Estructuras Metalicas.pdf
This document was uploaded by user and they confirmed that they have the permission to share it. If you are author or own the copyright of this book, please report to us by using this DMCA report form. Report DMCA
Overview
Download & View Estructuras Metalicas.pdf as PDF for free.
More details
- Words: 1,557
- Pages: 15
PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATÓLICA DE VALPARAÍSO FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA DE INGENIERÍA MECÁNICA
DIBUJO DE INGENIERÍA 3
ESTRUCTURAS METÁLICAS: CERCHAS Y GALPONES
Luca Ribba Esteva Profesor: Mario Riquelme
28 DE AGOSTO DE 2013
ESTRUCTURAS METÁLICAS
ÍNDICE 1.
INTRODUCCIÓN ........................................................................................................ 4
2.
CERCHAS .................................................................................................................. 5 2.1.
TIPOS DE CERCHA ............................................................................................ 6
2.1.1.
Cercha simple............................................................................................... 6
2.1.2.
Cercha compuesta........................................................................................ 6
2.1.3.
Cercha compleja........................................................................................... 6
2.2.
CLASIFICACIÓN DE CERCHA SEGÚN SU FORMA .......................................... 7
2.2.1.
Triangular ..................................................................................................... 7
2.2.2.
Tijera ............................................................................................................ 7
2.2.3.
Rectangular .................................................................................................. 7
2.2.4.
Curva ............................................................................................................ 7
2.3.
EJEMPLOS DE TIPOS DE CERCHAS ................................................................ 8
2.3.1.
Armadura Polonceau de tirante recto ........................................................... 8
2.3.2.
Armadura Polonceau de tirante peraltado..................................................... 8
2.3.3.
Armadura inglesa ......................................................................................... 8
2.3.4.
Armadura Norteamericana............................................................................ 9
2.3.5.
Armadura belga ............................................................................................ 9
2.3.6.
Armadura en diente de sierra ....................................................................... 9
2.3.7.
Armadura en diente de sierra reforzada...................................................... 10
2.3.8.
Armaduras para marquesinas ..................................................................... 10
2.3.9.
Armadura par-hilera .................................................................................... 11
2.3.10.
Armadura Warren.................................................................................... 11
2.3.11.
Armadura Fink ........................................................................................ 12
2.3.12.
Armadura Mansard ................................................................................. 12
3.
GALPONES .............................................................................................................. 13
4.
CONCLUSIÓN .......................................................................................................... 14
5.
BIBLIOGRAFÍA ......................................................................................................... 15
2
ESTRUCTURAS METÁLICAS ÍNDICE DE FIGURAS Figura 1: Armadura Polonceau de tirante recto .................................................................. 8 Figura 2: Armadura Polonceau de tirante peraltado ........................................................... 8 Figura 3: Armadura Inglesa................................................................................................ 8 Figura 4: Armadura Norteamericana .................................................................................. 9 Figura 5: Armadura Belga .................................................................................................. 9 Figura 6: Armadura de diente de sierra .............................................................................. 9 Figura 7: Armadura de diente de sierra reforzada ............................................................ 10 Figura 8: Armaduras para marquesinas ........................................................................... 10 Figura 9: Armadura par-hilera .......................................................................................... 11 Figura 10: Armadura Warren ........................................................................................... 11 Figura 11: Armadura Fink ................................................................................................ 12 Figura 12: Armadura Mansar ........................................................................................... 12 Figura 13: Galpón de Valparaíso ..................................................................................... 13 Figura 14: Galpón Facultad de Ingeniería Mecánica ........................................................ 13
3
ESTRUCTURAS METÁLICAS
1. INTRODUCCIÓN En los siglos pasados, los matemáticos aprendieron a aplicar sus conocimientos al estudio de las estructuras, haciendo posible, el cálculo de las tensiones exactas que se producen en cualquier situación. Así se inició el desarrollo de las cerchas.
