Estructuras

ARMADURAS.

INTRODUCCIÓN.
 
Se llaman estructuras a todas las partes de una construcción compuestas por varios elementos rectilíneos unidos entre sí por sus extremos y cuya misión es soportar las cargas a las que se encuentra sometida. Las uniones entre sus elementos pueden ser constructivamente soldadas, remachadas o atornilladas, quedando más o menos rígidas por emplearse más de un remacheo tornillo en cada unión.
Para su cálculo sin embargo, las uniones se consideran de dos tipos, articuladas o rígidas. Cuando la parte fijada de los elementos es pequeña respecto a su longitud se consideran las uniones como articuladas, es decir como articulaciones sin rozamiento que permiten el giro de un elemento respecto a otro; en caso contrario se consideran como rígidas no permitiéndose elgiro, y por tanto no pudiendo variar el ángulo que forman los elementos en la unión. 
Las armaduras son un tipo de estructuras muy utilizado, especialmente en el proyecto de puentes y cubiertas. Consisten en una serie de elementos rectos o barras conectadas entre sí mediante juntas o nudos articulados. 
Los pórticos son estructuras formadas por vigas y pilares rígidamente unidos entre sí, de modoque al sufrir deformaciones, el ángulo que forman en sus uniones los elementos que concurren no varía.

SISTEMAS ARTICULADOS.

Los sistemas articulados son uno de los tipos de estructuras más utilizados para la solución de puentes, cubiertas, torres, grúas, etc. Consisten en un conjunto de barras o elementos rectos conectados entre sí por sus extremos, denominándose los puntos de unión nudos(Fig. Nº 1). En la práctica están compuestos por varias estructuras articuladas planas, para formar un entramado espacial. Cada estructura articulada plana está pensada para soportar cargas que actúan en su propio plano, pudiéndose tratar como estructuras bidimensionales.
Sus barras sólo pueden soportar pequeñas cargas en los nudos y no en las propias barras. En el caso de que las cargas vayana estar repartidas sobre las barras, se dispone un forjado, que mediante correas y vigas transmita las cargas a los nudos en lugar de a las barras.

Figura Nº 1. Figura Nº 2

Se supone también que los pesos de las barras son despreciables frente a las cargas exteriores, y en caso deconsiderarse se reparten por igual en los dos nudos extremos; y que las uniones entre las barras en los nudos se realizan con pasadores; con lo que de acuerdo con estas hipótesis, en cada barra hay aplicadas dos fuerzas iguales y opuestas en sus extremos que llevan la dirección de la barra y que tienden a estirarla o acortarla (Fig. 2). En el primer caso diremos que la barra trabaja a tracción y en elsegundo a compresión.

Figura Nº 3.  Figura Nº 4.   Figura Nº 5.

En la realidad muy pocas juntas articuladas se construyen con pasadores que permitan libremente el giro de las barras, sino que las uniones están atornilladas, remachadas e incluso soldadas. Tales juntas pueden ejercer pares sobre las barras, pero estospares o momentos se desprecian por ser muy pequeños en comparación con las fuerzas de tracción o compresión a que están sometidas las barras.
Los sistemas articulados, para ser utilizables como estructuras han de ser rígidos. Se dice que son rígidos cuando la única deformación posible se debe a pequeños cambios en la longitud de sus barras. Si consideramos la estructura representada en la figura 3,compuesta por cuatro barras conectadas por pasadores; al aplicar una carga en C, la estructura perderá su forma original y se moverá, con lo que en realidad se trata no de una estructura rígida sino de lo que se denomina un mecanismo. Si por el contrario la estructura está formada por solo tres barras (Fig. 4), solo se deformará ligeramente, alargándose o acortándose sus barras bajo la acción de...