T I P O S D E A R M A D U R A S

A R M A D U R A S

Son estructuras compuestas totalmente por miembros de dos fuerzas. Las armaduras constan de sub-elementos triangulares y están apoyadas de manera que se impida todo el movimiento. Los soportes de puentes son armaduras. Su estructura ligera puede soportar una fuerte carga con un peso estructural relativamente pequeño.

 

La armadura es una estructura compuesta por miembros usualmente rectos unidos por sus extremos y cargados solamente en estos puntos de unión, llamados nudos. La estructura ligera de una armadura proporciona, para grandes luces, una resistencia mayor que la que proporcionan muchos tipos de estructuras más recios. Las armaduras también forman el esqueleto de muchos edificios de gran tamaño.

Armaduras planas: 

están contenido en un solo plano y todas las cargas               aplicadas deben estar contenidas en el. Las armaduras planas se utilizan a menudo por parejas para sostener puentes. Todos los miembros de la armadura ABCDF se encuentran en un mismo plano vertical. Las cargas sobre el piso del puente son transmitidas a los nudos ABCD por la estructura del piso. Las cargas así transmitidas a los nudos actúan en el mismo plano vertical de la armadura.

Armaduras especiales: 

son estructuras que no están contenidas en un solo plano y/o están cargadas fuera del plano de la estructura. Ejemplo de ella los constituyen las armaduras que soportan grandes antenas y molinos de viento.

T I P O S   D E   A R M A D U R A S   D E   C U B I E R T A

Teniendo en cuenta el modo en que se organizan las piezas que componen la armadura se distinguen los siguientes tipos:

§  Armadura de dos aguas. La que forma dos vertientes para arrojar de cada lado del edificio las aguas llovedizas lejos de sus muros.

§  Armadura molinera. Aquélla cuyos pares cargan sobre las paredes en dirección perpendicular y sobre ellos se ponen los ramajes, zarzos, cañas o tablas paralelas a las paredes y encima, las tablas con dirección opuesta.

§  Armadura de paripicadero. Lo mismo que la armadura molinera con la diferencia de que los pares se asientan sobre soleras y carreras con los cortes de picadero y embarbillado o patilla.

§  Armadura de pendolón. Armadura de dos aguas cuyos pares apoyándose oblicuamente con varios cortes de patilla, barbilla y despalmado en los extremos del tirante, elevan sus testas a sostener el pendolón con el corte despalmado y barbilla. Una armazón así dispuesta se llama forma y estas formas se hacen de uno o más pendolones y con dobles pares se colocan a distancias proporcionadas para cargar sobre ellas las vigas que han de sostener el entablado de la cubierta: se usan en los grandes vanos de los teatros, templos, etc.

§  Armadura de tijera. Aquélla cuyos pares se enlazan en su extremo superior a media madera cruzándose y se apoyan en el embarbillado o patilla sobre los estribos y tirantes con alguna distancia. Sobre los pares se colocan las viguetillas paralelas a las paredes y encima las tablas con dirección opuesta.

§  Armadura pailera. 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.

§  Armadura quebrantada. La que se compone de dos armaduras, la una inclinada como las comunes y la otra, que es la superior, como echada por manera que parece una armadura por hilera cuyos pares se han roto.

 

Ñ       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 estuvieran 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 30 m

Ñ       Armaduras Warren.

Este tipo de armadura, en la forma utilizada para viguetas ligeras 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 I, 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 euilateros), 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 sumar armaduras Warren para cubrir luces de hasta 90 metros y más.

Ñ       Armaduras Prat Plana.

Representa la adaptación de las armaduras al uso más generalizado de un nuevo material de construción 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 al Warren. Para la armadura de cuerdas paralelas, la Pratt ofrece 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.

Ñ       Armaduras Fink.

Para techos de pendientes mayores (más de 15º) las armaduras 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 37 m. 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 cortos, además es importante saber que la triangulación de una armadura se proyecta tomando en cuenta el esparcimiento 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 esparcimiento de largueros.

Ñ       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 genralmente orietadas al norte para una iluminación difusa más pareja. Estructuralmente es una estructura aporticada muy eficiente y se usa mucho es fábricas textiles.

Ñ       Importancia de las armaduras en la ingeniería.

La importancia de las armaduras y sus tipos en el desarrollo y en las relaciones huanas con relación a la ingeniería civil ha sido elobjetivo principal del impulso para el conocimiento y mantención de todo tipo de estructuras y construcciones civiles. Un ejemplo de ello es la construcción de un puente; el propósito inicial de éste es superar un obstáculo para luego continuar el camino, sin embargo es necesario considerar aspectos de diseño, tales como obstáculos superados, vistas laterales, cantidad de vanos libres, área de soporte que constituye el material, y en esto se incluye la ayuda de la ingeniería mecánica ya que con esta se facilita el trabajo y no podría comenzar a realizar los trabajos en los que se necesite organismos mecánicos que hoy en día son muy utilizados en todo tipo de construcciones.