La cercha es uno de los principales tipos de estructuras empleadas en ingeniería y construcción. Proporciona una solución práctica y económica a muchas situaciones de ingeniería, especialmente en el diseño de puentes, galpones y edificios. Las cerchas o armaduras son uno de los elementos estructurales que forman parte del conjunto de las estructuras de forma activa. Es por ello que para establecer los aspectos relacionados con las cerchas, a continuación se indica las propiedades de la cercha como elemento estructural sometido a tracción y compresión. Además se muestra las propiedades que rige el diseño de la cercha, así como las unidades adicionales requeridas.
4
ESTRUCTURAS METÁLICAS
2. CERCHAS
La cercha o armadura es una composición de barras rectas unidas entre sí en sus extremos para constituir una armazón rígida de forma triangular, capaz de soportar cargas en su plano. 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, en general edificaciones con grandes espacios en su interior. 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
mediante juntas o nodos. Los elementos de una cercha se unen sólo en los extremos por medio de pasadores sin fricción para formar armazones rígidos. Estas estructuras trabajan a esfuerzos axiales (Tracción o compresión), 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.
Cada cercha se diseña para que soporte las cargas que actúan en su plano y, en consecuencia, pueden considerarse como una estructura bidimensional.
5
ESTRUCTURAS METÁLICAS 2.1. TIPOS DE CERCHA
Existen diversos tipos de cerchas según su utilidad estructural y funcional. Se dividen principalmente en 3 tipos: 2.1.1. Cercha simple Formadas por tres barras unidas por nodos en sus extremos dispuestas en forma de triángulos y luego extendiendo dos nuevas barras por cada nuevo nodo o unión, comportándose como sólidos rígidos y estables
2.1.2. Cercha compuesta
Formadas por la unión de dos o más cerchas simples, de tal manera que cada par comparta una sus articulaciones y se añada alguna barra adicional entre cada par, de modo que cualquier movimiento de una respecto de la otra esté impedido. 2.1.3. Cercha compleja
Es cualquier cercha plana que no sea de los tipos simples y compuestas. Son estructuras hiperestáticas.
6
ESTRUCTURAS METÁLICAS 2.2. CLASIFICACIÓN DE CERCHA SEGÚN SU FORMA
En las cerchas utilizadas para techos se busca que su geometría conforme o supla la forma del techo. Las formas geométricas más comunes son: 2.2.1. Triangular
De forma triangular. Es la más utilizada y permite salvar luces de hasta 18mts. 2.2.2. Tijera
Se caracteriza por tener tanto sus cuerdas inferior como superior muy inclinadas. La ventaja de este tipo de estructuras es que logra una mayor altura en la parte central del espacio cubierto. 2.2.3. Rectangular
De forma rectangular. Generalmente se le conoce con el nombre de viga armada o de celosía. Puede salvar luces desde los 7 hasta los 30m. 2.2.4. Curva
Cercha con cuerda superior curva. Se usa a partir de luces de 20m, pudiendo llegar a salvar luces de hasta 60m si se usa madera laminada.
