Title: lección estructuras
Course: Tecnología y Digitalizacion 2 ESO 25-26

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Q: ¿La resistencia de un objeto depende de su forma?

[Image: estructura2]
- Verdadero (Efectivamente, la forma de los objetos, su estructura, está muy relacionada con la resistencia de un objeto)
- Falso (Mal)
A: Verdadero

Q: Triángulos

Los triángulos son figuras geométricas que conseguimos uniendo tres barras por sus extremos. Aunque la unión entre dos barras sea articulada (es decir que permita giro, los triángulos no se deforman. Para deformar un triángulo hay que romper las barras o las uniones que lo forman.

 [Image]
A otras figuras no les sucede esto. Por ejemplo aun cuadrado se puede deformar sin necesidad de romper las uniones ni las barras.
 [Image]
¿Cuáles de las siguientes estructuras son resistentes?
- [Image: Entramada] (bien)
- [Image: entramada 2]
- [Image: entramada3] (bien)
- [Image: entramada4]
A: [Image: Entramada]; [Image: entramada3]

Q: Perfiles

Los perfiles son elementos alargados que si los cortamos tiene una forma característica. Puede ser un tubo, un rectángulo, una H una U, etc.

Ejemplos de perfiles:

[Image: perfil_2] | [Image: perfil_4]
[Image: perfil_5] | [Image: perfil_6]

Los perfiles son resistentes flexión por eso se usan para hacer vigas
¿A qué otros esfuerzos son resistentes?
- Tracción (Bien)
- Torsión (Bien)
- Compresión (Bien)
- Cizalladura (Mal)
A: Tracción; Torsión; Compresión

Q: Los perfiles se usan para resistir torsiones y para resistir flexiones.
La resistencia a la flexión los hace adecuados para hacer vigas como ya comentamos, pero también se usan para dar resistencia a las estructuras trianguladas y evitar que los planos formados por triángulos se doblen.

La resistencia a la flexión será tanto mayor cuanto más material haya alejado del eje del elemento y cuanto más alejado esté ese material

[Image: perfil_2] | [Image: perfil_3]
perfil 1 | perfil 2

¿Cuál es más resistente para hacer una viga orientada tal y como está dibujada?
- Es más resistente el perfil 2 que el 1 (Bien. Hay mas cantidad de material en esa dirección (en la de la flexión))
- Es más resistente el perfil 1 que el 2 (Mal)
- Iguales (Mal)
A: Es más resistente el perfil 2 que el 1

Q: ¿La resistencia de un objeto depende de la cantidad de material que tiene?

[Image: Estructura]
- Verdadero (Bien, pero no lo consideramos una solución estructural)
- Falso (mal)
A: Verdadero

Q: Los triángulos son muy frecuentes en las estructuras porque permiten obtener objetos muy resistentes con poco material.

¿Cuáles de las siguientes imágenes representan estructuras resistentes por tener triángulos?
- [Image: ej1] (Mal)
- [Image: oporto] (Bien)
- [Image: ej17] (Bien)
- [Image: ej14] (Mal)
A: [Image: oporto]; [Image: ej17]

Q: Aunque los perfiles son resistentes a compresión y tracción, la forma del perfil no afecta a la resistencia del elemento. Por eso, aunque se pueden hacer columnas y cables con perfiles, el hecho de ser un perfil no aumenta la resistencia del elemento y no podemos considerar que el hecho de ser perfil sea la solución estructural a la resistencia.

Sólo en el caso de columnas largas puede ser interesante usar perfiles, ya que antes de romperse se doblan y retuercen y ahí si aporta el hecho de ser perfiles.

La deformación de un elemento largo sometido a compresión se denomina pandeo.

[Image: pandeo]

¿Qué perfil es el más adecuado para resistir una torsión?
- Tubo (Bien. Resisten mejor los esfuerzos de torsión debido a su geometría cerrada y simétrica)
- Perfil en H (Mal)
- Perfil en L (Mal)
- Perfil en U (Mal)
A: Tubo

Q: La  razones de que los perfiles sustituyan a elementos macizos en las estructuras (por ejemplo como vigas y pilares), además de su resistencia, como hemos visto antes, son:
- Permiten estructuras más ligeras (Bien)
- Permiten el ahorro de material y, por tanto son más baratas y más fáciles de transportar (Bien)
- Son estructuras más bonitas (Mal)
A: Permiten estructuras más ligeras; Permiten el ahorro de material y, por tanto son más baratas y más fáciles de transportar

Q: Estudiemos las distintas formas de conseguir objetos resistentes por su estructura. Es decir, por su forma, independientemente de la cantidad y del tipo de material, que también afectan a la resistencia.

