Cerchas Y Cubiertas.docx

Qué es una cercha en construcción: usos y tipos. La cercha es un armazón que permite la transferencia de peso de manera segura, por lo que se usa como base para construir estructuras. Hablamos de estructuras tan variadas como techos, puentes, arcos o edificios. Se trata, por tanto, de un elemento clave enconstrucción.3 abr. 2017

Qué es una cercha en construcción: usos y tipos La cercha es un armazón que permite la transferencia de peso de manera segura, por lo que se usa como base para construir estructuras. Hablamos de estructuras tan variadas como techos, puentes, arcos o edificios. Se trata, por tanto, de un elemento clave en construcción.

Qué es una cercha en construcción Una cercha se compone de un marco que consta de muchos triángulos pequeños. El triángulo básico en una armadura que tiene tres vigas conectadas en las esquinas por tres articulaciones. Un triángulo por sí solo podría considerarse como una cercha simple, pero la mayoría de las cerchas se compone de muchos triángulos, conectados por una serie de cuerdas. Las cerchas simples se han visto en el diseño de edificios en Europa desde el año 1500. A mediados de la década de 1900, las cerchas empezaron a fabricarse para los diseños de construcción de viviendas, y siguen siendo el principal método para erigir la mayoría de los edificios. Una cercha es una estructura que se aprovecha de la estabilidad geométrica inherente del triángulo para distribuir uniformemente el peso y para manejar tensiones y compresiones cambiantes. La cercha utiliza una red de triángulos que se unen de modo que la presión y la tensión se aplican a los puntos de las esquinas de cada triángulo para tomar ventaja de su estabilidad para soportar una estructura. Gracias a la conexión de una serie de cerchas juntas, se puede transferir de forma segura una enorme cantidad de peso a vigas, muros de carga, o directamente al suelo.

Tipos y diseños de cerchas Más allá del uso de formas triangulares para darle su estabilidad a la cercha, no existe un diseño específico que determina el aspecto de una cercha. El diseño de una cercha se determina realmente según cuál sea su finalidad de uso. Si se usa la cercha en edificios o torres, su diseño estará pensado para hacer frente a las tensiones cambiantes que soportan la construcción, como el viento o el clima, o para llevar el peso de manera uniforme y segura a los cimientos. Por el contrario, una cercha utilizada en un puente usará patrones triangulares para asegurar que el peso de un tren o un coche se distribuyen de manera segura a las columnas o a la tierra. Si bien hay muchas aplicaciones de las cerchas, sus principales usos en arquitectura, los encontramos en techos, puentes y torres.

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ESTRUCTURAS COMPUESTAS POR ELEMENTOS TIPO CERCHA Este tipo de sistemas tienen la característica de ser muy livianos y con una gran capacidad de soportar cargas. Se utilizan principalmente en construcciones con luces grandes, como techos de bodegas, almacenes, iglesias y en general edificaciones con grandes espacios en su interior. Las cerchas también se usan en puentes, aunque para este tipo de estructuras los puentes atirantados, colgantes (cables), los puentes en vigas de alma llena (ya sea vigas armadas soldadas) y los puentes en concreto presforzado se han desarrollado tanto que resultan ser sistemas mas atractivos para el diseñador. Existen diferentes tipos de cerchas de acuerdo con la solución estructural que se requiere. Su construcción o ensamble se lleva a cabo uniendo elementos rectos, que primordialmente trabajan a esfuerzos axiales, en unos puntos que llamamos nudos y conformando una geometría tal que el sistema se comporta establemente cuando recibe cargas aplicadas directamente en estos nudos. De acuerdo con su uso tenemos cerchas para techos, para puentes o simplemente para vigas pertenecientes a un sistema de piso. En las cerchas utilizadas para techos se busca que su geometría conforme o supla la forma del techo. Por lo general el cordón superior conforma las pendientes del techo y el inferior es un tensor horizontal. En techos con luces grandes esto obligaría a tener una cercha muy alta en el centro, en ese caso se puede también hacer la cuerda inferior inclinada.

Para puentes se trata de brindar un apoyo plano al tablero del puente, ya sea en la parte superior de la cercha o en la inferior. Si el tablero va apoyado en la parte inferior de las cerchas, entonces los elementos verticales trabajan a tensión.

Si el tablero está apoyado en la parte superior los elementos verticales trabajan a compresión.

