DISEÑO DE CERCHA PRATT 1.- INTRODUCCIÓN El presente proyecto de construcción de cubierta tipo Pratt, con los respectivos análisis de cargas donde se considera a la cercha como principal elemento estructural, y es en el mismo donde aplicaremos los conocimientos de la materia en toda la magnitud del trabajo con el respectivo fundamento teórico con la geometría de la estructura y con los cálculos ordenados para cada paso del diseño. La cercha es uno de los principales tipos de estructuras empleadas en ingeniería. Proporciona una solución práctica y económica a muchas situaciones de ingeniería, especialmente en el diseño de puentes y edificios. Una armadura consta de barras rectas unidas mediante juntas o nodos. Los elementos de una cercha se unen sólo en los extremos por medio de pasadores sin fricción para formar armazón rígida; por lo tanto ningún elemento continúa más allá de un nodo.
2. OBJETIVOS: Diseñar una cercha Pratt de madera con los métodos tradicionales y calcular la resistencia para una cubierta de techo.
OBJETIVOS ESPECIFICOS:
Realizar el cálculo de las cargas que inciden en la estructura, tanto cargas de peso muerto y las de cargas vivas que actúan.
Calcular los esfuerzos en cada una de las barras del reticulado, y las secciones para cada uno de los tramos en función a las solicitaciones más críticas.
3. JUSTIFICACION: JUSTIFICACION: El motivo por el cual trabajaremos con la cercha de madera es por los siguientes aspectos:
SOCIAL: En el aspecto social es por su uso muy fácil de obtener y transportar además que la madera es la mas usada para este tipo de cubiertas.
TECNICA: Las armaduras de madera presentan grandes ventajas para la construcción de techos de casas, estas son: su reducido peso propio (lo que facilita su montaje), su capacidad de cubrir grandes luces, y se ajustan a muchas m uchas formas de perfiles para techos.
ECONOMICO: En lo económico una madera resulta mas barata que un elemento de metal que es más caro y por sus distintos usos es mas accesible.
AMBIENTAL: Esta cubierta esta de acuerdo a las condiciones climáticas como ejemplo en las zonas montañosas la pendiente debe ser mas inclinada para evitar acumulación de nieve y infiltración de lluvia.
4.- FUNDAMENTO TEORICO
Existen muchos tipos de cerchas como:
Tipos de cercha De acuerdo con la forma de crear la configuración de una cercha, se clasifican en simples, compuestas y complejas.
Cercha simple: Una cercha rígida plana puede formarse simple partiendo de t res barras unidas por nodos en sus extremos formando una triángulo y luego exte ndiendo dos nuevas barras por cada nuevo nodo o unión.
Cercha compuesta: Si dos o más cerchas simples se unen para formar un cuerpo rígido, la cerc ha así formada se denomina cercha compuesta. Una cercha simple pude unirse rígidamente a otra en ciertos nodos por medio de tres vínculos no paralelos ni c oncurrentes o por medio de un tipo equivalente de unión.
Resolución de las cerchas Método de los nodos Como toda la cercha e stá en equilibrio, cada pasador debe estar e n equilibrio. El hecho de que un pasador esté en e quilibrio puede expresarse haciendo un diagrama de cuerpo libre y escribiendo dos ecuaciones de equilibrio. La distribución de nodos y barras en un armadura simple es tal que siempre es posible encontrar un nodo en que sólo haya dos fuerzas desconocidas.
Método de las secciones : La porción de la armadura que se escoge se obtiene trazando una sección a través de tres barras de armadura, una de las cuales es la barra deseada; dicho en otra forma, trazando una línea que divida la armadura en dos partes completamente separadas pero que no intersecte más de tres barras.
ANÁLISIS DE CERCHAS
Para identificar si son estables, estáticamente determinadas o indeterminadas se sugiere consultar el capítulo de estabilidad y determinación. El análisis de las cerchas tiene como objetivo encontrar las fuerzas en cada uno de los elementos y las deformaciones de todo el conjunto. En cerchas estáticamente determinadas se utilizan métodos analíticos y métodos gráficos. Entre los métodos analíticos tenemos: el método de los nudos y el método de las secciones.
5. GEOMETRÍA DE LA ESTRUCTURA
Luz de la Cercha
La luz de la cercha es de
L = 20 m
Altura de la Cercha
Siguiendo la relación para cerchas tipo Pratt tenemos:
