Fundamentos de Estructuras: Esfuerzos, Elementos y Clasificación

¿Qué es una estructura?

Una estructura es un conjunto de elementos capaces de soportar fuerzas y transmitirlas a los puntos donde se apoyan, con el fin de ser resistente y estable. Estas fuerzas que actúan sobre la estructura se llaman cargas.

Tipos de esfuerzos

Llamamos esfuerzos a las fuerzas que aparecen en los elementos de una estructura cuando esta está sometida a otras fuerzas o cargas:

• Tracción: Ocurre cuando sobre el elemento actúan fuerzas que tienden a aumentar su longitud.
• Compresión: Se produce cuando sobre el elemento actúan fuerzas que tienden a disminuir su longitud.
• Flexión: Sucede cuando las fuerzas o las cargas tienden a doblar el elemento.
• Cortadura o cizalla: Se da cuando las fuerzas que actúan paralelamente a su sección tienden a cortarlo.
• Torsión: Aparece cuando existen fuerzas que tienden a hacer girar una sección con respecto a la otra.

Elementos de una estructura

Los elementos más usados en las estructuras son: cimientos, columnas o pilares, vigas, arcos y tirantes.

Estructuras resistentes y estables

• Resistentes: Una estructura es resistente cuando conserva su forma al aplicarle cargas.
• Triángulos: Es la única figura geométrica que no se deforma aunque le apliques cargas.
• Arcos: Trabajan principalmente sometidos a compresión.
• Estables: Son estructuras estables aquellas que, al aplicar una fuerza sobre ellas, conservan su posición. Por el contrario, son inestables las estructuras que, al aplicar un pequeño empuje, pierden el equilibrio.

Perfiles estructurales

Los perfiles nos permiten hacer las estructuras resistentes, ligeras y baratas al mismo tiempo:

• Abiertos: Con forma de V, T, U, L, X, H.
• Cerrados: Con forma de O, cuadrado y triángulo.

Tipos de estructuras artificiales

• Masivas: Son aquellas en las que predomina una gran concentración de material.
• Abovedadas: Predominan los arcos, las bóvedas o las cúpulas como elementos de sujeción y soporte.
• Entramadas: Formadas por un conjunto de perfiles de madera, acero u hormigón que se encuentran entre sí; sus elementos principales son vigas, pilares o cimentación.
• Colgantes: Son las que están sustentadas por cables o perfiles sujetos a elementos de soporte.