TALLER DE ESTRUCTURAS NUMERO DOS

1. Consulta y escribe cuáles son los elementos estructurales verticales, horizontales, curvos y lineales. Explica cada uno de ellos.
2. Explica que son los puentes con sus partes e inserta una imagen que las muestre.
3. Consulta y explica los tipos de puentes según su forma y material usado para la construcción.
4. Explica que es una estructura metálica.
5. Explica los distintos tipos de estructuras metálicas que existen.
6. Explica cinco ejemplos de estructuras metálicas con su respectiva imagen
7. Ingresa bibliografía.
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1.

Verticales: lo característico de estas estructuras es que en ellas están separadas las funciones estructural y de cerramiento. La función estructural (soporte de las cargas gravitatorias) la realizan los pilares (elementos verticales), la función de cerramiento (aislamiento e impermeabilidad) la realizan los muros de fábrica. Los pilares soportan los forjados y transmiten las cargas a la cimentación, formando el conjunto la estructura del edificio. *1
Horizontales: se denomina al elemento que soporta su propio peso y las sobrecargas de uso, tabiquería, dinámicas, etc. Dichas cargas se transmiten al terreno mediante otros elementos de la estructura, como vigas, pilares, muros y cimentación. Forma parte de la estructura horizontal de las diferentes plantas de un edificio, siendo capaz de solidarizar horizontalmente los diversos elementos estructurales, permitiendo no solo transmitir cargas verticales sino también horizontales. Ello contribuye a aportar rigidez en ese plano horizontal.*2
Curvos: son modelados para que resistan combinaciones de cargas tanto en planos perpendiculares como tangenciales a un plano tangencial a un punto de la superficie, un ejemplo de estas estructuras puede ser un domo o cúpula de una iglesia, que por su forma se puede decir que su propio peso se distribuye en componentes tangencial y normal a si misma.*3
Lineales: tienen una de sus dimensiones mucho mayor que las otras dos.Entre los ejemplos más sencillos pueden distinguirse dos casos: el tirante como elemento de eje recto sujeto a una carga actuante en dirección de su eje, y el cable colgante que sirve para resistir cargas transversales y que toma la configuración adecuada a cada sistema de carga que está sujeto. Un aspecto especialmente importante en el diseño de un elemento en tensión es la necesidad de un anclaje. Este elemento transmite la fuerza en él aplicada a un punto de apoyo que puede ser otra parte de la estructura o el terreno. *4

Tramo: esquema básico de las partes de un puente.

Porción del puente en la que se sostienen las pilastras o los bastiones.

Ménsula: es un recurso arquitectónico de aspecto tradicional en el cual se descarga el sobrepeso de las pilas y de los bastiones.

Bastión: sirve de apoyo para el tramo en la subestructura.

Asiento: forma parte del bastión en el cual el tramo descansa, también está ubicado en los extremos de los tramos diferentes de las pilas.

Ripio o Relleno: es sostenido por los estribos y es un sustituto de materiales removidos como la arena, la tierra y las rocas; también sirve de reforzamiento para la resistencia de las pilastras y los bastiones.

Luz de los bastiones: es la distancia media que existe entre los bastiones consecutivos y las paredes internas de pilas.

Losa de Acceso: superficie del rodamiento en la cual la ménsula se apoya.

Tablero: esta es la base superior del rodaje que se utiliza para repartir la carga a largueros y a vigas en momentos específicos. La estructura del tablero puede estar elaborada para servir de base a una vía férrea, a un canal de riego o a un canal de navegación, en estos dos últimos casos se le llamaría puente canal y también a una tubería, en el cual su nombre sería puente tubo.

Contraventeo: este es un sistema que proporciona rigidez a la estructura del puente.

Apoyos: los apoyos son ensamblajes y placas que son diseñados específicamente para repartir, transmitir y recibir las reacciones de la estructura del puente. Algunos tipos de apoyos son los balancines y los rodines.

