Elementos Sometidos a Cargas Axiales
(Armaduras)
(Armaduras)
Hueso del ala de un buitre
Una Armadura es un tipo de estructura importante en ingeniería estructural.
Entonces, ¿qué son las armaduras?
Es un sistema triangulado de miembros que están estructurados y conectados de tal manera que sólo producen fuerza axial.
Estos miembros se consideran miembros de dos fuerzas ya que estas solo se aplican en los extremos del miembro, lo que resulta en una fuerza de compresión o tensión.
Se usan comúnmente como diseños de puentes, en naves industriales, hangares, estadios, dada su capacidad para solucionar grandes claros (distancias) de manera eficiente.
Entonces, ¿qué son las armaduras?
Es un sistema triangulado de miembros que están estructurados y conectados de tal manera que sólo producen fuerza axial.
Estos miembros se consideran miembros de dos fuerzas ya que estas solo se aplican en los extremos del miembro, lo que resulta en una fuerza de compresión o tensión.
Se usan comúnmente como diseños de puentes, en naves industriales, hangares, estadios, dada su capacidad para solucionar grandes claros (distancias) de manera eficiente.
Objetivos:
- Entender el comportamiento estructural de las armaduras.
- Analizar los tipos de esfuerzos que se presentan en sus miembros.
- Calcular los esfuerzos en una armadura.
- Usar sistemas digitales para su análisis y simulación de esfuerzos.
Disposición de elementos (apoyos, nodos, barras) en una armadura.
Tipologías Típicas de Armaduras.
Aplicación en la Arquitectura Edificada.
Oficinas corporativas Cinepolis, Morelia, Michoacán.
Casa en Nueva Zelanda, resuelta estructuralmente por armaduras de acero.
Nota: Las uniones que transfieren las armaduras son conexiones fijas , de modo que no se transfieren fuerzas de corte o momento de un miembro a otro.
Esta es una diferencia importante, entre la armadura y las estructuras tipo marco rígido. Un miembro de marco tomará una combinación de fuerzas de corte, axiales y de flexión; mientras que un miembro cómo las armaduras solo tomará fuerza axial.
Esta es una diferencia importante, entre la armadura y las estructuras tipo marco rígido. Un miembro de marco tomará una combinación de fuerzas de corte, axiales y de flexión; mientras que un miembro cómo las armaduras solo tomará fuerza axial.
Marco Rígido Concreto
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Marco Rígido Acero
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Armadura, madera
Tipos de Apoyos .
Apoyo Fijo.
Se impide el desplazamiento en los dos ejes, por esa razón el número de incógnitas es dos.
Móvil.
Como se observa se permite a la estructura el desplazamiento en un sentido y se impide en otro, por lo que solo tiene una incógnita este tipo de apoyo.
Apoyo Fijo.
Se impide el desplazamiento en los dos ejes, por esa razón el número de incógnitas es dos.
Móvil.
Como se observa se permite a la estructura el desplazamiento en un sentido y se impide en otro, por lo que solo tiene una incógnita este tipo de apoyo.
Móvil, 1 incognita
Fijo 2 incognitas
Empotrado, 3 Incógnitas
En las siguientes imágenes se observa un apoyo tipo móvil, el tipo de estructura que se muestra es un pasillo entre dos edificios.
Resolución numérica de armaduras.
Método de los Nodos
Método de los Nodos
Principio:
Si una armadura está en equilibrio, entonces cada uno de sus elementos también deben estar en equilibrio.
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Recordando:
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Una estructura estáticamente determinada es aquella que se puede resolver matemáticamente si cumple con la siguiente Expresión:
2J = M + R
Donde:
J= Numero de nodos (nudos)
M = Numero de miembros (barras)
R = Numero de Incógnitas en los apoyos (reacciones)
2J = M + R
Donde:
J= Numero de nodos (nudos)
M = Numero de miembros (barras)
R = Numero de Incógnitas en los apoyos (reacciones)
Procedimiento:
- Verifique el equilibrio de la armadura con la formula 2J=M + R
- - comienza con una articulación (nodos) que no tiene más de dos fuerzas desconocidas
- Establezca los ejes de referencia en el plano (x, y); (x,z) y (y,z)
- Formule las condiciones de equilibrio en articulación analizada, ∑ Fx = 0 y ∑ Fy = 0;
- Después de encontrar las fuerzas desconocidas aplicadas en esta articulación, estas fuerzas se convierten en los valores dados en el análisis de las siguientes articulaciones.
- Muchas veces, el análisis parte de analizar los apoyos. Por lo tanto, muy a menudo el análisis comienza con la búsqueda de las fuerzas de reacción aplicadas en los apoyos.
Calculadora de Armaduras, por medio de software