Las celosías son una opción extremadamente fuerte, bien aceptada y rentable para la construcción de varias estructuras. Para maximizar la eficiencia de la estructura (que a menudo se mide en el material utilizado o en la mano de obra), se debe seleccionar un tipo de armadura adecuado para el diseño. Hoy exploraremos qué tipos de cerchas existen y cómo pueden beneficiar su diseño.
- Braguero Pratt
- Braguero Warren
- Braguero K
- Braguero Howe
- Braguero Fink
- Braguero Gambrel
Braguero Pratt
Un Braguero Pratt se ha utilizado en los últimos dos siglos como un método de braguero eficaz. Los miembros verticales están en compresión, mientras que los miembros diagonales están en tensión. Esto simplifica y produce un diseño más eficiente, ya que el acero en los miembros diagonales (en tensión) se puede reducir. Esto tiene algunos efectos: reduce el costo de la estructura debido a miembros más eficientes, reduce el peso propio y facilita la constructibilidad de la estructura. Este tipo de armazón es el más apropiado para vanos horizontales, donde la fuerza es predominantemente en la dirección vertical.
A continuación se muestra un ejemplo de un armazón Pratt, construido y analizado utilizando nuestra calculadora de armazón SkyCiv. Los miembros de compresión se muestran en verde y la tensión en rojo.
Ventajas
- Consciente del comportamiento del miembro: los miembros diagonales están en tensión, los miembros verticales en compresión
- Lo anterior se puede usar para diseñar una estructura rentable
- Diseño simple
- Diseño bien aceptado y utilizado
Desventajas
- No es tan ventajoso si la carga no es vertical
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- Donde se requiere un diseño rentable
- Donde se aplica una mezcla de cargas
- Donde se requiere una estructura simple
Armazón Warren
El armazón Warren es otro sistema de estructura de armazón muy popular y se identifica fácilmente por su construcción a partir de triángulos equiláteros. Una de las principales ventajas de un armazón Warren es su capacidad para distribuir la carga uniformemente a través de varios miembros diferentes; sin embargo, esto es generalmente para los casos en que la estructura está experimentando una carga extendida (una carga distribuida). Su principal ventaja es también la causa de su desventaja: la estructura de la armadura sufrirá una fuerza concentrada bajo una carga puntual. Bajo estos escenarios de carga concentrada, la estructura no es tan buena para distribuir la carga uniformemente entre sus miembros. Por lo tanto, el tipo de armadura Warren es más ventajoso para cargas extendidas, pero no es adecuado donde la carga se concentra en un solo punto o nodo.
A continuación se muestra un ejemplo de un armazón Warren y sus fuerzas axiales bajo una carga distribuida. La estructura fue construida y analizada usando la calculadora de armadura SkyCiv. Los miembros de compresión se muestran en verde y la tensión en rojo.
Ventajas
- Reparte la carga de forma bastante uniforme entre los miembros
- Diseño bastante simple
Desventajas
- Menor rendimiento bajo cargas concentradas
- Mayor capacidad de construcción debido a barras adicionales
Mejor utilizado para:
- Estructuras de largo alcance
- Donde se debe soportar una carga distribuida uniformemente
- Donde se requiere una estructura simple
Braguero K
El Braguero K es una versión ligeramente más complicada del Braguero Pratt. Su principal diferencia es que los miembros verticales se han acortado, lo que mejora su resistencia contra el pandeo. Sin embargo, tiene ventajas y desventajas similares a la armadura Pratt y, aunque no se usa ampliamente, es un diseño fuerte. Una de sus principales desventajas es que los miembros no siempre se comportan como se espera. Un miembro puede estar en compresión bajo un escenario de carga y en tensión bajo otro. Esto puede significar que la estructura puede no ser capaz de diseñarse de manera óptima, ya que
A continuación se muestra un ejemplo de una configuración de armadura K y su reacción bajo una carga aplicada. Obtenga más información sobre nuestra calculadora de armadura SkyCiv. Los miembros de compresión se muestran en verde y la tensión en rojo.
Ventajas
- Compresión reducida en barras verticales
- Reducción posible del acero y del costo si se diseña de manera eficiente
Desventajas
- Ligeramente más complejo
- Aumento de la constructibilidad debido a barras adicionales
Truss Howe
Las truss Howe son esencialmente lo contrario de las truss Pratt en términos de geometría. De hecho, mirar un braguero Pratt boca abajo visualizará una especie de braguero Howe. Toda la estructura sigue siendo relativamente la misma, pero los tirantes diagonales ahora ocupan las articulaciones opuestas o desocupadas. Este interruptor en la posición de los miembros diagonales tiene un efecto muy importante estructuralmente.
Un armazón de Pratt (arriba) y un armazón de Howe (abajo)
Anteriormente, discutimos cómo los armazones de Pratt tienen sus miembros verticales en compresión y miembros diagonales en tensión al aplicar cargas de gravedad en las articulaciones del acorde superior. Para los armazones Howe, el reverso se hace verdadero, ya que los miembros diagonales ahora están en compresión, mientras que las cargas verticales están en tensión.
Dado que son similares en estructura a las armaduras de Pratt, sus usos son generalmente los mismos. Para maximizar la eficiencia de la armadura, la armadura se puede cargar en las articulaciones de la cuerda inferior. Las vigas de techo se pueden cargar con una carga de techo, por ejemplo.
Otra cosa a tener en cuenta es que, dependiendo de la geometría y la carga, las vigas Pratt pueden tener más barras descargadas que las vigas Howe.
Truss Fink
El truss Fink en su forma más básica tiene miembros de tela que siguen un patrón en V que se puede repetir varias veces. A medida que los acordes superiores se inclinan hacia abajo desde el centro, el patrón de V se vuelve notablemente más pequeño. Como las vigas Fink dependen más de barras diagonales, pueden ser muy eficientes en la transmisión de cargas al soporte.
Los derivados de la armadura Fink incluyen los tipos de armadura Double Fink y Fan. Las cerchas de doble punta son esencialmente cerchas de punta que repiten el patrón dos veces a cada lado. Si el más básico Fink truss puede ser caracterizado por un doble V, entonces un doble fink parecería un doble-W. Fan de las cerchas son esencialmente Fink vigas que tienen su web los miembros del abanico de las articulaciones en la parte inferior, generalmente la adición de miembros verticales.
Una Fink (parte superior), un Doble fink (en el medio), y un Ventilador de Truss (parte de abajo)
Armadura de Gambrel
En el exterior, una armadura de gambrel tiene dos pendientes diferentes, donde la pendiente se hace más pronunciada desde el centro. Debido a la forma que sobresale hacia afuera, las vigas de gambrel pueden ser efectivas para equiparse con un centro hueco, que se puede usar como área de almacenamiento. Como tal, la sección superior de un granero generalmente tiene forma de gambrel. En el caso de un granero, como los miembros generalmente están construidos con madera, la estructura actúa más como un marco que como una armadura. Los derivados del gambrel incluyen el techo abuhardillado, que también se llama techo francés, de ahí su popularidad en Francia.
Software de armadura SkyCiv
SkyCiv ofrece dos software de armadura; una Calculadora de armadura Gratuita para modelar y analizar los esfuerzos internos de una estructura de armadura. SkyCiv también ofrece un potente Software de Análisis Estructural 3D para modelar sus armazones y marcos 3D.
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