Viga Transversal: es una armadura de conexión que se localiza entre las vigas principales. Una de ellas son las vigas de celosía.

Vientos o arriostrados laterales: sirven para conectar a las armaduras y proporcionarles rigidez.

Cabeza de un Puente: es una fortificación armada que sirve de protección al extremo de un puente que se encuentra cercano a una posición enemiga.

Pretil: el pretil es un murete de seguridad que se elabora en los puentes para impedir caídas o para establecer límites en una zona de tránsito.

Barandilla: también llamada baranda, es una clase de parapeto que está conformado por balaustres y se utiliza como un elemento de protección.*5

3. Los puentes son estructuras que los seres humanos han ido construyendo a lo largo de los tiempos para superar las diferentes barreras naturales con las que se han encontrado y poder transportar así sus mercancías, permitir la circulación de las gentes y trasladar sustancias de un sitio a otro.

Función:

Acueductos: puentes que conducen agua.
Viaductos: puentes destinados al paso de vehículos.
Pasarelas: puentes pensados para el uso exclusivo de peatones.

Materiales:

De madera: los primeros puentes son simplemente uno o varios troncos uniendo dos orillas de un riachuelo.
De piedra: la conquista tecnológica del arco permite construir puentes de piedra.
De hierro: la revolución industrial trae de su mano los primeros puentes de este material.
De hormigón y acero: los puentes actuales se construyen mezclando estos dos materiales.

Básicamente, las formas que adoptan los puentes son tres, que, por otra parte, están directamente relacionadas con los esfuerzos que soportan sus elementos constructivos. Estas configuraciones son:

Puentes de viga: están formados fundamentalmente por elementos horizontales que se apoyan en sus extremos sobre soportes o pilares. Mientras que la fuerza que se transmite a través de los pilares es vertical y hacia abajo y, por lo tanto, éstos se ven sometidos a esfuerzos de compresión, las vigas o elementos horizontales tienden a flexionarse como consecuencia de las cargas que soportan. El esfuerzo de flexión supone una compresión en la zona superior de las vigas y una tracción en la inferior
Puentes de arco: están constituidos básicamente por una sección curvada hacia arriba que se apoya en unos soportes o estribos y que abarca una luz o espacio vacío. En ciertas ocasiones el arco es el que soporta el tablero (arco bajo tablero) del puente sobre el que se circula, mediante una serie de soportes auxiliares, mientras que en otras de él es del que pende el tablero (arco sobre tablero) mediante la utilización de tirantes. La sección curvada del puente está siempre sometida a esfuerzos de compresión, igual que los soportes, tanto del arco como los auxiliares que sustentan el tablero. Los tirantes soportan esfuerzos de tracción.
Puentes colgantes: están formados por un tablero por el que se circula, que pende, mediante un gran número de tirantes, de dos grandes cables que forman sendas catenarias y que están anclados en los extremos del puente y sujetos por grandes torres de hormigón o acero. Con excepción de las torres o pilares que soportan los grandes cables portantes y que están sometidos a esfuerzos de compresión, los demás elementos del puente, es decir, cables y tirantes, están sometidos a esfuerzos de tracción.*6

Para empezar a hablar de Estructuras Metálicas definiremos de forma sencilla y general qué es una estructura.

Una estructura es un conjunto de partes unidas entre si que forman un cuerpo, una forma o un todo, destinadas a soportar los efectos de las fuerzas que actúan sobre el cuerpo.

La Estructuras Metálicas son las que la mayor parte de los elementos o partes que la forman son de metal (más del 80%), normalmente acero. A una estructura de este tipo se le puede llamar Estructura de Acero.

Recuerda que el acero es una aleación (combinación o mezcla) de hierro (Fe) y carbono (C) siempre que el porcentaje de carbono sea inferior al 2%. Este porcentaje de carbono suele variar entre el 0,05% y el 2% como máximo. A veces se incorpora a la aleación otros materiales como el Cr (Cromo), el Ni (Níquel) o el Mn (Manganeso) con el fin de conseguir determinadas propiedades y se llaman aceros aleados.