En el caso de vigas simples cargadas por la parte superior, donde el sistema trabajará como un todo a flexión, se pueden construir los diagramas de momento y cortante comparándolos con los de una viga de alma llena. Encontramos que los momentos internos que producen esfuerzos de compresión y tracción en la viga, se descomponen en un par de fuerzas en la cercha produciendo esfuerzos de compresión en el cordón superior y esfuerzos de tracción en el cordón inferior; las diagonales resisten esfuerzos cortantes como también parte de los momentos y sirven de unión entre el elemento superior y el inferior.

Note la semejanza de los diagramas entre uno y otro, en la medida en que los nudos sean mas seguidos los brincos en los diagramas son menores y la semejanza es mayor. La misma semejanza se puede tener con una viga que se carga en la parte inferior. La viga cargada en la parte inferior requiere de elementos internos que soporten esa tracción, es decir, es como si la carga estuviera colgada y por lo tanto se necesitan tirantes internos que transmitan esa carga a la zona superior. Tipos de cerchas: Existen muchos tipos de cerchas de acuerdo con su uso, estos tipos tomaron el nombre de la primera persona que las analizó o construyó, una de ellas es la Pratt para puentes y para techos:

En esta cercha, las diagonales trabajan a tensión. Este análisis lo podemos hacer comparando los esfuerzos internos en una viga simplemente apoyada, momento positivo y cortante positivo:

Podríamos decir que para cerchas simplemente apoyadas, de acuerdo con la orientación de las diagonales ellas trabajarían a tracción o a compresión.

Note la orientación de las diagonales y concluya sobre su forma de trabajo, tracción o compresión. Se pueden ver los otros tipos en los libros de referencias. Clasificación de las cerchas según su conformación: Según Hibbeler en su libro “Análisis estructural” las cerchas se clasifican, en: cerchas simples, compuestas y complejas Simples: aquellas construidas a base de la figura mínima estable (triángulo) y a partir de ahí por cada dos barras agregadas se agrega un nudo, de tal manera que:

Las cerchas simples siempre se empiezan por un triángulo y se construyen agregando 2 barras unidas a un nudo común pudiendo dar origen a figuras que no son triángulos, por su manera de construirse una cercha simple siempre será estable internamente.

Compuestas: Aquellas construidas por la unión de dos cerchas simples usando 1 barra de unión adicional y un nudo común, o tres barras adicionales o sustituyendo elementos de una estructura principal por cerchas o armaduras secundarias.

Armaduras complejas: No son simples ni compuestas. Para determinar su estabilidad se requiere verificar m: es el número de barras r: número de reacciones

donde:

ANÁLISIS DE CERCHAS Para identificar si son estables, estáticamente determinadas o indeterminadas se sugiere consultar el capítulo de estabilidad y determinación. El análisis de las cerchas tiene como objetivo encontrar las fuerzas en cada uno de los elementos y las deformaciones de todo el conjunto. En cerchas estáticamente determinadas se utilizan métodos analíticos y métodos gráficos. Entre los métodos analíticos tenemos: el método de los nudos y el método de las secciones. Identificación de miembros con fuerza cero.

Método de los nudos: Se separan los nudos de toda la cercha y se realiza el diagrama de cuerpo libre de cada uno, se aplican dos ecuaciones de equilibrio de traslación por nudo. Se debe empezar la solución por aquel nudo que tenga solo dos incógnitas. Método de las secciones: cortar la estructura de tal manera que queden tres fuerzas de barras como incógnitas y aplicar equilibrio a cada sección. Para el análisis se pueden combinar el método de los nudos y las secciones haciendo que la rapidez con que se llegue a la solución dependa de la pericia y experiencia del diseñador. (Todo conocimiento nuevo requiere de momentos de asimilación o etapas hasta llegar al dominio llamado el momento de la sistematización, para llegar a esta etapa debemos analizar muchas y diferentes cerchas de tal manera que en nuestra mente se ha creado ya un concepto general del comportamiento y así sabremos por donde cortar y que nudo analizar para que la solución se encuentre de forma fácil). Convención: Debido a que las barras solo trabajan a esfuerzos axiales se seguirá la siguiente convención: Barras traccionadas tienen fuerzas positivas (+) y barras comprimidas tienen fuerzas negativas (-). Sugerencias para los diagramas de cuerpo libre: 

Siempre dibujar fuerzas saliendo del nudo.



