von Francisco Javier Santos Santos Vor 2 Jahren
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Las principales estructuras abovedadas son:
·Arcos: En la construcción de arcos, hay dos momentos particularmente delicados: el encaje de la clave, y la subsiguiente eliminación del andamio. Si el andamio no se quita en el orden correcto toda la estructura podría venirse abajo.
·Bóvedas y cúpulas: Una bóveda es un cuerpo cóncavo sostenido por las paredes que rodean un espacio, al cual sirve de cubierta o techumbre.
La cúpula es un tipo de bóveda esférica, generada por el giro de un arco sobre su eje de simetría.
La triangulación, o formación de triángulos con elementos resistentes, es el método más eficaz para hacer que las estructuras sean más rígidas y menos deformables. Este tipo de soluciones lo podemos encontrar en edificios.
Se basa en el empleo de tirantes y cables de acero para sostener elementos estructurales macizos. Se utiliza en construcción de puentes.
Tienen la función de servir de recubrimiento y protección. Suelen ser ligeras y normalmente, frágiles comparadas con otro tipo de estructuras más pesadas. Cuando se fabrican estructuras laminadas con mayor dureza y más resistentes, suelen denominarse exoesqueletos.
Son aquellas estructuras que emplean elementos resistentes, como pilares y columnas verticales, los cuales se entrecruzan con vigas horizontales formando un emparrillado.
Se basan en la solidez, la resistencia y permanencia en el tiempo de las estructuras naturales. Se componen de grandes bloques de piedra de gran espesor y de la acumulación de materiales cuya función principal es la suspensión, el ejemplo más claro es el de las pirámides egipcias.
Las principales situaciones de fallo de una estructura se originan:
·Fatiga del material: las estructuras están permanentemente sometidas a fuerzas y cargas. Algunas cargas están en movimiento, los elementos de la estructura reciben vibraciones por el movimiento de las cargas mediante pequeños y repetitivos impactos en todas las direcciones, esto hace que el material de la estructura tenga mayores esfuerzos y se degenere con mayor rapidez.
·Oxidación y corrosión: todos los materiales, sufren procesos de oxidación, que en muchos casos, dando lugar a la pérdida de la masa afectada en el material atacado.
· Diseño estructural erróneo: si en el proceso de planificación y diseño de la obra se cómete algún error o no se tiene en cuenta alguna eventualidad importante, al cabo de un tiempo aparecen fallos. Los materiales alcanzarán condiciones indeseables de ruptura, y la estructura terminará por derrumbarse.
Una estructura está formada por diferentes elementos coma cada uno tiene su propia misión, por lo que no todos están sometidos a los mismos esfuerzos. Los elementos estructurales son:
·Cimentación: es la encargada de transmitir las cargas de la estructura al terreno.
·Arcos: son Marcos curvos en los que las fuerzas soportadas se distribuyen entre sus elementos como cargas que producen compresión.
·Tirantes: son cables de acero que se utilizan con el objeto de dar rigidez y aumentar la resistencia de la estructura.
·Pilares y columnas: son elementos verticales de la estructura.
·Vigas: son elementos horizontales de la estructura que soportan la carga situada entre dos apoyos.
Existen cinco tipos diferentes:
·Tracción: es aquel esfuerzo en el que dos fuerzas estiran una pieza de tal forma que la pieza aumenta su longitud y disminuye su sección, especialmente en el centro.
·Compresión: es aquel esfuerzo en el cual dos fuerzas aplastan una pieza provocando una disminución de su longitud y un ensanchamiento de la pieza.
·Flexión: se da cuando una fuerza actúa de forma perpendicular a una pieza, produciendo la curvatura de esta.
·Torsión: es el retorcimiento de la pieza cuando sobre sus extremos actúan dos fuerzas giratorias y en sentido contrario.
·Cizalladura: es el efecto de corte de una pieza cuando actúan sobre ella, en un mismo punto, dos fuerzas con direcciones contrarias.
Según su duración y magnitud en el tiempo podrán ser:
·Permanentes: su magnitud y su dirección son siempre constantes.
·Variables: Cambian continuamente de magnitud y dirección.
Según su forma de aplicación:
·Puntuales o concentradas.
·Distribuidas.
El centro de gravedad, que se define como un punto representativo de un cuerpo en el que se puede considerar concentrada toda su masa. El centro de gravedad es un punto geométrico.
Todos los cuerpos tienden a buscar el equilibrio, es decir tienden a mantenerse estáticos.
Una estructura en equilibrio está afectada por múltiples fuerzas punto entre ella, las que aparecen debido al peso que soportan se denominan cargas.
Las cargas se pueden denominar en:
·Cargas estáticas o muertas, que no varían con el tiempo.
·Cargas dinámicas o vivas, que pueden variar con el tiempo.
·Cargas accidentales
Para medir una fuerza, existen varios instrumentos, el más habitual es la balanza, pero también se utiliza, en los laboratorios, el dinamómetro.
·La masa se mide en kilogramos (kg)
·Las fuerzas se mide en newton (N)
Las fuerzas son magnitudes que se caracterizan por su valor, o intensidad, y por su dirección. Las fuerzas aparecen cuando los cuerpos interaccionan entre sí y son sometidos a una aceleración, la interacción entre los cuerpos provoca que estos adquieran una aceleración, qué es tanto mayor cuánto menor sea su masa. Por tanto, las fuerzas pueden:
·Mover un objeto que está en reposo.
·Detener un cuerpo en movimiento.
·Deformar un cuerpo.
·Modificar la dirección del movimiento de un cuerpo.
El desarrollo de cerchas se realizará a base de formar triángulos uniendo mediante cartelas, los perfiles y las barras, lo que dan lugar a una estructura resistente a la deformación. Los nodos dan a los perfiles la posibilidad de girar, cada uno de ellos trabajará solo a compresión o tracción. El empleo de cerchas tiene una ventaja principal, resulta una estructura muy ligera en comparación con el peso que es capaz de soportar. Una fecha se construye como un sistema plano de barras y vigas, y para formar un volumen, se van añadiendo planos sucesivos de cerchas. Trans construir la estructura de cerchas se procede a la colocación de las cubiertas y paredes quedando terminado el edificio.
Los perfiles son aquellas formas comerciales en las que se suelen suministrar el acero, el aluminio y otros materiales. El nombre de cada uno de los perfiles viene dado por la forma que representa su sección.
Muchos profesionales de la arquitectura y la ingeniería han intentado construir estructuras naturales impresionantes, de hecho muchos estudios de arquitectura y universidades analizan estas estructuras desde su departamento de biomimetismo. la biomimética es un área de la ciencia que tiene por objetivo el estudio de las estructuras biológicas, con el fin de resolver aquellos problemas humanos que la naturaleza ya ha resuelto
Con el paso del tiempo hemos llegado a la conclusión de que la correcta distribución de las fuerzas y los pesos hacen que las estructuras naturales se sostengan durante mucho tiempo
Una estructuras se formará con un conjunto de elementos sólidos, unidos y acoplados, que tienen la función de soportar fuerzas, pesos y, en general, todo tipo de cargas.
El diseño de la estructura ha de permitirle mantener con solidez tanto su forma como su tamaño.