El acero tiene 3 grandes ventajas a la hora de construir estructuras:

- Soporta grandes esfuerzos o pesos sin romperse.

- Es flexible. Se puede doblar sin romperse hasta ciertas fuerzas. Un edificio de acero puede flexionar cuando se empuja a un lado por ejemplo, por el viento o un terremoto.

- Tiene Plasticidad. Incluso puede doblarse (plasticidad) sin romperse. Esta propiedad permite que los edificios de acero se deformen, dando así a la advertencia a los habitantes para escapar.

Una estructura de acero rara vez se derrumba. El acero en la mayoría de los casos se comporta mucho mejor en el terremoto que la mayoría de otros materiales debido a sus propiedades.

Una desventaja es que pierden su propiedades en altas temperaturas, lo que hace que no se comporten bien en los incendios.

Como las estructuras están formadas por un conjunto de partes, estas partes deben cumplir unas condiciones.

Condiciones que Debe Cumplir Cualquier Estructura

- Que sea Rígida: Que la estructura no se deforme al aplicar las fuerzas sobre ella.

- Que sea Estable : Que no vuelque.

- Que sea Resistente : Que al aplicarle las fuerzas, cada uno de los elementos que la forman sean capaces de soportar la fuerza a la que se verán sometidos sin romperse o deformarse.

Una estructura metálica es cualquier estructura donde la mayoría de las partes que la forman son materiales metálicos, normalmente acero. Las estructuras metálicas se utilizan por norma general en el sector industrial porque tienen excelentes características para la construcción, son muy funcionales y su coste de producción suele ser más barato que otro tipo de estructuras. Normalmente cualquier proyecto de ingeniería, arquitectura, etc. utiliza estructuras metálicas.

5. Estructuras Abovedadas

Como el nombre lo dice, en este tipo de estructuras se construyen bóvedas, cúpulas y arcos. Dichas formas sirven principalmente para equilibrar el peso de la construcción. Su forma permite cubrir espacios mayores y dejar huecos para que respire la edificación. Los arcos y bóvedas están formados por piezas llamadas dovelas y estas se encargan de resistir las fuerzas que reciben y transmiten. Un claro ejemplo son las que puedes ver en las catedrales o iglesias.

Estructuras Entramadas

Las entramadas son el tipo de estructuras más utilizadas en zonas urbanas. La mayoría de los edificios que podrás apreciar en tu ciudad utilizan diferentes tipos de vigas metálicas, pilares, columnas verticales y horizontales. Incluso, contrario de lo que se podría creer, estas estructuras son más ligeras en comparación a las abovedadas, por tal motivo los edificios consiguen ser de mayor altura.

Estructuras Trianguladas

Se caracterizan por la posición de las barras formando triángulos. Una de las ventajas de este tipo de estructuras, es que resultan ser muy resistentes y ligeras a la vez. Otra característica es que las uniones entre sus barras no son rígidas, evitando el riesgo de deformar la construcción. Más que nada este tipo de estructuras suelen utilizarse para la construcción de puentes y torres industriales.

Estructuras Colgantes

Son aquellas estructuras que se basan en la utilización de cables o tirantes unidos a soportes muy resistentes, funcionando como tracción para aguantar el peso de otros elementos. Los tirantes estabilizan la estructura y son mayormente empleados para la construcción de diferentes tipos de puentes.

Estructuras Laminares

La estructura laminar suele ser delgada y curva. A pesar de dar la impresión de no ser un tipo de material resistente, cuando se conectan las láminas entre sí se forma una capa resistente que aguanta sin problemas cargas exteriores por medio de la compresión. Incluso la característica de ser delgadas evita tensiones de flexión y cortes en su anatomía. Por ello, este tipo de estructuras son empleadas para el armado de automóviles y aviones.

6. Estructuras abovedadas