Estructuras Hechas a Base de Armaduras

8/20/2019 Estructuras Hechas a Base de Armaduras

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“ESTRUCTURAS HECHAS A BASE DEARMADURAS”

Consta de elementos rectos que se conectan en nodos, loselementos de la armadura solo están conectados en susextremos, por lo tanto ningún elemento continúa más allá delnodo. Armadura; son estructuras compuestas totalmente pormiembros de dos fuerza. Las armaduras constangeneralmente de subelementos triangulares y están apoyadasde manera que impiden todo movimiento. Armadura; es unaconguraci!n estructural de elementos generalmentesoportados solo en sus extremos y formada por una series demiembros rectos arreglados y conectados uno a otro de talmanera que los esfuerzos transmitidos de un miembro a otrosean axiales o longitudinales a ellos únicamente, esto es detensi!n o compresi!n. ARMADURA; "s un sistema formadopor barras rectas articuladas en sus extremos y arregladas demanera que formen triángulos cuya alta rigidez para fuerzasen su plano #ace que las cargas exteriores se resistan

exclusivamente por fuerzas axiales en los elementos.Armadura; es una estructura plana constituida por uncon$unto de barras articuladas en forma triangulada, cuyosistema de carga está integrado por fuerzas concentradas queactúan en las articulaciones, llamadas tambi%n nodos, y quese ubican en el mismo plano de la armadura. "n estascondiciones las barras de una armadura solo resisten fuerzasaxiales &normales'. Armadura; es un con$unto de elementos

rectos unidos en sus extremos mediante placas apernadas,tornillos o soldadura, estas uniones se conocen como nodos,por lo general conformada por un arreglo geom%tricotriangular, tienen la capacidad de resistir fuerzas axiales seana compresi!n si entran al nodo o tensi!n si salen de %l. (


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Tipos de confguraciones

Confguración complea; esaquella que se compone del número

m)nimo de miembros necesariospara formar una estructura #ec#acompletamente de triángulos.

Confguración incomplea; es un entramado no compuestototalmente de triángulos, para cargas sim%tricas estaconguraci!n puede ser estable pero si es asim%trica podr)aocurrir una distorsi!n que puede provocar una falla.

Confguración redundane; es un entramado que contieneun número de miembros mayor que el requerido para formarel número m)nimo de triángulos

!ares de una armadura

*e forma general una armadura se compone de cuerdasuperior cuerda inferior y miembros del alma.


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Cuerda superior+ consta de la l)nea de miembros más altase extiende de un apoyo a otro pasando por la cumbrera.

Cuerda in"erior+ se compone de la l)nea de miembros más

ba$a que va de un apoyo a otro. #una de alón+ es la $unta en el apoyo de una armaduratriangular.

Cum$rera+ es la $unta en el pico más alto de la armadura.

%odos& los nodos o nudos son los puntos donde se unen losmiembros del alma a la cuerda.

%a'e ó Enre(e+ "s la porci!n de un tec#o comprendidaentre dos armaduras. uesto que los largueros de tec#o seextienden de armadura a armadura, la longitud de la navecorresponde a la longitud de un larguero de tec#o.

!anel+ "s aquella porci!n de una armadura que se encuentracomprendida entre dos $untas consecutivas de la cuerdasuperior.

)arguero de ec*o+ "s la viga que va de una armadura aotra descansando en la cuerda superior.

Tiranes& "n base al tipo de los esfuerzos, son los miembrossometidos a tensi!n.

!unales+ en base al tipo de los esfuerzos, son los miembrossometidos a compresi!n.

Miem$ros del alma+ son aquellos que unen las $untas de la

cuerda inferior y superior, estos reciben nombresdependiendo de sus posiciones y tipos de esfuerzo queabsorben.

-iembros del alma según su posici!n

• erticales


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• *iagonales

-iembros del alma según los esfuerzos que absorben.

• untales+ son aquellos que están sometidos a esfuerzos de

compresi!n.

• /irantes+ son aquellos que están sometidos a esfuerzos detensi!n.

