Estructuras: Tipos, elementos y principios básicos

1. Estructura de un túnel

Se construye con hormigón, un material muy resistente. Los cables, que suministran la corriente eléctrica, circulan por tubos. Una capa impermeable protege el interior del túnel. La forma consigue repartir el peso para que no se derrumbe. Los drenajes evacuan el agua.

2. Definición de estructura y cargas

Estructura: conjunto de elementos capaces de soportar fuerzas y transmitirlas a los puntos donde se apoya con el fin de ser resistente y estable.

Cargas: fuerzas que actúan sobre una estructura.

3. Evolución histórica de las estructuras

Primeramente se hicieron esculturas con piedras, después se avanzó y se hicieron pirámides, más tarde le dieron forma a las pirámides y formaron acueductos, finalmente se hicieron los rascacielos y a partir de ahí pudieron hacer puentes utilizando tirantes.

4. Tipos de esfuerzos

Esfuerzos: fuerzas que aparecen en los elementos de una estructura cuando está sometida a otras fuerzas o cargas.

• Esfuerzo de tracción: estirarlos.
• Esfuerzo de compresión: comprimirlos.
• De flexión: cuando tienden a doblarse.
• De cizalla: se desplaza una sección con respecto a otra.
• De torsión: tienden a retorcerlo.

5. Elementos estructurales

• Tirantes: cables o barras que soportan esfuerzos de tracción.
• Arcos: elementos con forma curva que sirve para cubrir un hueco entre dos pilares.
• Columnas o pilares: barras verticales diseñadas para soportar esfuerzos de compresión.
• Cimientos: base donde se apoya la estructura, soporta mucho peso.
• Vigas: barras horizontales que soportan esfuerzos de flexión.

6. Estabilidad estructural y centro de gravedad

Las estructuras estables son aquellas que al aplicar una fuerza sobre ellas conservan su posición. Se relaciona con el centro de gravedad porque es un punto imaginario donde estaría toda la masa del objeto si se pudiera comprimir.

7. Ejemplos de estructuras estables

• Arcos: se mantienen gracias al apoyo de un ladrillo sobre otro.
• Triángulos: la única figura geométrica que no se puede deformar aplicándole fuerzas en sus lados.
• Tirantes: cables o barras que sirve para aumentar la resistencia y la estabilidad de una estructura.

10. Eficiencia de los perfiles en estructuras

Porque soporta un perfil más esfuerzos gastando menos material.

11. Características de las estructuras antiguas

Predominan los arcos, las bóvedas y las cúpulas como elementos de sujeción. Soportan esfuerzos de compresión.