7
ESTRUCTURAS METÁLICAS 2.3. EJEMPLOS DE TIPOS DE CERCHAS
2.3.1. Armadura Polonceau de tirante recto Es apropiada para salvar luces de hasta de 14 m. Figura 1: Armadura Polonceau de tirante recto
2.3.2. Armadura Polonceau de tirante peraltado
Cuando lleva las barras (de puntos) se denomina Polonceau compuesta: empleándose para luces de hasta 24 m. Figura 2: Armadura Polonceau de tirante peraltado
2.3.3. Armadura inglesa
Empleada para salvar luces de 24- 30 m: se caracteriza porque sus diagonales trabajan a tracción y sus montantes lo hacen a compresión. Figura 3: Armadura Inglesa
8
ESTRUCTURAS METÁLICAS 2.3.4. Armadura Norteamericana
Empleada para luces de hasta 30 m, sus diagonales trabajan a compresión y sus péndolas a tracción. Figura 4: Armadura Norteamericana
2.3.5. Armadura belga
Para luces análogas a las anteriores, se caracteriza por tener las tornapuntas perpendiculares a los pares, y el tirante peraltado. Es uno de los sistemas más empleados. Figura 5: Armadura Belga
2.3.6. Armadura en diente de sierra
Son las más adecuadas para los talleres en los que se desee disponer de luz cenital; lo cual se consigue con el acristalamiento del faldón de la cubierta de más pendiente. Figura 6: Armadura de diente de sierra
9
ESTRUCTURAS METÁLICAS 2.3.7. Armadura en diente de sierra reforzada
Es la apropiada para salvar luces hasta de 15 m. En esta clase de armadura, los apoyos coinciden en las lima hoyas de las cubiertas. Figura 7: Armadura de diente de sierra reforzada
2.3.8. Armaduras para marquesinas
Se emplean generalmente estos elementos para proteger las entradas de los edificios. También en los muelles, naves industriales, etc. Generalmente se construyen de hasta 5 m de voladizo. Figura 8: Armaduras para marquesinas
10
ESTRUCTURAS METÁLICAS 2.3.9. Armadura par-hilera
La que se compone de un madero llamado hilera que está en medio del edificio en la dirección de su longitud y de otros llamados pares que desde la parte superior de las paredes que hay en cada lado de la hilera van a juntarse con ésta formando ángulo.
Figura 9: Armadura par-hilera
2.3.10. Armadura Warren Los elementos en compresión y tensión en el alma de la armadura tienen igual longitud, resultando en un razón peso–claro muy ventajosa en términos de costo para luces pequeñas, además de que se reducen los costos de fabricación al ser todos los elementos iguales en longitud. La armadura Warren modificado se usa en luces grandes. La armadura diente de sierra se usa mucho en edificios con varias luces o claros.
Figura 10: Armadura Warren
11
ESTRUCTURAS METÁLICAS 2.3.11. Armadura Fink Es la más usada para viviendas o estructuras livianas. Es para luces grandes, debido a que los miembros del alma de la armadura se dividen en elementos muy cortos. Permite salvar luces de entre 12 a 18 m siempre que la pendiente sea superior a 45°.
Figura 11: Armadura Fink
2.3.12. Armadura Mansard
Reduce el espacio no usado a nivel de techos. Sin embargo, las fuerzas en las cuerdas superior e inferior se incrementan debido a la poca altura de la cercha o a la pequeña razón entre altura y claro de la armadura. Figura 12: Armadura Mansar
12
ESTRUCTURAS METÁLICAS
3. GALPONES A continuación se presentan imágenes de galpones, los que fueron fotografiados en la Región de Valparaíso. Figura 13: Galpón de Valparaíso
Figura 14: Galpón Facultad de Ingeniería Mecánica
13
ESTRUCTURAS METÁLICAS
4. CONCLUSIÓN Existe una gran variedad de cerchas, que se clasifican según sea su conformación estructural, el material a construir y también por su geometría necesaria para la construcción del proyecto. Dicha construcción se lleva a cabo a través de la unión de elementos, produciéndose el esfuerzo en las uniones, conformando así un sistema en equilibrio, dándole estabilidad a la estructura cuando recibe una carga, Al finalizar la representación de las cerchas, podemos concluir lo importante que son en la construcción de distintas estructuras, que van desde techos hasta enormes edificios o puentes
14
ESTRUCTURAS METÁLICAS
5. BIBLIOGRAFÍA http://www.virtual.unal.edu.co/cursos/sedes/manizales - Revisado el 27/07/2013 a las 17:00. http://es.wikipedia.org/wiki/Celos%C3%ADa_(ingenier%C3%ADa) Revisado el 27/07/2013 a las 19:00. http://www.buenastareas.com/ensayos/Armaduras-y-Cerchas/ Revisado el 28/07/2013 a las 11:00. http://www.construmatica.com/construpedia/Cercha Revisado el 28/07/2013 a las 18:00.
