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PRESENTACIÓN TEMA-4

ALEJANDRA GIL PÉREZ 2ºA

ESTRUCTURAS Y ESFUERZOS

TECNOLOGÍA Y DIGITALIZACIÓN

1.LA ESTRUCTURA:

FUNCIONES DE UNA ESTRUCTURA:Todos los objetos y las construcciones que nos rodean están diseñados para mantener la estabilidad y el equilibrio frente a las acciones externas,así como soportar su propio peso y el de los elementos que contienen.

UNA ESTRUCTURA:es un conjunto de elementos unidos entre si que garantiza la solidez y la estabilidad a un objeto. Sus funciones basicas son:soportar, sostener, contener y proteger y son comunes sea cual sea el tipo de estructura.en gruas, vehiculos...

TIPOS DE ESTRUCTURAS: son las estructuras masivas, las laminares, las de barras y las colgadas.

ESTRUCTURAS LAMINARES:las integran panales o laminas unidas entre si formando una carcasa que permite contener y proteger objetos y personas.

ESTRUCTURA MASIVA:estan formadas por uros macizos capaces de soportar pesos y empujes muy grandes.

ESTRUCTURAS DE BARRA:las forman barras o tubos ensablados mediante los cuales es posible contener objetos y soportar pesos.

ESTRUCTURAS COLGADAS:utilizan cables y tensores que se fijan a muros o torres y permiten sostener elementos de manera estable.

ESTRUCTURA DE BARRA:son las más frecuentes en nuestro entorno.Estan compuestas por diversos elementos que han de ser capaces de soportar a los esfuerzos a los que se verán sometidas y poseen unas características técnicas que las diferencian del resto de estructuras

ESFUERZOS:una estructura está sometida a la acción de numerosas fuerzas o cargas que originan distintos tipos de esfuerzo que la estructura debe soportar para mantenerse equilibrada.Pueden ser fijas o variables.

TIPOS DE ESFUERZOS:cada tipo de fuerza que actúa sobre el elemento estructural produce en la estructura un esfuerzo diferente.Los diferentes tipos son:

• Esfuerzo de tracción:tiende a estirar los elementos que han de soportar.
• Esfuerzo de comprensión:tiende a comprimir los elementos sobre los que actúa.

• Esfuerzo de flexión:tiende a doblar los elementos. Es la mezcla entre esfuerzos de tracción y de compresión.

• Esfuerzo de torsión:tiende a retorcer los elementos. Es una mezcla de las fuerzas que provocan movimientos de rotación y de giro.

• Esfuerzo de cizalladura:tiende a cortar los elemenos dobre los que actúan fuerzas de rotación.

EQUILIBRIO DE UNA ESTRUCTURA:la estabilidad es la propiedad por la cual un cuerpo que está en equilibrio no cambia su situación a causa de una variación débil de las condiciones que lo rodean. Depende de la posición de su centro de grevedad.

El centro de gravedad de un cuerpo es el punto de aplicación en dicho cuerpo que la fuerza de la gravedad que lo atrae hacia la Tierra.

HAY 3 TIPOS DE EQUILIBRIOS Y SON:

• Equilibrio estable:se produce cuandoel centro de gravedad está muy bajo o la base es muy amplia.
• Equilibrio inestable:se produce cuando el centro de gravedad está muy alto o la base es muy baja

• Equilibrio indiferente:ocurre cuando la fuerza que produce el desequlibrio desaparece y el objeto permanece en equilibrio en cualquier posición.

ESTRUCTURAS ESTABLES Y RESISTENTES:hemos aprendido que es muy importante mantener la estabilidad en las estructuras que construimos, por lo que tenemos que preguntarnos qué podemos hacer para aumentar su resistencia, conseguir que sean más ligeras o mejor dicha estabilidad.

TRIANGULACIÓN:el triángulo es una figura geométrica muy estable que no tiende a deformarse cuando una fuerza actúa sobre él. Podemos encontrar estructuras formadas por triángulos unidos entre si.

PERFILES METÁLICOS:la sección que presentan los elementos de una estructura determinada su mayor o menor capacidad para soportar esfuerzos.

En la construcción de los elementos de una estructura se utilizan cada vez más los perfiles metálicos.

Estos perfiles están diseñados para pesar pocos y reistir bien los esfuerzos. Por eso los materiales más utilizados para su construcción son el acero y el aluminio.

TIPOS DE PERFILES METÁLICOS:

Perfiles en L:se usan mucho en estructuras ligeras y resistentes, como las estanterías metálicas.

Perfiles en U:se suelen utilizar como guía para otras estructuras, como las puertas correderas.

