Fundamentos de Estructuras: Fuerzas, Esfuerzos y Elementos Constructivos

Conceptos Fundamentales de Estructuras

Fuerza: Es todo aquello capaz de deformar un cuerpo o alterar su estado de movimiento o reposo.

Estructura: Es el conjunto de elementos de un cuerpo destinado a soportar los efectos de la fuerza que actúa sobre él, con el objeto de mantener su forma. La fuerza que actúa sobre este se denomina carga y puede ser de dos tipos:

• Cargas fijas
• Cargas variables

Condiciones que debe cumplir una estructura

• Estabilidad: Debe garantizar que el objeto sea estable, es decir, que no se vuelque con facilidad.
• Resistencia: Tiene que soportar los esfuerzos a los que esté sometida sin romperse.
• Deformación controlada: Debe deformarse siempre dentro de los límites que permitan al objeto seguir cumpliendo su función.

Esfuerzos que soportan las estructuras

• Tracción: Son fuerzas que tienden a alargar el elemento.
• Compresión: Tiende a disminuir su altura o longitud.
• Cizallamiento o cortadura: Se produce cuando se aplican fuerzas perpendiculares a la pieza, haciendo que las partículas del material tiendan a resbalar o desplazarse unas sobre otras.
• Flexión: Ocurre cuando una pieza tiende a doblarse debido a una fuerza aplicada sobre ella.
• Torsión: Las fuerzas tratan de retorcer el elemento sobre el que actúan.

Elementos y Tipologías Estructurales

Estructuras triangulares: Se trata de estructuras formadas por barras triangulares, normalmente metálicas o de madera. La triangulación hace que la estructura sea indeformable.

Vigas: Son elementos horizontales con forma de prisma rectangular que están sometidas principalmente a esfuerzos de flexión.

Pilares: Son elementos verticales en los cuales se apoyan las vigas. Están sometidos a esfuerzos de compresión, al quedar comprimidos entre las vigas y los cimientos. Los pilares circulares se denominan columnas y, si están adosados a la pared, se llaman pilastras.

Perfiles Estructurales

Los perfiles se utilizan sobre todo en estructuras metálicas. Con ellos se consiguen estructuras más ligeras que soportan grandes pesos. Los perfiles huecos se adaptan especialmente bien al esfuerzo de compresión.

Tipos de perfiles

• Perfiles tubulares:
  • Perfil de sección circular.
  • Perfil de sección triangular.
  • Perfil de sección cuadrada.
• Perfiles laminados