Las Estructuras Trianguladas

Las estructuras trianguladas
Introducción:
El triángulo es el único polígono que no se deforma cuando actúa sobre él una fuerza. Al aplicar una fuerza de compresión sobre uno cualquiera de los vértices de un triángulo formado por tres vigas, automáticamente las dos vigas que parten de dicho vértice quedan sometidas a dicha fuerza de compresión, mientras que la tercera quedará sometida a unesfuerzo de tracción.
Cualquier otra forma geométrica que adopten los elementos de una estructura no será rígida o estable hasta que no se triangule.
A base de triangulación se han conseguido vigas de una gran longitud y resistencia, que se llaman vigas reticuladas o arriostradas y que se emplean profusamente en la construcción de grandes edificaciones que necesitan amplias zonas voladas y sin pilares,así como en la de puentes de una gran luz. Las vigas de este tipo tienen una mayor resistencia que las vigas macizas. Los triángulos que soportan el peso de la lona que las cubre se denominan cerchas.
La triangulación como forma de obtener la indeformabilidad de las estructuras es, como ya se ha visto, antiquísima, dominada por los egipcios. Hasta la aparición de la cercha, la triangulación eraun sistema de arriostramiento.
Característica y funcionamiento de las estructuras trianguladas
Definición: un estructura triangulada es una estructura reticulada de barra rectas dispuestas e triángulos
Denominación: se denominan estructuras trianguladas y también estructuras triangulares, cerchas celosías, armaduras, etc. A veces se denominas estructuras articuladas, porque tradicionalmente se hasupuesto en el diseño y en el cálculo que los nudos son articulaciones (rotulas).
Denominación de barra


Origen conceptual: a partir de vigas
Una viga trabaja con momentos flectores y esfuerzos cortantes. Las tensiones del momento flector son grandes en los extremos de la sección. Las tensiones del cortante, en cambio, son grandes en el centro de la sección. Las tensiones del flector suelencondicionar el diseño y funcionamiento de la viga mucho más que las tensiones del cortante. Entonces puede quitarse material de la zona central de la viga. Así se llega a las vigas aligeradas o alveoladas. Si seguimos quitando material, conceptualmente podemos llegar a la estructura triangulada.
Origen conceptual: a partir de cubiertas
La pendiente de la cubierta a dos aguas se consigue con dosbarras, denominadas pares. Aunque solo haya cargas verticales, los pares introducen empujes horizontales en sus apoyos (muros o pilares).
Para reducir los empujes horizontales se puede introducir una barra a media altura. Los empujes horizontales siguen existiendo aunque mucho más pequeños.
Para eliminar completamente los empujes horizontales es necesario que la barra horizontal que se introduce estécompletamente abajo (tirante). Se ha llegado a la estructura triangulada más simple: un triángulo.
Para disminuir las longitudes de las barras y los esfuerzos de flexión en los pares (sometidos a las cargas de cubierta) se pueden ir construyendo soluciones con mayor número de triángulos.












Origen conceptual: a partir de un triangulo
Si formamos una malla barras en el plano, con unión dearticulaciones entre las barras, el triángulo es el único polígono que es estable.
A partir del triángulo, añadiendo nuevos triángulos, la estructura resultante también es estable.
Usos
1.- para salvar luces medias ó grandes
2.- como arriostramiento de pórticos o cerchas ( en planos horizontales, verticales o inclinados).

Luces
Vigas trianguladas:
Por debajo de 8 ó 10 m son competitivas.
Entre 8 ó10 m hasta 15 ó 20 m pueden plantearse.
Por encima de 15 ó 20 m resultan siempre más económicos.
Pueden alcanzar más de 100 m (con vigas trianguladas espaciales).

Cerchas triangulares:
Además de salvar luces grandes, solucionan la formación de las pendientes habitualmente en cubiertas a dos aguas. Las luces normales van entre 4 ó 6 m hasta 15 ó 20 m, aunque a veces se llega hasta 30 ó 35 m....