Forces i estructures

Enviado por Chuletator online y clasificado en Tecnología Industrial

Escrito el en catalán con un tamaño de 8,64 KB

 

Una estructura és un conjunt resistent i estable d'elements capaços de suportar forces i transmetre-les als punts de suport.

Les forces que actuen sobre una estructura s'anomenen càrregues.

El primer pont construït amb acer

El pont sobre el riu Severn es va construir a Anglaterra entre el 1777 i el 1779. A partir d'aquell moment es van fer ponts d'acer en altres llocs. La tecnologia per fabricar perfils en sèrie, apareguda en el Segle XIX, va simplificar la fabricació d'estructures.

Les càrregues poden ser: el pes mateix de l'estructura, el pes dels elements que s'hi col·loquen a sobre, el vent que l'empeny, la neu que hagi de suportar, etc.

Suposem que un tren està creuant un pont sobre un riu. L'estructura del pont haurà de suportar el pes del pont més el del tren i, a més, traslladar aquest pes als punts de suport de la riba.
Anomenem esforços les forces que suporten els elements d'una estructura quan es troba sotmesa a altres forces o càrregues.

Una estructura o un element estan sotmesos a un esforç de tracció quan hi actuen a sobre forces que tendeixen a augmentar-ne la longitud, és a dir, a estirar-los.

Un element o una estructura estan sotmesos a un esforç de compressió quan hi actuen a sobre forces que tendeixen a disminuir-ne la longitud; és a dir, a comprimir-los.

Una estructura o un element estan sotmesos a un esforç de flexió quan les forces o les càrregues tendeixen a doblegar-los.

Un element està sotmès a un esforç de tall o cisalla quan les forces que actuen paral·lelament al sentit de la secció tendeixen a tallar-lo; és a dir, tendeixen a desplaçar una secció respecte a l'altra.Un element està sotmès a un esforç de torsió quan les forces que hi actuen tendeixen a fer girar una secció respecte a l'altra; es a dir, a retorçar-lo.

Els elements més utilitzats a les estructures són: 
fonaments, columnes o pilarsbigues,arcs i tirants.

Columnes o pilars


 Són barres verticals dissenyades especialment per suportar esforços de compressió.

Bigues


 Són barres horitzontals que estan sotmeses a esforços de flexió. Les diverses plantes d'un edifici se suporten amb bigues.

Arc

Element amb forma corba que serveix per cobrir un forat entre dos pilars, i que suporta una part de l'estructura descarregant el pes als extrems.

Tirants


 Són cables o barres que suporten esforços de tracció. Poden ser d'acer i serveixen per augmentar la resistència i l'estabilitat d'una estructura.
Una estructura és resistent quan conserva la seva forma després d'aplicar-hi càrregues.

Arcs

Un altre element que també aporta resistència a una estructura és l'arc, que treballa sotmès acompressió.
Aquest element ja va ser utilitzat pels romans per fer ponts amb pedres i maons.

Els arcs romans es mantenen gràcies al suport d'un maó sobre l'altre, i no s'utilitza cap adhesiu entre les peces. Solen tenir forma de tascó i encaixen perfectament. Al maó central se li diu pedra angular o clau; és el que subjecta l'arc i sol ser més gran que la resta.
Des del temps dels romans fins a l'actualitat s'ha seguit utilitzant l'arc per construir ponts. 
Les estructures estables són aquelles que, quan se'ls aplica una força, conserven la seva posició. Són estructures inestables les que en aplicar-hi un petit impuls perden l'equilibri. 
A la il·lustració següent es descriuen alguns recursos per millorar l'estabilitat d'una estructura, però segur que en pots trobar alguns més.

Entradas relacionadas: