UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN MARTN

Escuela Acadmico Profesional de Arquitectura.

CERCHAS CURVAS

CURSO: Orientacin Estructural.DOCENTE: Arq. Elsa ChiangINTEGRANTES: - Luz Clarita Tenazoa Uriarte.Isabel Valdera Garca.Michael Navarro Carrazco.Mara Retegui Celis.Brenda Paima Palmas.Cristian Romero Velsquez.

CICLO: 2015 I.

INTRODUCCIN.Las cerchas han sido parte sustancial de las cubiertas por casi dos mil aos. Una cercha estructural triangulada, de seccin variable, autoportante, que aprovecha al mximo el material del que est compuesta, minimizando los esfuerzos de las barras y respondiendo, con su forma, eficientemente a su funcin.Una armadura simple se obtiene de adicionar barras a la armadura bsica triangular. Debe observarse que una armadura simple no estnecesariamenteformadaportringulos.Enunaarmadurasimpleelnmero total de barras es b=2n-3, donde en el nmero total de nodos. Finalmente, en un sistema estructural conformado por cerchas, se dispone de un sistema de arriostramiento lateral a fin de contrarrestar el desplazamiento longitudinal de la edificacin debido al as fuerzas transversales.

LAS CERCHAS CURVAS

I. CERCHAS.

1. Definicin.Las cerchas o armaduras son uno de los elementos estructurales que forman parte del conjunto de las estructuras de forma activa. Es por ello que para establecer los aspectos relacionados con las cerchas, a continuacin se indica las propiedades de la cercha como elemento estructural sometido a traccin y compresin. Adems se muestra las propiedades que rige el diseo de la cercha, as como las unidades adicionales requeridas, asimismo se indica el procedimiento para estimar las dimensiones de las secciones transversales de los componentes de la cercha. Para distinguir las propiedades de la cercha primero se establece la definicin donde se indica las ventajas, comportamiento, relacin con el cable y arco, materiales empleados para la construccin, elementos necesarios y los principales usos dados a esta unidad estructural. Posteriormente se seala algunos mtodos de resolucin de cerchas as como el diseo y un ejemplo de aplicacin.

2. Principios de Cerchas.

El principio fundamental de las cerchas es unir elementos rectos para formar tringulos. Esto permite soportar cargas transversales, entre dos apoyos, usando menor cantidad de material que el usado en una viga, pero con el inconveniente de que los elementos ocupan una altura vertical considerable.Tambin podramos decir que una cercha es una composicin de barras rectas unidas entre s en sus extremos para constituir una armazn rgida de forma triangular, capaz de soportar cargas en su plano, particularmente aplicadas sobre las uniones denominada nodos; en consecuencia, todos los elementos se encuentran trabajando a traccin o compresin sin la presencia de flexin y corte (Beer y Johnston, 1977; Hsieh, 1982; Olvera, 1972).3. Clases:

Cerchas Especiales:Estas cerchas pueden usarse para cubrir y soportar cargas distribuidas sobre una superficie. Usando el tetraedro, extensin espacial del tringulo y combinndolos se obtienen las denominadas estructuras espaciales o entramados espaciales articulados, usados para soportar techos de grandes luces, como los que se presentan en bodegas, centrales de transporte, auditorios y estaciones de servicio. Los miembros se construyen con elementos tubulares, de seccin circular o cuadrada de acero estructural. Las uniones son los elementos ms elaborados y en algunos casos se usan esferas

Esquema de una estructura tipo tensigrity.

Las Cerchas de Puente:Esta cercha es una de las formas estructurales ms ampliamente usada en la construccin de puentes de luces pequeas y medianas. Aunque su uso en el pas haba decado, con la reapertura econmica se ha reanimado la construccin de puentes metlicos en cerchas, pero diseados en el pas por ingenieros colombianos, para luces intermedias hasta los 50 m de luz simple.Son numerosos los puentes metlicos de cercha existentes en el pas tanto para vehculos como para ferrocarril, diseados en el extranjero y ensamblados en el sitio, hasta la dcada de los 60 del siglo pasado. Posteriormente, los puentes de concreto pos tensado de vigas T, reemplazaron los metlicos de cercha, con beneficio para la ingeniera nacional, pues el proceso de diseo y construccin se realizaba por ingenieros colombianos.

