5. Esfuerzos

ESFUERZOS QUE SOPORTAN LOS ELEMENTOS QUE COMPONEN LAS ESTRUCTURAS
Al construir una estructura se necesita tanto un diseño adecuado como unos elementos que sean capaces de soportar las fuerzas, cargas y acciones a las que va a estar sometida. Los tipos de esfuerzos que deben soportar los diferentes elementos de las estructuras son:

Tracción: Hace que se separen entre sí las distintas partículas que componen una pieza, tendiendo a alargarla. Por ejemplo, cuando se cuelga de una cadena una lámpara, la cadena queda sometida a un esfuerzo de tracción, tendiendo a aumentar su longitud.


Compresión: Hace que se aproximen las diferentes partículas de un material, tendiendo a producir acortamientos o aplastamientos. Cuando nos sentamos en una silla, sometemos a las patas a un esfuerzo de compresión, con lo que tiende a disminuir su altura.


Cizallamiento o cortadura: Se produce cuando se aplican fuerzas perpendiculares a la pieza, haciendo que las partículas del material tiendan a resbalar o desplazarse las unas sobre las otras. Al cortar con unas tijeras un papel estamos provocando que unas partículas tiendan a deslizarse sobre otras. Los puntos sobre los que apoyan las vigas están sometidos a cizallamiento.



Flexión: Es una combinación de compresión y de tracción. Mientras que las fibras superiores de la pieza sometida a un esfuerzo de flexión se alargan, las inferiores se acortan, o viceversa. Al saltar en la tabla del trampolín de una piscina, la tabla se flexiona. También se flexiona un panel de una estantería cuando se carga de libros o la barra donde se cuelgan las perchas en los armarios.


Torsión: Las fuerzas de torsión son las que hacen que una pieza tienda a retorcerse sobre su eje central. Están sometidos a esfuerzos de torsión los ejes, las manivelas y los cigüeñales.


PROYECTO 3: CONSTRUCCIÓN DE ESTRUCTURAS CON PAPEL.
La actividad consiste en realizar una estructura que soporte el peso de un tanque de agua.
Herramientas:
• Tijeras
• Pistola de silicona
• Regla
• Lápiz

Materiales:
• Papel de periódico o reciclado
• Pegante (colbón o de barra)
• Barra de silicona
• Cinta.


Proceso:
1. Corte las hojas en trozos rectangulares suficientemente grandes para obtener varillas largas.
2. Enrolle el papel desde una esquina de modo que quede muy apretada.
3. Pegue la esquina final con pegante.
4. Corte con unas tijeras los extremos para que las varillas queden iguales.
5. Las varillas se pueden empalmar con palillos y cinta.
6. Use la pistola de silicona o cinta para unir las varillas.
7. Observe las imagenes y realice una estructura similar a una de ellas.


8. Verifique que soporta suficiente peso.

Resuelva el siguiente taller en el cuaderno.

1. Describa brevemente cada uno de los esfuerzos que soportan los elementos que conforman las estructuras. _____________________________________________________________
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2.Describa como fue el proceso para la elaboración de la estructura __________
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3.Qué fue lo que más se dificulto en la elaboración de la estructura :______
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4.Qué fue lo más fácil de realizar en la elaboración de la estructura: ____________
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5.En que lugares utilizaría este tipo de estructura? ______________________________________________________________
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4. Tipos de Estructuras

PRINCIPALES TIPOS DE ESTRUCTURAS.
Se pueden realizar muchas clasificaciones de las estructuras, atendiendo a diferentes parámetros:

Función de su origen:
Naturales: como el esqueleto, el tronco de un árbol, los corales marinos, las estalagmitas y estalactitas, etc.

Artificiales:
son todas aquellas que ha construido el hombre. Aquí aparecen algunas.

En función de su movilidad:
Móviles: serían todas aquellas que se pueden desplazar, que son articuladas. Como puede ser el esqueleto, un puente levadizo, una bisagra, una biela, una rueda, etc. Como ejemplo la estructura que sustenta un coche de caballos y un motor de combustión.

Fijas: aquellas que por el contrario no pueden sufrir desplazamientos, o estos son mínimos. Son por ejemplo los pilares, torretas, vigas, puentes.