Hay varias estrategias para conseguir estructuras resistentes:

- Triángulos
- Cables
- Perfiles
- Arcos
- Bóvedas
- Ángulos triedros

¿El uso de estrategias estructurales para conseguir objetos resistentes permite ahorrar dinero?
- Verdadero (Por supuesto porque permite ahorrar material. Piensa por ejemplo en la presa de un pantano. Tiene que ser muy resistente para no romperse ya que la presión del agua es muy grande. Si usamos una buena estrategia estructural podemos ahorrar mucho en hormigón y una presa necesita mucho de este material.)
- Falso (mal)
A: Verdadero

Q: Cables

Los cables o tirantes son elementos alargados y finos. Pueden ser resistentes únicamente a tracción, ya que el propio esfuerzo mantiene la forma. Son poco resistentes a los demás esfuerzos.

[Image: casa_tela]

¿Los cables son adecuados para resistir varios esfuerzos con distintas direcciones?
- No (Efectivamente, los cables solo resisten los esfuerzos que tienen la misma dirección del cable y son a tracción.)
- Sí (Mal)
- Depende (Mal)
A: No

Q: Ángulos triedros

Los ángulos triedros se forman por la unión mutua de tres planos. Producen esquinas resistentes.
 [Image: ang_triedro]

La unión de dos planos es un ángulo diedro ¿es resistente?
- No (Efectivamente, un ángulo diedro es muy poco resistente. Cuando unas dos maderas para construir un objeto en el taller añade una tercera para que sea resistente)
- No tanto pero, bastante (Mal)
- Sí, es resistente (Mal)
A: No

Q: ¿Dónde colocarías el cable para hacer más resistente esta estructura?
- [Image: cable1] (Mal)
- [Image: cable2] (Mal)
- [Image: Cable3] (Mal)
- [Image: Cable4]
A: [Image: Cable4]

Q: Arcos

Los arcos son estructuras curvas. Permiten poner peso sobre un hueco en la construcción. La funcionalidad práctica es semejante a la de una viga, pero el esfuerzo que soportan es diferente.

[Image: Portico_arco] | [Image: portico_viga]

Los arcos resisten esfuerzos de compresión ¿Qué esfuerzo soportan las vigas?
A: Flexión
Feedback ("Flexión"): Bien
Feedback ("flexión"): Bien

Q: Los arcos tradicionalmente se han construido con materiales pétreos que son mucho más resistentes a la compresión que a la flexión.

Los sillares trapezoidales de que consta un arco se llaman dovelas.

[Image: dovela]

Mientras se construye, es necesario poner una estructura de madera (cercha) que las soporte en su posición.
 [Image: cercha]

La última dovela que se pone es la de arriba que se talla justo con el tamaño del hueco. De esa forma todas las piezas ajustan perfectamente. Esta dovela se llama clave por esta razón. El arco se mantiene cuando se quita la cercha aunque no haya cemento entre las dovelas.
 [Image: arco]

Si ponemos peso sobre el arco, dibujado ¿qué le pasara?
- Se abre hacia los lados (Bien)
- Se rompe (Mal)
- No pasa nada (Mal)
- Se dobla (Mal)
A: Se abre hacia los lados

Q: Efectivamente, los arcos como el de la diapositiva anterior, tienen tendencia a abrirse, por eso, para conseguir que los arcos sean resistentes hay que evitar que se puedan abrir. Eso se puede hacer añadiendo un tirante, poniendo contrafuertes:

[Image: contrafuerte] | [Image: tirante]

Cuando la geología del terreno lo permite, también se puede apoyar lateralmente en alguna estructura geológica:

[Image: geológica]
En algunos casos cuando las estructuras geológicas están alejadas, se puede hacer una sucesión de arcos
 [Image: sucesión_arcos]

