Fundamentos de Estructuras: Tipos, Esfuerzos y Componentes Clave

Tipos de Estructuras

Estructuras Naturales

Formadas sin que haya actuado el ser humano. Ejemplos: cueva, nido de pájaro.

Estructuras Artificiales

Aquellas que han sido elaboradas por el ser humano para satisfacer una necesidad o resolver un problema.

Estructuras de Mampostería (o Sólidas)

Formadas por grandes bloques de piedra.

Estructuras Abovedadas

Están formadas por arcos y bóvedas.

Estructuras Trianguladas

Formadas por barras de madera o metálicas (ej. acero). Estas barras se colocan formando triángulos (triangulación). El triángulo es una figura indeformable. Ejemplos: puentes, cerchas.

Estructuras Colgantes (o Conglomerantes)

Formadas por cables de los que cuelga la estructura. Los cables son tirantes. Si el tirante se puede regular (estirándolo más o menos), se denomina tensor. Estos tirantes/tensores soportan el esfuerzo de tracción.

Estructuras de Hormigón Armado

Su material más importante es el hormigón, que tiene alta resistencia a la compresión y baja a la tracción. Para compensar esto, se colocan barras de acero en su interior (armadura). El suelo que pisamos se llama forjado.

Estructuras Laminares

Están formadas por láminas finas de metal. Su resistencia se debe a su curvatura (resistencia a tracción y compresión) y a los pliegues.

Estructuras Neumáticas

Formadas por aire comprimido. Son desmontables y ligeras.

Estructuras Tridimensionales (o Espaciales)

Combinan las propiedades de las bóvedas y de las estructuras trianguladas.

Fuerza y Cargas en Estructuras

Fuerza

Es todo aquello capaz de:

• Deformar un cuerpo (efecto estático).
• Modificar su estado de movimiento (efecto dinámico).

Cargas

Es una fuerza que actúa sobre una estructura. Pueden ser:

• Fijas/Permanentes: No varían a lo largo del tiempo, son constantes. Ejemplos: suelo de casa, paredes.
• Variables: Cambian a lo largo del tiempo. Ejemplos: nieve, lluvia.

Esfuerzos Estructurales

Esfuerzos

Es la tensión interna que sufre un cuerpo cuando es sometido a una o varias fuerzas.

Tracción

Dos fuerzas hacia afuera actúan sobre el cuerpo. El cuerpo se estira, se alarga y se estrecha.

Propiedades Fundamentales de las Estructuras

Estabilidad

Debe estar erguida y no volcar. Para ello, el centro de gravedad (c.d.g.) debe estar lo más bajo posible.

Resistencia

Debe soportar todas las presiones que actúan sobre ella sin romperse.

Rigidez

Puede deformarse, pero sin llegar a impedir que cumpla su función. Para aumentar la rigidez, se triangula (ej. con acero).

Elementos Estructurales

• Pilar: Elemento vertical de forma cuadrada o rectangular.
• Columna: Elemento vertical de forma cilíndrica.
• Pilastra: Columna o pilar adosado a una pared.
• Viga: Elemento horizontal que se apoya sobre los pilares o muros.
• Viguetas: Elementos horizontales más pequeños, apoyados sobre las vigas.
• Dinteles: Elemento horizontal que cubre un hueco (puerta o ventana) entre dos pilares o muros.
• Arcos y Bóvedas: Elementos curvos que cubren grandes luces o espacios, transmitiendo las cargas lateralmente.
• Forjados: Elemento horizontal que forma los suelos y techos de un edificio.
• Zapatas: Prismas rectangulares de hormigón situados bajo los pilares, que transmiten la carga al terreno.
• Tirantes/Tensores: Elementos que trabajan a tracción, empleados en estructuras colgantes o en arriostramientos para dar estabilidad.