La estructura es el conjunto de elementos unidos entre sí, destinados a soportar los efectos de las fuerzas que actúan sobre un objeto y a mantener su forma y su estabilidad frente a dichas fuerzas. Y deben cumplir las siguientes funciones:

• Mantener la forma y soportar su propio peso. Todos los cuerpos poseen un peso, debido a los elementos que los conforman, y tienen una forma que debe ser estable y mantenerse en el tiempo. Una función derivada de esta condición es que la estructura debe proteger al resto de los elementos.
• Resistir fuerzas externas. Los cuerpos están sometidos a la acción de agentes externos, y su estructura debe encargarse de resistir estas fuerzas.
• Soportar pesos. Además de fuerzas externas, la estructura debe soportar las cargas o pesos externos, además de su propio peso.

Esfuerzos en las Estructuras

Un esfuerzo es la tensión interna que experimentan los elementos de una estructura cuando están sometidos a la acción de una o varias fuerzas. Hay diferentes tipos:

• Tracción: Las fuerzas tienden a estirar el cuerpo sobre el que actúan. Si actúan un par de fuerzas, estas son opuestas y lo hacen hacia el exterior del cuerpo en la misma dirección y sentido contrario. Si es una sola fuerza, actúa hacia el exterior, perpendicularmente a la superficie que lo sujeta. Aparecen en cables, cadenas, barras.
• Compresión: Las fuerzas tienden a aplastar o acortar el cuerpo sobre el que actúan. Si actúan un par de fuerzas, estas son opuestas y lo hacen hacia el interior del cuerpo, en la misma dirección y sentido contrario. Si es una sola fuerza, al igual que en el esfuerzo de tracción, lo hará de forma perpendicular a la superficie que lo sujeta. Se dan en columnas, cimientos, arandelas.
• Flexión: Las fuerzas actúan de forma perpendicular al eje longitudinal del cuerpo y tienden a deformarlo verticalmente o doblarlo. Si el cuerpo tiene un apoyo, la fuerza actúa en el extremo libre y tiende a deformarlo verticalmente. Si el cuerpo tiene dos apoyos, la fuerza actúa en la zona central y tiende a doblarlo. Están sometidos a estas fuerzas vigas, puentes, bancos.
• Torsión: Las fuerzas tienden a retorcer el cuerpo sobre el que actúan. Estas fuerzas se consideran un par (o momento) y son perpendiculares al eje de rotación. Se dan en ejes, tornillos, sacacorchos.
• Cortadura o cizalladura: Las fuerzas tienden a cortar el objeto. Estas fuerzas se sitúan muy próximas y actúan en sentido contrario y perpendicularmente al eje longitudinal del objeto. En una estructura, los elementos de unión suelen estar sometidos a estos esfuerzos. También aparecen en alcayatas y tijeras.
• Pandeo: Se define como un esfuerzo de flexión combinado con uno de compresión. Se da en elementos largos y con poca sección. Se puede observar en una regla graduada, un espagueti o el lateral del marco de una puerta.

Cimentaciones

Hay 3 tipos de cimentaciones que son:

• Superficiales (zapatas o losas)
• Profundas (pilares o pilotes)
• Especiales (pantallas de contención o antiterremotos)

Tipos de Cimentaciones

• De zapatas: Se usan en cimentaciones superficiales y con suelos resistentes, ya que se emplean para soportar pesos elevados.
• De losa continua: Se usan en cimentaciones superficiales y con terrenos inestables, en estructuras que soportan cargas altas. Se componen de placas de hormigón sobre las que se apoya la estructura.
• De pilotes: Se usan en terrenos blandos para distribuir la carga entre los pilotes a una profundidad considerable.
• De pozos o pilares: Se usan en cimentaciones de profundidad media, en terrenos blandos en superficie. Los pilares de hormigón transmiten las cargas directamente a la parte más profunda, que suele ser un lecho de roca.
• Aisladores y amortiguadores: Se usan en suelos con un elevado riesgo de seísmo para separar la estructura de la cimentación y, de esta forma, no trasmitir las vibraciones sísmicas. Están formados por plásticos especiales muy resistentes. Los amortiguadores suelen ser grandes masas sólidas o incluso de agua.

