funcions d'una estructura

Una de les primeres estructures que van construir els humans van ser les cabanes, amb l’objectiu de cobrir necessitats bàsiques com ara protegir-se del fred, dels elements meteorològics i dels animals salvatges. A mesura que la societat ha anat evolucionant, han anat sorgint noves necessitats que s’han anat cobrint amb la construcció d’estructures cada vegada més complexes.

Funció d'emmagatzematge

Des de l’origen de l’agricultura, fa uns 10.000 anys, l’ésser humà ha tingut la necessitat de conservar aliments. Les primeres estructures que es van utilitzar com a recipients van ser elements extrets de la natura com carabasses seques o troncs buidats, i envasos elaborats amb fang, com les àmfores.
Actualment disposem d’envasos més sofisticats com el bric. Però no només emmagatzemem aliments, també necessitem dipòsits de gas, pots de pintura, i molts altres recipients per a tota mena de productes. En tots aquests casos els recipients són estructures que han de garantir protecció davant forces exteriors.

Funció d'assolir altura

Per tal d’allotjar persones i objectes en espais de superfície reduïda, s’han de dissenyar i construir estructures capaces de suportar edificis ben alts. Les grues que s’utilitzen en la construcció d’aquests mateixos edificis, les antenes de telecomunicacions i les torres d’alta tensió, de les quals pengen els cables que transporten l’energia elèctrica de les centrals a les ciutats, són exemples d’elements que requereixen estructures d’alçades importants.

Una imatge força habitual del nostre entorn són les obres de construcció de nous edificis. Actualment es construeixen en poc temps edificis de moltes plantes, que arriben a mesurar desenes de metres d’altura. Com que hi estem acostumats, no hi donem importància, però la construcció d’un edifici modern és el resultat del coneixement acumulat durant milers d’anys.

Forces externes: un edifici ha de suportar la força del vent, que té tendència a tombar-lo, i la de possibles terratrèmols. Per tant, abans de construir qualsevol edifici, cal conèixer les condicions de vent de l’emplaçament, així com l’abundància i la intensitat de terratrèmols. L’edifici Taipei 101, a Taiwan, és un dels més alts del món. Aquest edifici és resistent i, al mateix temps, té una certa flexibilitat que li permet absorbir la força del vent. A més, pot compensar els moviments provocats pels terratrèmols.

Funció de protecció i de forma

 

Moltes estructures s’utilitzen per protegir elements fràgils o sensibles d’accions externes. La carcassa d’un ordinador, per exemple, protegeix els delicats circuits i mecanismes que hi ha al seu interior. El xassís d’un vehicle en protegeix el motor així com els seus ocupants de possibles impactes. En els organismes vertebrats, l’esquelet té la funció de mantenir la forma del cos. El mateix passa amb els pals d’una tenda de campanya o els plafons de fusta amb què es construeix una prestatgeria.

Funció de cobertura i de creació d'espais

 

Un cop es delimita un espai per realitzar-hi una certa activitat, moltes vegades és necessari cobrir-lo, principalment per protegir-lo dels elements meteorològics. Els arcs, les voltes i les cúpules realitzen aquesta funció. Moltes activitats humanes aprofiten espais ocupats prèviament per elements naturals dels quals cal protegir-se. El mur d’un port, per exemple, protegeix les embarcacions de les onades i la paret d’una presa sosté el pes de l’aigua que conté l’embassament.

Funció de superació d'accidents geogràfics

 

 Antigament els accidents geogràfics com rius, congostos i muntanyes impedien la comunicació entre les diverses poblacions humanes. Per superar aquests rius i congostos es van començar a construir ponts senzills. Amb el temps, la seva construcció s’ha anat adaptant a les característiques de cada emplaçament i, actualment, comptem amb ponts de gran complexitat. El mateix ha passat amb la construcció de túnels per superar les muntanyes. La tecnologia de construcció d’aquests túnels també ha avançat molt, com ho demostra, per exemple, el túnel Seikan.

De la mateixa manera que els edificis, els ponts moderns són el resultat dels coneixements acumulats durant molts anys. Al llarg de la història, n’hi ha hagut de molts tipus, des de les primeres temptatives per superar rius petits fins als actuals ponts de diversos quilòmetres de longitud. Tot i això, els ponts es poden dividir en tres grans grups: ponts de bigues, ponts d’arcs i ponts penjants.

Ponts de bigues: Aquests ponts es basen, doncs, en bigues de fusta o de metall col·locades horitzontalment de manera que formin una passarel·la d’una vora a l’altra de l’accident del terreny que es vol superar. Per augmentar la resistència dels ponts de bigues es poden afegir entramats que li fan guanyar rigidesa. De tota manera, la limitació principal d’aquests ponts és que només permeten superar distàncies relativament curtes. Si es vol augmentar la longitud del pont, una solució consisteix en instal·lar pilars que facin d’intermediaris entre les dues vores. Això, però, complica el procés de construcció perquè si, per exemple, el pont passa per sobre un riu, s’han de construir preses i canals per poder treballar sense aigua. I tot plegat és impossible si es tracta de rius profunds.El pont sobre el llac Pontchartrain.

Ponts d’arcs: Els ponts d’arcs són una evolució dels ponts de bigues amb pilars. Aquesta evolució consisteix en fer servir els pilars com a base per als arcs. Els arcs envien als pilars les càrregues que suporta el pont. D’aquesta manera es guanya resistència i estabilitat. L’aqüeducte de Segòvia és un exemple espectacular dels anomenats ponts d’arcs.

Ponts penjants: La limitació imposada per la construcció de pilars va obligar a buscar una altra solució per superar grans rius i braços de mar, els denominats ponts penjants. En aquests ponts, el pes de l’estructura es carrega en unes torres construïdes sobre pilars situats a les vores del riu. La transmissió d’aquest pes es fa mitjançant tensors. Un exemple el trobem a Sant Francisco, en el pont Golden Gate.

Un altre exemple seria el pont d’Akashi Kaikyo, un dels ponts penjants més llargs del món que uneix les illes japoneses de Honshu i Awaji. Combinar diverses estratègies és bastant habitual en el món de les estructures, perquè, sovint, és l’única manera de resoldre diversos problemes que es presenten alhora.

ACTIVITATS del quadern 6 i 7

 

ACTIVITATS DE MOODLE 3 A 12