ACTIVITAT 2

Es planteja un petit projecte consistent a construir una estructura que suporti un pes de 2 kg.

Es formaran grups de dos alumnes que hauran de triar entre 4 materials diferents per a la realització de la maqueta, podent triar entre:

• Paper 

• Cartró (Caixes d'embalatge)

• Plàstic (cañitas)

• Pals de fusta

Aquest projecte es treballarà a l'aula-taller durant cinc sessions realitzant les següents activitats:

• Cerca d'informació en internet i d'exemples d'estructures que puguin ser utilitzades com a model.
• Plantejar un esbós fitat de l'estructura que es va a construir dibuixant la planta, l'alçat i el perfil de la mateixa.
• Visita al concurs de ponts de la UMH.
• Reutilitzar materials, en la mesura del possible, afavorint el reciclatge i la consciència mediambiental.
• Construcció de les estructures.
• Redactar una memòria informativa del projecte mitjançant l'ús de processadors de textos, creació de gràfics i taules.
• Es presentaran a la resta d'equips, mitjançant una exposició de cada grup, l'estructura construïda demostrant la seva resistència i comentant els pros i contres del sistema constructiu triat i el material utilitzat en la seva construcció. En finalitzar cada grup lliurarà la seva memòria enquadernada al professor.

ACTIVITAT 1

1. Buscar tres exemples de:

• Estructures naturals i artificials. 
• Estructura resistent. Estabilitat, resistència i deformació controlada.
• Estructures massives
• Estructures abovedades
• Estructures entramades
• Estructures triangulades
• Estructures penjants

2. Realitzarem una activitat consistent a muntar diverses formes geomètriques amb pals de pol units amb *tachuelas i comprovar com es deformen, mostrant d'aquesta manera el funcionament de les estructures triangulades.

3. Fixant-nos en una obra propera identificar els elements comuns a totes les estructures i raonar què funció exerceixen i com treballa cadascuna d'elles. 
En aquesta mateixa obra una vegada identificats els elements estructurals, indica el material amb el qual s'han construït així com els materials que s'empren en l'execució de la resta de l'obra i les càrregues que produeixen.

TIPUS D'ESTRUCTURES 3

ESTRUCTURES ENTRAMADES: Són les estructures utilitzades en a construcció d'edificis i habitatges. Està constituïda per barres de formigó o acer unides de manera rígida formant un *emparrillado. Cada part de l'estructura té una missió específica.

En el sòl que trepitgem només veiem rajoles, però sota elles ens trobem amb una estructura anomenada forjat format per barres i farcit. El forjat transmet el nostre pes i el de tots els objectes existents a l'habitació cap a les bigues, elements horitzontals amb forma de prisma rectangular i sotmeses a un esforç de flexió.

Les bigues que van dins del forjat reben el nom de bigueta, bigues petitones. Les bigues es recolzen en els pilars i els transmeten el pes. Els pilars són verticals i s'encarreguen de portar el pes fins a la fonamentació. Estan sotmesos a esforços de compressió, és a dir, aixafats entre les bigues i fonaments. Els pilars circulars es diuen columnes i si estan pegats a la paret pilastres.

El pes total no va directament al sòl perquè s'enfonsaria, per evitar que els pilars es clavin en el terreny, es recolzen en la fonamentació, element intermedi que actua a manera de sabates per a l'edifici. La fonamentació pot fer-se amb sabates, lloses de fonamentació i pilotis, depenent de la naturalesa i característiques del terreny.

Les lloses i pilotis s'utilitzen en terrenys molt tous. Aquests elements es poden fabricar de diferents materials, sent els més usats l'acer i el formigó armat per la seva gran resistència. La fusta se sol utilitzar com a element decoratiu en estructures.

Els perfils s'utilitzen en nombroses estructures, sobretot metàl·liques. Són barres que tenen diferents seccions, depenent dels esforços que han de suportar. Amb els perfils s'aconsegueixen estructures més lleugeres que suporten grans pesos amb menys quantitat de material, els perfils oberts s'adapten molt bé als esforços de compressió.

