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• Josefinamavarez

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Esquema

1-. Concepto de armadura. 2-. Tipos de armaduras. 3-. Uso de las armaduras. 4-. Cargas de diseño. 5-. Factores que dictan la economía de la armadura 6-. Caso real. 7-. Características de la armadura. 8-. Posibles perfiles o cabillas. 9-. Importancia del caso para realizar una inspección.

Desarrollo

1-. Concepto de Armadura: 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. Frecuentemente las armaduras estructuralmente son celosías planas, aunque existen armaduras de otro tipo que no son celosías. En un primer apartado se explica como se organizan las distintas piezas de la armadura para soportar los esfuerzos de tracción y compresión

2-. Tipos de Armaduras: La mayoría de los tipos de armaduras usadas en la estructuración de cubiertas, puentes, han sido llamadas así por el apellido o nombre de quien las diseñó por primera vez, por ejemplo, la armadura tipo Howe, fue patentada en 1840 por William Howe, la armadura Warren, fue patentada por los ingleses James Warren y Willboughby Monzoni en 1848.

 Armadura Howe La armadura Howe, patentada en 1840 aunque ya había sido usada con anterioridad, se utilizó mucho en el diseño de armaduras de madera. Está compuesta por montantes verticales entre el cordón superior e inferior. Las diagonales se unen en sus extremos donde coincide un montante con el cordón superior o inferior. Con esa disposición se lograba que los elementos verticales, que eran metálicos y más cortos estuviera tensionados, mientras que las diagonales más largas estaban comprimidas, lo cual era económico puesto que los elementos metálicos eran más caros y con la disposición Howe se minimizaba su longitud. Las armaduras de dos aguas Howe son los tipos más comunes de armaduras de peralto medio, y tienen luces máximas de 27 ó 30m.

 Armaduras Warren Este tipo de armadura, es la forma utilizada para viguetas ligeras de alma abierta, se usan elementos de barras de acero redondas con múltiples dobleces. Para el caso de elemento principal de cubierta y entrepisos se utilizan perfiles clásicos L, C y hasta W. Cuando se utiliza en gran escala, la Warren ofrece la ventaja de que proporciona un máximo de espacio abierto libre para la inclusión de los elementos de servicio del edificio que deben pasar a través de las armaduras (ductos, tuberías. Etc.) El rasgo característico de este tipo de armadura es que forman una serie de triángulos isósceles (o equiláteros), de manera que todas las diagonales tienen la misma longitud. Típicamente en una armadura de este tipo y con cargas aplicadas verticales en sus nudos superiores, las diagonales presentan alternativamente compresión y tensión. Se pueden usar armaduras Warren para cubrir luces de hasta 90 metros y más.

 Armadura Pratt plana Representa la adaptación de las armaduras al uso más generalizado de un nuevo material de construcción de la época: el acero. A diferencia de una armadura Howe, las barras están inclinadas en sentido contrario, de manera que las diagonales están sometidas a tensión, mientras que las barras verticales están comprimidas.

En esencia tiene una tipología y uso muy parecidos a la 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 Fink Para techos de pendientes mayores (más de 15º) la armadura Fink es muy usada, las Howe y Pratt también pueden usarse pero no son tan económicas, la armadura Fink ha sido utilizada para claros del orden de los 37m. Un hecho que la hace más económica es que la mayoría de los miembros están en tensión, mientras que los sujetos a compresión son bastante corto, además es importante saber que la triangulación de una armadura se proyecta tomando en cuenta el espaciamiento de los largueros. Ya que usualmente es conveniente localizar los largueros sólo en los vértices de los triángulos, la triangulación principal puede subdividirse. La armadura Fink puede ser dividida en un gran número de triángulos y coincidir casi con cualquier espaciamiento de largueros.

 Armadura Delta Otra forma popular de armadura es el arreglo tridimensional conocido como armadura delta. Esta armadura deriva su nombre de la forma de su configuración, un triángulo equilátero que se asemeja a la letra griega delta (Δ). Donde no es posible el arriostramiento lateral, o no es deseado, en armaduras planas comunes, puede utilizarse la armadura delta, la cual ofrece resistencia tanto a cargas verticales como horizontales. La forma delta también se utiliza para columnas de celosía.

 Armadura de estructura triarticulada Cuando se necesita cubrir luces de más de 30m, debe tomarse en consideración el uso de la estructura triarticulada de acero, ya que pueden proporcionar soluciones más económicas, en comparación con el biarticulado y el empotrado. Este tipo de estructura tiene las siguientes ventajas: 1. Su análisis es más fácil, ya que es estáticamente determinado

2. Los asentamientos diferenciales de las cimentaciones deficientes no son de importancia capital como podrían serlo para un arco hiperestático. 3. El montaje se simplifica, ya que las dos mitades de un arco pueden montarse por separado conectándolos posteriormente con el perno de la articulación central.

 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

3-. Uso de las Armaduras: El uso más común de armaduras en edificios es para soportar cubiertas de techo, pisos y otras cargas como cielos suspendidos. Existen muchos tipos de armaduras o cerchas, tal como se presentan en la siguiente figura. La escogencia del tipo de armadura a utilizar depende en primera instancia de los requerimientos arquitectónicos y del cliente y en segunda instancia de las dimensiones y de factores económicos.

4-. Cargas de diseño: Las armaduras se deben diseñar para las cargas establecidas en el Código Sísmico de Costa Rica y el Reglamento de la Construcción. En nuestro país es común diseñar las cerchas para la carga muerta, carga viva y la carga de viento.

5-. Factores que dictan la economía de la armadura: Algunos de los factores que afectan más la economía de la armadura, se listan a continuación. Estos factores deben ser identificados y evaluados en la etapa de diseño.    

