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INTRODUCCION
Se llaman estructuras a todas las partes de una construcción compuestas por varios elementos rectilíneos unidos entre sí por sus extremos y cuya misión es soportar las cargas a las que se encuentra sometida. Uno de los principales tipos de estructura que se emplean en ingeniería son las armaduras o cerchas, las cuales tienen la característica de ser muy livianos y con una gran capacidad de soportar cargas elevadas y cubrir grandes luces, generalmente se utilizan en cubiertas de techos y puentes. El principio fundamental de las armaduras es unir elementos rectos para formar triángulos, los elementos trabajan a esfuerzos axiales en puntos que se llaman nodos, y entre sí conforman una geometría tal que el sistema se comporta establemente cuando recibe cargas aplicadas directamente en estos nodos .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.
Se denomina armadura a la estructura formada por un conjunto de piezas lineales (de madera o metálicas) ensambladas entre sí, que se utiliza para soportar la cubierta inclinada de algunos edificios. La disposición de la cubierta, a una dos, tres, cuatro o más aguas, influye lógicamente en la característica de la armadura que debe sostenerla.
En este presente trabajo se hablara sobre las armaduras sobre este tipo de estructura que se habló en clase del curso de Resistencia de Materiales.
CARACTERISTICAS PRINCIPALES DE LAS ARMADURAS
- Son ensambles triangulares.
- Distribuyen cargas a los soportes.
- (^) Combinación de miembros con untas articuladas.
- Todos los miembros a tensión y compresión.
- Descomponen las fuerzas de empuje internamente.
FUNCIONES DE LAS ARMADURAS
1- Estabilidad
2- Resistencia
3- Deformación limitada
La estabilidad de una estructura es la que garantiza que dicha estructura, entendida en su conjunto como un sólido rígido, cumple las condiciones de la estática, al ser solicitada por las acciones exteriores que pueden actuar sobre ella. La resistencia es la que obliga a que no se superen las tensiones admisibles del material y a que no se produzca rotura en ninguna sección. La deformación limitada implica el que se mantenga acotada (dentro de unos límites) la deformación que van a producir las cargas al actuar sobre la estructura. Estos límites van marcados por la utilización de la estructura, razones constructivas y otras.
TIPOS DE ARMADURAS
diagonales están sometidas a tensión, mientras que las barras verticales están comprimidas. En esencia tiene una tipología y uso muy parecidos al Warren. Para la armadura de cuerdas paralelas, la Pratt ofrece la ventaja de tener los miembros más largos del alma a tracción y los miembros verticales más cortos a compresión (menos efecto de pandeo). Se usan en techos de luces moderadas entre 18 y 30 metros. Si se requiere de mayor luz serían más recomendables las armaduras de abanico o las armaduras Fink.
- Armaduras tipo diente de sierra Estas armaduras pueden utilizarse cuando la separación entre columnas no es objetable y se desea una iluminación natural adecuada por medio de ventanales en construcciones anchas. Sus caras más inclinadas llevan los ventanales y están generalmente orientadas al norte para una iluminación difusa más pareja. Estructuralmente es una estructura aporticada muy eficiente y se usa mucho es fábricas textiles.
- (^) Armaduras Fink. Para techos de pendientes mayores (más de 15 grados) las armaduras fink es muy usada son más económicas
COMPORTAMIENTO DE UNA ARMADURA
Ejemplo de una armadura empotrada
CONEXIONES DE ARMADURAS
A diferencia de muchos materiales de construcción, la madera no es un material elaborado, sino orgánico, que generalmente se usa en su estado natural. De los numerosos factores que influyen en su resistencia, los más importantes son:
- La densidad, los defectos naturales y su contenido de humedad. A causa de los defectos y de las variaciones inherentes a la madera, es imposible asignarle esfuerzos unitarios de trabajo con el grado de precisión que se hace en el acero o en el concreto. Desde este punto de vista de la ingeniería, la madera presenta problemas más complejos y variados que muchos otros materiales estructurales.
- Defectos de la madera
A causa de las características naturales del material, existen varios defectos en todas las maderas, que afectan a su resistencia, apariencia y durabilidad.
El acero es una aleación resultante de combinar hierro con un porcentaje de carbono, las propiedades físicas de varios tipos de acero y de cualquier tipo de aleación de acero dada a temperaturas variantes dependen de la cantidad del carbono presente y en cómo es distribuido en el hierro.
VENTAJAS E INCONVENIENTES
La edificación está dominada por el hormigón armado mientras que el acero se utiliza básicamente en el sector industrial y cada vez más en edificios de uso público.
El acero es moderno y es un material que ofrece infinitas posibilidades. Se ha utilizado durante siglos porque tiene diferentes aplicaciones y sus excelentes características constructivas y funcionales hacen que arquitectos, ingenieros e inversores recurran a él. Es apto para edificios industriales y de representación, y se utiliza mucho en proyectos en los que el diseño debe sufrir constantes modificaciones.
- Ventajas del acero estructural.
A continuación vamos a indicar según (Grom, 1996)” de manera general, algunas de las principales características que suponen la construcción de edificaciones con estructuras metálicas en acero:
· Es un material de gran resistencia. Esto significa que los elementos que formarán la estructura en cualquier construcción podrán ser de una sección transversal mucho menor que en el caso del hormigón, ocupando, por lo tanto, menos espacio.
· Avisan con grandes deformaciones antes de producirse un fallo debido a que el material es dúctil.
· Uniformidad, ya que las propiedades del acero no cambian apreciablemente con el tiempo.
· Homogeneidad del material.
· Posibilidad de reforma de manera más sencilla para adaptarse a nuevos usos del edificio, lo cual es más habitual en el caso de equipamientos, edificios de oficinas... que en el caso de viviendas.
· Rapidez de montaje, con los consiguientes ahorros en costes fijos de obra.
· La estructura metálica puede ser preparada en taller, lo que se traduce en que los elementos llegan a obra prácticamente elaborados, necesitando un mínimo de operaciones para quedar terminados.” (pp. 321-322)
- Desventajas del acero estructural.
Según Grom, 1996) “El acero tiene no muchas desventajas pero las mas importantes y resaltantes son:
· Corrosión. Este tipo de materiales pueden presentar problemas de corrosión dependiendo del lugar y los agentes corrosivos externos.
· Problemática en caso de incendios. Debido a esto, es conveniente, y en algún caso obligatorio, recubrir este tipo de estructuras con pintura ignífuga o intumescente para evitar el colapso de la misma.
· Pandeo, ya que se utilizan elementos esbeltos sometidos a compresión (soportes metálicos). No obstante, las estructuras se calculan evitando estos fenómenos.
· Coste económico de la estructura y su posterior mantenimiento: pinturas contra la corrosión, paneles de protección frente al fuego...
· Mano de obra especializada.”
CONCLUSIONES
De una manera general; podemos concluir que las armaduras; cerchas o celosías tienen una función muy importante en las aplicaciones de la ingeniería ya que mediante estas se solventan los problemas que pueden existir en construcciones de grandes luces o en maquinaria que se diseña para soportar cargas muy elevadas.