TIPUS D'ESTRUCTURES 2

ESTRUCTURES ABOVEDADAS: El descobriment de l'arc i la volta va permetre cobrir espais majors i augmentar els buits en l'estructura. Els arcs i les voltes estan comprimits. Una volta és el resultat de situar diversos arcs un a continuació d'un altre o d'entrecreuar-los i emplenar els espais intermedis (volta de creixeria).

ESTRUCTURES TRIANGULADES: Es caracteritzen per la disposició de barres formant triangles. Resulten molt resistents i lleugeres alhora.

ESTRUCTURES PENJADES: suporten el pes de la construcció mitjançant cables o barres que van units a suports molt resistents. 
Aquests cables es diuen tirants, quan aquests es poden regular més o menys es denominen tensors. Els tirants només suporten esforços de tracció, però tenen l'avantatge de poder adaptar la seua forma a les càrregues que reben a cada moment.

TIPUS D'ESTRUCTURES

Les estructures es classifiquen en dos grans grups:

• Estructures naturals.- creades per la naturalesa, l'esquelet humà, el tronc dels arbres, la closca de les tortugues,...

• Estructures artificials.- conjunt d'elements senzills projectats i construïts per l'home i disposats de manera que donin rigidesa i permetin suportar, sense trencar-se o deformar-se a l'excés, determinades càrregues o esforços per les quals han estat dissenyades. 

Dins de les estructures artificials tenim diversos tipus que descriurem a poc a poc, començarem amb les Estructures massives:

1. Estructures massives.-Les primeres estructures es formaven acumulant material sense deixar amb prou feines buits, col·locant blocs de pedra o argila uns damunt d'uns altres o excavant en la roca. Per a les finestres o buits s'utilitzaven les llindes de pedra o fusta. Les llindes consten d'una barra horitzontal col·locada sobre dos suports verticals, normalment amb la finalitat de deixar un buit sota elles. També es denomina biga.

ESTRUCTURES

Les estructures, tant les naturals com les creades per l'Home, són sistemes que de forma estable -sense caure, ni trencar-se- suporten pesos en una posició determinada.

Quines condicions ha de complir una estructura per funcionar bé? 

En una estructura valorem de forma independent, les següents qualitats:

• Estabilitat.- Ha d'aconseguir que l'objecte sigui estable, no bolqui amb facilitat. Per a això el centre de gravetat deu estar el més a prop possible de la seva base.
• Resistència.- Ha de suportar els esforços als quals es veu sotmesa sense trencar-se.
• Deformació controlada.- Ha de deformar-se sempre dins dels límits que permeten a l'objecte per al compliment de la seva funció.

Aquestes condicions són independents, una estructura pot ser estable i trencar-se o ser resistent i no tenir estabilitat. Les estructures estables són aquelles que, en aplicar-li una força sobre elles, conserven la seva posició, són inestables aquelles que en aplicar-los una petita embranzida, perden l'equilibri.

CENTRE DE GRAVETAT

L'estabilitat està relacionada amb el centre de gravetat. El centre de gravetat és un punt imaginari en el qual estaria concentrada tota la massa del cos si es pogués comprimir. 

Si aquest punt se situa fora de la base de l'objecte, aquest es torna inestable i cau.

El centre de gravetat no canvia sigui el que sigui la posició que adopti. En els cossos geomètrics el centre de gravetat és fàcil de calcular sent una mica més complicat en els cossos irregulars. En aquest últim cas és necessari l'ús d'un plomada per calcular el centre de gravetat.

ESFORÇOS

L'acció de les forces sobre els cossos i la seva estructura provoca una sèrie d'efectes interns. Aquests efectes es manifesten com a tensions externes.