15
DIBUJO DE INGENIERÍA 3
ESTRUCTURAS METÁLICAS: CERCHAS Y GALPONES
Luca Ribba Esteva Profesor: Mario Riquelme
28 DE AGOSTO DE 2013
ESTRUCTURAS METÁLICAS
ÍNDICE 1.
INTRODUCCIÓN ........................................................................................................ 4
2.
CERCHAS .................................................................................................................. 5 2.1.
TIPOS DE CERCHA ............................................................................................ 6
2.1.1.
Cercha simple............................................................................................... 6
2.1.2.
Cercha compuesta........................................................................................ 6
2.1.3.
Cercha compleja........................................................................................... 6
2.2.
CLASIFICACIÓN DE CERCHA SEGÚN SU FORMA .......................................... 7
2.2.1.
Triangular ..................................................................................................... 7
2.2.2.
Tijera ............................................................................................................ 7
2.2.3.
Rectangular .................................................................................................. 7
2.2.4.
Curva ............................................................................................................ 7
2.3.
EJEMPLOS DE TIPOS DE CERCHAS ................................................................ 8
2.3.1.
Armadura Polonceau de tirante recto ........................................................... 8
2.3.2.
Armadura Polonceau de tirante peraltado..................................................... 8
2.3.3.
Armadura inglesa ......................................................................................... 8
2.3.4.
Armadura Norteamericana............................................................................ 9
2.3.5.
Armadura belga ............................................................................................ 9
2.3.6.
Armadura en diente de sierra ....................................................................... 9
2.3.7.
Armadura en diente de sierra reforzada...................................................... 10
2.3.8.
Armaduras para marquesinas ..................................................................... 10
2.3.9.
Armadura par-hilera .................................................................................... 11
2.3.10.
Armadura Warren.................................................................................... 11
2.3.11.
Armadura Fink ........................................................................................ 12
2.3.12.
Armadura Mansard ................................................................................. 12
3.
GALPONES .............................................................................................................. 13
4.
CONCLUSIÓN .......................................................................................................... 14
5.
BIBLIOGRAFÍA ......................................................................................................... 15
2
ESTRUCTURAS METÁLICAS ÍNDICE DE FIGURAS Figura 1: Armadura Polonceau de tirante recto .................................................................. 8 Figura 2: Armadura Polonceau de tirante peraltado ........................................................... 8 Figura 3: Armadura Inglesa................................................................................................ 8 Figura 4: Armadura Norteamericana .................................................................................. 9 Figura 5: Armadura Belga .................................................................................................. 9 Figura 6: Armadura de diente de sierra .............................................................................. 9 Figura 7: Armadura de diente de sierra reforzada ............................................................ 10 Figura 8: Armaduras para marquesinas ........................................................................... 10 Figura 9: Armadura par-hilera .......................................................................................... 11 Figura 10: Armadura Warren ........................................................................................... 11 Figura 11: Armadura Fink ................................................................................................ 12 Figura 12: Armadura Mansar ........................................................................................... 12 Figura 13: Galpón de Valparaíso ..................................................................................... 13 Figura 14: Galpón Facultad de Ingeniería Mecánica ........................................................ 13
3
ESTRUCTURAS METÁLICAS
1. INTRODUCCIÓN En los siglos pasados, los matemáticos aprendieron a aplicar sus conocimientos al estudio de las estructuras, haciendo posible, el cálculo de las tensiones exactas que se producen en cualquier situación. Así se inició el desarrollo de las cerchas.
La cercha es uno de los principales tipos de estructuras empleadas en ingeniería y construcción. Proporciona una solución práctica y económica a muchas situaciones de ingeniería, especialmente en el diseño de puentes, galpones y edificios. Las cerchas o armaduras son uno de los elementos estructurales que forman parte del conjunto de las estructuras de forma activa. Es por ello que para establecer los aspectos relacionados con las cerchas, a continuación se indica las propiedades de la cercha como elemento estructural sometido a tracción y compresión. Además se muestra las propiedades que rige el diseño de la cercha, así como las unidades adicionales requeridas.