+nclinación de las armaduras

"n denici!n la inclinaci!n es la posici!n que tiene una l)nea osupercie respecto a otra l)nea. "n el caso de las armaduras lainclinaci!n de un tec#o se puede expresar de diversas

maneras, un m%todo común es expresarla en relaci!n delperalte0claro, para comprender me$or esta relaci!ndeniremos los siguientes conceptos+ eralte+ es la distanciavertical de la cumbrera a la l)nea que une los apoyos de laarmadura. Claro+ es la distancia entre los nudos extremos dela estructura, cuando una armadura esta soportada por


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columnas el claro se comprende como la distancia entre lascaras externas de las columnas, en caso de estar apoyada enmuros, se considera el claro como la distancia centro a centrode los apoyos de estos muros. 1tra forma de designar la

inclinaci!n de es dar el ángulo que la cuerda superior #acecon la cuerda inferior. ara el caso de armaduras sim%tricasen la cual la base es la mitad del claro la inclinaci!n seexpresa como la relaci!n peralte0 base generalmente se da enpulgadas2pulgadas, a esta relaci!n se le llama pendiente

Clasifcación de las Armaduras

Las armaduras como pudimos ver en las deniciones son

estructuras, estas se pueden clasicar de acuerdo a suscaracter)sticas geom%tricas, su funci!n o tipo de cargas quesoportan, y en grado de comple$idad esta clasicaci!nagregare su clasicaci!n de acuerdo a la %poca es decir enclásicas y modernas.

!or su "orma geom,rica


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Armaduras planas; están contenidas en un solo plano ytodas las cargas aplicadas deben estar contenidas en el, seusan a menudo en pares para sostener puentes.

Las armaduras pueden ser de una vertiente o bien a dosaguas


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3alvar un claro, como en el caso de los puentes.

!or ,poca "sta clasicaci!n se #ace de acuerdo a una concepci!ntemporal. "n la actualidad gracias a las nuevas tecnolog)as, alos ingenieros se nos permite realizar dise4os arriesgados yfuturistas.


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armaduras modernas no tienen geometr)a claramentedenida, como lo es en el caso de las armaduras clásicas. Laarmadura que se muestra en la imagen es parte del sistemade cubierta de la 8iblioteca Central de la 9niversidad

eracruzana, como se puede ver la armadura no tiene unageometr)a parecida a las armaduras t)picas, y en este caso laarmadura está #ec#a a base de perles tubulares y lasconexiones se realizaron atreves de placas soldadas.


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MATER+A)ES UT+)+.AD/S !ARAESTRUCTURA

Los materiales comúnmente empleados en la construcci!n de

estructuras &armaduras' son el acero y la madera de gradoestructural, a continuaci!n se presentan algunos datos ycaracter)sticas de dic#os materiales.

MADERA

A diferencia de muc#os materiales de construcci!n, la maderano es un material elaborado, sino orgánico, que generalmentese usa en su estado natural. *e los numerosos factores que

in:uyen en su resistencia, los más importantes son+ Ladensidad, los defectos naturales y su contenido de #umedad.A causa de los defectos y de las variaciones in#erentes a lamadera, es imposible asignarle esfuerzos unitarios de traba$ocon el grado de precisi!n que se #ace en el acero o en elconcreto. *esde este punto de vista de la ingenier)a, lamadera presenta problemas más comple$os y variados quemuc#os otros materiales estructurales. Los árboles cuya

madera se emplea en la construcci!n se clasican en dosgrupos+ los de madera blanda y los de madera dura. Los demadera dura, por e$emplo+ los encinos y los arces, tienen#o$as anc#as. Los t%rminos madera blanda y madera dura noindican el verdadero grado de dureza de las diferentesespecies de árboles. Los encinos por e$emplo son muy duros,mientras que los tilos, que tambi%n se clasican entre losárboles de madera dura, son extremadamente blandos. or

otra parte, el pino amarillo del sur y el abeto *ouglas, queaunque se clasican entre los de madera blanda, son, enrealidad, dos de las maderas más duras. Las dos especies deárboles que más se usan para obtener madera estructural enlos "stados 9nidos son los pinos del sur y los abetos *ouglas,clasicándose los dos entre las maderas blandas.


