Memoria de Cálculo

Cálculo de armadura

Cumbreras

Cumbreras

Detalles de cumbreras en estecturas de acero

cumbrera: Línea horizontal que forma la intersección de los dos faldones de una cubierta. Hilada de material que cubre la cumbrera de un tejado.

Ejemplos de detalles de cumbreras:

Sotavento y barlovento

Barlovento - Sotavento

Estos términos se utilizan en un contexto marítimo para designar los sectores por donde pasa el viento teniendo un punto de referencia.

Teniendo en cuenta esto, el principio de sotavento se contrapone a la idea de barlovento, ya que esta es el área o zona por donde entra el viento con respecto al punto de referencia. En la climatología utilizan el término sotavento para indicar el sentido marcado por los vientos dominantes.

Tomando como punto referente el centro de este edificio, si el viento soplara en dirección sur, el sotavento seria la zona ubicada en la parte posterior del edificio. El barlovento, se encontraría al norte, seria la cara del edificio donde el viento impactaría.

Rosa de los vientos

La rosa de los vientos en una herramienta de navegación que muestra la orientación de los ocho vientos principales, y define gráficamente las distribuciones de la fuerza (velocidad) y dirección del viento.

Las orientaciones fundamentales de la rosa de los vientos son cuatro: Norte, Sur, Este y Oeste, a partir de éstos el horizonte queda dividido en cuatro partes de 90º cada una. La línea que une norte y sur se llama meridiana o línea norte-sur, mientras que la que une los otros puntos se llama línea este-oeste.

Vientos Dominantes

Ya sea que se exprese como una suave brisa o como un poderoso huracán, el viento es simplemente aire en movimiento. Se trata de un fenómeno que depende casi en su totalidad de la energía solar y de su distribución desigual sobre la superficie terrestre: esto produce zonas de alta y baja presión, lo cual a su vez genera un desequilibrio que obliga a las masas de aire a desplazarse.

El viento juega un papel fundamental en el equilibrio térmico del planeta. Al desplazar a las distintas masas de aire hace que estas entren en contacto, contribuyendo de manera significativa a la distribución de la humedad y el calor sobre la superficie terrestre. De hecho a la circulación del aire le corresponde cerca del 60% de la tarea de redistribución de la energía calorífica sobre la superficie terrestre, mientras que el otro 40% le corresponde a las corrientes oceánicas

Los vientos locales

Los vientos locales suelen ser mucho más variables que los globales, cambiando constantemente su intensidad y dirección. En ocasiones son el resultado de la interacción de los vientos globales y regionales con el relieve del terreno. En otras se producen por la proximidad de dos medios con temperaturas distintas, como el mar y la tierra.

Vientos de relieve

Cuando un flujo de viento choca contra una barrera orográfica suficientemente elevada suelen producirse fenómenos bastante predecibles. Al llegar a las laderas de las montañas el aire asciende y se enfría, provocando casi siempre condensaciones en forma de niebla o nubes bajas. Si dicho aire es muy húmedo, y la ascendencia prolongada, es posible que se presenten precipitaciones intensas.

Una vez que el viento pasa la cima, habiendo ya descargado su humedad, comienza a descender por la ladera contraria y a calentarse gradualmente durante su recorrido. Debido a ello en las laderas contrarias al viento suele producirse un clima relativamente cálido y seco. Es el caso del viento Foehn, presente en Austria y Suiza, y del Chinook, que desciende de las montañas Rocosas de Norteamérica.

Vientos campo-ciudad

La temperatura en las zonas urbanas suele ser más elevada que en las zonas naturales aledañas. Esto se debe, entre otros factores, a la acumulación de calor propiciada por los elementos construidos, la proliferación de fuentes de generación de calor y la falta de áreas verdes. Esto provoca que el aire caliente sobre las ciudades ascienda, generando zonas de baja presión y propiciando el desplazamiento de brisas más frescas provenientes del campo.