Perfiles en T:soportan muy bien los esfuerzos de flexión. Sobre ellos se apoyan las bovedillas.

Perfiles cuadrados:se emplean en estructuras ligeras y sencillas, como las ventanas de aluminio.

Perfiles en H:se emplean en pilares y vigas que soportan grandes esfuerzos de comprensión y flexión.

Perfiles redondos:se usan mucho en estructuras visibles y decorativas, como las sillas.

SISTEMAS PARA AUMENTAR LA ESTABILIDAD:para que las estructuras mantengan su estabilidad, se emplean diferentes métodos.

2. SUJECIÓN CON TENSORES:ej:la torre de Collserola puede combatir la fuerza del viento gracias a unos tensones bien distribuidos.

Subtítulo

3. PESOS EN LA BASE:las grúas de construcción deben estar equilibradas mediante pesos en la base para evitar que vuelquen.

1. FIJACIÓN AL SUELO:las vías del ferrocarril se mantienen fijas al suelo por medio de traviesas y pernos roscados.

sus metodos son :

4. BASE MUY ANCHA:los trípodes permiten conseguir una base muy ancha, lo que les proporciona una gran estabilidad.

2.CONSTRUCCIÓN DE ESTRUCTURAS:

CONSTRUCCIÓN DE ESTRUCTURAS MASIVAS:se contruyen mediante la colocación de materiales macizos bien grandes piezas, normalmente en forma de bloques de piedra, bien mediante acumulación de material en grandes cantidades, como el hormigón. En estas estructuras hay una gran concentración de material.

ESTRUCTURAS MASIVAS ANTIGUAS:son las primeras que comenzaron a crearse en la Antigüedad. Se construían por acumulación de grandes cantidades de piedra y se hacían de forma compacta, sin dejar huecos en la estructura y con bases muy anchas. Están diseñadas para soportar perfectamente grandes esfuerzos de comprensión, ya que los materiales con las que están fabricadas son muy resistentes a ese tipo de esfuerzos.

ESTRUCTURAS MASIVAS MODERNAS:se cracterizan principalmente por abandonar los grandes bloques de piedra y sustituirlos por grandes cantidades de hormigón. Siguen teniendo carácter masivo debido a que la estabilidad se consigue principalmente mediante el peso, pero requieren a menudo armadura de refuerzo adicional.

CONSTRUCCIÓN DE ESTRUCTURAS LAMINARES:se construyeron por medio de una capa rígida de gran superficie, normalmente fina, de un material resistente que tiene la función de recubrimiento y protección de la estructura. Estas estructuras pueden estar confeccionadas con materiales muy diversos.

• CARTÓN Y PLÁSTICO:se emplean en estructuras ligeras, que no han de soportar grandes esfuerzos.
• MADERA:soporta muy bien los esfuerzosde flexión y compresión.

• PLANCHAS DE ACERO:son muy resistentes y soportan todo tipo de esfuerzos.
• HORMIGÓN:se emplea en túneles de las líneas de ferrocarril por su gran resistencia a la compresión.

CONSTRUCCIÓN DE ESTRUCTURAS DE BARRAS:están formadas por la sucesión de los elementos horizontales y verticales que se entrecruzan entre sí formando un armazón.

Los elementos estructurales que las forman son los pilares o columnas y las vigas y viguetas que, al entrecuzarse, forman una trama plana denominada pórtico. También existen un elemento llamado la cimetización que se encarga de soportar el peso de todo el edificipo evitando que se hunda en el terreno.

Para construirlas se emplean distintos tipos de materiales:

• LA MADERA

• LOS PERFILES METÁLICOS

• EL HORMIGÓN ARMADO

• EL HORMIGÓN PRETENSADO

CONSTRUCCIÓN DE ESTRUCTURAS COLGADAS:son las que poseen elementos estructurales sometidos a esfuerzos de tracción, como cables tensores o tirantes que se encuentran fijados a los elementos de soporte que sustan la estructura.

ELEMENTOS DE LAS ESTRUCTURAS COLGANTES:

1. LAS BARRAS RÍGIDAS:se emplean en estructuras que han de permanecer inmóviles.
2. LOS TIRANTES:se emplean para sujetar los tableros de grandes puentes colgantes o atirantados

3. LOS CABLES Y TENSORES:se emplean cuando la estructura es móvil o dispone de cierta elasticidad frente a las cargas que deben soportar.

3.ESTRUCTURAS SINGULARES:

El desarrollo de nuevos materiales, la investigación sobre resistencias a los esfuerzos y el deseo de llevar a cabo construcciones bellas y funcionales han llevado a que las ciudades aparezcan nuevas estructuras. Por ejemplo:

• MUSEO GUGGENHEIM.BILBAO.

