Tipos de Estructuras: Características, Materiales y Ejemplos en la Construcción

Tipos de Estructuras: Características, Materiales y Ejemplos

Las estructuras están sometidas a diferentes tipos de esfuerzos. Entender cómo responden los materiales y elementos estructurales a estos esfuerzos es crucial en el diseño y construcción.

Esfuerzos Estructurales

• Compresión: Esfuerzo que tiende a acortar el objeto. Ejemplo: un pilar.
• Tracción: Esfuerzo que tiende a alargar el objeto. Ejemplo: un cable o tirante.
• Flexión: Esfuerzo que tiende a doblar el objeto. Ejemplo: una viga.
• Torsión: Esfuerzo que tiende a retorcer el objeto. Ejemplo: una llave girando en una cerradura.
• Cortadura (o cizalladura): Esfuerzo que tiende a cortar el objeto. Ejemplo: una guillotina, una alcayata.
• Pandeo: Es un esfuerzo combinado de compresión y flexión. Es muy peligroso y se produce cuando la carga compresora no está centrada sobre el objeto. Ejemplo: un pilar descentrado.

Clasificación de Estructuras

A lo largo de la historia, se han utilizado distintos tipos de estructuras, que se han ido haciendo más ligeras a medida que se iban conociendo nuevos materiales y técnicas de construcción. A continuación, se describen los principales tipos:

• Estructuras Masivas: Utilizan gran cantidad de material y apenas tienen huecos. Ejemplos: las pirámides egipcias y los templos griegos.
• Estructuras Entramadas: Son las que se emplean en los edificios de bloques de viviendas. Están constituidas por barras de hormigón o acero unidas de manera rígida, formando un emparrillado. Cada parte de la estructura tiene una función diferente.
• Estructuras Trianguladas: Estructuras de barras, normalmente metálicas o de madera. Se utilizan en cubiertas de grandes luces, en estructuras verticales y siempre que se necesite ligereza, resistencia y versatilidad.
• Estructuras Neumáticas: Son desmontables y ligeras. Contienen en su interior aire a presión que sujeta los nervios y la propia estructura.
• Estructuras Laminares: Constan de láminas finas que tienen una gran resistencia debido a su curvatura. Se emplean como carcasa en todo tipo de objetos y en cubiertas onduladas.
• Estructuras Abovedadas: El descubrimiento del arco y la bóveda permitió cubrir espacios mayores y aumentar los huecos en la estructura. Los arcos y las bóvedas están comprimidos gracias a su forma, y son autoportantes, es decir, se sujetan sin necesidad de utilizar argamasa o cemento entre sus partes.
• Estructuras Colgantes: Este tipo de estructuras utiliza cables, de los que cuelga la estructura, que reciben el nombre de tirantes. Cuando estos se pueden regular estirándolos más o menos, se llaman tensores. Los cables solo resisten esfuerzos de tracción, pero tienen la ventaja de adaptar su forma a las cargas que reciben en cada momento.
• Estructuras Geodésicas: Son estructuras trianguladas tridimensionales que combinan las propiedades de las bóvedas y de las estructuras de barras. Cubren grandes luces.

Elementos Estructurales Comunes

Las estructuras están formadas por distintos elementos, cada uno con una función específica:

• Pilares (llamados columnas si su sección es circular y pilastra si están adosados a la pared): Trabajan a compresión.
• Vigas y viguetas: Trabajan a flexión.
• Arcos: Formados por dovelas, trabajan a compresión.
• Bóvedas: Formadas por una combinación de arcos, adosados o entrecruzados.
• Nervios: Son arcos cruzados.