Tema 5. Estructuras

 ¿Qué es lo que vamos a ver en este tema?  5.1 ¿Qué es una estructura?  5.2 Tipos de esfuerzos  5.3 Elementos de una estructura  5.4 Estructuras resistentes  5.5 Estructuras estables  5.6 Perfiles  5.7 Tipos de estructuras artificiales

Indicadores Indicador Prueba Puntos

8. Define estructura y nombra estructuras naturales y artificiales

E x a m e n Estructuras 2

9. Define una carga y pone ejemplos E x a m e n Estructuras 1

10. Conoce y relaciona los esfuerzos mecánicos con los efectos que producen

E x a m e n Estructuras 4

11. Identifica los esfuerzos que sufren objetos cotidianos y algunos elementos estructurales

E x a m e n Estructuras 2

12. Identifica los elementos estructurales de estructuras conocidas

E x a m e n Estructuras 1

13. Explica qué es una estructura resistente y Aplica la triangulación para mejorar su resistencia

E x a m e n Estructuras 2

14. Explica qué es una estructura estable y Aplica la diferentes recursos para mejorar su estabilidad

E x a m e n Estructuras 2

15. Reconoce la importancia de la forma de los perfiles utilizados en estructuras entramadas

E x a m e n Estructuras 2

16. Clasifica diferentes estructuras en masivas, abovedadas, entramadas, colgantes y trianguladas

t r a b a j o estructuras 2

4.1 ¿Que es una estructura? Que es una estructura?

Conjunto de elementos capaces de soportar fuerzas y transmitirlas a los puntos donde se apoya

Son resistentes y estables

5.1¿ Qué es una estructura? Tipos de estructuras

Podemos encontrar estructuras naturales o artificiales. La mayoría de las estructuras artificiales tienen una gran semejanza a las

naturales. Natural Artificial

1.- Define una estructura 2.- Dibuja cinco estructuras naturales y

cinco naturales Natural Artificial

Exercise 5.1a Exercise 5.1a

5.1 ¿Que es una estructura?

Las estructuras tienen que ser resistentes y estables

Estable: Resistente

5.1 ¿Qué es una estructura?

 La evolución a lo largo de la historia ha sido marcada por el empleo de mejores materiales, desde la madera hasta el acero

Haz una tabla con estas estructuras explicando los materiales, la época y las mejoras que supusieron el empleo de esos materiales.

Estructura Periodo Material Mejora

Cabaña Prehistoria Madera La madera era fácil de encontrar y tabajar pero era frágil y poco resistente al agua y viente

Templo

Acueducto

Catedral

Puente

Rascacielos

Solución

Ejercicio 5.1b

5.2 Tipos de esfuerzos

Las estructuras tienen que ser resistentes a los esfuerzos

Una carga es una fuerza aplicada sobre una estructura, por ejemplo los camiones de la imagen.

5.2 Tipos de esfuerzos

5.2 Tipos de esfuerzos

 Esfuerzo: Fuerza que aparece en una estructura cuando esta sometida a una carga

Esfuerzo

carga

5.2 Tipos de esfuerzos

Tipos de esfuerzos

Tracción: son los esfuerzos que tienden a alargar la longitud de un objeto

5.2 Tipos de esfuerzos

 Compresión: Disminuir su longitud

 Flexión: Tienden a doblarlo

5.2 Tipos de esfuerzos

 Cizalla: Tienden a desplazar una sección respecto a la otra

 Torsión: Tienden a girar una sección con respecto a otra

 ¿Cómo se define la “carga”?  ¿Por qué no se podían construir

rascacielos hace 200 años?