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Crecimiento de los árboles

La secci!n transversal del tronco de un árbol muestra losanillos de madera nueva que se forman anualmente. "stos

anillos, que se llaman anillos anuales, con frecuencia estánformados por capas de color claro y otras de color obscuro, elanillo < de color claro corresponde al le4o que se desarrollaen primavera de cada a4o y el del color obscuro es el delverano. =ndicando la edad del árbol el número de anillos. Labanda de anillos anuales en el borde exterior del tronco seconoce con el nombre de albura. Conforme el árbol enve$ece,la albura cambia gradualmente a duramen, formándose unaalbura nueva. La madera de duramen es generalmente másobscura que la albura. "n general, la albura es ligera y másporosa que el duramen. "ste es más denso y da resistencia altronco del árbol. "s más resistente y más durable que laalbura.

*efectos de la madera

A causa de las caracter)sticas naturales del material, existenvarios defectos in#erentes en todas las maderas, que afectan

a su resistencia, apariencia y durabilidad.

A continuaci!n se describen los defectos más comunes.

>a$adura a trav%s de anillos. "s una #endidura o separaci!nlongitudinal de la madera que atraviesa los anillos anuales;generalmente proviene del proceso de curado. >eventaduraentre anillos. 3e llama reventadura entre anillos a laseparaci!n a lo largo del #ilo, principalmente entre anillos

anuales. "stos dos tipos de defectos reducen la resistencia alesfuerzo cortante; por tanto, los miembros su$etos a :exi!nresultan afectados directamente por su presencia. Laresistencia de los miembros a la compresi!n longitudinal noresulta afectada grandemente por las reventaduras entreanillos. La pudrici!n. "s la desintegraci!n de la substancia


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linosa debido al efecto destructor de los #ongos. La pudrici!nse reconoce con facilidad, porque la madera se #ace blanda,espon$osa o se desmorona. "l aire, la #umedad y unatemperatura favorable propician el crecimiento de los #ongos.

ara evitar la pudrici!n de la madera se impregnan conpreservativos como la brea de carb!n de piedra y la creosotapara ? impedir el desarrollo de #ongos o bien aplicandopintura a la madera cuando está seca. or tanto, en lasmaderas de los grados estructurales, no se tolera ningunaforma de pudrici!n. *escantillado. "s el t%rmino que se aplicaa la corteza, o ausencia de madera o de corteza, en la arista oesquina de un trozo de madera aserrada. La resistencia de un

miembro puede resultar afectada por el descantillado, porqueel miembro tiene un área de la secci!n transversalinsuciente. "l descantillado puede evitarse con el requisitode que las aristas sean en ángulo recto. @udo. "s la parte deuna rama incorporada en el tallo de un árbol. La resistencia deun miembro resulta afectada por el tama4o y la posici!n delos nudos que pueda contener. 8olsas de resina. 3onaberturas paralelas a los anillos anuales que contiene resina,

ya sea s!lida o l)quida. Curado de la madera "l proceso paraeliminar la #umedad de la madera verde se conoce con elnombre de curado; se efectúa exponi%ndolo al aire ocalentándola en #ornos. La madera curada es más r)gida, másfuerte y más durable que la madera verde. Al eliminar el aguase contraen las c%lulas brosas; las que forman las paredeslaterales de la bra se contraen más que las internas y lasc%lulas de la albura más que las del duramen. La contracci!nde las bras linosas produce esfuerzos internos que originanra$aduras y alabeo; el efecto del curado var)a según el tama4ode la madera. "n general, las maderas blandas se contraenmás con el curado que las duras. B

Clasifcación de la madera


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según su dureza Las maderas duras o #ard6ood. 3on lasprocedentes de árboles de crecimiento lento o latifoliados porlo que son más caras, y debido a su resistencia, suelenemplearse en la realizaci!n de muebles de calidad. Aqu)

tenemos e$emplos de maderas duras+

Caracter)sticas

• Arboles de copa redondeada

• 3emilla cubierta o dentro de un fruto

• 5o$as de diferentes formas generalmente anc#as

• lores de diferentes formas y tama4os

"stas maderas tambi%n se conocen como angiospermas, acontinuaci!n se mencionan algunos árboles que están dentrode esta clasicaci!n.

Ro$le& "s de color pardo amarillento. "s una de las me$oresmaderas que se conocen; muy resistentes y duraderos. 3eutiliza en muebles de calidad, parqu%D

%ogal& "s una de las maderas más nobles y apreciadas entodo el mundo. 3e emplea en mueble y decoraci!n de lu$o.

Cere0o& 3u madera es muy apreciada para la construcci!n demuebles. "s muy delicada porque es propensa a sufriralteraciones y a la carcoma.

Encina+ "s de color oscuro. /iene una gran dureza y es dif)cilde traba$ar. "s la madera utilizada en la construcci!n de ca$asde cepillo y garlopas.

1li'o& 3e usa para traba$os art)sticos y en decoraci!n, ya quesus bras tienen unos dibu$os muy vistosos sobre todo las quese aproximan a la ra)z.


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Casa1o+ se emplea, actualmente, en la construcci!n depuertas de muebles de cocina. 3u madera es fuerte y elástica.

/lmo& "s resistente a la carcoma. Antiguamente se utilizaba

para construir carros. Las maderas blandas o soft6ood son las que procedenbásicamente de con)feras o de árboles de crecimiento rápido.3on las más abundantes y baratas.

Caracter)sticas

• Erbol cuya copa seme$a un cono

•

3emilla descubierta• lanta que no produce fruto

• 5o$as nas generalmente en forma de agu$a

• Carecen de :ores

"stas maderas tambi%n se conocen como gimnospermas, acontinuaci!n se mencionan algunos árboles que están dentro

de esta clasicaci!n.

2lamo& "s poco resistente a la #umedad y a la carcoma. "n"spa4a existen dos especies+ "l álamo blanco &de cortezaplateada' y el álamo negro, más conocido con el nombre dec#opo.

A$edul& Erbol de madera amarillenta o blanco0ro$iza, elástica,no duradera, empleada en la fabricaci!n de pipas, ca$as,

zuecos, etc. 3u corteza se emplea para fabricar calzados,cestas, ca$as, etc.

Aliso& 3u madera se emplea en ebanister)a, torner)a y encarpinter)a, as) como en la fabricaci!n de ob$etos de peque4otama4o. *e su corteza se obtienen taninos.


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Alnus gluinosa& 3u madera se emplea en ebanister)a,torner)a y en carpinter)a, as) como en la fabricaci!n de ob$etosde peque4o tama4o. *e su corteza se obtienen taninos.

Alnus incana+ 3u madera es blanda y ligera, fácil de ra$arse."s utilizada en tallas, ca$as y otros ob$etos de madera.

Cipr,s& 3u madera es de color pardo amarillento claro, detextura na y, generalmente, de grano recto; no es resinosa ysuele desprenderse de ella un aroma similar al del cedro. 3e lasuele utilizar para la construcci!n de ca$as, y las me$ores selecciones de ella pueden utilizarse tambi%n en tablasdecorativas, pilotes, torner)a, c#apas de guitarras.

Clasifcación de la madera $landa

3e dene como madera el producto del proceso de cepillar ycantear en el aserradero, sin ningún tratamiento adicional queaserrar, volver a aserrar y pasarla longitudinalmente por unacanteadora estándar cortarla a cierta longitud e igualarla 5aytres clases principales de madera blanda en el sistemaamericano de normas para madera+

. -adera comercial o de barranca

. -adera estructural

F. -adera por elaborar

La madera comercial. Comprende el material de gruesomenor de G plg que se usa en traba$os generales deconstrucci!n. "s la madera que se encuentra generalmente en

las maderer)as que venden al menudeo. "n el materialestructural. 3e incluye madera &excepto las viguetas ytablones' de G plg o más de grueso y anc#o. Al material deeste grupo generalmente se le llama madera gruesa. "ngeneral, se usa material estructural para soportar cargas y seclasica tomando el cent)metro como medida. -adera por


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elaborar. Comprende los tablones para fábricas y madera quese clasica como adecuada para usarse en puertas, marcos yotras piezas de 2H plg o más grueso y G plg o más anc#o.3e usa en la industria de carpinter)a y ebanister)a y para

art)culos de madera. 3e le llama con frecuencia al materialestructural madera$e o madera gruesa. *ebido a que laresistencia de la madera varia con el tipo de carga a la que sesu$eta, y tambi%n porque el efecto del curado varia con eltama4o. F Clasicaci!n de la madera de acuerdo con sutama4o y uso. igas y largueros. Irueso nominal, G plg omayor; anc#os nominales, de < plg o más. iguetas ytablones. Irueso nominal, a G plg pero sin llegar a G plg,

anc#o nominal, de H plg o mayor. ostes y madera gruesa. /ama4os nominales, G J G plg o mayores. ormas comercialesde utilizaci!n de la madera. -adera rolliza. /ambi%n llamadamadera sin elaborar, es de uso frecuente en -%xico enconstrucciones rurales y tradicionales. or lo regular esempleada para andamios, cimbras y obras falsas de diversostipos. -adera labrada. 3e obtiene dándole forma con #ac#a oazuela. Los miembros de madera labrada generalmente son

piezas relativamente robustas utilizadas como vigas, postes,pilotes cabezales de caballetes para puentes. -aderaaserrada. "s la que se obtiene cortando trozaslongitudinalmente con sierra manual o mecánica.*imensiones usuales. Comercialmente la madera aserrada seconsigue con una variedad relativamente amplia dedimensiones. or tradici!n es costumbre dar las medidas enunidades inglesas+ pulgadas para anc#os y espesores, piespara longitudes. /odav)a es usual estimar volúmenes en pies Ktabl!n &"l pi% K tabl!n es igual al volumen de una pieza de unapulgada de grosor por un pie de anc#o por un pie de longitud'.Las dimensiones utilizadas para identicar las piezas demadera son nominales y suelen corresponder a lasdimensiones de la pieza en estado verde. /ableros. or tablero


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o panel se entiende un elemento obtenido a partir de maderapor medio de algún proceso industrial, a veces bastantecomple$o. 3e utilizan para nes estructurales o decorativos. 3edistinguen tres tipos de tableros+ los de madera

contrac#apada o triplay, los de bra y los de part)cula. H-adera laminada encolada. La t%cnica de la madera laminadaencolada consiste en formar elementos estructurales degrandes dimensiones uniendo piezas de maderarelativamente peque4as por medio de algún ad#esivo. Laspiezas utilizadas para formar los elementos de maderalaminada son tablas con espesores de .G a B.G cent)metrosde espesor.

!ropiedades de la madera

Anisotrop)a

ara emplear de forma adecuada la madera en laconstrucci!n es indispensable tener en cuenta que es unmaterial anisotr!pico, y que como tal sus propiedades engeneral espec)camente las mecánicas var)an según laorientaci!n de las bras que tengan los esfuerzos que actúan

sobre el miembro.

"sfuerzos unitarios

uerzas. uede denirse a una fuerza como lo que modica otiende a cambiar el estado de reposo o de movimientos de uncuerpo, o que #ace que cambie de forma, si lo su$etan en susitio otra fuerza o fuerzas. Con frecuencia, en los problemasde ingenier)a se usan el t%rmino ip+ un ip es una unidad que

vale BBB lb. "n algunos reglamentos de construcci!n se usael t%rmino tonelada en relaci!n con las cargas unitariasadmisibles en el desplante de los cimientos. Cuando se usaas), una tonelada es una unidad que vale BBB lb. Cargas. 9nacarga es la magnitud de una presi!n o tensi!n debida a lasuperposici!n de un peso. Los dos tipos más comunes en


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problemas de ingenier)a, son los que se reeren a cargasconcentradas y cargas uniformemente distribuidas. 9na cargauniformemente distribuida es la que tiene una magnituduniforme en cada unidad de longitud, y que se e$erce sobre

una parte o sobre toda longitud de un miembro estructural.9na vigueta que soporta una cubierta de piso es un e$emplode viga que soporta una carga uniformemente distribuida.5acemos notar que, en el dise4o de vigas, la carga debida alpeso propio constituye una carga uniformemente Gdistribuida. 9na carga producida por una viga que se apoya enuna trabe es un e$emplo de carga concentrada. ero en lapráctica se considera que la carga de la viga obra a la mitad

de su anc#o es decir, como carga concentrada. 3e aplica elt%rmino de carga muerta al peso de los materiales deconstrucci!n, al peso de las vigas, pisos, tabiques y columnas.La carga viva está compuesta por el peso de los ocupantes,muebles, equipo, materiales almacenados y nieve. La cargatotal es la suma de las cargas muertas y vivas. "sfuerzounitario. uede denirse el esfuerzo unitario como unaresistencia interna, por unidad de área, que resulta

ocasionada por la aplicaci!n de una fuerza externa. uededescribirse como una fuerza resistente distribuidainternamente. /ipos de esfuerzos. Los tres tipos de esfuerzosdiferentes en los que interesan principalmente soncompresi!n, tensi!n y corte. 9n esfuerzo de compresi!n es elque se produce cuando una fuerza tiende a comprimir oaplastar un miembro estructural. "sfuerzo a tensi!n es el quese produce, al aplicar una fuerza que tiende a estirar o alargarun miembro. 3e produce un esfuerzo cortante cuando dosfuerzas iguales, paralelas y de sentido contrario, tienden a#acer resbalar, una sobre otra, las supercies contiguas de unmiembro. *eformaci!n. Cuando una fuerza actúa sobre uncuerpo, se produce en el un cambio de tama4o o de forma; aeste cambio se le llama deformaci!n. Cuando las fuerzas


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axiales son de compresi!n y de tensi!n, las deformacionesson acortamientos o alargamientos, respectivamente. Cuandouna fuerza obra en un miembro :exionándolo, como lo #acenlas cargas en las vigas, la deformaci!n se llama :ec#a. "n las

vigas, la deformaci!n &:ec#a' debe mantenerse dentro deciertos l)mites. Limite de elasticidad. ara explicar lost%rminos que se usan para identicar los diferentes esfuerzos,se estudiara el e$emplo siguiente+ se coloca una pieza cortade madera en una máquina para pruebas de compresi!n. 3ele aplica una carga que produce un esfuerzo unitario de (B.Fg2cm &BBB lb2plg' y se encuentra que la M deformaci!nes de B.BBG cm &B.BBBM plg'. Cuando la carga produce un

esfuerzo unitario de HB.M g2cm &BBB lb2plg' ladeformaci!n aumenta B.BBG cm &B.BBBM plg' o sea quea#ora la deformaci!n total es de B.BBFBH cm &B.BB plg'.*uplicando la carga, se duplica la deformaci!n. Al continuar laprueba, se encuentra que las deformaciones aumentan enproporci!n directa a la carga aplicada. A partir de este puntoencontramos que las deformaciones comienzan a aumentaren mayor proporci!n que las cargas aplicadas. A este esfuerzo

unitario se le llama limite de elasticidad o limite deproporcionalidad del material. "lasticidad es la propiedad quepermite a un cuerpo recuperar sus dimensiones originales,cuando se suprime la carga que las modic!. 3in embargo,esto ocurre solamente cuando el esfuerzo unitario no excedeel l)mite de elasticidad. *espu%s de este esfuerzo, se produceun alargamiento o acotamiento permanente, llamadodeformaci!n permanente. "sfuerzo de ruptura. 3upongamosque continúa con la prueba de compresi!n de la muestraanterior. 3e encuentra que la rotura ocurre cuando el esfuerzounitario #a alcanzado el valor de aproximadamente G?(.Gg2cm &


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es la medida de su rigidez. 9na muestra de acero sufre ciertadeformaci!n cuando se le somete a una carga dada, pero lamuestra de madera de las mismas dimensiones, sometida alas mismas cargas, probablemente se deforme B veces más.

*ecimos que el acero es más r)gido que la madera. 3e llamamodulo de elasticidad del material, la relaci!n entre elesfuerzo unitario y la deformaci!n unitaria, con tal que elesfuerzo unitario no exceda el l)mite de elasticidad delmaterial. ( "sfuerzos unitarios permisibles. Al esfuerzounitario permisible se le dan varios nombres+ esfuerzo detraba$o de seguridad, esfuerzo unitario de traba$o y esfuerzopermisible. or lo general, se determina tomando una fracci!n

del esfuerzo a la ruptura o del l)mite de elasticidad. uestoque los esfuerzos superiores al l)mite de elasticidad producendeformaciones permanentes, es obvio que los esfuerzosunitarios de seguridad deben ser muc#o menores que el l)mitede elasticidad. *ensidad de la madera "l peso especico delas diferentes especies de madera, lo determinan lasdiferencias de disposici!n y tama4o de las c%lulas #uecas, as) como el espesor de las paredes de las c%lulas. La resistencia

de la madera está )ntimamente relacionada con su densidad."l termino #ilo o veta apretada se reere a la madera quetiene anillos anuales angostos, con separaciones muypeque4as. Cuando se trata de #acer cálculos, se toma comopeso promedio de la madera HB lb por pieF o bien MHF g 2mF.

