5.Condicions de les estructures

Debat amb els teus companys sobre les condicions que ha de complir una estructura per a comportar-se com a tal.

Una estructura ha de complir diverses condicions per a poder funcionar correctament. Les tres bàsiques són:

Estabilitat: cal que es mantinga dreta i no bolque. Per a aconseguir-ho, el centre de gravetat ha d'estar centrat sobre la seua base. Com més centrada i més pròxima al sòl estiga situada, més estable serà l'estructura.
Resistència: ha de sotmetre les tensions a què estiga sotmesa sense trencar-se. La resistència d'una estructura depén de la forma que tinga i del material amb què estiga construïda.
Rigidesa o deformació controlada: encara que tots els cossos es deformen lleument en aplicar-los una força, aquesta deformació no ha d'impedir-los complir la seua funció.

A més de les tres condicions bàsiques de tota estructura, hem de tenir en compte la viabilitat econòmica i l'adequació estètica d'aquesta.

Analitza com es veu afectat el disseny del teu pont per cada condició. Proposa almenys dues solucions diferents per assegurar-ne l'estabilitat, la resistència i la rigidesa.

5.1. Com s'aconsegueix que una estructura siga estable, resistent i poc deformable?

Estabilitat

Per a aconseguir que una estructura siga estable es pot recórrer a les solucions següents:

2. **Encastar** la part inferior al sòl i emprar uns fonaments especials.

3. **Centrar** el pes del cos en la part baixa, fins i tot afegint-hi pes de manera artificial.

4. **Atirantar** l’estructura per evitar que bolque (amb els tirants augmentem el radi de la base).

Resistència

Depén del material amb què es construïsca l'estructura, de la quantitat d'aquest que s'utilitze, de la forma que tinga cada part i de l'adequació a l'esforç al qual estiga sotmesa.
Tots els materials tenen una tensió de ruptura per a cada tipus d'esforç. Aquesta tensió és la màxima força per unitat de superfície que poden aguantar sense trencar-se. L'ordre dels materials més comuns de més a menys resistència és: acer, pedra, formigó, fusta, plàstic, fil, cartó i paper.

Rigidesa

Per a evitar deformacions excessives i donar rigidesa a les estructures hem de tenir en compte tres aspectes fonamentals: forma, unions i triangulació.

La forma dels elements s'ha de decidir en funció de l'esforç que suporten:

◗ Compressió: utilitzarem elements gruixuts, encara que siguen buits, per a evitar el vinclament.
◗ Tracció: hi haurà prou d'augmentar la secció i tensar bé els elements sotmesos a tracció.
◗ Flexió: augmentarem el cantell de l'element i acumularem el material en les parts superior i inferior.

Idees clares

Perquè una estructura com-plisca la seua funció ha de reunir aquestes condicions: ser estable, resistent i rígida.

Els **perfils buits** s’adapten bé a l’esforç de compressió.

Els **perfils en I** i **en T** són òptims per a resistir els esforços de flexió.

Per a aconseguir unions rígides entre els elements d'una estructura de formigó armat s'entrellaça l'armadura d'acer. En el cas d'una estructura metàl·lica s'usen elements intermedis, com ara les cartel·les, que augmenten la superfície de soldadura i, per tant, d'unió.
La triangulació evita deformacions en les estructures de barres. La podem usar directament o afegir-hi travades posteriors mitjançant cables en forma de creu.

Quin d’aquests tres cossos et sembla més estable? Quin t’ho sembla menys? Per què?

Quina d’aquestes formes es va utilitzar com a estructura abans que les altres dues? Per què?

On deu estar el centre de gravetat d'aquesta torre?

El centre de gravetat de la torre es troba entre , centrat sobre per a facilitar-ne l'estabilitat.

Per què és perillós el vinclament en una estructura?

Observa els dos cables que es creuen en l’estructura. Què penses que hi aporten?

Hi aporten perquè no puga deformar-se

Travada en creu de Sant Andreu

Imagina una estructura formada per quatre pals de gelat units per enquadernadors o caragols:

Què ocorre si en pressionem dos dels vèrtexs?

Si reforcem l’estructura quadrada amb un pal en diagonal, es podria
deformar en pressionar dos vèrtexs oposats?

Sí perquè només disposem d'una barra, de manera que si pressionem on no hi ha barra en diagonal, es deformaria fàcilment.

Vertader

Fals
Correct answer

Wrong answer
En aquest cas la barra que triangula impedeix la deformació en qualsevol sentit perquè resisteix tant a compresió com a tracció.

Vertader

Fals
Correct answer

Wrong answer

Es podria reforçar l’estructura amb fils o fils d’aram? Quants en caldrien?

Observa l’estructura del pont de la fotografia. Com s’han resolt l’estabilitat, la resistència i la rigidesa? Relaciona cadascuna de les condicions amb la seua solució.

Estabilitat
Resistència
Rigidesa

Amb la simetria, la localització centrada dels pilars i l'augment de la base en la cimentació.
Amb la grossària del tauler i els tirants.
Amb la forma i les unions.

Quan hages estudiat totes les condicions que han de complir les estructures, revisa el disseny del teu pont i fes-ne un croquis a escala 1:2 o 1:3 de la teua maqueta.

(0 words)

,
You have completed the lesson!

Below is the time you have spent on the activity and the score you obtained.

Time spent

Score

How can we help you?

Couldn't find what you were looking for?

Please describe the issue you are experiencing and provide as many details as possible. Let us know the book, class, access device, licence code, username, used browser or if it occcurs in our app:

5.Condicions de les estructures

5.1. Com s'aconsegueix que una estructura siga estable, resistent i poc deformable?

Estabilitat

Resistència

Rigidesa

Activitat 25

Activitat 26

Activitat 27

Activitat 28

Activitat 29

Activitat 30

Activitat 31

Activitat 32