Fundamentos de Estructuras: Tipos, Características y Esfuerzos

1. Definición de Estructura

Una estructura se refiere a uno o varios elementos unidos entre sí, que deben recibir, soportar y transmitir las fuerzas que actúan sobre ella. Se clasifican en dos tipos:

• Estructuras artificiales: (ej. puentes, escaleras).
• Estructuras naturales: (ej. cuevas, caparazón de caracol).

2. Características Indispensables

Una estructura debe cumplir tres condiciones fundamentales:

• Resistencia: ha de soportar las fuerzas que actúen sobre ella sin romperse.
• Rigidez: debe resistir las cargas sin que se deforme.
• Estabilidad: se tiene que mantener en una posición de equilibrio.

3. Clasificación de las Estructuras

• Masivas: De gravedad, muy pesadas y macizas. Constan de elementos muy gruesos, anchos, pesados y resistentes. Ejemplos: iglesias, puentes de piedra.
• Laminares: Formadas por láminas o placas resistentes y delgadas que protegen las piezas del interior del objeto. La resistencia se logra dando forma a las láminas. Ejemplos: carcasa de un ordenador, carrocería.
• Armaduras: Formadas por barras, tubos, pilares, perfiles y vigas, con los que se construye un esqueleto o armazón. Según la disposición de sus elementos, se obtienen tres tipos: entramadas, colgadas y trianguladas.

4. Estructuras Trianguladas

En las estructuras trianguladas, las barras y los elementos se disponen formando conjuntos de triángulos que se soportan los unos en los otros.

5. Esfuerzos y Fuerzas

• Esfuerzo en un material: Son las tensiones internas que soporta.
• Fuerza: Capacidad de aguantar su propio peso más el de otro objeto.

6. Cimientos

Los cimientos, situados bajo tierra, reparten las cargas que soporta la estructura hacia el suelo. Todas las grandes estructuras necesitan apoyarse sobre una base fija.

7. Tipos de Esfuerzos

• Tracción: Un objeto está sometido a un esfuerzo de tracción cuando las fuerzas que actúan sobre este tienden a estirarlo y alargarlo, como sucede cuando tiramos de los extremos de una cuerda. Elementos como los cables tirantes están sometidos a tracción.
• Flexión/Pandeo: Un objeto está sometido a un esfuerzo de flexión cuando las fuerzas que actúan sobre este tienden a doblarlo. La flexión es una combinación de esfuerzos de tracción y compresión, ya que, al doblarse, la parte de arriba se comprime y la de abajo sufre una tracción. Por ejemplo, la balda de una estantería cargada con libros sufre un esfuerzo de flexión.