ACER/

"l acero es una aleaci!n resultante de combinar #ierro con unporcenta$e de carbono, las propiedades f)sicas de varios tiposde acero y de cualquier tipo de aleaci!n de acero dada atemperaturas variantes dependen principalmente de lacantidad del carbono presente y en c!mo es distribuido en el#ierro. La #ip!tesis acerca de la perfecci!n de este material,


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posiblemente el más versátil de los materiales estructurales,parece más razonable al considerar su gran resistencia, pocopeso, fabricaci!n sencilla, y muc#as otras propiedadesdeseables. La calidad del acero #a evolucionado en

incrementos relativamente peque4os, en comparaci!n con lasresistencias del concreto. "l acero estructural de batalla #asta??B es el @1- K 8 K GH &A3/- K AFM', ya que actualmentese están < construyendo numerosas estructuras con aceroA3/- K AG(, inclusive con acero A K MG. "l primer aceroutilizado en -%xico para nes estructurales fue el A3/- K A(,este tipo de acero se utilizo profusamente en la construcci!nremac#ada, que fue el primer tipo de construcci!n en nuestro

pa)s; osteriormente, despu%s de la segunda guerra mundialcuando se desarrollo la soldadura, el acero A K ( fue sustituidopor el A3/- K AFM, debido a que ten)a problemas desoldabilidad por su alto contenido de carbono. enta$as delacero como material estructural "l acero estructural, a pesarde su elevado costo, es el material ideal para su construcci!n,especialmente para estructuras ubicadas en zonas s)smicas,por las venta$as que a continuaci!n se indican+ La alta

resistencia del acero por unidad de peso. 3ignica que lascargas muertas serán menores o sea que es poco el peso dela estructura. "ste #ec#o es de gran importancia en puentesde gran claro, y edicios elevados, y en estructurascimentadas en condiciones precarias. 9niformidad. Laspropiedades del acero no cambian apreciablemente con eltiempo, como sucede con las del concreto reforzado."lasticidad. "l acero está más cerca de las #ip!tesis de dise4oque la mayor)a de los materiales, por la ley de 5ooe. Losmomentos de inercia de una estructura de acero pueden sercalculados con precisi!n, en tanto que los valores obtenidospara una estructura de concreto reforzado son un tantoindenidos. *urabilidad. 3i el mantenimiento de lasestructuras de acero es adecuado duraran indenidamente.


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*uctilidad. "s la propiedad que tiene un material de soportargrandes deformaciones sin fallar ba$o altos esfuerzos detensi!n. *iversos. Algunas otras venta$as importantes delacero estructural son+ adaptaci!n a la prefabricaci!n, rapidez

de monta$e, soldabilidad, tenacidad y resistencia a la fatiga,? posible reutilizaci!n despu%s de que la estructura sedesmonte y valor de rescate, aun cuando no pueda usarsesino como c#atarra. /enacidad. Los aceros estructurales sontenaces, es decir, poseen resistencia y ductilidad. Lapropiedad de un material para absorber energ)a en grandescantidades se denomina tenacidad. *esventa$as del acerocomo material estructural Costo de mantenimiento. La

mayor)a de los aceros son susceptibles a la corrosi!n al estarexpuestos al aire y al agua y, por consiguiente, debenpintarse peri!dicamente. Costo de la protecci!n contra elfuego. La resistencia del acero se reduce considerablementedurante los incendios, ya que el acero es un excelenteconductor de calor, de manera que los miembros de acero sinprotecci!n pueden transmitir suciente calor de una secci!n ocompartimiento incendiado de un edicio a secciones

adyacentes del mismo. 3usceptibilidad al pandeo. "ntre máslargos y esbeltos sean los miembros a compresi!n, mayor esel peligro de pandeo. "l acero tiene una alta resistencia porunidad de peso, pero al usarse como columnas no resulta muyecon!mica ya que debe usarse bastante material. atiga. 3uresistencia puede reducirse si se somete a un gran número deinversiones del signo del esfuerzo, o bien, a un gran númerode cambios de la magnitud del esfuerzo de tensi!n. &3e tienenproblemas de fatiga solo cuando se presentan tensiones'. FB

Los perles estructurales más utilizados en la construcci!n dearmaduras para puentes y armaduras de cubiertas son lossiguientes+

