Al llarg del temps els éssers humans han millorat la seua capacitat per a construir estructures. Al començament necessitaven gran quantitat de material per a la construcció, però els avenços en el coneixement de les estructures i del seu funcionament, juntament amb l'aparició de materials nous, van permetre crear estructures lleugeres i resistents.
En un primer moment, les estructures s'elaboraven amb la concentració d'una gran quantitat de material, sense a penes deixar buits, amb la col·locació de blocs de pedra o argila els uns damunt dels altres (com en les piràmides) o amb l'excavació a la roca. Per a obrir finestres i passos lliures s'utilitzaven llindes de pedra o de fusta de poca longitud. Són exemples d'estructures massives les piràmides maies o egípcies, i d'estructures allindanades, els temples grecs de pedra i fusta.
El descobriment de l'arc i la volta va permetre cobrir espais més grans i deixar més obertures en les estructures.
Les estructures voltades estan formades per arcs i voltes i es basen en l'ús de pedres tallades i col·locades de manera que solament hi aparega l'esforç de compressió, que és ben suportat per la pedra.
Els romans van utilitzar l'arc de mig punt en la construcció de ponts i d'aqüeductes, i la volta de canó i la cúpula3 semiesfèrica, per a cobrir basíliques i panteons. Posteriorment es van emprar arcs apuntats i voltes de creueria d'estils distints en la construcció de mesquites i catedrals. En l'actualitat es continuen emprant en edificis emblemàtics.
Estan formades per barres normalment metàl·liques o de fusta. La triangulació fa que l'estructura siga indeformable, la qual cosa és una bona solució per a la construcció de ponts (bigues triangulades), cobertes de grans llums (encavallades) i estructures verticals com torres i bastides.
El descobriment de la fosa de metalls i de l'acer així com la seua aplicació a aquest tipus d'estructures va permetre dur a terme grans obres, com la torre Eiffel.
Per a construir-les s'utilitzen cables dels quals penja l'estructura i que reben el nom de tirants. Quan es poden regular, estirant-los més o menys, s'anomenen tensors. Els cables només resisteixen esforços de tracció, però tenen l'avantatge de poder adaptar-ne la forma a les càrregues que reben en cada moment, a més de ser extremadament lleugers.
Els tirants s'empren per a subjectar ponts, envelats, antenes i torres.
Hi ha una gran varietat d'estructures suspeses que permeten cobrir grans espais, com estadis o pavellons, sense usar pilars intermedis.
El formigó va suposar un gran progrés en la construcció, ja que pot adoptar qualsevol forma. Gràcies a les seues propietats presenta una bona resistència a la compressió i, a més, les barres d'acer que en formen l'armadura suporten esforços de tracció.
És un material molt resistent que es fa servir en tot tipus d'edificis, principalment en estructures armades, com les del teu col·legi o institut:
11.23.01.png?idcurso=496920)
El formigó armat es pot utilitzar per a construir estructures d'arcs gegants, pilastres de ponts, làmines i voltes, a més dels pilars i les bigues de les estructures.
Estan formades per làmines fines de metall, plàstic o materials compostos, com el formigó armat. Són resistents gràcies a la curvatura o els plecs que presenten.
Les estructures pneumàtiques són desmuntables i lleugeres, per això s'usen en construccions que han de ser transportades i instal·lades de manera ràpida i senzilla, com els hospitals de campanya o les atraccions infantils de fira.
L'aire que contenen està comprimit i crea volums que sotmeten a tracció la superfície plàstica envoltant. Açò els permet mantenir-se dretes.
Són estructures tridimensionals de barres que combinen les propietats de les voltes amb les de les estructures triangulades. D'aquesta manera poden crear corbes i cobrir llums grans.
Estan constituïdes per barres lineals i nucs entre aquestes. Es basen en l'ús del triangle i el seu equivalent tridimensional, el tetraedre, ambdós indeformables.
Activitat 13
Observa les fotografies:
Activitat 14
Fixa't en les imatges i busca en Internet o en llibres d’art o d’arquitectura diversos tipus d’arcs que podem trobar en les estructures voltades. De quin tipus són els esforços als quals es veuen sotmesos?
Activitat 15
Investiga el material amb què està fabricada la torre Eiffel. Esbrina quin s’utilitza en l’actualitat amb aquest tipus d’estructures.
Activitat 16
Observa aquests dos tipus d’estructures triangulades. Quina de les dues és més adequada per a un pont? I per a una teulada? Justifica la resposta.
Activitat 17
Observa els ponts i explica com es transmeten les càrregues a través dels diversos elements estructurals que observes en les fotografies.
Activitat 18
Identifica en la fotografia els diversos elements de les estructures entramades i imagina el recorregut que fa el nostre pes fins que arriba al terra.
Activitat 19
Experimenta amb estructures laminars. Recolza un full de paper entre dues taules. Es manté horitzontal? Prova-hi una altra vegada, però ara
amb el full corb, com en l’estructura de la figura. Què ocorre? Per què?
Activitat 20
Pot aquest tipus d’estructures suportar esforços de flexió?
Activitat 21
Com s’uneixen les barres del nuc metàl·lic en la fotografia? Quins esforços pot suportar aquest tipus d’unió?
Activitat 22
Moltes estructures estan formades per una combinació de diversos tipus que hem vist. Analitza els viaductes de les fotografies i relaciona'n cadascun amb l'estructura corresponent, així com cada material amb l'esforç que suporten.
Activitat 23
Reflexionem sobre els materials que podries usar en la construcció del teu pont: fil, barra de paper, fil d’aram, cartó, fusta de balsa, etc. Relaciona els diversos materials amb els elements del pont que pots fer i / o els esforços que poden suportar.
Activitat 24
Recorda els diferents tipus d'estructures que hem estudiat, decideix quin tipus de ponts vols construir per a la proposta del projecte guia d'aquesta unitat i fes-ne un primer esbós.
Puente Nuevo al Tajo de Ronda
Vista panoràmica del Puente Nuevo al Tajo de Ronda. Mitjançant aquesta eina de Google, pots apropar-te al pont, allunyar-te, i visualitzar-ne els voltants.
Temple de Debod
Visita virtual del Temple de Debod. Pots navegar per l'interior i per l'exterior. Fes la visita virtual i fes les activitats següents.
El Colosseu
Visita panoràmica del Colosseu romà. Pots navegar per l'interior i per l'exterior i observar un gran espai constituït per un element estructural repetit. Fes la visita virtual i respon a les preguntes següents.
La torre Eiffel
Visita panoràmica de la torre Eiffel. Mou-te per la pantalla en diferents direccions per a tenir diferents vistes de la torre, a continuació respon a les preguntes que hi ha ací.