¿Los arcos son resistentes a esfuerzos laterales que intenten tumbarlos de lado?
- No (Bien. Efectivamente los arcos son muy resistentes a sostener peso encima, pero son mucho resistentes a esfuerzos que intenten tumbarlos)
- Sí (Mal)
A: No

Q: Según su forma, los arcos tienen distintos nombres:

[Image: arco_mediopunto] | [Image: arco_ojival] | [Image: arco_centenario]
Arco de medio punto | Arco ojival | arco catenario

¿Qué tendencia a abrirse tienen estos arcos?
- El de medio punto más que el ojival y este más que el catenario (Bien. El catenario es autosustentante. Se mantiene sin necesidad de tirantes ni contrafuertes)
- El catenario más que el de medio punto y este más que el ojival (Mal)
- El ojival más que el de medio punto y este más que el catenario (Mal)
- El catenario más que el ojival y este más que el de medio punto (Mal)
A: El de medio punto más que el ojival y este más que el catenario

Q: Bóvedas

Las bóvedas son superficies curvas. Un arco largo es un tipo de bóveda pero que sólo está curvada en una de sus direcciones.

[Image: boveda]

Al igual que los arcos son muy resistentes a compresión.

También existen bóvedas curvadas en dos direcciones:
 [Image: boveda2]

Actualmente se construyen de hormigón armado lo que permite que sean bastante finas.

Muchas grandes presas tiene estructura de bóveda.

Un huevo tiene estructura de bóveda ¿es resistente?
- Sí (Bien. Aunque parezca mentira, cuando la cáscara de un huevo está intacta puede soportar esfuerzos muy grandes sin romperse, siempre y cuando estos estén repartidos por la superficie y no concentrados en un punto.)
- No (mal)
A: Sí

Q: Estructuras entramadas

Hay estructuras que están formadas por un conjunto de fibras grande dispuesto en todas las direcciones del objeto. Los tejidos son estructuras entramadas que son resistentes a tracción, pero no a flexión. Cuando las fibras están unidas entre sí o tienen limitada la movilidad lateral por alguna razón, los objetos son también resistentes a flexión.
El hormigón armado esta formado por hormigón (mezcla de piedras y cemento) muy resistente a la compresión y por el entramado de varillas de acero que son muy resistentes a la tracción. En el conjunto, las varillas no se pueden desplazar lateralmente.
 [Image: hormigon]

¿A qué esfuerzos es resistente el hormigón sin estar armado?
- Compresión (Bien. Cuando está armado también es resistente a tracción y a flexión)
- Tracción (Mal)
- Flexión (Mal)
- Torsión (Mal)
A: Compresión

Q: ¿Pueden aplicarse a una estructura más de una estrategia estructural?
- Verdadero (Efectivamente. Por ejemplo, un puente de acero puede estar construido usando perfiles, triángulos, arcos o cables.)
- Falso (Mal)
A: Verdadero

Q: Estructuras mixtas
Son estructuras que usan varias de las estrategias aquí escritas.
Por ejemplo arcos formados con triángulos:
 [Image: oporto]

La siguiente estructura mixta ¿qué estrategias sigue la siguiente construcción llamada cúpula geodésica?

 [Image: cupula_geodesica]
- Triángulos (Bien)
- Bóvedas (Bien)
- Ángulos triédros (Mal)
- Cables (Mal)
A: Triángulos; Bóvedas

Q: Para que una estructura de un edificio realice correctamente sus funciones ha de ser:
- Resistente (Bien. La resistencia mecánica de una estructura es la capacidad de una estructura de soportar las cargas a las que se ve sometida sin romperse.)
- Rígida (Bien. La rigidez es la capacidad de una estructura de soportar las cargas a las que se ve sometida sin deformarse, es decir, sin cambiar de forma. Está íntimamente relacionada con la forma de la estructura. Por ejemplo, cuanto más canto tenga una viga mayor será su rigidez o si la estructura contiene triángulos.)
- Esbelta (Mal)
- Estable (Bien. La estabilidad es la capacidad de una estructura de, al verse sometida a cargas, mantenerse en su posición original sin desmoronarse o caerse; es decir, de no variar su posición.)
- De grandes dimensiones (Mal)
- Algo flexibles (Mal)
- Duras y tenaces (Mal)
A: Resistente; Rígida; Estable

Q: Arrastra e indica la respuesta correcta a cada una de las siguientes preguntas
- ¿con qué esta relacionada la resistencia de una estructura? | Con su rotura
- ¿con que está relacionada la rigidez de una estructura? | Con su deformación
- ¿con que está relacionada la estabilidad? | Con mantener su posición
Also offered: Con la ubicación en el edificio; Con las fuerzas del viento; Con el peso de la nieve

Q: ¿De que depende la resistencia de una estructura?

