Diseño estructural de una cercha

ANALISIS ESTRUCTURAL II
DISEÑO DE CERCHA



PRESENTADO A: ING. ROGER ORTEGA


PRESENTADO POR:
VALERIA QUIJANO
PAOLA SALAZAR
CRISTIAN JARAMILLO





UNIVERSIDAD DEL CAUCA
FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL
INGENIERIA CIVIL
POPAYÁN, CAUCA
NOVIEMBRE DE 2014










TABLA DE CONTENIDO
1. Introducción.
2. Objetivos.
3. Condiciones de diseño.
4. Diseño.
4.1.Evaluación de elementos críticos.
4.2. Esfuerzos axiales para la carga de diseño.
4.2.1. Elementos a tensión.
4.2.2. Elementos a compresión.
4.3. Chequeo de esbeltez.
4.4. Esfuerzos axiales para la carga de falla.
5. Conclusiones.
6. Anexos.
7. Bibliografía.











1. INTRODUCCION
Las cerchas son estructuras reticuladas, usadas en cubiertas que soportan grandescargas.
La cercha es uno de los principales tipos de estructuras empleadas en ingeniería; proporciona una solución práctica y económica a muchas situaciones de ingeniería, especialmente en el diseño de puentes y edificios. Su armadura consta de barras rectas unidas mediante juntas o nudos. Los elementos de una cercha se unen sólo en los extremos por medio de pasadores sin fricción para formar unaarmazón rígida por lo tanto ningún elemento continúa más allá de un nudo. 
Cada cercha se diseña para que soporte las cargas que actúan en su plano y, en consecuencia, pueden considerarse como una estructura bidimensional. Todas las cargas deben aplicarse en las uniones y no en los mismos elementos, por ello cada cercha es un elemento sometido a fuerzas axiales directas. El principio fundamental delas cerchas es unir elementos rectos para formar triángulos. Esto permite soportar cargas transversales entre dos apoyos, usando una menor cantidad de material que el que se utiliza en una viga, pero con el inconveniente de que ocupan una altura considerable.
Las primeras cerchas de las que se tienen conocimiento eran hechas con madera, utilizadas por los griegos para la contruccion de casas.En 1570, Andrea Palladio publicó I Quattro Libri dell'Architettura, que contenían instrucciones para la construcción de puentes con cerchas fabricados en madera.



2. OBJETIVOS

Construir una cercha en madera que simule un puente vehicular, conformado por dos cerchas planas unidas por elementos de arriostramiento lateral, para ser sometida a una prueba de resistencia, tal como se indica másadelante en las especificaciones.
Modelar la cercha construida en SAP2000 o ETABS para identificar los elementos sometidos a tensión y compresión y evaluar la posible carga de falla de la misma.
Elaborar el plano de la cercha a escala con dimensiones, cortes y secciones; además de referenciar los elementos sometidos a tensión y compresión e indicando la predicción del modo de falla y/o la cargade falla, obtenida según el modelo realizado.






3. CONDICIONES DE DISEÑO

Luz entre apoyos: 85 cm.
Altura mínima libre interior: 10 cm.
Ancho mínimo interior: 10 cm.
Ancho máximo interior: 15 cm.
Módulo de elasticidad de la madera : 160 000 kg/cm2
Esfuerzo máximo admisible a compresión : 170 000 kg/ cm2
Esfuerzo máximo admisible a tensión : 150 000kg/cm2
El puente debecontar con una lataforma plana que simule con el paso de tráfico.
Tolerancia de +/- 10mm en dimensiones mínimas.


4. DISEÑO

Para hacer el diseño tuvimos en cuenta de que forma se distrubuyen mejor las cargas, para nuestro caso observamos que de forma en arco se distribuyen mejor y alcanza una resistencia mas alta, así que trabajamos con el siguiente diseño:


Fig. No. 1

Esta es unacercha EEI asi que se debió tener en cuenta el área de la sección y el módulo de elasticidad del material en el momento de modelarla.
Una vez definido el diseño con el que queremos trabajar, la modelamos en ETABS con una carga de diseño de 40 kgf con la que obtuvimos los siguientes esfuerzos:


Fig. No. 2

Los elementos que están marcados con color rojo, corresponden a los elemento que estan...