• erles tubulares


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• erles =>

• Canales C

• Engulos l

!R/CES/ C/%STRUCT+3/ !ARA TECHUMBRESHECH/S DE ARMAD/S

3e entiende por tec#umbre toda estructura de una edicaci!nubicada sobre el cielo del último piso, cuya funci!n es recibirun recubrimiento para aislar a la vivienda del medio

ambiente, protegi%ndola del fr)o, calor, viento, lluvia y2o nieve.Al analizar la tec#umbre, se debe distinguir dos áreas+ unavinculada a la arquitectura &aguas o vertientes y encuentrosde tec#umbres' y otra a la estructuraci!n &ti$eral'. Las aguasson supercies planas e inclinadas, encargadas de recibir lalluvia y2o nieve. 3e podrá dise4ar la tec#umbre a dos o cuatroaguas, ya sea de forma tradicional &front!n' o en Ncola depatoO', con o sin lucarna, esta última con una o dos aguas,

dependiendo de los

requerimientos del mandante o del proyecto de arquitectura


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La pendiente de las aguas, es decir, el ángulo que tienen%stas con respecto a un plano #orizontal cualquiera, sedene en la etapa de dise4o y estásupeditada a las condiciones climáticasde la zona &precipitaciones y nieve' encombinaci!n con la arquitectura de lavivienda. uede ser expresada en

porcenta$e o en grados

Irados+ se reere al ángulo que se forma entre el plano de lasaguas y el plano #orizontal. orcenta$e+ establece un númerode unidades que se debe subir en vertical por cada BB en#orizontal.

Como prolongaci!n de las aguas de una tec#umbre está elalero, el que además de obedecer a razones arquitect!nicas,

cumple con una funci!n de protecci!n perimetral de lavivienda, tanto en lo que se reere al posible ingreso de lasaguas lluvia y nieve a trav%s de ventanas y puertas comotambi%n acortar el escurrimiento libre de las aguas que seproduce en los paramentos exteriores. =gualmente, impide elingreso de los rayos solares en forma directa en las estacionesy #oras de mayor calor, según la orientaci!n de la vivienda.


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Los

encuentros de tec#umbres tambi%n quedarán denidos por eldise4o de planta delprimer y segundonivel de la vivienda,dando origen auna

diversidad deformas, siendo lasmás utilizadaslas

rectangulares 5, L, / o 9.


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la enmaderaci!n, conocida como ti$eral, será la encargada desoportar la cubierta y las cargas que solicita la tec#umbre,transmiti%ndolas a los muros soportantes. or consiguiente,los elementos que la conforman cumplen funcionesestructurales. Ieneralmente las luces que se deben salvar enviviendas tradicionales no son mayores a B m, por lo tanto lamadera resulta ser un material id!neo para solucionar latec#umbre, de ba$o peso en relaci!n a su resistencia, conposibilidad de aumentar su resistencia y largos mediante eltraslape de piezas paralelas u otros m%todos & vigas

compuestas, reticuladas, doble / y maderas laminadas, entreotros'. La materializaci!n del ti$eral se puede realizar a trav%sde dos sistemas, cerc#as o diafragmas inclinados, pudiendoexistir la situaci!n que en una misma tec#umbre se necesitenambos sistemas. Los procesos constructivos y lasconsideraciones de dise4o estructural son diferentes, segúnse trate de cerc#a o diafragma inclinado, como se abordaráen esta unidad.

=denticar y denir los elementos que se generan por losencuentros de las aguas y que conforman el ti$eral ayudará atener una me$or comprensi!n, por lo que deben conocerse lossiguientes t%rminos+ Cumbrera+ arista superior #orizontal másalta que separa dos aguas de la tec#umbre. Limat!n o


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limatesa+ elemento angosto que va sobre la arista inclinadaque se genera en la intersecci!n de dos aguas, separando elescurrimiento de las aguas lluvias. Lima#oyas+ elementoangosto que va sobre la arista inclinada que se genera en la

intersecci!n de dos aguas, recibiendo y canalizando las aguaslluvias. ront!n+ tabique soportante, generalmente triangular,con el que se remata la tec#umbre. /ec#umbre en cola depato+ prolongaci!n de la cumbrera y de las aguas que %stadivide, que conforma un alero especial como protecci!n de unparamento &en el cual normalmente se ubica una ventana ouna celos)a para ventilaci!n de la tec#umbre'.

Estructuras Hechas a Base de Armaduras

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