Afectación de los vientos en edificios

Las afectaciones a los edificios generadas por el viento, son diferentes de acuerdo a la estructura que se maneje. Como se puede ver en la imagen, se produce una deformación cortante en pórticos, una deformación por flexión en muros y como se complementarían estas dos.

Incidencia del aire en las tipologías y su posición con respecto a el.

https://prezi.com/tf1zevhoiirg/barlovento-sotavento-rosa-de-los-vientos/

Tipos de Armaduras

Tipos de Armaduras

Armaduras

También conocidas como cerchas, las armaduras son sistemas livianos pero con gran capacidad de soportar cargas. Se utilizan con grandes espacios en su interior como techos de almacenes, iglesias y en general edificaciones. Las armaduras también se usan en algunos puentes, aunque para este tipo de estructuras se han desarrollado otras técnicas como los atirantados.

De acuerdo con la solución estructural que se requiere se crean diferentes tipos de armaduras. Pero en todas coincide la unión de elementos rectos que forman puntos de unión llamado nudos en los que recibe el esfuerzo de carga que la estructura realiza.

La forma que la cercha o armadura adquiera tendrá mucho que ver en el diseño para el cual ha sido creada. Construir la estructura para un techo será muy diferente al diseño implementado para un puente.

Para puentes se trata de brindar un apoyo plano al tablero del puente, ya sea en la parte superior de la cercha o en la inferior.

Si el tablero va apoyado en la parte inferior de las armaduras, entonces los elementos verticales trabajan a tensión.

Si el tablero está apoyado en la parte superior los elementos verticales trabajan a compresión.

Dado que los momentos internos que se producen debido a los esfuerzos de compresión y tracción en las partes de una armadura son de interés para conocer el comportamiento de ésta ante la carga que soporta, es necesario descomponer en apres de fuerzas (eje X y eje Y) cada acción de fuerza sobre la cercha. Desde luego también es de interés conocer lo que sucede en las barras a diagonales que se encargan de soportar esfuerzos entre las horizontales o verticales y sirven de unión entre el elemento superior y el inferior.

Note la semejanza de los diagramas entre uno y otro, en la medida en que los nudos sean mas seguidos los brincos en los diagramas son menores y la semejanza es mayor.

Tipos de armaduras:

Existen muchos tipos de armaduras de acuerdo con su uso, estos tipos tomaron el nombre de la primera persona que las analizó o construyó, una de ellas es la Pratt para puentes y para techos:

En esta cercha, las diagonales trabajan a tensión. Este análisis lo podemos hacer comparando los esfuerzos internos en una viga simplemente apoyada, momento positivo y cortante positivo:

Otras formas se muestran a continuación

Podríamos decir que para armaduras simplemente apoyadas, de acuerdo con la orientación de las diagonales ellas trabajarían a tracción o a compresión.

Note la orientación de las diagonales y concluya sobre su forma de trabajo, tracción o compresión.

Clasificación de las armaduras según su conformación:

Según Hibbeler en su libro “Análisis estructural” las armaduras se clasifican, en: armaduras simples, compuestas y complejas

Simples:

Aquellas construidas a base de la figura mínima estable (triángulo) y a partir de ahí por cada dos barras agregadas se agrega un nudo, de tal manera que:

Las armaduras simples siempre se empiezan por un triángulo y se construyen agregando 2 barras unidas a un nudo común pudiendo dar origen a figuras que no son triángulos, por su manera de construirse una cercha simple siempre será estable internamente.

Compuestas:

Aquellas construidas por la unión de dos armaduras simples usando 1 barra de unión adicional y un nudo común, o tres barras adicionales o sustituyendo elementos de 8 una estructura principal por armaduras o armaduras secundarias.

Armaduras complejas:

No son simples ni compuestas.

Para determinar su estabilidad se requiere verificar m + r < 2j donde:

m: es el número de barras

r: número de reacciones

http://estructuras.eia.edu.co/estructurasI/indest1.html