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ESTRUCTURAS (2º CICLO: 3º ESO) ESTRUCTURAS PORTANTES
3. ELEMENTOS QUE COMPONEN UNA ESTRUCTURA PORTANTE Como decíamos en la introducción de esta unidad, vivimos rodeados de
estructuras, materiales e inmateriales. Nosotros vamos a tratar las
estructuras desde el punto de vista de la resistencia ante esfuerzos
mecánicos. Dichas estructuras se denominan portantes. Estructura portante es el conjunto de elementos que, además de
sostenerse a sí mismos, constituyen el soporte de otros sistemas más
complejos. Por ejemplo, la estructura de un edificio tiene como misión soportar
las acciones que se ejerzan sobre él y transmitirlas hasta
el suelo. A una estructura portante se le debe exigir: - seguridad, Dibuja un esquema de varias estructuras que conozcas: tu cuerpo, una
grúa, una casa de madera, un coche, un puente, ... Clasificaremos los distintos elementos que las componen teniendo en
cuenta la función estructural que desempeñan: - elementos de cimentación, 3.1. Elementos de cimentación Los cimientos son los elementos de transmisión de las cargas al
suelo. Nosotros transmitimos nuestro peso al suelo a través de la planta de
nuestros pies. Si te fijas, tienen una superficie mayor que la que tienen
nuestros tobillos. Cuando esquiamos, la superficie de los esquíes es
mayor que la superficie del pie porque la nieve resiste menos que le
terreno firme. Algo parecido ocurre con los cimientos. Los pilares, o soportes,
descansan en unos elementos de mayor superficie que son los elementos de
mayor superficie que son los elementos de cimentación. Antiguamente, cuando se construía con muros de carga, la cimentación
era un ensanchamiento del muro. En la actualidad, la cimentación se resuelve con zapatas. Los pilares
y muros de carga transmiten el peso a las zapatas. Estas son
elementos de mayor tamaño que los muros de carga y pilares que transmiten
las cargas al terreno. Existen distintos tipos de zapatas. En las figuras del margen te
mostramos las más usuales. Éstas tienen mayor superficie que los pilares puesto que el suelo
tiene menor resistencia que le hormigón (excepto algún tipo de
roca). Si no fuese así, se podría hundir el edificio. En zonas pantanosas y sobre terrenos que no son muy resistentes, se
construyen losas o plataformas para cimentar, como si los edificios
fuesen inmensas balsas flotantes. Por lo tanto, antes de dimensionar y plantear un determinado tipo de
cimentación es fundamental conocer el tipo de terreno con el que
contamos. Para ello se deben realizar unos ensayos denominados geotécnicos,
que nos permiten conocer la resistencia y otras características del
terreno útiles a la hora de realizar cualquier tipo de construcción. 3.2. Soportes Los elementos encargados de transmitir las cargas a la cimentación son
los soportes. Entre ellos destacamos los siguientes tipos: - Pilares Los pilares son elementos que trabajan a compresión y
normalmente son verticales. Hay autores que los denominan erróneamente columnas: hay que
diferenciarlos, puesto que las columnas son pilares de sección circular o
cilíndricos. Por otra parte, están los muros de carga conocidos popularmente
como "paredes maestras". Como su propio nombre indica son paredes
portantes. En nuestra arquitectura popular hay múltiples ejemplos de
este tipo de construcción. 3.3. Elementos de transmisión de cargas a
soportes Como elementos de transmisión de cargas a los pilares o soportes
estudiaremos los siguientes: - La catenaria En períodos anteriores al uso del hormigón armado y de las estructuras de acero, la arquitectura monumental se construía fundamentalmente de piedra o ladrillo. Como comentamos anteriormente, estos materiales trabajan muy mal a flexión, por lo que construían con formas que solucionasen este problema. Dichas formas son la catenaria y el arco. La catenaria es la curva que describe una cuerda, cadena o elemento similar sujeta por dos puntos que no están sobre la misma vertical. Esto lo sabía muy bien el arquitecto Gaudí, como se observa en la fotografía de la izquierda. En las ilustraciones se aprecia que las catenarias pueden ser elementos muy finos. Si en lugar de ser catenarias, hubiera sido un arco semicircular, con toda probabilidad no hubiese resistido con unos elementos tan sutiles y hubiera sido necesario aumentar la sección, es decir, "engrosar" los elementos. Otra forma de transmitir esfuerzos es a
través de arcos. Hay multitud de formas, puesto que podemos trazar arcos con uno o más centros. Cabe destacar los siguientes: - Arco de medio punto Además de los nombrados, existen multitud de arcos de diversos centros, como puedes ver en las ilustraciones que presentamos: El elemento de transmisión más usado en la
actualidad es la viga recta. Estas son elementos, generalmente horizontales, que trabajan a flexión. Normalmente transmiten las cargas a los pilares. Cuando vamos a dimensionar una estructura es fundamental que la viga resista las fuerzas que van a ella y que no tenga una flecha excesiva. Se denomina flecha a la máxima
desviación que presenta una viga respecto a la horizontal. ¿Podrías explicar la diferencia entre un dintel y una viga? Los tirantes y tensores son elementos, normalmente barras o cables metálicos, que están trabajando estiradas, es decir, a tracción. Se diferencian en que los tensores tienen unos mecanismos que permiten tensar los cables. A continuación vamos a realizar experiencias que nos permitan comparar arcos y vigas. O, paralelamente, bóvedas y forjados planos. 4. UNIONES ENTRE ELEMENTOS
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