Los puentes: el libro de texto

LOS PUENTES

Libro de texto

TECNOLOGÍA DE LA ESO

1er CICLO 

1º de ESO

2º de ESO

 

2º CICLO

3º de ESO 

ESTRUCTURAS  (2º  CICLO:  3º ESO)

ESTRUCTURAS PORTANTES

 

   2.    ESFUERZOS

3.    ELEMENTOS QUE COMPONEN UNA ESTRUCTURA PORTANTE

Como decíamos en la introducción de esta unidad, vivimos rodeados de estructuras, materiales e inmateriales. Nosotros vamos a tratar las estructuras desde el punto de vista de la resistencia ante esfuerzos mecánicos. Dichas estructuras se denominan portantes.

Estructura portante es el conjunto de elementos que, además de sostenerse a sí mismos, constituyen el soporte de otros sistemas más complejos.

Por ejemplo, la estructura de un edificio tiene como misión soportar las acciones que se ejerzan sobre él y transmitirlas hasta el suelo.

A una estructura portante se le debe exigir:

- seguridad,
- durabilidad,
- rigidez
- belleza ...

Dibuja un esquema de varias estructuras que conozcas: tu cuerpo, una grúa, una casa de madera, un coche, un puente, ...

Clasificaremos los distintos elementos que las componen teniendo en cuenta la función estructural que desempeñan:

- elementos de cimentación,
- soportes,
- elementos de transmisión de cargas a los soportes.

 

3.1.    Elementos de cimentación

Los cimientos son los elementos de transmisión de las cargas al suelo.

Nosotros transmitimos nuestro peso al suelo a través de la planta de nuestros pies. Si te fijas, tienen una superficie mayor que la que tienen nuestros tobillos. Cuando esquiamos, la superficie de los esquíes es mayor que la superficie del pie porque la nieve resiste menos que le terreno firme.

Algo parecido ocurre con los cimientos. Los pilares, o soportes, descansan en unos elementos de mayor superficie que son los elementos de mayor superficie que son los elementos de cimentación.

Antiguamente, cuando se construía con muros de carga, la cimentación era un ensanchamiento del muro.

En la actualidad, la cimentación se resuelve con zapatas. Los pilares y muros de carga transmiten el peso a las zapatas. Estas son elementos de mayor tamaño que los muros de carga y pilares que transmiten las cargas al terreno.

Existen distintos tipos de zapatas. En las figuras del margen te mostramos las más usuales.

Éstas tienen mayor superficie que los pilares puesto que el suelo tiene menor resistencia que le hormigón (excepto algún tipo de roca). Si no fuese así, se podría hundir el edificio.

En zonas pantanosas y sobre terrenos que no son muy resistentes, se construyen losas o plataformas para cimentar, como si los edificios fuesen inmensas balsas flotantes.

Por lo tanto, antes de dimensionar y plantear un determinado tipo de cimentación es fundamental conocer el tipo de terreno con el que contamos. Para ello se deben realizar unos ensayos denominados geotécnicos, que nos permiten conocer la resistencia y otras características del terreno útiles a la hora de realizar cualquier tipo de construcción.

 

3.2.    Soportes

Los elementos encargados de transmitir las cargas a la cimentación son los soportes. Entre ellos destacamos los siguientes tipos:

- Pilares
- Muros de carga

Los pilares son elementos que trabajan a compresión y normalmente son verticales.

Hay autores que los denominan erróneamente columnas: hay que diferenciarlos, puesto que las columnas son pilares de sección circular o cilíndricos.

Por otra parte, están los muros de carga conocidos popularmente como "paredes maestras". Como su propio nombre indica son paredes portantes. En nuestra arquitectura popular hay múltiples ejemplos de este tipo de construcción.

 

3.3.    Elementos de transmisión de cargas a soportes

Como elementos de transmisión de cargas a los pilares o soportes estudiaremos los siguientes:

- La catenaria
- El arco
- La viga recta
- Tirantes y tensores

En períodos anteriores al uso del hormigón armado y de las estructuras de acero, la arquitectura monumental se construía fundamentalmente de piedra o ladrillo. Como comentamos anteriormente, estos materiales trabajan muy mal a flexión, por lo que construían con formas que solucionasen este problema. Dichas formas son la catenaria y el arco.

La catenaria es la curva que describe una cuerda, cadena o elemento similar sujeta por dos puntos que no están sobre la misma vertical.

Esto lo sabía muy bien el arquitecto Gaudí, como se observa en la fotografía de la izquierda.

En las ilustraciones se aprecia que las catenarias pueden ser elementos muy finos.

Si en lugar de ser catenarias, hubiera sido un arco semicircular, con toda probabilidad no hubiese resistido con unos elementos tan sutiles y hubiera sido necesario aumentar la sección, es decir, "engrosar" los elementos.

Otra forma de transmitir esfuerzos es a través de arcos.

Hay multitud de formas, puesto que podemos trazar arcos con uno o más centros.

Cabe destacar los siguientes:

- Arco de medio punto
- Arco de dos centros, u ojival muy utilizado en el gótico.

Además de los nombrados, existen multitud de arcos de diversos centros, como puedes ver en las ilustraciones que presentamos:

El elemento de transmisión más usado en la actualidad es la viga recta.

Estas son elementos, generalmente horizontales, que trabajan a flexión. Normalmente transmiten las cargas a los pilares.

Cuando vamos a dimensionar una estructura es fundamental que la viga resista las fuerzas que van a ella y que no tenga una flecha excesiva.

Se denomina flecha  a la máxima desviación que presenta una viga respecto a la horizontal.

¿Podrías explicar la diferencia entre un dintel y una viga?

Los tirantes y tensores son elementos, normalmente barras o cables metálicos, que están trabajando estiradas, es decir, a tracción. Se diferencian en que los tensores tienen unos mecanismos que permiten tensar los cables.

A continuación vamos a realizar experiencias que nos permitan comparar arcos y vigas. O, paralelamente, bóvedas y forjados planos.

4.    UNIONES ENTRE ELEMENTOS ESTRUCTURALES  

 


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