 

 T I P O S   D E   A R M A D U R A S   P A R A  P U E N T E S

Puentes de armadura rígida
Combinan las planchas y estribos de los puentes de placas con las vigas y estribos de los de viga; esta combinación forma unidades sencillas sin articulaciones de unión entre las piezas. Se construyen de hormigón armado o pretensado o de armaduras de acero rodeadas de hormigón. De origen muy reciente, resultan sumamente útiles para separar en niveles los cruces de carreteras y ferrocarriles. En estos cruces suele ser conveniente que la diferencia de niveles sea mínima y los puentes de la clase que nos ocupa son susceptibles de recibir menor altura en un mismo tramo que los otros tipos.

Puentes de armadura sencilla.
Las armaduras de los puentes modernos adoptan muy variadas formas. Las armaduras Pratt y Warren, de paso superior o inferior, son las más utilizadas en puentes de acero de tramos cortos. La Howe sólo se emplea en puentes de madera; sus miembros verticales, construidos con barras de acero, están en tensión, al igual que el cordón inferior, que es de madera.

 Para los puentes de tramos largos se emplea la armadura Parker, de cordón superior curvo, también llamada armadura Pratt, y para los de vanos largos y viga de celosía sencilla se utilizan estructuras con entrepaños subdivididos, como la armadura Warren; la Petit con cordones paralelos, también denominada de Baltimore, la Petit con cordón superior inclinado, que también se llama de Pensilvania, y. la viga de celosía en «K». En la Petit y la Warren subdividida, los órganos verticales cortos que aparecen en las figuras respectivas se suelen prolongar hasta el cordón superior para servirle de soporte. Las armaduras para vanos largos están subdivididas en forma que la longitud de los largueros no sea excesiva; a medida que aumenta la anchura del vano, debe hacerlo la altura de la armadura tanto para evitar las flexiones excesivas como por razones de economía. La Warren subdividida, Petit y «K» pueden ser de tablero inferior superior y de diverso número de entrepaños en la armadura según las necesidades de cada caso. Los miembros metálicos de los puentes con viga de celosía se construyen de muy diversas formas. Los de madera adoptan secciones rectangulares.

C A L C U L O D E U N A E S T R U C T U R A D E T R E S N I V E L E S C O N R A M A D V A N S E

https://www.youtube.com/watch?v=CKVEtdh-1Pk&feature=youtu.be

Hola compañeros…

En esta ocasión calcularemos una estructura de tres niveles utilizando el programa RAM Advanse.

Comenzaremos poniendo los nodos desde el primer nivel hasta el tercero, en el panel de datos buscamos la pestaña que tiene el nombre de nodos, en este caso el eje X y el eje Z los utilizaremos para ver la estructura en planta y el eje Y es el que dictará la altura.

Con el botón derecho del mouse podemos controlar la perspectiva para poder observar más fácilmente como se va componiendo la estructura al introducir los valores. Comenzáremos colocando los nodos en el eje X, en este caso tenemos 9 nodos en el eje X los cuales componen solo un nivel, con la tecla Shift seleccionamos los valores para crear los siguientes niveles usamos Ctrl+C para copiar y Ctrl+V para pegar los datos en las filas de abajo y comenzamos a definir las alturas, posteriormente ya que tenemos definidos todos los nodos nos vamos a la pestaña de “miembros” damos click en Conectividad y descripción y usamos la función de conectar nodos con barras, comenzamos por conectar las columnas y después lo que serían las trabes, al final todos los nodos deben estar conectados sin faltar ninguno.

El siguiente paso es colocar las restricciones, en la pestaña de nodos seleccionamos los apoyos que en este caso serán empotrados solo los nodos de hasta abajo que son los que estarían apoyados en el piso, con el botón de la derecha que dice restricciones podemos des-seleccionar los nodos y así ocultar los textos para evitar confusiones durante el proceso. A continuación regresamos al botón de “restricciones” y seleccionamos la opción Diafragma rígido y esto es para definir que son marcos rígidos en todos los niveles, de nuevo repetimos el paso de ocultar los textos dando click en el símbolo de diafragma rígido.

Lo siguiente es seleccionar los materiales en la pestaña de miembros hay un icono con una M al dar click se desglosaran todos los materiales que tiene cargado el programa por default, buscamos la opción que dice “RC” que significa concreto reforzado, buscamos el tipo de concreto más utilizado y este es C4-40 posteriormente se señala toda la estructura para designar el material, en donde dice el tipo de concreto damos click y aparece la opción de “asignar material a todos los miembros seleccionados”, de nuevo damos click en el símbolo con la M para eliminar los textos.