Ejercicio 5.2a

Solución

  Ejercicio de repaso: Indica que tipo de esfuerzo hay en cada imagen

A B

C

D

E

F

Ejercicio 5.2b Solución

Ejercicio 5.2b •  Ejercicio de repaso 5b: Indica que tipo de esfuerzo hay en

cada imagen

A B

C

Imagen Tipo de estructura Tipo de esfuerzo

A Tirante B Suspensión C Viento

Ejercicio 5.2b

D

E

Imagen Tipo de estructura Tipo de esfuerzo

D Columna E Luz del puente

•  Ejercicio de repaso 5b: Indica que tipo de esfuerzo hay en cada imagen

Ejercicio 5.2b

Imagen Tipo de estructura Tipo de esfuerzo

G Tuerca

H Remache

H G

• Ejercicio de repaso 5b: Indica que tipo de esfuerzo hay en cada imagen

Ejercicio 5.2c Tipos de esfuerzos ¿Qué tipo esfuerzo resiste una columna?

¿Qué tipo de material podemos emplear y por qué?

Ejercicio Nº 4 pag 107

Ejercicio 5.2d Tipos de esfuerzos Una llave está hecha con un material

resistente como el acero. ¿Qué tipo de esfuerzo soporta?

Ejercicio Nº 5 pag 107

Ej 5.2e Tipos de esfuerzos •  Ejercicio de repaso: Indica que tipo de

esfuerzo hay la imagen G

Imagen Tipo de estructura

Tipo de esfuerzo

A B C D E F G

Página 107 ejericio 6

5.3 Elementos de una estructura

Los elementos que permiten resistir los esfuerzos de una estructura mas comunes son:

 Cimientos:  Columnas o pilares  Vigas  Arcos  Tirantes

5.3 Elementos de una estructura

 Cimientos: Es la base de toda estructura, por debajo del nivel del suelo y normalmente de hormigón

5.3 Elementos de una estructura

 Vigas: Barras horizontales que soportan esfuerzos de flexión

 Columnas o pilares: Barras verticales que soportan esfuerzos de compresión

5.3 Elementos de una estructura

 Arco: Forma curva que cubre el hueco entre dos pilares

 Tirantes: Cables o barras que soportan esfuerzos a tracción

Ejercicio 5.3 Elementos de una estructura

Dibuja los diferentes elementos de las estructuras (viga, columna, cimiento, arco y tirante ) marcando la dirección de los esfuerzos.

Busca en tu clase elementos estructurales

solución

5.4 Estructuras resistentes Como sabemos las estructuras

deben ser resistentes

Una estructura resistente mantiene la forma cuando se aplica una fuerza.

5.4 Estructuras resistentes Tenemos dos formas sencillas de crear estructuras resistentes:

Triángulación Arcos

 Realiza un triángulo y un cuadrado usando tubos de papel de 5 cm y uniéndolos con papel

5.4 Estructuras resistentes

 Arco: Aporta resistencia a las estructuras repartiendo el esfuerzo de la estructura

5.4 Estructuras resistentes

El triángulo es

la única forma geométrica que no se puede deformar cuando se aplica una fuerza.

5.4 Estructuras resistentes

El uso de estructuras trianguladas es empleado porque son resistentes a los esfuerzos de vientos, ligeros y fácil de construir.

Grúa Torre de tensión

5.4 Estructuras resistentes

 La triangulación nos permite transformar figuras en una combinación de triángulos y así se hacen indeformables

5.4 Estructuras resistentes

5.4 Estructuras resistentes

5.5 Estructuras estables Las estructuras tienen que ser

estables.

Una estructraes estable cunado matiene su posición cuando se se le aplica una fuerza.

5.5 Estructuras estables La estabilidad la marca el centro de masas el cual indica como se reparte su peso en la estructura

Centro de masas compensado

Centro de masas descompensado

5.5 Estructuras estables El centro de

masas representa donde se conentra todo el peso de un cuerpo.

5.5 Estructuras estables

 Cuando el centro de masas no esta compensado se puede evitar la caída del objeto de difersas formas,

como aumentando la sujección al suelo

5.5 Estructuras estables

Bajar el centro de masas

Aumentar los apoyos

Colocar triángulos

Aumentar el peso en la base

Estirando las piernas

5.5 Estructuras estables

?

?

?

? ?

?

?

¿Cómo logra mantener el centro de gravedad en los siguientes casos?º

5.5 Estructuras estables

Aumentamos la distribución de de la masa aumentando los apoyos

5.5 Estructuras estables

Usando cables para sujetar la antenna

5.5 Estructuras estables

Colocando triángulos que fijan la farola al suelo

5.5 Estructuras estables

Bajando la posición del centro de gravedad eviamos que se caiga.

5.5 Stable Structures  How is the centre of gravity maintained in

the following situations?

Increasing the weight at the base.

5.5 Estructuras estables

Estirando las piernas movemos nuestro centro de gravedad para mantener el equilibrio.

5.5 Estructuras estables

Una estructura triangulada permite al panel resitir la fuerza del viento.

5.6 Perfiles

¿Qué vamos a aprender hoy?

¿Por qué hay columnas con forma de I y no son macizas?

5.6 Perfiles Hoy en día se usan vigas y columnas no

macizas, las cuales se llaman perfiles

Para obtener unas estructuras lo más estables y resistentes posible las formas se ajustan al esfuero que va sufrir.

5.6 Perfiles Se usan en las construciones porque son más

ligeras y baratas que las macizas porque llevan menos material.

Solid Colum Cross Sections

5.6 Perfiles Existen diferentes perfiles, cada uno con

una forma adaptada al uso al qu está destinadoo

Perfiles abiertos: V. T, U, L, X yH.

Perfiles cerrados: O, ☐,Δ.

Ejercicio 5.6 Perfiles Realiza en casa estos cinco perfiles de 5 cm

de largo

5.6 Tipo de estructuras artificiales

 Masivas: Predomina una gran concentración de material

5.6 Tipo de estructuras artificiales

 Abovedadas: Predominan los arcos, las bóvedas y las cúpulas como elementos de sujeción y soporte

5.6 Tipo de estructuras artificiales

 Entramadas: Formadas por madera, acero u hormigón que se cruzan entre si

Los elementos estructurales son las vigas, los pilares o columnas y la cimentación

5.6 Tipo de estructuras artificiales

 Triangulada: Se forman con la unión de muchos triángulos construyendo redes planas o espaciales

5.6 Tipo de estructuras artificiales

 Colgantes: Son las que están sustentadas por tirantes

5.6 Tipo de estructuras artificiales Ejercicio: Indica al menos 3 ejemplos de los diferentes

tipos de estructuras artificiales.

Masica Arcos Entramada Triangulada Colgante

Tema 5. Actividades de repaso 1 •  Ej 28, pag 118. indica el tipo de esfuerzo en cada uno de los siguientes

objetos Esfuerzo

Pomo de una puerta Arco La punta del bolígrafo al escribir

Un destornillador al apretar un tornillo

Tirantes de un puente colgante

Dintel Tornillos de una bisagra

Cuerda de una persiana

Eje de los pedales Vigas de un puente

Sol

Tema 5. Actividades de repaso 2  Indica el tipo de esfuerzo en cada

uno de los siguientes objetos

A C B

C D E

Tema 5. Actividades de repaso 3  ¿Cuál de las siguentes estructuras resistirá

mejor los esfuerzos?¿?Por qué?

Tema 5. Actividades de repaso 4  ¿Cuál de las siguentes estructuras resistirá mejor los esfuerzos?¿?Por qué?

Tema 5. Actividades de repaso 5

 Cual de las siguientes figuras es indeformable, indica que debemos hacer para impedir que se deforme

Tema 5. Actividades de repaso

 Cual de las siguientes figuras es indeformable, indica que debemos hacer para impedir que se deforme

Tema 5. Actividades de repaso 6

 Indica los esfuerzos a los que están sometidos los siguientes elementos de la grua

Pilar

Peso

Tirantes

Base

Pluma

Pilar

Peso

Tirantes

Base

Pluma

Pilar

Peso

Tirantes

Base

Pluma

Tema 5. Actividades de repaso

Pilar

Peso

Tirantes

Base

Pluma

Pluma Tirante Peso Base Pilar

Esfurezo