22 Feb Tipos de estructuras metalicas
Para ver los Tipos de estructuras metalicas, primero debemos saber que es una estructura y esta es un conjunto de elementos conectados entre sí para soportar las fuerzas que actúan sobre ella y mantener su forma. Las fuerzas que actúan sobre una estructura se denominan cargas o acciones. Para permanecer en equilibrio con las fuerzas que actúan sobre ella, una estructura debe contrarrestar otras fuerzas iguales y opuestas, según los principios físicos de acción y reacción.
De esta forma, el conjunto de fuerzas que reacciona la estructura ante la carga se denomina fuerza de reacción. Las fuerzas de reacción se ejercen en los puntos de conexión de una estructura o en los puntos de conexión de diferentes elementos. Estos puntos de conexión se denominan apoyos y las fuerzas de reacción suelen denominarse restricciones.
Condiciones para los Tipos de estructuras metalicas:
Las estructuras deben soportar cargas, mantener la forma, proteger componentes delicados, ser livianas y, lo más importante, estables. Toda estructura además, tiene que cumplir las siguientes condiciones:
Estabilidad: Para que una estructura se mantenga erguida sin volcarse, su centro de gravedad debe estar dentro de su base y lo más cerca posible del suelo. Para conseguirlo, en ocasiones hay que tomar medidas como ensanchar la base, añadir soportes o empotrar su base en el suelo.
Resistencia: Deben poder soportar diferentes cargas sin romperse, dependiendo de la forma de la estructura y del tipo y cantidad de materiales con los que están construidos, ya que todos los materiales tienen un cierto esfuerzo de rotura, que es la fuerza máxima por unidad de superficie que soportan. Puede resistir sin romperse.
Rigidez: El elemento no puede deformarse demasiado. Cuando la estructura tiene la forma adecuada, es posible reforzar la estructura mediante soldadura de uniones y utilizar la triangulación para lograrlo, ya que los triángulos son los únicos polígonos indeformables.
- Es por ello que son las formas más empleadas en las estructuras. Las diagonales usadas para triangular se llaman arriostramientos. Aún así, toda estructura tiene que tener cierto grado de flexibilidad, ya que tienen que ser capaces de soportar las variaciones debidas a la dilatación y a la contracción de materiales, así como de absorber vibraciones y movimientos sísmicos.
Clasificación de los Tipos de estructuras metalicas:
Existen muchos tipos de estructuras clasificadas, atendiendo a la forma en la que resisten los esfuerzos. En la realidad, existen combinaciones y estructuras más complejas que podrían incluirse en más de uno de los siguientes grupos y con elementos de unos y otros, pero podríamos clasificarlas en:
- Estructuras masivas. Son estructuras sólidas macizas que se construyen colocando material en grandes piezas (bloques) o mediante material continuo (como hormigón). Existe una continuidad en este tipo de elementos estructurales de forma que forman un todo que opone su pesadez y su masa material a las solicitaciones que actúan sobre ella. Normalmente, son idóneas cuando hay que esperar esfuerzos de compresión.
- Estructuras superficiales. También denominadas laminares o de cáscara, presentan una gran superficie en contraposición con un espesor o una sección muy pequeños. Mantienen su estabilidad y resisten las acciones distribuyendo las cargas por toda su superficie.
- Estructuras abovedadas. Son estructuras formadas por arcos y bóvedas que permiten cubrir espacios mayores y aumentar los huecos en las estructuras. Los arcos y las bóvedas están formados por piezas denominadas dovelas que trabajan resistiendo las fuerzas que reciben y transmiten (llamadas empujes) mediante esfuerzos de compresión.
- Estructuras de armazón. Son estructuras constituidas por una sucesión de elementos horizontales (vigas) y verticales (soportes y pilares) que forman una trama plana, denominada pórtico. Los pórticos son entramados planos o superficiales que forman las estructuras volumétricas mediante elementos de unión con otros pórticos planos.
- Estructuras trianguladas. Son estructuras formadas por elementos lineales de poca sección denominadas barras que crean superficies estructurales planas o tridimensionales mediante la repetición de formas triangulares. Las uniones entre barras, normalmente, no son rígidas para evitar rigideces perjudiciales. Sin embargo, sin que exista la posibilidad de que las barras se deformen, los triángulos que forman la pieza base de las estructuras son indeformables.
