Armaduras

5.1 Definición:

Las armaduras, también llamadas cerchas, son uno de los principales elementos dentro del campo de la ingeniería estructural. Consisten en una estructura física formada por piezas lineales ensambladas entre sí. Su función es sostener la cubierta inclinada de algunos edificios y otras estructuras. Son capaces de soportar cargas muy elevadas y por lo general son utilizados en cubiertas de techos y puentes, aunque también se usan en grúas y torres. Las características que tenga la armadura dependen de la disposición de la cubierta que vaya a sostener.

5.2 Clasificación:

5.2.1 Armaduras planas

Son aquellas que tienen todos sus miembros en un mismo plano, por lo que reciben este nombre. Estas solo pueden resistir aquellas fuerzas que están en su plano. En este tipo de armadura se unen tres barras en sus extremos mediantes pasadores, de manera que se forme un triángulo de forma geométrica estable. A los puntos en los que se unen los extremos de las barras se les llama juntas o nodos. Está compuesta por miembros usualmente rectos. Todas las armaduras conformadas por elementos triangulares unidos entre si forman una estructura estable. Existen estructuras que pueden ser convertidas en más estables agregando algún miembro que cambie la forma geométrica de las partes que la conforman. Cuando se agregan más miembros de los necesarios para hacer de una estructura algo más estable, las fuerzas de las barras no podrían ser determinadas a partir de las ecuaciones de estáticas y la armadura sería considerada estáticamente indeterminada. Este miembro adicional recibe el nombre de redundante. Para una armadura estable, existe una relación entre el número de nodos y de miembros. Para un sistema plano, por cada nodo se deben agregar dos barras. El número de barras es igual al doble del número de nodos menos dos, más la barra original. De esta forma:

n=2(j-2)+1

n=2j-3

donde n es el número de barras, y j es el número de nodos.

5.2.2Armaduras en el espacio

En Ingeniería, las principales estructuras no están en un plano, sino que son de tres dimensiones. Las armaduras en el espacio son aquellas que forman un armazón estable y no está en un solo plano. A diferencia de las armaduras planas, las armaduras en el espacio requieren de un elemento básico diferente al triangulo. En este caso, se agregan otras barras fuera del plano del triángulo principal, formando un tetraedro básico. Al igual que en las armaduras planas, las armaduras en el espacio también tienen una relación definida entre las barras y el número de nodos, para lograr estabilidad. En número de barras n es el triple del número de nodos menos cuatro. La ecuación tiene la siguiente forma:

n=3(j-4)+6

n=3j-6

Estas relaciones de los números de nodos y barras son necesarias para afirmar que una estructura es estable, pero no es suficiente.

5.3 Análisis de armaduras

Las armaduras son analizadas con la finalidad de determinar los esfuerzos que actúan sobre las barras que la componen. Con dichos esfuerzos son calculados las dimensiones que tendrán las secciones transversales. Lo primero que se debe

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