Forces i Estructures: Conceptes Bàsics i Tipus d'Esforços

Forces: Definició i Mesura

• Una força és una acció capaç de produir o modificar l'estat de repòs o de moviment d'un cos, o de produir-hi deformacions.
• La unitat de força, en el SI de mesura, és el Newton (N).
• Es mesura amb un dinamòmetre.

Tipus d'Esforços Mecànics

Quan apliquem una força a un cos, aquest pot experimentar diferents tipus d'esforços. Hi ha 6 tipus principals d'esforços:

• Tracció: S'estira o s'allarga. Depèn del material i del gruix. Exemples: cables d'ascensor o de grua.
• Compressió: S'aixafa o s'escurça. Depèn del material i de la forma. Exemples: pilars, columnes o potes de taula.
• Flexió: Es corba. Depèn de la longitud, de la forma i del material. Exemples: bigues, canya de pescar, una prestatgeria o un trampolí.
• Torsió: Es gira o es torça. Depèn del material, del gruix i de la longitud. Exemples: cargolar un cargol, girar un manillar o un volant.
• Cisallament: Es cisalla o es talla. Depèn del material i del gruix. Exemples: tisores o alicates.
• Vinclament: És la deformació que pateixen els cossos sotmesos a compressió quan són llargs i prims. Exemple: la perxa d'un atleta quan fa un salt.

Estructures: Funció i Tipus

• Una estructura és un conjunt d'elements units entre ells amb la funció bàsica de suportar forces.
• Suporta l'acció de forces exteriors i interiors, aguanta el seu propi pes i manté l'estabilitat de l'estructura.

Tipus principals d'estructures:

• Estructures d'Armadura: Són metàl·liques (torres elèctriques, antenes, grues de construcció, ponts, cadires, taules) o de formigó (ponts, túnels, emprades per a la construcció).
• Estructures Laminars o de Carcassa: Formades per làmines o plafons que envolten l'objecte, com una carrosseria, un contenidor o la carcassa d'aparells.

Estabilitat Estructural

Perquè una estructura adquireixi més estabilitat, cal:

• Fixar-la a terra amb claus, cargols, fonaments, etc.
• Augmentar el pes a la base.
• Construir una base més àmplia.
• Col·locar cables tensors.

Principis de Disseny Estructural

• Les estructures més rígides i més resistents són en forma de triangle, i a més és una forma simple.
• Les unions poden ser articulades o rígides. El punt on s'uneixen s'anomena nus.
• En la construcció d'estructures s'utilitzen elements simples com bigues, pilars, tornapuntes, tirants i tensors.

Exemples de Perfils Estructurals

• Perfil IPN
• Perfil en U
• Perfil angular
• Perfil en T