Esforç és la tensió interna que experimenten tots els cossos sotmesos a l'acció d'una o diverses forces.
Atenent a l'adreça i sentit en què actuen les forces que els originen, els esforços es classifiquen en:

• Tracció.- En aplicar dues forces perpendiculars a la superfície, en la mateixa adreça i sentit contrari cap a fora, el cos tendeix a estirar-se.

• Compressió.- En aplicar dues forces perpendiculars a la superfície, en la mateixa adreça i sentit contrari cap a dintre, el cos tendeix a comprimir-se.

• Flexió.- En aplicar dues forces perpendiculars a la longitud, en la mateixa adreça i sentit, el cos tendeix a doblegar-se. 

• Torsió.- En aplicar dues forces perpendiculars a la longitud, en la mateixa adreça i sentit contrari, el cos tendeix a retorçar-se.

• Cizalladura o cortadura.- En aplicar dues forces perpendiculars a la longitud , en la mateixa adreça i sentit contrari, el cos tendeix a tallar-se.

FORÇA

En la naturalesa hi ha moltes forces: la força de la gravetat, la força del vent, les forces mecàniques que mouen màquines, les pressions dels gasos, les forces que desenvolupen els músculs.... Com podem definir una força? què és una força?

Si empenyem un llibre amb un dit, aquest es desplaça, mentre que si estrenyem una goma d'esborrar aquesta no es desplaça sinó que sofreix una deformació. Sempre que apliquem una força sobre un cos es produeix un d'aquests dos fenòmens o els dos simultàniament, de manera que podem definir força com:

Una força és tot allò capaç de deformar un cos (efecte estàtic) o alterar el seu estat de moviment o repòs (efecte dinàmic)

CONTINGUTS

En aquesta unitat es van a explicar els següents continguts:

1. Forces. Tensió interna i esforç. Càrregues
2. Estructures: Naturals i artificials. Estructura resistent.
3. Tipus principals d'esforços. tracció, compressió, flexió, torsió i tallant.
4. Estructures de barres: Deformació. Triangulació com a mètode per a rigidizar les estructures de barres.
5. Principals elements resistents en estructures artificials. biga, pilar, fonamentació.
6. Elements auxiliars que donen rigidesa a l'estructura. Cartel·les i elements de triangulació.
7. Elements resistents històrics: arcs, voltes, llindes i columnes. 8. Tipologia d'estructures al llarg de la història.
8. Associació de materials als elements estructurals analitzats.
9. Anàlisi d'estructures senzilles identificant els elements estructurals que la componen.
10. Identificació dels esforç a què estan sotmeses les peces d'una estructura simple.
11. Construcció d'una estructura simple que resolga un problema concret.
12. Treballar respectant les normes de seguretat i higiene.
13. Maneig d'algun buscador d'Internet utilitzant-ho per a diferents conceptes

INTRODUCCIÓ U.D. ESTRUCTURES

La unitat didàctica que tractarem és la d'ESTRUCTURES.

Si preguntàrem a qualsevol persona què és una estructura? probablement ens contestaria -" la qual cosa subjecta un edifici "- però, este terme comprén molt més.

Des del full d'un arbre, una caragol de mar, el moble més senzill o un aeroport estan formats a partir d'estes. 

És per això necessari que els mirem el món que ens rodeja com un gran entramat d'estructures, senzilles o sofisticades, i que reconeguem els elements i funcions de les mateixes. Nosaltres mateixos, els sers humans disposem d'una de les estructures més sofisticades i curioses del planeta, el nostre esquelet. sense ell no podríem mantindre'ns dreçats o inclús moure'ns. 

Per això volem mostrar a partir d'una sèrie d'exercicis visuals pràctics i didàctics:

• Què són les estructures?
• Tipus d'estructures
• Materials que les componen
• Forces i movimientos...

Esperem aconseguir-ho i que quan acabes la Unitat Didàctica mires al Món d'una altra forma, amb major curiositat.