1. INTRODUCCIÓN

Con la evolución de los seres humanos, han surgido toda una serie de problemas que se han ido resolviendo con la construcción de múltiples tipos de estructuras. Básicamente las estructuras se construyen para:

Almacenar materiales Silos de grano, tinajas de vino, depósitos de gas, envases de cartón, etc.

Cubrir espacios Bóvedas, cúpulas, marquesinas, techumbres, etc.

Salvar accidentes geográficos Puentes y túneles.

Crear espacios vacíos Canales, presas, piscinas, etc.

Generar superficies utilizables Carreteras, aeropuertos, campos deportivos, carrocerías de automóviles, fuselajes de aviones, etc.

Almacenar alturas en el espacio Torres, postes de luz, grúas, etc.

Proporcionar apoyo y proteger a los restantes elementos de un conjunto Armaduras, chasis de una máquina, etc.

2. TIPOS

Las estructuras se pueden clasificar de muchas maneras, atendiendo a infinidad de criterios y variables. Si nos referimos a la forma que tienen y a como se reparten los esfuerzos, las cargas y las acciones que actúan sobre ellas, se pueden establecer tres grandes grupos:

Lineales Si la resistencia actúa en una única dirección, como es el caso de un pilar, un tensor, una viga, etc.

Superficiales Cuando la resistencia se reparte por toda la superficie de la estructura, como ocurre en el muro de una presa, en una bóveda, en la carrocería de un coche o en la plataforma de un puente colgante.

Espaciales Cuando contienen elementos que combinan y configuran resistencias en las tres dimensiones. Un edificio resiste, por un lado, las cargas y esfuerzos lineales a través de sus pilares y vigas, mientras que, por otro, reacciona con sus forjados a las acciones superficiales.

Cualquier estructura, por muy sólida que nos parezca a simple vista, sufre deformaciones. Atendiendo a la magnitud de estas deformaciones, las estructuras también se pueden clasificar en:

Rígidas Cuando la deformación es escasa.

Flexible Cuando la deformación es considerable.

Es muy importante que en una estructura haya siempre elementos que sean capaces de absorber las deformaciones que se generan en las distintas partes de la propia estructura, ya que de lo contrario se producirían roturas o grietas. Por ejemplo, las vías del tren y los muros de las casas, presentan cada cierto espacio juntas de dilatación, para poder absorber así las deformaciones que se producen por efecto del calor.

3. FUERZAS QUE ACTUAN

Todas las estructuras, independientemente del tipo que sean y del motivo por el que se construyan, tienen que soportar la acción de la fuerza de la gravedad, que es la que atrae a los cuerpos hacia el suelo. Con el fin de resistir y contrarrestar dicha fuerza, las estructuras aprovechan su forma y el material de que están hechas.

Son las estructuras las encargadas de transmitir y comunicar al suelo todos los esfuerzos que se ejercen sobre ellas y es el suelo el que recoge y absorbe todas las acciones. Como en general el suelo es muy resistente, es capaz, por lo tanto, de proporcionar el necesario equilibrio a las estructuras. El suelo es capaz de soportar esfuerzos entre cinco y cuarenta toneladas cada metro cuadrado.

Además de tener que soportar su propio peso, las estructuras sufren el efecto de muchas otras acciones, como las fuerzas de inercia, que aparecen cuando los cuerpos frenan o aceleran y las presiones de los diferentes materiales que en ocasiones almacenan, como es el caso del grano de los silos, del agua de los depósitos o del gas butano que contienen grandes tanques en las afueras de las ciudades.

En el caso de las estructuras de edificación, estas tienen que soportar las cargas derivadas de su uso (personas que las ocupan, muebles, instalaciones, vehículos, etc.) la acción del viento sobre sus paredes, la sobrecarga de la nieve en sus cubiertas, los movimientos sísmicos, los efectos térmicos debidos a los cambios de temperatura, etc.