Cerchas

INTRODUCCIÓN: En nuestro país cada día ha aumentado el uso de cerchas planas o cerchas a dos aguas, ya sea por las exigencias de un determinado diseño, o por los beneficios y ventajas que tiene este sistema estructural. I. DEFINICIÓN DE CERCHA: Una cercha es un sistema estructural que distribuye las cargas a los soportes por una disposición lineal de varios miembros colocados en un solo plano.Estos miembros resisten las fuerzas de comprensión y tensión. Una característica fundamental del sistema estructural de cercha es la flexibilidad de los diseños, ya que permite la ubicación de las paredes internas no portante en un área totalmente libre sin apoyo intermedio, permitiendo remodelaciones futuras sin comprometer la estructura de la edificación. En general, las cerchas están constituidaspor miembros formando triángulos o grupos de triángulos, siendo el número de combinaciones posibles casi infinitas. El propósito para cerchas de techo es que sirven de apoyo a cubierta de grandes claros sin utilizar columnas intermedias protegiéndolas contra los elementos naturales o cargas vivas (lluvias, nieve, vientos, sismos, etc.). A la vez que realizan estas funciones deben soportar tantolas techumbres como su propio peso. II. ANALOGÍA CON LA NATURALEZA Existen algunos ejemplos como la estructura del hueso de un buitre. Esta estructura de un hueso se asemeja a la cercha Warren por la cual una fuerza considerable es desarrollada con una mínima cantidad de material y peso. Otro ejemplo es una forma similar a la cercha King Post, encontrada en la pelvis de algunas aves.

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III.DISTRIBUCIÓN DE CARGAS: Una cercha puede ser descrita como una viga expandida. Las fuerzas internas ocurren en la superficie inferior y superior de la viga.

El peralte y la capacidad de soportar cargas de la viga pueden ser aumentadas. Expandiendo la viga es uno de los medio para obtener mayor resistencia con un pequeño incremento de material. Si los dos miembros separados de una viga expandidase unen con pequeños elementos triangulados y dispuestos de manera vertical y diagonal, se forma una cercha.

IV. DISTRIBUCIÓN DE CARGAS EN UNA CERCHA TÍPICA: Las fuerzas externas aplicadas en una cercha son trasferidas a los soportes por medio de miembros verticales, horizontales y diagonales, por esfuerzos de compresión y tensión. La distribución de carga en cada miembro de la cercha esusualmente diferente.

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V. ANÁLISIS DE LAS ARMADURAS O CERCHAS: Antes de poder diseñar los miembros de una armadura se necesita que la cercha se analice para los diferentes tipos de cargas que pueden presentarse. Una cercha se analiza separadamente para cada una de las diferentes cargas, porque lo más probable es que nunca se presentarán en forma simultánea. Hay varias combinaciones de cargasque lógicamente son aplicadas al mismo tiempo, ejemplo:
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Cargas muertas + carga completa de lluvia. Cargas muertas + carga completa de viento. Cargas muertas + carga completa de viento + carga de lluvia.

Los esfuerzos en cada miembro se calculan para cada una de las cargas dadas y posteriormente se hacen las combinaciones utilizando el esfuerzo máximo para el diseño de cada miembro. Siel miembro está sujeto a tensión para una combinación y a compresión para la otra, debe ser diseñado para ambos. Las especificaciones AISC (Instituto Americano de Construcciones de Acero), que se utiliza en un gran porcentaje de cerchas de acero en los Estados Unidos, establece que los esfuerzos permisibles pueden aumentarse en un tercio, para esfuerzos causados solamente por la acción del viento odel sismo o en combinaciones con cargas vivas y muertas. VI. DISEÑO DE CERCHAS PARA TECHO: No es posible dar reglas rígidas para el procedimiento a seguir al diseñar una armadura. En general, se sigue un proceso de aproximaciones sucesivas que se van afinando a medida que se aumente la información disponible. Para cumplir un claro dado, a menudo el ingeniero se ve ante el dilema de elegir una...