Arcos

Los arcos son elementos formados por dos pilares y una pieza directriz de forma curvada que soportan el peso de la estructura. En ellos, la carga se reparte hacia los lados mediante una fuerza denominada empuje, logrando que puedan soportar grandes cargas a pesar de estar hueco el espacio bajo el arco. Y sus partes son: 1. Clave 2. Dovela 3. Trasdós 4. Imposta 5. Intradós 6. Flecha 7. Luz – vano 8. Contrafuerte

Forjados

Se denomina forjado a un conjunto de elementos que forma parte de la estructura horizontal dividiendo las diferentes plantas de una construcción. Su función es transmitir las cargas hacia las viguetas, vigas y pilares. Está constituido por diversos materiales que aportan resistencia y rigidez a la estructura, como hormigón armado, bovedillas y elementos terminales tales como baldosas o entarimados.

Tipos de Forjados

• Unidireccionales: Apoyan sobre elementos lineales, como las vigas. Presentan flexión principalmente en una dirección.
• Bidireccionales: Apoyan sobre elementos lineales y puntuales, como pilares. Presentan flexión en dos direcciones: longitudinal y transversal.

Componentes del Forjado

Armadura antifisuración, armadura de negativos, armadura adicional de positivos, estructura metálica y forjado colaborante.

Tipos de Estructuras

• Estructuras masivas: Están formadas por grandes bloques de materiales compactos como rocas o hormigón, apilados sin huecos. Son pesadas, resistentes y estables, diseñadas para soportar cargas elevadas, principalmente de compresión. Ejemplo: presas hidráulicas y construcciones megalíticas como las pirámides.
• Estructuras entramadas, reticuladas o de armazón: Combinan elementos lineales (vigas, columnas) formando tramas o pórticos que distribuyen las cargas eficientemente, reduciendo peso. Usan materiales como acero, hormigón armado, madera o aluminio. Son comunes en edificios y rascacielos.
• Estructuras trianguladas: Utilizan barras dispuestas en forma de triángulos para lograr estabilidad con poco material, adaptándose a diversas formas y espacios. Son ligeras y resistentes. Ejemplos: torres eléctricas, grúas, norias y la Torre Eiffel.
• Estructuras colgantes o suspendidas: Formadas por cables, tirantes o tensores que soportan la estructura anclada a soportes. Resisten tracción, vibraciones, fuerzas dinámicas (viento, tráfico) y estáticas (peso propio). Ejemplo: Puente Golden Gate.
• Estructuras laminares, de cáscara o de membrana: Superficies planas, redondeadas o tensadas que cubren y protegen, distribuyendo las cargas. Usadas en cúpulas, depósitos de agua, carrocerías o envases. Materiales: metal, plástico o compuestos.
• Estructuras neumáticas: Membranas infladas con aire comprimido, ligeras y portátiles, para usos temporales como emergencias o almacenaje. Materiales plásticos soportan tracción y condiciones adversas. Ejemplos: neumáticos, atracciones infantiles.
• Estructuras abovedadas: Basadas en arcos, bóvedas y cúpulas, distribuyen peso y compresión eficientemente. Usadas en túneles, acueductos y edificios históricos como el Coliseo o el Panteón de Agripa.
• Estructuras geodésicas: Cúpulas basadas en sólidos platónicos (e.g., icosaedros), ligeras, rápidas de construir y cubren grandes espacios sin soportes intermedios. Usos: invernaderos, planetarios, pabellones.
• Estructuras tensegríticas: Combinan barras rígidas (compresión) y cables (tracción), logrando estabilidad mediante autoequilibrio. Son ligeras, sostenibles y usadas en escultura y construcción.

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