Forces, esforços i propietats mecàniques de les estructures

Resum

El document explica el concepte de força i els tipus d'esforços que pot suportar un material: tracció, compressió, flexió, cisalla i torsió. També recull les propietats mecàniques dels materials, com la resistència, la tenacitat, l'elasticitat, la plasticitat i la duresa. A més, introdueix el concepte d'estructura, els seus components i com millorar-ne l'estabilitat, i acaba amb nocions bàsiques de disseny i construcció d'habitatges.

Punts clau

Una força és una acció capaç de modificar l'estat de repòs o moviment d'un cos o de produir-li deformacions, i es representa amb vectors.
Els esforços són les forces internes que suporta un material: tracció, compressió, flexió, cisalla i torsió.
La resistència és la capacitat d'un material per suportar forces sense deformar-se, i la tenacitat, la de suportar cops sense trencar-se.
L'elasticitat és la capacitat de recuperar la forma original després de deformar-se; la plasticitat, la de deformar-se sense trencar-se.
Una estructura és un conjunt d'elements units que han de ser resistents, rígides i estables.
Per millorar l'estabilitat cal fixar l'estructura a terra, augmentar la base, passar més pes a la base o col·locar cables tensors.

Posa't a prova

FORÇA I ESFORÇOS EN ESTRUCTURES

La Força

Acció capaç de modificar l'estat de repòs o moviment d'un cos o produir-li deformacions. Pot ser de contacte o a distància.

Representació: Amb vectors (segments acabats en fletxes).
Mesura: Amb dinamòmetre.

Tipus d'Esforços

Els esforços són les forces internes que suporta un material.

Tracció (Estirar)

Dues forces de sentit contrari que tendeixen a estirar el cos. Depèn del material i el gruix.

Compressió (Aixafar)

Dues forces de sentit contrari que tendeixen a aixafar el cos. Depèn del material, el gruix i la llargada.

Flexió (Doblegar)

Una o més forces que tendeixen a corbar el cos. Depèn del material, el gruix i la llargada (com més curt, més resistent).

Cisalla (Tall)

Dues forces paral·leles que tendeixen a tallar. Depèn del material i el gruix.

Torsió (Retorçar)

Una o més forces que tendeixen a retorçar el cos. Depèn del material, el gruix i la llargada.

PROPIETATS MECÀNIQUES DELS MATERIALS

Aquestes propietats determinen com reacciona un material davant d'un esforç.

Resistència: Capacitat d'un material per suportar forces sense deformar-se. Depèn del material, les dimensions, la forma i el tipus d'esforç.
Tenacitat: Capacitat d'un material per suportar cops sense trencar-se. La fragilitat és la propietat contrària.
Elasticitat: Capacitat d'un material per recuperar la seva forma original després de deformar-se. El límit elàstic és el punt on es trenca.
Plasticitat: Propietat dels materials de poder-se deformar sense trencar-se.
- Ductilitat: Capacitat de deformar-se en fils prims.
- Mal·leabilitat: Capacitat de deformar-se en làmines primes.
Duresa: Un material és dur si costa retallar o perforar amb un altre material.

ESTRUCTURES: CONCEPTE I DISSENY

Què és una Estructura?

Conjunt d'elements units que serveixen de suport o esquelet per suportar forces. Les estructures han de ser resistents, rígides i estables.

Components Principals

Fonaments: Base de l'estructura.
Elements verticals: Columnes, pilars, murs, etc.
Elements horitzontals: Bigues, travesseres, etc.
Tirants: Cables tensors sotmesos a tracció.
Arcs, voltes i cúpules: Elements per cobrir espais.
Perfils: Peces utilitzades per formar estructures metàl·liques.

Tipus d'Estructures

Estructura d'armadura: Formada per elements units entre ells, fent unions en triangles.
Estructura laminar o de carcassa: Formada per làmines unides que envolten objectes.

Factors Clau en el Disseny Estructural

El Material: Es tria segons les seves propietats mecàniques.
La Forma: Determinada segons la seva funció.
L'Estabilitat: Essencial per evitar que l'estructura caigui.

Com Millorar l'Estabilitat?

Fixar l'estructura a terra.
Augmentar la base.
Passar més pes a la base.
Col·locar cables tensors.

DISSENY I CONSTRUCCIÓ D'HABITATGES

Conceptes Bàsics

Orientació respecte al sol

Nord: Fred.
Sud: S'hi està bé.
Est: Fresca.
Oest: Més calorosa que l'Est.

Superfície Útil

La superfície útil és la superfície on es poden col·locar mobles.

Plànol 1/50

Un tipus d'escala habitual en plànols.

Escala

Relació entre la mida real i la mida del dibuix.

Cotes

Línies i xifres que indiquen dimensions.

Preguntes freqüents

Què és una força?

Una força és una acció capaç de modificar l'estat de repòs o moviment d'un cos o produir-li deformacions. Pot ser de contacte o a distància, es representa amb vectors i es mesura amb un dinamòmetre.

Quins són els tipus d'esforços?

Els cinc tipus d'esforços són la tracció (estirar), la compressió (aixafar), la flexió (doblegar), la cisalla (tall) i la torsió (retorçar).

Quina diferència hi ha entre ductilitat i mal·leabilitat?

La ductilitat és la capacitat d'un material de deformar-se en fils prims, mentre que la mal·leabilitat és la capacitat de deformar-se en làmines primes.

Quins components té una estructura?

Els components principals són els fonaments, els elements verticals (columnes, pilars, murs), els elements horitzontals (bigues, travesseres), els tirants, els arcs, voltes i cúpules, i els perfils.