Disponibilidad de materiales en la zona. Conexiones: soldadas o con tornillos. Máxima tamaño que puede ser transportado a la obra. Métodos de montaje.

 Redundancia de la estructura.  Experiencia del constructor.  Diseño simple con gran repetición.

6-. Caso real: -Definición de galpón: Un galpón es una construcción destinada al depósito de mercaderías o maquinarias. Generalmente son construcciones grandes y rurales con una sola puerta. Son de diseño sencillo, prefiriéndose que no tenga apoyos intermedios para facilitar la circulación. Los galpones son construcciones relativamente grandes, las cuales puede ser utilizada en diferentes situaciones, las cuales abarcan desde cuidado y orden de herramientas, criadero de animales hasta trabajos de régimen industrial. Entre los tipos de galpones encontramos diferentes tipos de construcciones, las cuales dependerán exclusivamente del uso o solicitaciones al cual será sometido. Un galpón es una construcción destinada al depósito de mercaderías o maquinarias. Generalmente son construcciones grandes y rurales con una sola puerta. Son de diseño sencillo, prefiriéndose que no tenga apoyos intermedios para facilitar la circulación. Los galpones son construcciones relativamente grandes, las cuales puede ser utilizadas en diferentes situaciones, las cuales abarcan desde cuidado y orden de herramientas, criadero de animales hasta trabajos de régimen industrial. Entre los tipos de galpones encontramos diferentes tipos de construcciones, las cuales dependerán exclusivamente del uso o solicitaciones al cual será sometido. Las dimensiones del galpón surgen como respuesta a las necesidades de espacio/volumen de la nave; ésta quedará completamente definida en función de las siguientes magnitudes: a) Ancho o Luz (L): Amplitud necesaria, capaz de cubrir el ancho máximo presupuestado en el diseño.

b) Altura útil (H): También llamada altura de columna, equivale a la altura disponible para la instalación de equipos, accesorios al galpón o la altura necesaria para el paso de vehículos, si fuera necesario. c) Pendiente (a): Angulo de la vertiente con respecto a la horizontal que pasa por los extremos de las columnas. Deberá representar la inclinación necesaria que impida el efecto pleno del viento sobre las vertientes, evacue convenientemente las aguas lluvias y deslice la nieve acumulada en el techo. d) Longitud (Z): Extensión, capaz de cubrir la longitud máxima presupuestada en el diseño. e) Separación entre Marcos (S): La experiencia en el cálculo de galpones de acero, recomienda una separación entre marcos que varíe entre cuatro y seis metros. Caso real Galpón

Emplasca

(Empaques

Plásticos Cabimas, C.A) Dirección, Carretera “F”, Sector Don Bosco. Cabimas Edo. Zulia

7-. Características de la armadura: 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.

8-. Posibles perfiles o cabillas: En este caso al examinar el galpón pudimos observar que es una armadura de tipo Warren semicircular de dos aguas, el galpón tiene 40 metros de largo por 50 de ancho, en los extremos tiene aproximadamente 8 metros de alto y en el centro tiene aproximadamente 11 metros de alto. Se uso Cabilla de 1” para la base de la tijera y para el resto se uso

⅓, ⅜, ⅝. El galpón aun esta en construcción, al momento de tomar las fotos la construcción estaba por la mitad.

9-. Importancia del caso para realizar una inspección: Las estructuras son elementos constructivos cuya misión fundamental es la de soportar un conjunto de cargas, que podemos clasificar como sigue:  Peso propio  Cargas de funcionalidad  Acciones exteriores varias

Los elementos estructurales fundamentales son: 1. Las vigas de directriz recta, que trabajan fundamentalmente a flexión 2. Los pilares, que trabajan fundamentalmente a compresión. Es importante no perder de vista la importancia que tienen otros dos elementos:

 La cimentación  El terreno, ya que si fallan por algún motivo no se consigue el objetivo final de una estructura que es fundamentalmente: traspasar las cargas de la construcción, de la que forma parte, al terreno. Una tipología de viga muy frecuente es:  La viga continúa. Consta de unos apoyos intermedios. Los espacios entre pilares los denominamos vanos, que pueden ser:  Extremos  Intermedios  Central. 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.

ANEXOS

En la fig. 1 podemos ver una tipología muy frecuente que se denomina WARREN

En las figs. 2, 3 y 4 se mantienen la malla propia de la Warren pero se le añaden montantes en nudos inferiores, superiores e inferiores y superiores, respectivamente.

En la fig. 5 podemos ver una viga de celosía de malla tipo PRATT

En las figs.6 y 14 podemos ver una viga de celosía de malla tipo HOWE, de número de tramos par e impar respectivamente.

En las figs. 7, 8 y 9 podemos ver vigas de celosía de mallas más complejas formadas mediante combinación de mallas Warren (7,9) y Pratt (8). La complejidad de las formas obliga por razones constructivas a un uso más restrictivo. En la fig. 10 podemos ver una tipología de marcos con cruz de san

Andrés, adecuada para estructuras de entramados laterales en construcción industrial.

En la fig. 11 podemos ver una tipología característica e interesante: la viga en K, adecuada para mejorar el comportamiento de las diagonales a compresión, que suelen ser barras críticas.

En la fig. 12 podemos ver una viga con cordón inferior poligonal. La malla es del tipo Howe, pudiendo ser otra, adecuada a las cargas que van a actuar sobre la viga.

En la fig. 13 podemos ver una tipología que se denomina como viga VIERENDEEL. La viga vierendeel es necesariamente de nudos rígidos, ya que no es una malla triangulada.