las estructuras

05.10.2012 15:27

CARACTERISTICAS  DE LAS ESTRUCTURAS SEGUN SU FUNCION        

 

  • Naturales:  como el esqueleto, el tronco de un árbol, los corales marinos,  las estalagmitas y estalactitas, etc.

 

  • Artificiales: son todas aquellas que ha construido el hombre. Aquí aparecen algunas.

 


En función de su movilidad:

  • Móviles: serían todas aquellas que se pueden desplazar, que son articuladas. Como puede ser el esqueleto, un puente levadizo, una bisagra, una biela, una rueda, etc. Como ejemplo la estructura que sustenta un coche de caballos y un motor de combustión.

 

 

  • Fijas: aquellas que por el contrario no pueden sufrir desplazamientos, o estos son mínimos. Son por ejemplo los pilares, torretas, vigas, puentes.


 

  • Pilares: es una barra apoyada verticalmente, cuya función es la de soportar cargas o el peso de otras partes de la estructura. Los principales esfuerzos que soporta son de compresión y pandeo. También se le denomina poste, columna, etc. Los materiales de los que está construido son muy diversos, desde la madera al hormigón armado, pasando por el acero, ladrillos, mármol, etc. Suelen ser de forma geométrica regular (cuadrada o rectangular) y las columnas suelen ser de sección circular. 

 

  • Vigas: es una pieza o barra horizontal, con una determinada forma en función del esfuerzo que soporta. Forma parte de los forjados de las construcciones. Están sometidas a esfuerzos de flexión.

          Algunas vigas y viguetas formando parte de un forjado.

 

  • Muros: van a soportar los esfuerzos en toda su longitud, de forma que reparten las cargas. Los materiales de los que están construidos son variados: la piedra, de fábrica de ladrillos, de hormigón, etc.

 

 

  • Arcos: para ver y saber más sobre arcos pincha aquí...    

  • Tirantes: es un elemento constructivo que está sometido principalmente a esfuerzos  de tracción. Otras denominaciones que recibe según las aplicaciones son: riostra, cable, tornapunta y tensor. Algunos materiales que se usan para fabricarlos son cuerdas, cables de acero, cadenas, listones de madera...

ESFUERZOS DE LAS ESTRUCTURAS               

 

Los elementos de una estructura deben de aguantar, además de su propio peso, otras fuerzas y cargas exteriores que actúan sobre ellos. Esto ocasiona la aparición de diferentes tipos de esfuerzos en los elementos estructurales, esfuerzos que estudiamos a continuación:

Tracción | Compresión | Flexión | Torsión | Cortadura 

 

   Tracción                 

Decimos que un elemento está sometido a un esfuerzo de tracción cuando sobre él actúan fuerzas que tienden a estirarlo. Los tensores son elementos resistentes que aguantan muy bien este tipo de esfuerzos.

   Compresión            

Un cuerpo se encuentra sometido a compresión si las fuerzas aplicadas tienden a aplastarlo o comprimirlo. Los pilares y columnas son ejemplo de elementos diseñados para  resistir esfuerzos de compresión.

Cuando se somete a compresión una pieza de gran longitud en relación a su sección, se arquea recibiendo este fenómeno el nombre de pandeo.

    Flexión                  

Un elemento estará sometido a flexión cuando actúen sobre el cargas que tiendan a doblarlo. Ha este tipo de esfuerzo se ven sometidas las vigas de una estructura.

   Torsión                  

Un cuerpo sufre esfuerzos de torsión cuando existen fuerzas que tienden a retorcerlo. Es el caso del esfuerzo que sufre una llave al girarla dentro de la cerradura.

   Cortadura              

Es el esfuerzo al que está sometida a una pieza cuando las fuerzas aplicadas tienden a cortarla o desgarrarla. El ejemplo más claro de cortadura lo representa la acción de cortar con unas  tijeras.

