Puentes de Arco•Puentes de Arcos superiores (tirantes)
•Puentes de Arcos inferiores
•Puentes colgantes
•Puentes colgantes de Catenaria•Puentes atirantados (sin catenaria)
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