¿Cómo funcionan las estructuras metálicas articuladas tipo cercha?

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Las estructuras metálicas articuladas tipo cercha se utilizan para salvaguardar grandes luces debido a su gran capacidad para redistribuir la tensión a través de las barras de acero, lo que les permite trabajar principalmente bajo fuerzas axiales.

Las cerchas de metal es una estructura y, dado que sus tiras forman un triángulo, puede salvar una gran luz con muy poco material. Un triángulo es una forma geométrica, aunque sus nodos tienen bisagras, pero aún mantienen su forma, por lo que una serie de triángulos en cascada forman un plano estable.

El principio de resistencia de la estructura de celosía es que la tensión se distribuye a lo largo de las barras de acero y la tensión axial es obvia, ignorando el fenómeno de flexión que puede ocurrir en las barras de acero. Esto se puede lograr mediante análisis, y el modelo se puede anudar como se estudian todos los modelos, aunque los nudos de rodilla casi nunca se utilizan en la práctica.

Existen muchos métodos de cálculo para este tipo de estructura metálica, desde el método gráfico de Cremona hasta el balance de nodos, pasando por el método matricial, como el que se utiliza en la hoja de cálculo que se proporciona en el siguiente enlace: Cercha Rod Educativo.

Una vez estudiada la tensión, se debe comprobar la resistencia de las barras de acero, especialmente las sometidas a compresión, ya que resistirán pandeo.

Es necesario estudiar el pandeo en base a un plano paralelo o perpendicular a la cercha.

En el plano de la cercha, la longitud de pandeo es igual o menor que la longitud de cada sección de triangulación, porque la confluencia de barras de acero producirá su propio soporte de pandeo.

En un plano perpendicular a la cercha, el cordón superior está atada por las correas de cerramiento, por lo que la longitud de pandeo está relacionada con la distancia entre las correas.

Sin embargo, el cordón inferior libera el modo de pandeo en el plano horizontal en toda su longitud, por lo que encontramos un punto débil en el tamaño de la cercha articulada en este elemento. Por lo tanto, generalmente se encuentra que el diseño con una línea de cordón más baja, la dirección del eje de inercia fuerte es el mejor nivel de resistencia en horizontal.

Este tipo de soluciones estructurales se manejan de forma universal, económica y estética para solucionar el problema de los grandes vanos, debiendo estudiarse sus dimensiones en función de determinados aspectos de la estructura articulada.

Autor: Docente José Cándido Guisado López

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