                      

FENOMENOS ALOS QUE  SEBEN SOMETIDOS LAS ESTRUCTURAS

Estructuras civiles flexibles como chimeneas, puentes, torres de líneas de transmisión de energía eléctrica, son susceptibles de sufrir inestabilidad dinámica por la acción de fuerzas generadas por el viento. Al momento de su construcción, estas estructuras son diseñadas teniendo en cuenta distintos coeficientes que consideran los efectos que producen determinados fenómenos climáticos. 
Los valores de dichos coeficientes están compilados en códigos, los cuales en la actualidad no contemplan cierto tipo de tormentas que pueden hacer colapsar las estructuras flexibles. Esto eventos son conocidos como tormentas verticales descendentes. Estos vientos son de difícil detección y registro, debido a la brevedad de su duración y su localización espacial muy aleatoria, lo que lo hace un fenómeno de extrema dificultad para su codificación.
Con el objeto de enriquecer la información existente que incluya los efectos que no son tenidos en cuenta en los reglamentos, un equipo de investigación del Laboratorio de Aerodinámica de la Facultad de Ingeniería de la UNNE dirigido por el ingeniero Mario De Bórtoli trabaja en comprobar valores registrados y códigos vigentes, con los obtenidos experimentalmente.
La idea de este equipo de investigadores, que también lo integran los ingenieros Jorge Marighetti; Sandra Udrízar Lezcano; Federico Solari y Jorge Raicevich, es aportar información actualizada a los proyectistas para el diseño de estructuras sometidas a fenómenos originados por el viento.

Etapas. En el proyecto se analiza la forma en que se obtuvieron los códigos vigentes para continuar posteriormente con simulaciones y ensayos cuyos resultados serán contrastados para sacar una conclusión general.
Sin dudas que la simulación de las diferentes estructuras es el ensayo que mayor información brindará al trabajo. El Laboratorio de Aerodinámica de la Facultad de Ingeniería, dispone de un túnel de viento que reproduce la capa límite de la atmósfera destinado al estudio estructural con modelos reducidos. En el túnel se generan los efectos de los vientos sinópticos, es decir aquellos vientos que normalmente afectan las estructuras y cuyos registros ya se cuentan.
Ante la necesidad de conocer las características de las tormentas verticales de carácter transitorio, el equipo de investigadores trabaja en el diseño de un nuevo túnel que reproduzca este fenómeno, que en un escenario real se asemeja a una columna de aire que desciende e impacta en el suelo, expandiéndose y produciendo vórtices.
Mediante un dispositivo provisto de ventiladores y álabes directrices las columnas de aire que circulen en el túnel simularán el efecto superpuesto de tormentas regulares y descendentes. 
Esta otra etapa, con la construcción del nuevo túnel, permitirá la reproducción de eventos transitorios y el estudio a escala reducida de torres y líneas de transmisión de energía eléctrica expuestas a la acción de aquellos. Los resultados obtenidos se compararán con los aportados por reglamentos y códigos de viento y los obtenidos en el ensayo en túnel de viento de escurrimiento horizontal, para comparar el grado de influencia que provoca la modificación de la configuración de las cargas de viento.

Importancia. El impacto de esta investigación al desarrollo tecnológico es concreto: dará una mayor confiabilidad al diseño estructural y un gran ahorro en costos ante eventuales debacles.
La optimización de métodos de cálculo, la utilización de materiales cada vez más sofisticados llevó a un diseño y construcción de estructuras cada vez más livianas, de baja rigidez y menor amortiguamiento, convirtiéndolas en elementos altamente sensibles a los efectos dinámicos inducidos por el viento.
Se aplicará este conocimiento al diseño de estructuras civiles consideradas livianas, las más comunes: puentes y torres de líneas de transmisión de energía eléctrica.
Las líneas de transmisión de energía eléctrica, generalmente del tipo de torres tensadas o autoportantes, son estructuras de perfiles metálicos en forma reticulada. Desde el punto de vista aerodinámico, torres y conductores, se consideran estructuras esbeltas, pero por su peso son consideradas estructuras livianas.

   

BIBLIOGRAFIA Y CIBERGRAFIArevistacyt.unne.edu.ar/noticia_tec12.php             

BIBLIOGRAFIA Y CIBERGRAFIAwww.linalquibla.com/TecnoWeb/estructuras/contenidos/esfuerzos.htm