Estructuras: Tipos, Esfuerzos y Ejemplos

¿Qué son las Estructuras?

Todos los cuerpos están sometidos a la acción de fuerzas externas. En nuestro entorno, estas fuerzas son omnipresentes: la fuerza de la gravedad, la fuerza ejercida por el viento en el medio terrestre o por el agua en ríos y mares, la fuerza ejercida por el contacto con otros seres vivos o con elementos inertes, etc. Los cuerpos se han ido adaptando para soportar estas fuerzas y conservar la forma que les permite mantenerse vivos. Estas adaptaciones son lo que llamamos estructuras naturales.

Estructuras Artificiales

Cuando los primeros humanos comenzaron a levantar construcciones, se dieron cuenta de que solo se mantenían en pie y cumplían su función si los materiales disponibles se colocaban de una determinada manera. Esos mismos materiales, con otra distribución, formaban una construcción que no era resistente a las fuerzas que recibía y se derrumbaba. La palabra estructura se utiliza como sinónimo de edificio de obra o, en general, construcción.

Esfuerzos Mecánicos

Una estructura debe ser resistente, estable y rígida, es decir, no debe derrumbarse, volcarse ni deformarse. Los esfuerzos mecánicos a los que puede estar sometida una estructura son:

• Tracción: Dos fuerzas de sentido opuesto que tienden a estirarla.
• Compresión: Dos fuerzas de sentido opuesto que tienden a aplastarla.
• Flexión: Tendencia a doblarse.
• Cizalladura o corte: Dos fuerzas de sentido opuesto que tienden a cortarla.
• Torsión: Dos fuerzas de sentido opuesto que tienden a retorcerla.

Tipos de Estructuras

Estructuras Masivas

Son estructuras muy pesadas y macizas formadas por superficies anchas y resistentes. Para construirlas se emplea una gran cantidad de material.

• Ejemplos: Muros gruesos de embalses, bóvedas y techos de antiguas iglesias de piedra, pilares y arcos de puentes o acueductos.

Estructuras Abovedadas

En estas estructuras predominan los arcos, las bóvedas o las cúpulas como elementos de sujeción y soporte.

• Bóveda: Sucesión de varios arcos.
• Cúpula: Bóveda con forma semiesférica.

Estos elementos son capaces de soportar fuertes esfuerzos de compresión, por lo que permiten cubrir grandes espacios con materiales pétreos como la piedra o el hormigón. El peso de estos elementos recae sobre los muros laterales, por lo que es necesario reforzarlos con contrafuertes o arbotantes.

Estructuras Entramadas

Son estructuras formadas por un conjunto de perfiles de madera, acero u hormigón que se entrecruzan entre sí. Los elementos estructurales son las vigas, los pilares o columnas y la cimentación.

Estructuras Trianguladas

.Se forman con la unión de muchos triángulos, construyendo redes planas o espaciales. Cada triángulo está sometido a sus propios esfuerzos de tracción y compresión, equilibrándose la estructura y permitiendo que ésta pueda crecer todo lo que se desee.Los materiales que se emplean para construir estas estructuras son la madera o el acero. Los triángulos hechos con madera se llaman cuchillos, y los elaborados con acero, cerchas.