LAS ARMADURAS Y SU EFICIENCIA ESTRUCTURAL

LAS ARMADURAS Y SU EFICIENCIA ESTRUCTURAL
Dr. Ing. Alexis Negrí­n Hernández y Msc. Ing. Alejandro Chávez Zelaya
email: anegrin@uclv.edu.cu y alejandrojchavez@yahoo.com
INTRODUCCIí“N
Una armadura es un sistema estructural reticular de barras rectas interconectadas en nudos articulados formando triángulos. Los elementos conforman, comúnmente, uno o varios triángulos en un solo plano y se disponende forma tal que las cargas externas se aplican a los nudos, por lo que en teorí­a, sólo causan efectos de tensión o de compresión. En la realidad, algunos esfuerzos de flexión pueden ocurrir como resultado de la fricción en las uniones y de cargas distribuidas aplicadas a los miembros entre las juntas(como el peso propio, por ejemplo); generalmente, estos esfuerzos son menores comparados conlas fuerzas axiales y, por lo común, se ignoran para propósitos analí­ticos.
Una armadura se puede considerar como la sumatoria de una o varias veces el sistema estructural cinemáticamente invariable (estable) más sencillo: el triángulo. Este es el criterio usado como método analí­tico para hacer el análisis cinemático de sistemas reticulares: a partir del primer triángulo se obtiene un sistemacinemáticamente invariable por la adición de dos barras en un nudo.
Para los miembros de una armadura suelen usarse en su construcción: puntales de madera, barras metálicas, ángulos, canales e incluso elementos de sección rectangular de concreto armado y/o pretensado. Es ideal la combinación de concreto para los elementos que trabajen a compresión y pretensado para los tensionados. Las uniones delos nudos se logran, normalmente, atornillando o soldando los extremos de los miembros en una placa común.
Las armaduras (también llamadas celosí­as o cerchas) están compuestas por:
Cuerda Superior: formada por los elementos unidos en toda la parte superior de la armadura, y que generalmente soportan las cargas de la cubierta del techo, que para un trabajo eficiente deben estar concentradas en losnudos
Cuerda Inferior: formada por los elementos unidos en toda la parte inferior de la armadura, y que generalmente soportan las cargas de las instalaciones eléctricas, hidrosanitarias, aire acondicionado, o de los vehí­culos en el caso de los puentes
Elementos Secundarios: formada por los elementos unidos en toda la parte interior de la armadura, y que generalmente ayudan a soportan lascargas de la cuerda superior e inferior, e inclusive muchas veces algunos elementos tienen fuerza interna axial de valor cero, que se colocan, por simetrí­a, rigidez, estética y construcción.
EFICIENCIA ESTRUCTURAL DE LAS ARMADURAS
Las vigas, tanto de concreto como metálicas u otro material, tienen serias limitaciones para cubrir grandes luces, no sólo para hacer cumplir el estado lí­mite deresistencia, si no fundamentalmente el estado de deflexión. Al aumentar la luz aumenta la deflexión de la viga, para disminuir ésta, se necesita aumentar su sección transversal, logrando una inercia satisfactoria que pueda controlar dicha deflexión. Esto hace que aumente el peso propio que automáticamente aumenta la carga y ésta la deflexión, de manera tal que para grandes luces la deflexión esincontrolable o la sección transversal, necesaria para la viga, es totalmente económica. Es el momento de echar mano a otra solución estructural: o el arco o la armadura.
Las armaduras se usan, esencialmente, de la misma forma que las vigas de alma llena, pero preferentemente para cubiertas de luces considerables. Una cubierta o entrepiso de relativamente gran luz, formada por vigas, se convierte enantieconómica como consecuencia de la utilización incompleta del material y la posibilidad de pandeo lateral, en virtud del valor considerable del peralto de la sección. En estos casos, la viga de alma llena, se debe sustituir por un sistema reticular, una armadura, cuyos elementos o barras, sometidos a cargas concentradas aplicadas en los nudos, trabajan a compresión o tensión; lo que permiten un...