Ahora que el acero estructural est de moda, vale la pena mencionar una de sus mayores ventajas: su construccin en el taller, en piezas pequeas y la facilidad de traslado al sitio para su armado; esto le permite competir con los puentes de concreto pre esforzado, en sitios inhspitos de la geografa nacional, o cuando el factor tiempo de construccin es una variable fundamental para la obra. Normalmente la disposicin de los puentes de cercha es como se muestra en la siguiente imagen de abajo. Se colocan dos cerchas paralelas que se arriostran entre s; la transmisin de las cargas de los vehculos se hace en dos tipos: de tablero inferior (la forma ms comn) y de tablero superior, segn el glibo sobre el cauce lo permita.

En estos puentes adems de las cerchas paralelas se usa un conjunto de vigas transversales que trasladan las cargas de peso propio y de los vehculos a los nudos inferiores de la cercha. Para alimentar las vigas transversales se usan tambin vigas longitudinales sobre las cuales se apoya directamente la placa de concreto reforzado que sirve de tablero al puente; como ejemplo de este, es la siguiente figura:

Los miembros de la cercha se unen mediante platinas, soldadas o pernadas segn se muestra en la figura.

Un nudo de la cerchaEn las cerchas de madera como la mostrada en la figura anterior las uniones se hacen con pernos y o puntillas4. Tipos de Cerchas.De acuerdo con la forma de crear la configuracin de una cercha, se clasifican en simples, compuestas y complejas. Cercha Simple:Una cercha rgida plana puede formarse simple partiendo de tres barras unidas por nodos en sus extremos formando una tringulo y luego extendiendo dos nuevas barras por cada nuevo nodo o unin. Cercha Compuesta:Si dos o ms cerchas simples se unen para formar un cuerpo rgido, la cercha as formada se denominaCercha compuesta.Una cercha simple pude unirse rgidamente a otra en ciertos nodos por medio de tres vnculos no paralelos ni concurrentes o por medio de un tipo equivalente de unin. Cercha Estndar:Las cerchas estndar presentan caractersticas constantes, exceptuando su altura, peso y ngulo de la diagonal: Dimetro de alambre superior: 7,0 mm (superficie lisa). Dimetro de alambres diagonales: 4,5 mm (superficie lisa. Dimetro de alambre inferior: 5,0 mm (superficie con resalte). Paso de zig-zag: 20 cm. Separacin entre alambres inferiores: 6 cm. Cerchas Especiales:Son suministradas bajo pedido, satisfaciendo as las necesidades particulares de cada proyecto y dentro del siguiente rango: Altura: De 7 a 30 cm con incrementos de 1 cm. Longitud: De 2 a 12 m con incrementos de 10 cm Paso de zig-zag: 20 cm Separacin entre alambres inferiores: 6 cm.5. Funciones de Las Cerchas.Las cerchas deben de cumplir tres condiciones bsicas: Una barra no puede atravesar ms de dos nudos. El modulo bsico es el triangulo Las fuerzas deben aplicarse en los nudos.Los materiales ms utilizados para la construccin de cerchas son el acero, el aluminio, y la madera estructural.

