Armaduras.Teoria

ARMADURAS

Contenido:

1. Definición

2. Tipos de Armaduras

3. Análisis Estructural de Armaduras

   3.1. Método de los Nudos
   3.2. Método de las Secciones
   3.3. Método Mixto
   3.4. Método de la Barra Sustituida
   3.5. Método del Trabajo Virtual
   3.6. Método Matricial

4. Puentes como Armaduras

5. Armaduras Convencionales

6. Armaduras Espaciales

   6.1. Análisis Estructural de Armaduras Espaciales

1. Definición: Estructura compuesta por barras unidas entre si por medio de articulaciones; las fuerzas externas actúan en las uniones o nudos.

Cada elemento o barra de la armadura trabaja únicamente bajo cargas axiales sea tracción o compresión. Ademas el eje centroidal de cada barra coincide con el de las demás barras en un punto (nudo), a fin de no generar excentricidades.

Se usan para cubrir grandes luces en estructuras como: Puentes, tijerales, naves industriales, etc.

El material mas usado para este tipo de estructura es el acero y en menor cantidad la madera.

Fig. N°1: Descripción de las partes de una armadura plana

Si aislamos la barra"A-C" como en la Fig. N°2 tenemos:

Fig. N°2: Fuerzas que se generan al aislar al elemento "A-C" de la estructura.

Siendo "FAC" la fuerza que se genera en la barra "A-C" y pasa hacia el nudo; por el principio de acción y reacción, con sentido opuesto.

Si en la barra presentada en la Fig. N° 2 se realizara un corte a-a, como el mostrado y se analiza el segmento del lado izquierdo, se puede apreciar que se genera internamente una fuerza axial "N", para mantener en equilibrio a la porción de barra aislada.

Fig. N°3: Fuerza axial que se genera al realizar un corte en la sección "a-a"

Esta fuerza "N" (Fig. N°3) es la fuerza axial (tracción o compresión) que esta actuando en la barra.

Tracción: La fuerza sale de la barra y tiende a estirarla, los problemas que se pueden generar por excesivas fuerzas de tracción en las barras son:

• La fluencia del material.
• La rotura de los miembros por sobrepasar la resistencia en tracción del material, específicamente en las uniones, donde se reduce el área debido a las conexiones empernadas.

Fig. N° 4: Fuerza de tracción en la barra

Compresión: La fuerza esta dirigida en dirección a la barra y tiende a acortar el elemento, el problema que puede generar grandes fuerzas de compresión en elementos es:

• El pandeo de elementos esbeltos como es el caso de barras de las armaduras

Fig. N° 5: Fuerza de compresión en la barra

2. Tipos de Armaduras: Según la formación de los elementos existen 3 tipos de armaduras.

2.1. Armadura Simple: Formada por barras dispuestas en arreglo triangular unidas por medio de nudos articulados, la formación de una armadura simple se puede lograr de la siguiente manera:

• Unir 3 barras formando un triangulo.
• A partir de esas 3 barras se ira añadiendo dos barras por cada nudo adicional, cuidando siempre la estabilidad de la armadura.

Fig. N° 6: Armadura simple formada a partir del triangulo sombreado

2.2. Armadura Compuesta: Se denomina así a una armadura formada por dos o mas armaduras simples unidas por un nudo en común, una barra, otra armadura o una combinación de las tres.

Fig. N° 7: Armadura compuesta formada por dos armaduras simples unidas por dos barras. 

Fig. N° 8: Armadura compuesta formada por dos armaduras simples unidas por un nudo.

Fig. N° 9: Armadura compuesta formada por dos armaduras simples unidas por una armadura.

2.3. Armadura Compleja: Se llama armadura compleja a las armaduras que no pueden ser clasificadas como armaduras simples o armaduras complejas.

Fig. N° 10: Armadura compleja

3. Análisis Estructural de Armaduras: El análisis estructural de la armadura tiene como objetivo calcular las fuerzas en los elementos sometidos a algún tipo de carga para su posterior diseño.

3.1. Método de los Nudos: Consiste en efectuar las condiciones de equilibrio a cada nudo aislado como solido. A continuación se muestra un ejemplo para una mejor comprensión.

...Se estará actualizando eventualmente este blog con mas ejercicios y teoría hasta culminar con el contenido mencionado al inicio del escrito, por lo pronto esto es lo que tengo para ofrecerles.
Agradecería mucho que dejen sus comentarios y criticas constructivas o consultas. Gracias.