4
ESTRUCTURAS METÁLICAS
2. CERCHAS
La cercha o armadura es una composición de barras rectas unidas entre sí en sus extremos para constituir una armazón rígida de forma triangular, capaz de soportar cargas en su plano. 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, en general edificaciones con grandes espacios en su interior. 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
mediante juntas o nodos. Los elementos de una cercha se unen sólo en los extremos por medio de pasadores sin fricción para formar armazones rígidos. Estas estructuras trabajan a esfuerzos axiales (Tracción o compresión), 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.
Cada cercha se diseña para que soporte las cargas que actúan en su plano y, en consecuencia, pueden considerarse como una estructura bidimensional.
5
ESTRUCTURAS METÁLICAS 2.1. TIPOS DE CERCHA
Existen diversos tipos de cerchas según su utilidad estructural y funcional. Se dividen principalmente en 3 tipos: 2.1.1. Cercha simple Formadas por tres barras unidas por nodos en sus extremos dispuestas en forma de triángulos y luego extendiendo dos nuevas barras por cada nuevo nodo o unión, comportándose como sólidos rígidos y estables
2.1.2. Cercha compuesta
Formadas por la unión de dos o más cerchas simples, de tal manera que cada par comparta una sus articulaciones y se añada alguna barra adicional entre cada par, de modo que cualquier movimiento de una respecto de la otra esté impedido. 2.1.3. Cercha compleja
Es cualquier cercha plana que no sea de los tipos simples y compuestas. Son estructuras hiperestáticas.
6
ESTRUCTURAS METÁLICAS 2.2. CLASIFICACIÓN DE CERCHA SEGÚN SU FORMA
En las cerchas utilizadas para techos se busca que su geometría conforme o supla la forma del techo. Las formas geométricas más comunes son: 2.2.1. Triangular
De forma triangular. Es la más utilizada y permite salvar luces de hasta 18mts. 2.2.2. Tijera
Se caracteriza por tener tanto sus cuerdas inferior como superior muy inclinadas. La ventaja de este tipo de estructuras es que logra una mayor altura en la parte central del espacio cubierto. 2.2.3. Rectangular
De forma rectangular. Generalmente se le conoce con el nombre de viga armada o de celosía. Puede salvar luces desde los 7 hasta los 30m. 2.2.4. Curva
Cercha con cuerda superior curva. Se usa a partir de luces de 20m, pudiendo llegar a salvar luces de hasta 60m si se usa madera laminada.
7
ESTRUCTURAS METÁLICAS 2.3. EJEMPLOS DE TIPOS DE CERCHAS
2.3.1. Armadura Polonceau de tirante recto Es apropiada para salvar luces de hasta de 14 m. Figura 1: Armadura Polonceau de tirante recto
2.3.2. Armadura Polonceau de tirante peraltado
Cuando lleva las barras (de puntos) se denomina Polonceau compuesta: empleándose para luces de hasta 24 m. Figura 2: Armadura Polonceau de tirante peraltado
2.3.3. Armadura inglesa
Empleada para salvar luces de 24- 30 m: se caracteriza porque sus diagonales trabajan a tracción y sus montantes lo hacen a compresión. Figura 3: Armadura Inglesa
8
ESTRUCTURAS METÁLICAS 2.3.4. Armadura Norteamericana
Empleada para luces de hasta 30 m, sus diagonales trabajan a compresión y sus péndolas a tracción. Figura 4: Armadura Norteamericana
2.3.5. Armadura belga
Para luces análogas a las anteriores, se caracteriza por tener las tornapuntas perpendiculares a los pares, y el tirante peraltado. Es uno de los sistemas más empleados. Figura 5: Armadura Belga
2.3.6. Armadura en diente de sierra
Son las más adecuadas para los talleres en los que se desee disponer de luz cenital; lo cual se consigue con el acristalamiento del faldón de la cubierta de más pendiente. Figura 6: Armadura de diente de sierra
9
ESTRUCTURAS METÁLICAS 2.3.7. Armadura en diente de sierra reforzada
Es la apropiada para salvar luces hasta de 15 m. En esta clase de armadura, los apoyos coinciden en las lima hoyas de las cubiertas. Figura 7: Armadura de diente de sierra reforzada
2.3.8. Armaduras para marquesinas
Se emplean generalmente estos elementos para proteger las entradas de los edificios. También en los muelles, naves industriales, etc. Generalmente se construyen de hasta 5 m de voladizo. Figura 8: Armaduras para marquesinas
10
ESTRUCTURAS METÁLICAS 2.3.9. Armadura par-hilera
La que se compone de un madero llamado hilera que está en medio del edificio en la dirección de su longitud y de otros llamados pares que desde la parte superior de las paredes que hay en cada lado de la hilera van a juntarse con ésta formando ángulo.
