UNIVERSIDAD FERMIN TORO

VICERRECTORADO ACADEMICO

FACULTAD DE INGENIERIA

Armaduras

Autor: Alvimar Vargas: 23849955

Cabudare, 2015

IMPORTANCIA DE LAS ARMADURAS

Se denomina ARMADURA la estructura formada por un conjunto de piezas lineales

(de madera o metálicas) ensambladas entre sí, que se utiliza para soportar

la cubierta inclinada de algunos edificios. La disposición de la cubierta, a una dos, tres,

cuatro o más aguas, influye lógicamente en la característica de la armadura que debe

sostenerla. Frecuentemente las armaduras estructuralmente son celosías planas, aunque

existen armaduras de otro tipo que no son celosías.

En un primer apartado se explica como se organizan las distintas piezas de la

armadura para soportar los esfuerzos de tracción y compresión. A continuación se

exponen algunos tipos de armadura, caracterizando cada caso el modo en que se sitúan

o ensamblan entre sí las distintas piezas.

PIEZAS QUE COMPONEN LA ARMADURA DE UNA CUBIERTA

En la armadura de una cubierta se distinguen los "cuchillos" formados por un

conjunto de piezas situadas en un plano vertical de modo que permite salvar la luz del

edificio, y que sirve para apoyar en ellos otras piezas situadas en el plano de los faldones

de la cubierta. Los cuchillos están formados básicamente por dos piezas (llamadas pares)

inclinadas que se unen en la cumbrera y se apoyan en los muros laterales. Los dos

extremos inferiores de los dos pares quedan unidos por una tercera pieza denominada

tirante. Cuando el ancho que debe salvar el cuchillo es grande suele disponerse otra

pieza (el pendolón) que une el encuentro superior de los dos pares con el punto medio

del tirante.

En el plano de los faldones, se sitúa la viga caballete o cumbrera, que une los puntos

superiores de los cuchillos, la carrera situada debajo de los extremos inferiores de los

pares, de modo que es en ello donde realmente se apoyan los cuchillos, a la carrera

también se le llama parhilera y durmiente; uniendo unos cuchillos con otros a espacios

regulares a los largo de cada par se sitúan las correas, y perpendiculares a ellas, y por

tanto también a los cerramientos del edificio, cargan los cabios. Sobre estos se sitúan un

tablazón de madera, denominado a veces enlatado, que es el que sostiene directamente

las tejas o placas de cubierta.

También se denomina armadura a las barras de acero que se disponen en el interior

del hormigón armado para completar su capacidad portante.

TIPOS DE ARMADURAS

Teniendo en cuenta el modo en que se organizan las piezas que componen la

armadura se distinguen los siguientes tipos:

Armadura de dos aguas. La que forma dos vertientes para arrojar de cada

lado del edificio las aguas llovedizas lejos de sus muros.

Armadura molinera. Aquélla cuyos pares cargan sobre las paredes en dirección

perpendicular y sobre ellos se ponen los ramajes, zarzos, cañas o tablas paralelas a las

paredes y encima, las tablas con dirección opuesta.

Armadura de purificadero. Lo mismo que la armadura molinera con la

diferencia de que los pares se asientan sobre soleras y carreras con los cortes de

picadero y embarbillado o patilla.

Armadura de pendolón. Armadura de dos aguas cuyos pares apoyándose

oblicuamente con varios cortes de patilla, barbilla y despalmado en los extremos del

tirante, elevan sus testas a sostener el pendolón con el corte despalmado y barbilla.

Una armazón así dispuesta se llama forma y estas formas se hacen de uno o más

pendolones y con dobles pares se colocan a distancias proporcionadas para cargar sobre

ellas las vigas que han de sostener el entablado de la cubierta: se usan en los grandes

vanos de los templos, teatros, etc.

