Estructuras y esfuerzos: tipos, características y ejemplos prácticos

Estructuras

Definición: Conjunto de elementos de un cuerpo destinados a soportar los efectos de las cargas que actúan sobre él e impedir, de ese modo, que se rompa o se deforme en exceso.

Características principales

• Estabilidad: Para evitar que una estructura vuelque fácilmente, su centro de gravedad debe estar centrado sobre su base. Podemos dar estabilidad a un cuerpo añadiendo masa a su base, estirando su parte inferior en el suelo.
• Resistencia: Las estructuras tienen que soportar las tensiones a las que están sometidas sin romperse.
• Rigidez: Se consigue soldando las uniones, dando a los objetos una forma apropiada y triangulando las estructuras de barra.

Tipos de estructuras

• Masivas: Utilizan gran cantidad de material y apenas tienen huecos.
• Entramadas: Son las que se emplean en nuestro edificio. Están constituidas por barras de hormigón y acero unidas de manera rígida, formando un emparrillado.
• Triangulada: Se trata de estructuras de barras, normalmente metálicas o de madera. Se utilizan siempre que necesitemos ligereza, resistencia y versatilidad.
• Neumáticas: Son desmontables y ligeras. Contienen en su interior aire a presión.
• Laminares: Constan de láminas finas que tienen una gran resistencia debido a su curvatura.
• Abovedadas: El descubrimiento del arco y la bóveda permitió cubrir espacios mayores y aumentar los huecos en la estructura.
• Colgantes: Este tipo de estructura utiliza cables, de los que cuelgan elementos; dichos cables reciben el nombre de tirantes. Cuando estos se pueden regular más o menos, se llaman tensores.
• Geodésicas: Son estructuras trianguladas tridimensionales.

Esfuerzos

Definición: Es la tensión interna que experimenta un cuerpo sometido a la acción de una o varias fuerzas.

Tipos de esfuerzos

• Tracción: Se produce cuando las fuerzas tratan de estirar el cuerpo sobre el que se aplica. Ej.: goma de tirachinas, tirante de una grúa...
• Flexión: Las fuerzas intentan doblar el elemento sobre el que están aplicadas. Ej.: vigas, barras de gimnasia, baldas...
• Cortante: Las fuerzas actúan como los dos filos de una tijera. Ej.: una alcayata, una guillotina...
• Compresión: Este tipo de esfuerzo aparece cuando las fuerzas tratan de aplastar o comprimir un cuerpo. Ej.: las patas de una silla, los pilares de un edificio...
• Torsión: Las fuerzas tratan de retorcer el elemento sobre el que actúan. Ej.: cerradura de una puerta con llave, eje de un motor...
• Pandeo: Es un esfuerzo combinado en flexión y compresión. Ej.: un pilar descentrado...