Estructuras

INTRODUCCIÓN

Las estructuras son objetos compuestos por miembros de dos fuerzas, usualmente rectos. Constan generalmente de subelementos triangulares y están apoyadas de manera que se impida todo movimiento en el punto donde se construya, normalmente son construidas en madera o barras metálicas.

Su uso más frecuente son en la construcción de puentes, soportes de techo y brazos de grúas o torres, su uso también se presenta en el campo marítimo, fluvial y portuario.

1. OBJETIVOS

1.2 OBJETIVO GENERAL

Determinar un concepto claro y conciso de estructura, sus características, sus tipos, su rigidez y las condiciones para ella, los esfuerzos a que se encuentran sometidas las barras que la constituyen, su método de análisis y sus usos en el campo marítimo, fluvial y portuario.

1.3 OBJETIVOS ESPECÍFICOS

• Establecer un concepto de estructura.

• Establecer las características de una estructura.

• Denominar los tipos de armaduras.

• Denominar los tipos de estructuras.

• Indicar su proceso de construcción.

• Denominar la rigidez y las condiciones para ella.

• Determinar su equilibrio.

• Denominar los esfuerzos a los que se encuentra sometidos las barras que las constituyen.

• Indicar los métodos de análisis de los esfuerzos que actúan sobre ellas.

• Citar ejemplos del uso de las estructuras en el campo marítimo, fluvial y portuario.

2. MARCO TEÓRICO

2.1 ESTRUCTURAS

Una armadura es una estructura compuesta de elementos esbeltos unidos entre sí en sus puntos externos. Los elementos usados comúnmente en construcción consisten en puntales de madera o barras metálicas. En particular, las armaduras planas se sitúan en un solo plano y con frecuencia se usan para soportar techos y puentes.

Son ensambles triangulares que distribuyen cargas a los soportes a través de una combinación de miembros conectados por juntas articuladas configuradas en triángulos de manera que todos estén en compresión o tensión pura (sin flexión o cortante) y todas las fuerzas de empuje se descomponen internamente

2.2 CARACTERÍSTICAS DE LAS ESTRUCTURAS

Las principales características de las estructuras son:

• Sus ensambles son de forma triangular.

• Distribuyen cargas a los soportes.

• Combinación de miembros con juntas articuladas.

• Todos los miembros se encuentran sometidos a tensión o compresión.

• Descomponen las fuerzas de empuje internamente.

• Ofrecen máxima seguridad.

• Máxima resistencia.

• Bajo peso.

Y además Toda estructura debe ser capaz de soportar los esfuerzos ocasionados por:

• Su propio peso.

• Los originados por su uso o cumplimiento de su función.

• Las fuerza externas que sean aplicadas sobre ella. Como por ejemplo las originadas por efecto del viento.

2.3 TIPOS DE ESTRUCTURAS

Los tipos de estructuras se determinan a partir del número de fuerzas que actúan sobre ella.

2.3.1 Armaduras Formadas por miembros de dos fuerzas, es decir conformados por elementos conectados en nodos que están localizados en los extremos de cada elementos y por tanto, las fuerzas en sus extremos deben ir dirigidas a lo largo del eje del miembro (eje longitudinal).

Figura 3. Ejemplos armaduras

En relación a lo dispuesto anteriormente podemos llegar a las siguientes hipótesis:

• Que cada miembro de la armadura actúa según una carga dada.

• Que cada miembro reaccionará de acuerdo a esa carga.

• Todas las cargas actúan sobre los nudos de la armadura.

• Que los miembros están unidos entre sí por pasadores lisos, y en la vida real, con pernos o soldadura, siempre que las líneas de los centros de los miembros sean concurrentes.

2.3.1.1 Tipos de armaduras

• Armaduras planas: Son estructuras de forma reticuladas (interconectada o en forma de red), simples formado por elementos rectos de sección constante, cuya longitud supera varias veces su sección transversal.

Sus componentes se conocen como barras y se conectan rígidamente en sus extremos denominados nodos o nudos, los esfuerzos actúan a lo largo de su eje longitudinal.

Figura 1. Ejemplos armaduras planas

• Armaduras espaciales: Consiste en miembros unidos en sus extremos para formar una estructura estable tridimensional. El elemento más simple de una armadura espacial es un tetraedro, formado al conectar seis miembros entre sí.

El equivalente tridimensional del triángulo es el tetraedro, representado en la figura 2-a. Las armaduras espaciales se construyen a partir de subunidades tetraédricas. Por analogía con las armaduras planas simples, una armadura espacial simple se forma añadiendo unidades tetraédricas a la armadura según se indica en la figura 2-b.

Figura 2-a.Construcción armadura espacial primera parte

Ingeniería mecánica – estática: I

William F. Riley,Leroy D. Sturges

Figura 2-b. Construcción armadura espacial segunda parte

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