Armadura de tijera. Aquélla cuyos pares se enlazan en su extremo superior a

media madera cruzándose y se apoyan en el embarbillado o patilla sobre los estribos y

tirantes con alguna distancia. Sobre los pares se colocan las viguetillas paralelas a las

paredes y encima las tablas con dirección opuesta.

Armadura parilera. La que se compone de un madero llamado hilera que está

en medio del edificio en la dirección de su longitud y de otros llamados pares que desde

la parte superior de las paredes que hay en cada lado de la hilera van a juntarse con

ésta formando ángulo.

Armadura quebrantada. La que se compone de dos armaduras, la una

inclinada como las comunes y la otra, que es la superior, como echada por manera que

parece una armadura por hilera cuyos pares se han roto.

Armadura rota. La de una techumbre que forma la ventana de una buhardilla

CLASIFICACION DE ARMADURA

ARMADURAS COMPUESTAS

ARMADURAS SIMPLE

ARMADURAS COMPLEJAS

ARMADURAS INTERNAS

ARMADURAS EXTERNA

ARMDURAS TRIDIMENCIONAL

ARMADURAS PLANAS

Un cuerpo aislado puede desplazarse libremente en un movimiento que se puede

descomponer en 3 rotaciones y 3 traslaciones geométricas independientes (traslaciones y

rotaciones respecto de ejes fijos en las 3 direcciones de una base referida a nuestro

espacio de tres dimensiones).

Para un cuerpo unido mecánicamente a otros cuerpos (mediante pares cinemáticos),

algunos de estos movimientos elementales desaparecen. Se conocen como grados de

libertad los movimientos independientes que permanecen.

Definición:

Más concretamente, los grados de libertad son el número mínimo de velocidades

generalizadas independientes necesarias para definir el estado cinemático de

un mecanismo o sistema mecánico. El número de grados de libertad coincide con el

número de ecuaciones necesarias para describir el movimiento. En caso de ser un

sistema holónomo, coinciden los grados de libertad con las coordenadas independientes.

En mecánica clásica y lagrangiana, la dimensión d del espacio de configuración es

igual a dos veces el número de grados de libertad GL, d = 2·GL.

Grados de libertad en mecanismos planos

Para un mecanismo plano cuyo movimiento tiene lugar sólo en dos dimensiones, el

número de grados de libertad del mismo se pueden calcular mediante el criterio de

Grübler-Kutzbach:

Donde:

, movilidad.

, número de elementos (eslabones, barras, piezas, etc.) de un

mecanismo.

, número de uniones de 1 grado de libertad.

, número de uniones de 2 grados de libertad.

Importante: esta fórmula es válida sólo en el caso de que no existan enlaces

redundantes, es decir enlaces que aparecen físicamente en el mecanismo pero no son

necesarios para el movimiento de éste. Para poder emplear el criterio, debemos eliminar

los enlaces redundantes y calcular entonces los grados de libertad del mecanismo.

Todas las partes fijas (uniones al suelo) se engloban como el primer elemento.

Aunque el grado de libertad de algunas uniones es fácil de visualizar, en otras ocasiones

se pueden cambiar por sistemas equivalentes.

Grados de libertad en estructuras

Podemos extender la definición de grados de libertad a sistemas mecánicos que no

tienen capacidad de moverse, llamados estructuras fijas. En el caso particular de

estructuras de barras en d dimensiones, si n es el número de barras y

existen m restricciones (uniones entre barras o apoyos) que eliminan cada una ri grados

de libertad de movimiento; definimos el número de grados de libertad aparentes como:

GL: Grados de libertad del mecanismo.

n: Número de elementos de barras de la estructura.

ri: Número de grados de libertad eliminados por la restricción .

En función de la anterior suma algebraica podemos hacer una clasificación de los

sistemas mecánicos formados a base de barras:

Estructuras hiperestáticas, cuando GL < 0.

Estructuras isostáticas, cuando GL = 0.

Mecanismos, cuando GL > 0.