En el siguiente paso nos vamos de nuevo a la pestaña de miembros y junto al símbolo de la M esta un corte de una viga donde dice “secciones” en este paso seleccionaremos las secciones que utilizaremos, elegimos primero la opción que dice RCcolM que quiere decir columna de concreto reforzado en el sistema métrico, seleccionamos la sección de la columna, para este caso nos conviene una de 40 x 40, posteriormente seleccionamos todos los elementos que sean columnas con ayuda de la tecla Shift, al estar ya seleccionadas en la barra de arriba de menú seleccionamos la opción que dice ocultar elementos no seleccionados. Después seleccionamos columna por columna pero sobre el mismo eje y en la parte de arriba donde dice RCcolM 40 x 40 buscamos la opción que dice asignar sección a los elementos seleccionados y damos click columna por columna para asignar.

Después seleccionamos la opción que dice RCpimM que significa trabe de concreto reforzado en el sistema métrico de nuevo seleccionamos una sección conveniente en este caso utilizaremos la de 40 x 60 y repetimos los pasos anteriores para signar la sección a los elementos, para finalizar damos click en el símbolo S de secciones para ocultar los textos.

Posteriormente elegiremos las cargas y las combinaciones, nos vamos a la barra de arriba que dice E+ que es el gestionador  de cargas, en esta opción asignaremos las cargas que necesitamos, el programa trae por default la carga muerta, agregamos el ID (CW) que es la carga viva máxima y la categoría es LL por sus siglas en ingles de carga viva, agregamos otra que es (CA) que significa carga viva instantánea y la categoría es LL, la siguiente es sismo en X (sisx) y en la descripción sismo en X y categoría es EQ y es de duración de impacto, la siguiente es sismo en Z (sisz) y la descripción sismo en Z y EQ en la categoría, en la opción de duración seleccionamos impacto pues no es una carga permanente, posteriormente agregamos las combinaciones.

Combinación 1 en CM es 1.1 la carga viva también se multiplica por 1.1 y los demás valores quedan en 0, para la combinación 2 es la carga muerta por 1.4, carga máxima por 0 y carga viva instantánea por 1.4 y el sismo en X por 1 y en Y por 0.33, la combinación 3 es carga muerta por 1.4 carga máxima por 0 y carga viva instantánea por 1.4 solo se invierten los valores en el sismo en X se multiplica por 0.33 y en Y se multiplica por 1, esto es porque así lo solicita el RCDF, en el tipo le damos click en la opción de servicio HOAO que es servicio de hormigón armado, damos aceptar.

Posteriormente debemos asignarle los valores a las cargas, para esto damos click en donde dice gen y señalamos en la barra de cargas carga muerta y damos click en la opción de activar peso propio hacia abajo lo que nos dará en el multiplicador -1.  Regresamos a la pestaña que dice miembros y ahí escogemos la opción “carga sobre miembros” y señalamos con la tecla Shift todos los pisos, en carga muerta  damos click en fuerza distribuida hacia abajo en Y y la magnitud de esta carga vamos a asignarla de 1.5 ya que las unidades se encuentran en toneladas, damos click en aceptar e instantáneamente aparecerán las cargas, posteriormente repetimos los pasos, esta vez para la carga viva máxima, de nuevo damos click en la opción carga distribuida pero esta vez asignaremos un valor de .5, es decir 500kg, para la carga viva instantánea tomamos la mitad de la carga máxima es decir .25 es decir 250kg.

En la pestaña de nodos buscamos la opción que dice masas para calcular los centros de masas, a continuación debemos seleccionar entrepiso por entrepiso de abajo hacia arriba, buscamos en el panel de datos “calcular masa y generar masa de un entrepiso, aparecerán la carga muerta de un lado y la carga máxima del otro, así como el factor de carga muerta y de carga viva con valores de 1.4 ya que es lo que nos marca el RCDF, damos click en aceptar y podremos observar un punto en el centro del entrepiso, después repetimos los mismos paso con todos los entrepisos.

Finalmente nos vamos a la opción de generar, después buscamos “espectro de respuesta de sismo” y asignamos los valores previamente generados por otro programa, damos click en la opción “aceleración del sismo” que se encuentra junto a la opción de espectro de respuesta de sismo y nos colocamos en la barra de cargas en sismo en X  y asignamos el factor de escala que es el factor mayor de sismo que asignamos previamente, en este caso fue .4, para la dirección en grados buscamos “dirección 0 en sismo en X”  y en amortiguamiento le asignaremos un valor del 5%, posteriormente nos colocamos en “sismo en Z” el factor de escala será el mismo (.4) la dirección en grados -90 y el amortiguamiento de nuevo 5%, a continuación nos dirigimos a la barra de menú buscamos la opción de “procesar”, “analizar modelo” y seleccionamos donde dice Pdelta, finalmente damos click en “analizar”.

En este caso apareció un error, esto quiere decir que la estructura está mal calcula, pues tiene un error en sismo en Z, para revisar el proceso nos dirigimos a la barra de menú, buscamos la opción de “reportes”.

Esto es todo por esta vez, espero les haya servido.

Saludos