- Estructuras colgantes. Se basan en el empleo de elementos tipo cable o cuerda, denominados tirantes. Éstos funcionan únicamente a tracción y sirven para sustentar otros elementos. Es la estructura típica de los puentes colgantes.
Elementos de los Tipos de estructuras metalicas:
Todas estas estructuras se componen de lo que denominamos elementos resistentes, que se podrían clasificar en:
Cimientos o cimentación.
Conjunto de elementos estructurales cuya misión es transmitir las cargas de la edificación o de elementos apoyados en éste al suelo, distribuyéndolas de forma que no superen una serie de valores máximos del terreno de apoyo. Debido a que la resistencia del suelo es, generalmente, menor que la de los pilares o muros que soportará, el área de contacto entre el suelo y la cimentación será mucho más grande que los elementos soportados (excepto en suelos rocosos muy coherentes).
Soportes.
Elementos verticales que soportan fundamentalmente esfuerzos de compresión, aunque también parte de cortante y, sobre todo, en los elementos más esbeltos, pandeo. Los pilares son habitualmente de hormigón armado, normalmente ejecutados “in situ”. Cuando el soporte es de madera se denomina “pie derecho”. Columna es aquel soporte de sección circular
Muros de carga o portantes.
Se trata de paredes de una edificación que poseen función estructural, es decir, aquellas que soportan otros elementos estructurales del edificio, como arcos, bóvedas, vigas o viguetas de forjados o de la cubierta. Cuando los muros soportan cargas horizontales, como las presiones del terreno contiguo, se denominan muros de contención.
Viga.
Elemento estructural que normalmente se coloca en posición horizontal (aunque pueden ser también inclinadas) que se apoya sobre los pilares, destinado a soportar cargas. Ejemplos de vigas son los rieles de las cortinas, los travesaños horizontales de debajo del tablero en el pupitre o en la silla, el marco de la ventana o de la puerta, etc. Cuando forman parte de la superficie de un forjado se denominan viguetas. El conjunto vigas-pilares forma los pórticos.
Cercha.
Una cercha es una celosía, una estructura reticular de barras rectas interconectadas en nodos formando triángulos planos (en celosías planas) o pirámides tridimensionales (en celosías espaciales). También se les conoce como armaduras. El interés de este tipo de estructuras es que las barras trabajan predominantemente a compresión y tracción, presentando comparativamente flexiones pequeñas.
Forjado.
Se denomina forjado al elemento estructural, horizontal o inclinado (en cubiertas), 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.
Arco.
Es un elemento estructural de directriz en forma curvada, que salva el espacio abierto entre dos pilares o muros transmitiendo toda la carga que soporta a los apoyos, mediante una fuerza oblicua que se denomina empuje. Normalmente, está formado por piezas denominadas dovelas.
Bóveda.
Elemento estructural superficial, generalmente elaborado en mampostería o fábrica, en el que sus piezas y componentes trabajan a compresión. Las bóvedas poseen una forma geométrica generada por el movimiento de un arco a lo largo de un eje. Por regla general, este elemento constructivo sirve para cubrir el espacio comprendido entre dos muros o una serie de pilares alineados.
Cúpula.
La cúpula es un elemento estructural que se utiliza para cubrir un espacio de planta circular, cuadrada, poligonal o elíptica, mediante arcos de perfil semicircular, parabólico u ovoidal, rotados respecto de un punto central de simetría. Desde el punto de vista estructural una cúpula delgada puede considerarse un elemento bidimensional de doble curvatura con simetría radial (respecto al centro de la esfera inscrita). Los esfuerzos predominantes son de tracción en el sentido de los paralelos y de compresión en el sentido de los meridianos. Estructuralmente funcionan como una lámina de revolución.
Dintel.
Es el elemento superior que permite crear vanos en los muros para conformar puertas, ventanas o pórticos. Por extensión, el tipo de construcción que utiliza dinteles para cubrir los espacios en los edificios se llama construcción adintelada. Es un tipo de estructura masiva. No hay que confundir los dinteles con las vigas.
Esperamos que nuestro articulo sobre los Tipos de estructuras metalicas te haya servido
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