Un cuerpo aislado puede desplazarse libremente en un movimiento que se puede

descomponer en 3 rotaciones y 3 traslaciones geométricas independientes (traslaciones y

rotaciones respecto de ejes fijos en las 3 direcciones de una base referida a nuestro

espacio de tres dimensiones).

Para un cuerpo unido mecánicamente a otros cuerpos (mediante pares cinemáticas),

algunos de estos movimientos elementales desaparecen. Se conocen como grados de

libertad los movimientos independientes que permanecen.

Definición.

Más concretamente, los grados de libertad son el número mínimo de velocidades

generalizadas independientes necesarias para definir el estado cinemático de

un mecanismo o sistema mecánico. El número de grados de libertad coincide con el

número de ecuaciones necesarias para describir el movimiento. En caso de ser un

sistema homónimo, coinciden los grados de libertad con las coordenadas independientes.

En mecánica clásica y lagrangiana, la dimensión d del espacio de configuración es

igual a dos veces el número de grados de libertad GL, d = 2·GL.

Grados de libertad en mecanismos planos.

Para un mecanismo plano cuyo movimiento tiene lugar sólo en dos dimensiones, el

número de grados de libertad del mismo se pueden calcular mediante el criterio de

Grübler-Kutzbach:

Donde:

, movilidad.

, número de elementos (eslabones, barras, piezas, etc.) de un mecanismo.

, número de uniones de 1 grado de libertad.

, número de uniones de 2 grados de libertad.

Importante: esta fórmula es válida sólo en el caso de que no existan enlaces

redundantes, es decir enlaces que aparecen físicamente en el mecanismo pero no son

necesarios para el movimiento de éste. Para poder emplear el criterio, debemos eliminar

los enlaces redundantes y calcular entonces los grados de libertad del mecanismo.

Todas las partes fijas (uniones al suelo) se engloban como el primer elemento.

Aunque el grado de libertad de algunas uniones es fácil de visualizar, en otras ocasiones

se pueden cambiar por sistemas equivalentes.

Grados de libertad en estructuras

Podemos extender la definición de grados de libertad a sistemas mecánicos que no

tienen capacidad de moverse, llamados estructuras fijas. En el caso particular de

estructuras de barras en d dimensiones, si n es el número de barras y

existen m restricciones (uniones entre barras o apoyos) que eliminan cada una ir grados

de libertad de movimiento; definimos el número de grados de libertad aparentes como:

GL: Grados de libertad del mecanismo.

n: Número de elementos de barras de la estructura.

Ir: Número de grados de libertad eliminados por la restricción .

En función de la anterior suma algebraica podemos hacer una clasificación de los

sistemas mecánicos formados a base de barras:

Estructuras hiperestáticas, cuando GL < 0.

Estructuras isostáticas, cuando GL = 0.

Mecanismos, cuando GL > 0.

PESO DE LAS ARMADURAS

El método de los nodos o método de los nudos, consiste en el planteamiento de

PESO Y equilibrio mecánico de cada uno de los nodos o nudos de una armadura simple.

Un nodo es cada uno de los puntos donde concurren dos o más barras. El equilibrio

global de la estructura implica que el equilibrio local de cada uno de los nodos. Para que

el método de los nodos se aplicable a una estructura concreta deben cumplirse algunas

condiciones geométricas entre ellas:

1. Que la estructura tenga nodos articulados o se comporte de manera similar a

una estructura de nodos articulados.

2. Que el número de barras sea inferior a una cierta cantidad dada por el

número de barras:

Para armaduras bidimensionales con fuerzas de trabajo sobre su plano el

número de nodos y el número de barras debe satisfacer: . Si el

número de barras es inferior se tiene un mecanismo para le cual pude no

existir equilibrio, y si el número de barras es superior el número de esfuerzos

incógnita supera al de ecuaciones de la estática linalmente independientes.

Para una estructura tridimensional, la relación es .

ejercicios