[Image: estructura_resistencia]
- De la forma (Bien. La forma y geometría de los elementos influyen en la resistencia a determinados esfuerzos. Por ejemplo, una viga (que trabaja a flexión) de sección rectangular será más resistente a este tipo de esfuerzos, si el lado más largo se coloca en posición vertical.)
- Del tipo de material. (Efectivamente el material es importante. Te pongo algunos ejemplos: acero (alta resistencia), aluminio (ligero pero menos resistente), madera (variable según especie))
- De la altura (Mal)
- Del número de huecos que tenga la estructura (Mal)
A: De la forma; Del tipo de material.

Q: ¿Cómo podemos aumentar la estabilidad dentro de una estructura?

[Image: estabilidad]
- Anclándola a un elemento fijo (Bien. Por ejemplo cuando anclamos una pérgola al suelo)
- Sujetándola con algún elemento, como por ejemplo cables pero que no estén flojos. (Bien. Como los que se ponen a las antenas de televisión que hay en los tejados de los edificios.)
- Bajando su centro de gravedad. (Bien. El centro de gravedad, es el punto teórico en el que consideramos que está concentrada toda la masa de un objeto. y donde se aplicaría la fuerza de gravedad. Un formula 1 es más estable que cualquier otro coche en las curvas, porque su centro de gravedad esta más pegado al suelo. el cuerpo.)
- Ampliando su base (Bien. Cuanto mayor sea la base sobre la que se apoya, mayor será la estabilidad de la estructura.)
A: Anclándola a un elemento fijo; Sujetándola con algún elemento, como por ejemplo cables pero que no estén flojos.; Bajando su centro de gravedad.; Ampliando su base

Q: Estructuras masivas

Hay objetos que consiguen ser resistentes a base de aumentar la cantidad de material. Aunque no podemos considerar que el problema en ese caso se resuelva de manera estructural se les llama estructuras masivas, porque el objetivo técnico de una estructura es el obtener resistencia.

Algunas presas usan ese método de poner gran cantidad de material para conseguir ser resistentes y es interesante cuando el material usado es muy barato. Por ejemplo la presa de la imagen (presa de escollera) usa este método.

[Image: presa de escoyera]

¿La resistencia de un objeto depende del tipo de material que lo forma?
- Sí (Efectivamente, pero no lo consideramos una solución estructural)
- No
- Depende del tipo de material
- Depende del tipo de esfuerzo
A: Sí

Q: Introducción

Uno de los problemas tecnológicos más frecuentes es cómo conseguir que un objeto sea resistente. Esto se podría lograr con mayor cantidad de material, pero el material puede ser caro, así que lo que nos interesa es conseguir objetos resistentes con poco material. En esta lección veremos cómo hacerlo.

¿Qué es lo que hace que los objetos se rompan?
- Los esfuerzos
- Las fuerzas (Las fuerzas están relacionadas, pero no.)
- El peso del objeto (El peso del objeto puede afectar a la resistencia, pero no es lo que lo rompe)
- El material con el que está construído (El material afecta a la resistencia pero no es lo que la rompe)
A: Los esfuerzos

Q: La estructura es la disposición de las partes de un todo. Todo lo que tiene partes tiene estructura.

Una oración tiene palabras y su estructura gramatical es el orden en que se disponen. El esqueleto humano tiene huesos y su estructura es la forma en que se disponen

En tecnología nos referimos a la estructura como la manera de distribuir el material de un objeto.

¿la resistencia de un objeto depende de su forma?
- Sí (Efectivamente, la forma está estrechamente relacionada con la resistencia)
- No
- Depende del objeto
- Depende del tipo de fuerza
A: Sí