Figura 9: Armadura par-hilera
2.3.10. Armadura Warren Los elementos en compresión y tensión en el alma de la armadura tienen igual longitud, resultando en un razón peso–claro muy ventajosa en términos de costo para luces pequeñas, además de que se reducen los costos de fabricación al ser todos los elementos iguales en longitud. La armadura Warren modificado se usa en luces grandes. La armadura diente de sierra se usa mucho en edificios con varias luces o claros.
Figura 10: Armadura Warren
11
ESTRUCTURAS METÁLICAS 2.3.11. Armadura Fink Es la más usada para viviendas o estructuras livianas. Es para luces grandes, debido a que los miembros del alma de la armadura se dividen en elementos muy cortos. Permite salvar luces de entre 12 a 18 m siempre que la pendiente sea superior a 45°.
Figura 11: Armadura Fink
2.3.12. Armadura Mansard
Reduce el espacio no usado a nivel de techos. Sin embargo, las fuerzas en las cuerdas superior e inferior se incrementan debido a la poca altura de la cercha o a la pequeña razón entre altura y claro de la armadura. Figura 12: Armadura Mansar
12
ESTRUCTURAS METÁLICAS
3. GALPONES A continuación se presentan imágenes de galpones, los que fueron fotografiados en la Región de Valparaíso. Figura 13: Galpón de Valparaíso
Figura 14: Galpón Facultad de Ingeniería Mecánica
13
ESTRUCTURAS METÁLICAS
4. CONCLUSIÓN Existe una gran variedad de cerchas, que se clasifican según sea su conformación estructural, el material a construir y también por su geometría necesaria para la construcción del proyecto. Dicha construcción se lleva a cabo a través de la unión de elementos, produciéndose el esfuerzo en las uniones, conformando así un sistema en equilibrio, dándole estabilidad a la estructura cuando recibe una carga, Al finalizar la representación de las cerchas, podemos concluir lo importante que son en la construcción de distintas estructuras, que van desde techos hasta enormes edificios o puentes
14
ESTRUCTURAS METÁLICAS
5. BIBLIOGRAFÍA http://www.virtual.unal.edu.co/cursos/sedes/manizales - Revisado el 27/07/2013 a las 17:00. http://es.wikipedia.org/wiki/Celos%C3%ADa_(ingenier%C3%ADa) Revisado el 27/07/2013 a las 19:00. http://www.buenastareas.com/ensayos/Armaduras-y-Cerchas/ Revisado el 28/07/2013 a las 11:00. http://www.construmatica.com/construpedia/Cercha Revisado el 28/07/2013 a las 18:00.
15
Related Documents
Estructuras
October 2019 44
Estructuras
June 2020 27
Estructuras
May 2020 24
Estructuras
May 2020 24
Estructuras
June 2020 26
Estructuras Viga.docx
May 2020 28More Documents from "Lucero"
Estructuras Metalicas.pdf
June 2020 3
Primeros_auxilios
May 2020 16
Clase 9 Shock
May 2020 6