• CASA MILÁ.BARCELONA.

• SETAS DE LA ENCARNACIÓN.SEVILLA.

• BOSCO VERTICALE.MILÁN.

4.REPRESENTACIÓ DE ESTRUCTURAS:

Las herramientas CAD son programas digitales que permiten diseñar y representar cualquier objeto físico en 2D Y 3D con un gran nivel de detalle y exactitud. Los diseñadores digitales se pueden utilizar en las distintas fases de estudio y vonstrucción de objetos o piezas.Algunas de las áreas en las que se usan son:ingeníeria, arquitectura, decoración e interiorismo, robótica y electrónica y medicina y salud.

SOFTWARE CAD MÁS UTILIZADOS:vamos a conocer algunas de las herramientas CAD más usadas y productivas en los distintos sectores educativos y profesionales con sus caracteristicas y atributos mas importantes y reseñables.

• AutoCAD:se trata de una app de pago, pero ofrece licencias educativas para estudiantes y profesores.
• FreeCAD:se trata de una buena herramienta para iniciarse en el diseño de CAD.

• SketchUP:presenta una interfaz muy intuitiva y presenta muchas funciones de modelados y diseños en 3D.
• TinkerCAD:se trata de una app gratuita de CAD en 3D basada en entorno web, tiene un manejo muy sencillo.

• LibreCAD:se trata de una de las app de diseño más populares, y su comunidad de apoyo y desarrollo resulta muy activa.
• SolidWorks:permite sincronizarse en tiempo real con otros usuarios para realizar un trabajo colaborativo.

• Catia:se trata de una app multiplataforma ideal para el diseño, la fabricación y el análisis de modelos.Muy potente y muy profesional.

EL PROGRAMA LibreCAD:es una herramienta de diseño CAD gratuita fácil de usar y con un enfoque en diseños y dibujos técnicos. Las principales características son:

• Gratuita y de código abierto, multiplatafotma, de fácil instalación, interfaz sencilla, soporte para capas, herramientas completas y formato de archivo DXF.

HERRAMIENTAS Y EDICIÓN DE VISTAS:para manejar LibreCAD es muy importante conocer la interfaz de programa y establecer correctamente los parámetros de configuración del entorno de trabajo.Vamos a conocer las principales zonas y herramientas del programa:

• ÁREA DE DIBUJO:se trata de un espacio de trabajo infinito. Se necesitará utilizar las herramientas de zoom para trabajar sobre un área concreta.
• BARRA DE HERRAMIENTAS CAD:situadas en el lateral izquierdo del programa, muestra las opciones de dibujo.

1. Listado ordenado
2. Listado ordenado

• IMANES:permiten seleccionar o ajustar la posición de forma precisa al usar el ratón.
• HERRAMIENTAS DE ZOOM:son muy útiles para acercar o alejar la vista del dibujo. Hay que destacar la importancia de la herramienta de autozoom.

• PANEL DE CAPAS:son espacios o ámbitos de trabajo superpuestos e independientes. Se encuentra en el lateral derecho de la app. Es fundamental disponer de dicho panel para un correcto desarrollo y trabajo con LibreCAD.

• LÍNEA DE COMANDOS:es una herramienta que permite interaccionar con el programa mediante comandos de texto. Apartir de esos comandos se pueden identificar coordenadas exactas.
• BARRA DE ESTADO:situada en la parte inferior de la interfaz del programa, proporciona en todo momento información relevante al usuario.

MODO ORTOGONAL O ISOMÉTRICO:En LibreCAD se puede elegir dibujar en modo ortogonal o en isométrico; solo se debe configurar la rejilla correctamente en un modo u otro. Para ello, hay que seleccionar en la barra de menú superior: OPTIONS-CURRWNT DRAWING PREFERENCES, pestaña rejilla. Y wn el menú,elegi el modo deseado.

ejemplo;En el modo ortogonal, vamos a dibujar un cuadrado que tenga como punto central el punto (0,0) en una capa. A continuación, en una nueva capa, dibujaremos un círculo circunscrito en su interior.

• Crea las dos capas, a las que llamaremos capa cuadrado y capa círculo, en el panel de capas.

• Asigna a cada capa una un color diferente.

• Activa la capa cuadrado.

• Selecciona la herramienta rectangle y fija los puntos(-100,100) y (100 y -100) como los dos puntos en diagonal del polígono. Puedes ver las coordenadas de los puntos antes de marcarlos rn la parte izquierda de las barra de estado.

• Activa la capa círculo.

• Selecciona la herramienta de círculo center, point.

• Marca primero el centro del círculo, el punto (0,0), y después el radio marcando el punto (0,100).