Teoria de cerchas 1
- 1. Republica Bolivariana de Venezuela Ministerio del Poder Popular para La Defensa Universidad Nacional Experimental Politecnica de La Fuerza Armada UNEFA Nucleo Portuguesa – Sede Guanare Profesora: Mariangela Pineda Ing. Civil VI Semestre Seccion “A” Noviembre 2015
- 2. Cerchas La cercha es uno de los principales tipos de estructuras empleadas en ingeniería. Proporciona una solución práctica y económica a muchas situaciones de ingeniería, especialmente en el diseño de puentes y edificios. Una armadura consta de barras rectas unidas mediante juntas o nodos. Los elementos de una cercha se unen sólo en los extremos por medio de pasadores sin fricción para formar armazón rígida; por lo tanto ningún elemento continúa más allá de un nodo. Cada cercha se diseña para que soporte las cargas que actúan en su plano y, en consecuencia, pueden considerarse como una estructura bidimensional. Todas las cargas deben aplicarse en las uniones y no en los mismos elementos. Por ello cada cercha es un elemento sometido a fuerzas axiales directas (tracción o compresión). Conceptos básicos de Cerchas El principio fundamental de las cerchas es unir elementos rectos para formar triángulos. Esto permite soportar cargas transversales, entre dos apoyos, usando menor cantidad de material que el usado en una viga, pero con el inconveniente de que los elementos ocupan una altura vertical considerable. Tipos de cercha De acuerdo con la forma de crear la configuración de una cercha, se clasifican en simples, compuestas y complejas.
- 3. Cercha simple: Una cercha rígida plana puede formarse simple partiendo de tres barras unidas por nodos en sus extremos formando una triángulo y luego extendiendo dos nuevas barras por cada nuevo nodo o unión. Cercha compuesta: Si dos o más cerchas simples se unen para formar un cuerpo rígido, la cercha así formada se denomina cercha compuesta. Una cercha simple pude unirse rígidamente a otra en ciertos nodos por medio de tres vínculos no paralelos ni concurrentes o por medio de un tipo equivalente de unión. Cercha de cuerdas paralelas En los miembros de la cuerda superior a compresión se pueden presentar problemas de pandeo que conducen a problemas de inestabilidad lateral. Es necesario entonces aumentar el momento de inercia de la sección y controlar la longitud de ellos, mediante miembros secundarios adicionales, para evitar fallas prematuras y súbitas por pandeo. En la mayoría de los casos es necesario colocar dos cerchas en paralelo y arriostrarlas para controlar la inestabilidad. Los miembros a tensión no presentan esos comportamientos y su resistencia dependerá de la sección, del material y la bondad de las uniones, que les permitan llegar a su capacidad máxima.
- 4. Cercha de madera estructural usada en techos En las cerchas livianas usadas para techos los materiales más usados para su construcción son el acero, la madera estructural, y el aluminio. En estas estructuras las uniones de los miembros son las partes más críticas en su construcción. En el caso del acero se hacen soldadas, o con pernos y cartelas. En madera se realizan con pernos o puntillas. Existen numerosas clasificaciones de las cerchas según su inventor o propagador: Pratt, Howe, Warren; y según su forma: diente sierra, tijera, tipo K.
- 5. CerchaPratt Las cerchas Pratt son el diseño más famoso usado para puentes. Fueron originalmente hechas en madera, pero los avances técnicos permitieron numerosas variaciones en metal. Las cerchas Pratt son identificadas por las formas "V" en el marco, creadas por los elementos diagonales localizados en el centro de la estructura. A menudo se utilizan brazos adicionales en las variaciones de esta cercha. Otras consisten en vigas en la parte superior del puente, llamadas cuerdas, que forman un ángulo más redondeado en cada extremo de la estructura; estas disminuyen el peso del puente pero mantienen la resistencia estructural. CerchaWarren El marco de la cercha Warren se consigue con numerosos triángulos equiláteros, cada uno conectado con la parte superior e inferior de la estructura. Las variaciones de esta cercha se consiguen subdividiendo cada triángulo con vigas de soporte adicional. Estos diseños crean tipos de cercha Warren adicionales, como la subdividida, la doble y el Warren cuadrilátero. Muchos puentes cubiertos usan el diseño de la viga Warren. CerchaHowe El diseño de la cercha Howe es similar a la Pratt, pero cada parte diagonal del marco tiene su ángulo hacia el centro de la estructura. Esto provoca que la cercha tenga una
- 6. forma de "A" en el centro. Las cerchas Howe eran comunes en los primeras etapas de las vías férreas. Aunque la madera era usada para formar gran parte de la viga, se incorporaron cables de tensión en el diseño. La cercha Howe fue diseñada como una mejora sobre otros tipos de estructuras usadas para cubrir puentes. Cerchas de Hormigón Armado Debido a que el premoldeado de estas piezas resulta complejo, la estructura triangular se emplea para pequeñas luces. Aplicación Usos Las cerchas se emplean cuando se tiene luces libres grandes como puentes, sitios públicos y estadios. Las cerchas paralelas se usan en recintos amplios, de cordones superiores curvos se comportan similar a una estructura colgante o un arco y se emplean en algunos puentes, en techos y entrepiso se emplean cerchas livianas, donde se observa un tipo de cercha empleado para techo y entrepiso que corresponde a variaciones realizadas sobre la Warren. Ejemplos de cerchas en la ciudad de Guanare Concha acústica Coliseo Carl Herrera Punte del Río Guanare