Estructures: Què són, tipus i elements clau per a la seva estabilitat

Les Estructures

Una estructura és un conjunt de peces o elements units entre si, que fan d'esquelet o de suport d'un cos. La seva funció bàsica és suportar forces.

Una estructura ha de ser:

• Resistent
• Rígida
• Estable
• Lleugera
• De mínim cost
• De mínim material

Ser Resistent

Ha de suportar les càrregues (el seu propi pes, el dels elements que conté, el vent, terratrèmols, etc.) a què està sotmesa.

Ser Rígida

Els esforços no han de deformar-la.

Ser Estable

No s'ha de tombar quan està sotmesa a esforços.

Estructures Naturals i Artificials

• Naturals: Tronc d'un arbre, l'esquelet humà, les closques, etc.
• Artificials: Edificis, piràmides, etc.

Tipus d'Estructures Artificials

• De làmina o carcassa: Formades per làmines o planxes que envolten l'estructura de l'objecte.
• D'armadura: Formades per un conjunt d'elements units entre si que formen l'esquelet d'objectes o construccions. Solen ser de formigó o metàl·liques.

Elements d'una Estructura

Els elements d'una estructura li donen resistència i suporten els diferents esforços.

• Fonaments: Es col·loquen sota terra i sostenen els edificis. (Acer corrugat + Formigó = Formigó Armat per fer la base dels edificis).
• Verticals (Columnes, Pilars i Murs): Principalment, suporten compressió.
• Bigues: Elements horitzontals que suporten esforços de flexió i cisallament.
• Tirants i Tensors: Són cables o barres que aguanten esforços de tracció i que augmenten l'estabilitat i la resistència de les estructures.

Les estructures metàl·liques es construeixen sovint amb perfils d'acer laminat. Això les fa més lleugeres i econòmiques.

Estructures Artificials d'Armadura

Les estructures artificials pertanyen al grup de les estructures d'armadura. Quan s'han de construir estructures grans, com ara torres o ponts, són metàl·liques i treballen a tracció i compressió.

Exemples: Torre Eiffel o Pont de San Francisco.

Triangulació per a la Rigidesa

Per convertir una estructura no rígida en una de rígida, cal triangular-la. El triangle és l'única forma geomètrica que no es deforma quan una força actua sobre ella.

Per Augmentar l'Estabilitat de les Estructures

• Fixar-la al terra amb fonaments, claus, cargols, etc.
• Incrementar la massa de la base.
• Augmentar la superfície de la base de suport.
• Col·locar tirants o tensors.
• Abaixar el centre de gravetat.