Siempre dibujar fuerzas en los elementos estirando el elemento.

EJEMPLO:

Las Cubiertas son estructuras de cierre superior, que sirven como Cerramientos Exteriores, cuya función fundamental es ofrecer protección al edificio contra los agentes climáticos y otros factores, para resguardo, darle intimidad, aislación acústica y térmica, al igual que todos los otros cerramientos verticales.

Antes de optar por una u otra cubierta es necesario conocer los diferentes tipos que existen en el mercado y los materiales del que están compuestas para poder elegir en consecuencia. Al fin y al cabo, las cubiertas son imprescindibles en cualquier edificación que se precie, pues se emplean en la parte superior para protegerlo de las inclemencias del tiempo, ya sea del calor, del frío, de la lluvia o del viento. Básicamente se compone de una estructura y del revestimiento y, dependiendo de la pendiente del edificio, existen dos clases de cubiertas: planas e inclinadas. Contenidos [ocultar]  

1 Diferentes clases de cubiertas o 1.1 Tipos de cubiertas planas o 1.2 Tipos de cubiertas inclinadas 2 La impermeabilización de cubiertas

Diferentes clases de cubiertas Tipos de cubiertas planas En el sistema de cubiertas planas no se utilizan estructuras curvadas o de cierre inclinado. Como su propio nombre indica son más bien planas, aunque disponen de una leve inclinación para permitir el desagüe. Suelen instalarse en lugares donde exista un clima cálido con poca lluvia, aunque, dada la calidad de sus materiales, su uso se ha ido extendiendo con el tiempo. Dentro de las cubiertas planas existen diferentes versiones. La cubierta invertida, por ejemplo, es aquella que cuenta con una disposición y un orden diferentes a los habituales, pues en este caso es el aislante el que protege al impermeabilizante y no al revés. La cubierta transitable es aquella por la que se puede circular al poseer una capa de protección y estar rodeada por una balaustrada o un muro de poca altura o pretil. Los techos verdes, por su parte, utilizan las plantas y la tierra como aislantes al tiempo que reducen el CO2. Por último, las cubiertas inundadas, otra opción más en la que el agua es utilizada como sistema de aislamiento para regular la temperatura en aquellos lugares en los que precisamente existe una diferencia de temperatura significativa entre el día y la noche.

Tipos de cubiertas inclinadas Estas cubiertas son aquellas en las que la inclinación supera un 10%. Cada plano que constituye una cubierta se le llama faldón y según el número de faldones utilizados se habla de cubiertas a un agua, a dos, a cuatro o la llamada cubierta de pabellón, en cuyo espacio poligonal se emplean tantas aguas o faldones como lados tenga la base.

La impermeabilización de cubiertas Dada su situación, las cubiertas son las superficies que están más expuestas a tener mayor número de filtraciones de agua y para evitarlo es necesaria su impermeabilización. En el mercado existen diferentes productos y sistemas para llevarlo a cabo, aunque cuanto más duradero y resistente sea el producto utilizado, mejor. La impermeabilización de cubiertas en Barcelona es un servicio habitual que requiere mano de obra especializada. Es de vital importancia llevarlo a cabo, pues su función es evitar que el agua se filtre y pueda deteriorar las estructuras. Dentro de los materiales usados en las cubiertas para su impermeabilización destacan los siguientes: asfalto como material resistente y ligero, emulsiones asfálticas en frío fáciles de manipular y otros materiales de aplicación sencilla y rápida como las membranas asfálticas, de PVC, sintéticas o poliméricas, así como las pinturas acrílicas polimerizadas. La impermeabilización tiende a deteriorarse con el tiempo y el tipo de reparación o sustitución dependerá del sistema implantado y la calidad del trabajo desempeñado. ¿Cada cuanto impermeabilizar una cubierta? Depende de algunos factores, como la instalación empleada, la calidad de los productos utilizados, si lo llevaron a cabo profesionales, si se ha hecho algún tipo de mantenimiento o el uso recibido. De cualquier forma, si se ha cuidado y se han tenido en cuenta las recomendaciones del fabricante o del instalador en cuanto a su mantenimiento, es posible que la cubierta se encuentre a salvo durante años o incluso décadas.