En función de su utilidad o situación:

Pilares: es una barra apoyada verticalmente, cuya función es la de soportar cargas o el peso de otras partes de la estructura. Los principales esfuerzos que soporta son de compresión y pandeo. También se le denomina poste, columna, etc. Los materiales de los que está construido son muy diversos, desde la madera al hormigón armado, pasando por el acero, ladrillos, mármol, etc. Suelen ser de forma geométrica regular (cuadrada o rectangular) y las columnas suelen ser de sección circular.

Vigas: es una pieza o barra horizontal, con una determinada forma en función del esfuerzo que soporta. Forma parte de los forjados de las construcciones. Están sometidas a esfuerzos de flexión.
Algunas vigas y viguetas formando parte de un forjado.

Muros: van a soportar los esfuerzos en toda su longitud, de forma que reparten las cargas. Los materiales de los que están construidos son variados: la piedra, de fábrica de ladrillos, de hormigón, etc.


ARCOS.
Las partes fundamentales de un arco son:


Los principales tipos de arcos son:

.......Arco de medio punto..........Arco de Herradura............Arco Ojival

Esto no quiere decir que sean los únicos, además en muchos casos se construyen tipos que son mezclas de los que hemos visto.

Puentes de arco. Están constituidos básicamente por una sección curvada hacia arriba que se apoya en unos soportes o estribos y que abarca una luz o espacio vacío. En ciertas ocasiones el arco es el que soporta el tablero (arco bajo tablero) del puente sobre el que se circula, mediante una serie de soportes auxiliares, mientras que en otras de él es del que pende el tablero (arco sobre tablero) mediante la utilización de tirantes. La sección curvada del puente está siempre sometida a esfuerzos de compresión, igual que los soportes, tanto del arco como los auxiliares que sustentan el tablero. Los tirantes soportan esfuerzos de tracción.

Sobre tablero. El arco soporta el peso del tablero del que está colgado.
Bajo tablero. El tablero está encima del arco que es quien soporta el peso del puente.

Tirantes: es un elemento constructivo que está sometido principalmente a esfuerzos de tracción. Otras denominaciones que recibe según las aplicaciones son: riostra, cable, tornapunta y tensor. Algunos materiales que se usan para fabricarlos son cuerdas, cables de acero, cadenas, listones de madera...




En función del material del que estén construidas:Madera.
Metálicas.
Hormigón.
Otros.

PROYECTO 2: CONSTRUCCIÓN DE ESTRUCTURAS CON PAPEL.
La actividad consiste en realizar una estructura de un techo para un centro comercial con papel.
Herramientas:
• Tijeras
• Pistola de silicona
• Regla
• Lápiz

Materiales:
• Papel de periódico o reciclado
• Pegante (colbón o de barra)
• Barra de silicona
• Cinta.
• Papel celofan



Proceso:
1. Corte las hojas en trozos rectangulares suficientemente grandes para obtener varillas largas.
2. Enrolle el papel desde una esquina de modo que quede muy apretada.
3. Pegue la esquina final con pegante.
4. Corte con unas tijeras los extremos para que las varillas queden iguales.
5. Las varillas se pueden empalmar con palillos y cinta.
6. Use la pistola de silicona o cinta para unir las varillas.
7. Realice una estructura similar a la de la imagen.

8. Verifique que soporta suficiente peso



9. Recubra la estructura del techo con papel celofan.
10. Realice una base para la estructura del techo que acaba de crear.

1. Qué tipos de estructuras existen en función de su Origen?
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2. Qué tipos de estructuras existen en función de su movilidad?
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3. Qué tipos de estructuras existen en función de utilidad o situación?
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4. Nombre los tres tipos de arcos ____________ ___________ ___________

5. Qué son los Tirantes ? _______________________________________
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6. Describa como fue el proceso para la elaboración de la estructura
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7. Qué fue lo que más se dificulto en la elaboración de la estructura:
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8. Qué fue lo más fácil de realizar en el proyecto de la estructura:
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9. Qué ventajas tiene trabajar este tipo de estructuras en un techo de un centro comercial? ___________________________________________________
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