6. Partes que forman una cercha.

Correas y Cabios. La funcin de las correas es dividir la cubierta en partes paralelamente a la direccin del alero. Los cabios dividen los faldones en sentido transversal.Para cubiertas que no tienen poca dimensin, los cabios se ubican separados entre s a una distancia entre 70 y 80 cm.Las posiciones de los cabios a los dos lados de la cubierta son independientes. Cerchas.La cercha o cuchillo se utiliza en los casos en que la separacin entre los muros de apoyo supera la longitud mxima que proporciona el material.Una cercha es un conjunto de piezas por lo general de forma triangular articuladas de tal modo que integran un sistema indeformable, preparado para transmitir a los apoyos toda la carga que recibe.Las cerchas pueden ser de madera, metlicas o de hormign armado. Cerchas de Madera.Las cargas son transmitidas mediante las correas y cabios y recibidas por los pares. En el caso en que el tirante sufra pandeo, se le agrega una pieza vertical denominada pendoln, que tiene por misin soportar al tirante por su punto medio con un estribo metlico que recibe el nombre de cuchillero.Cuando la luz para pares es excesiva, se le agregan dos piezas oblicuas apoyadas en la parte inferior del pendoln denominadas tornapuntas, cuya funcin es impedir que flexionen los pares.Si se considera que la luz contina siendo excesiva, se introducen en la cercha dos tornapuntas ms apoyadas en el tirante y unos hierros de suspensin, en el lugar donde el tirante recibe la tensin de las nuevas tornapuntas.

Cerchas Metlicas.Las cerchas metlicas se emplean para cubrir grandes luces.Son estructuras ms livianas que las de madera y mucho ms econmicas.En esta clasificacin encontramos estos tipos fundamentales: Cercha Polonceau.Estas cerchas pueden ser de tirante horizontal o peraltado. El de tirante horizontal cubre luces de hasta 14 m. y el segundo de hasta 24 m.En el caso en que llevan incorporadas las barras dibujadas a trazos, se llaman Polonceau compuestos. Cercha inglesa.En estas cerchas las diagonales trabajan a la traccin y los montantes a la compresin. Puede cubrir luces entre 24 y 30 m. Cercha belga.Cercha belga, clicar para ampliar. La cercha belga posee las tornapuntas perpendiculares a los pares; es llamada tambin Armadura Fink. Esta comprende las siguientes caractersticas: El tirante puede ser horizontal o peraltado. Puede cubrir luces de hasta 30 m.

Cercha en Diente de Sierra.Estas cerchas presentan la ventaja de que permiten la iluminacin lateral por su conformacin aserrada. Pueden cubrir luces de hasta 12 m. y si estn reforzadas, de hasta 15 m.

Cerchas de Hormign Armado.Debido a que el premoldeado de estas piezas resulta complejo, la estructura triangular se emplea para pequeas luces.

II. CERCHAS CIRCULARES:

Con estas superficies se pueden cubrir plantas de variadas formas, pero fundamentalmente para cubrir plantas circulares.

Con la combinacin de varios sectores se pueden cubrir plantas de forma triangular, cuadrada rectangular, hexagonal, octogonal.

CLASIFICACIN:

EJEMPLOS:

Centro Acutico de Londres

International Waterloo Terminal Londres, Inglaterra

CONCLUSIN.Las cerchas han sido parte sustancial de las cubiertas de toda construccin por muchsimos aos, aunque no es posible establecer el momento de su aparicin con exactitud, por consiguiente algunos autores, especialmente el profesor Trevor, Hodge, afirman que la primera cercha podra haberse utilizado en el Panteon de Atenas o en el templo Zeus Olmpico en Agriento, Coetaneos del siglo V a.C. Se basa para ello en las grandes luces a cubrir y en las dimensiones de las piezas, segn los mechinales an existentes en el Partenn. Sin embargo esta comnmente aceptado que las primeras cerchas pertenecieron a las baslicas romanas del siglo II a.C., si bien se atribuye este desarrollo a la influencia de la construccin griega.El desarrollo de las cerchas responde a la aspiracin por parte de la arquitectura de dar solucin a la cubierta con eficiencia. En esta solucin se tuvieron en cuenta varios aspectos tcnicos de origen como por ejemplo; la limitacin de la luz, los empujes horizontales, la limitacin de las secciones resistentes de la madera, la deformabilidad de las estructuras entre otros: en base a lo expresado anteriormente, el desarrollo de las cerchas no habra sido posible sin el correspondiente en la tecnologa de herramientas y mtodos de estabilizar y realizar encuentros entre las barras de forma segura, sencilla y estable.