ESTRUCTURA Docentes: Ing. Claudio Giordani Ing. Diego Leone 1º Año Ingeniería Civil – Comisión 02 – Turno Tarde Tema: Estructura / Cátedra Ingeniería Civil I / Departamento de Ingeniería Civil UTN. Página 1 Cátedra: Ingeniería Civil I ESTRUCTURA Definición: Es un conjunto estable de elementos resistentes de una construcción con la finalidad de soportar cargas y transmitirlas, para llevar finalmente estos pesos o cargas al suelo. Esto es, un conjunto capaz de recibir cargas externas, resistirlas internamente y transmitirlas a sus apoyos. El suelo es por último quien recibe todos los efectos producidos por estas fuerzas. La estructura tendrá entonces forma y dimensiones, constituida por un material apto para resistir (hormigón, madera, acero, etc), y tendrá presente la existencia de vínculos entre los distintos elementos que la componen. Factores a tener en el proyecto de una estructura. ECONOMIA: con racionalización modulada del proyecto de la obra y como regla general descargas al terreno de las acciones actuantes lo más directas posibles con el menor recorrido. RESISTENCIA: a través de adecuadas dimensiones de los elementos estructurales para poder absorber los esfuerzos al que están sometidos. DURABILIDAD: será mayor que los demás componentes de la construcción. ESTETICA: agradable a la vista, sobre todo en los casos en que quedará expuesta en su totalidad por cuestiones de proyecto. ANALISIS ESTRUCTURAL: El Análisis Estructural es la parte de la Mecánica que estudia las ESTRUCTURAS, consistiendo este estudio en la determinación de los esfuerzos y deformaciones a que quedan sometidas, por la acción de agentes externos (cargas gravitatorias, fuerzas sísmicas, de vientos, variaciones térmicas, etc.) Conceptos fundamentales - Fuerza Entendemos por fuerza toda acción sobre un objeto que tiende a modificar el estado de reposo o movimiento de dicho objeto, o que puede deformarlo de forma permanente o transitoria. Al representar las fuerzas emplearemos flechas que denominaremos vectores, estos quedan definidos por un módulo (su valor), por la dirección y sentido. Tema: Estructura / Cátedra Ingeniería Civil I / Departamento de Ingeniería Civil UTN. Página 2 F A B DIRECCION A = B SENTIDO CONTRARIO MODULO A>B Momentos: podemos calcular el momento de una fuerza respecto de un punto, como el producto del valor de dicha fuerza por la distancia. El momento tiende a hacer girar un cuerpo, cuanto mayor sea la fuerza o mayor la distancia mayor será el momento. M=P*d Hay un punto O impedido de trasladarse, entonces el cuerpo girará alrededor del punto O por acción de la fuerza P. La rotación se mide por el MOMENTO que es el producto de la intensidad de la fuerza P por la mínima distancia que va desde el punto O hasta la línea de acción de la fuerza: M = P x d (la mínima distancia desde un punto hasta una recta se mide sobre la perpendicular a dicha recta) SOLICITACIONES QUE SOPORTAN LOS ELEMENTOS QUE COMPONEN LAS ESTRUCTURAS ESFUERZO DE COMPRESION: Es cuando aplicamos dos fuerzas intentando acortar el elemento, reducir su longitud, hablaremos de compresión, de un modo más científico, diríamos que un elemento está sometido al esfuerzo de compresión cuando actúan sobre él dos fuerzas que poseen: Tema: Estructura / Cátedra Ingeniería Civil I / Departamento de Ingeniería Civil UTN. Página 3 - la misma dirección (sobre una misma línea); - sentido contrario, son convergentes. Es decir, están dirigidas hacia un mismo punto. La forma del elemento (su sección y su longitud) influye en el comportamiento a compresión de un elemento, concretamente el factor denominado esbeltez. La esbeltez es la relación que existe entre la longitud del elemento y la superficie que hay en un corte perpendicular (sección recta). Si un elemento es muy largo con relación a la sección, cuando intentemos comprimirlos, se arqueará, efecto que llamaremos PANDEO. ESFUERZO DE TRACCION: Hace que se separen entre sí las distintas partículas que componen una pieza, tendiendo a alargarla. Por ejemplo, cuando se cuelga un elemento de una cuerda, la cuerda queda sometida a un esfuerzo de tracción, tendiendo a aumentar su longitud. Tema: Estructura / Cátedra Ingeniería Civil I / Departamento de Ingeniería Civil UTN. Página 4 ESFUERZO DE CORTE: es aquel que actúa tangente a la sección. Se produce cuando se aplican fuerzas perpendiculares a la pieza, haciendo que las partículas del material tiendan a resbalar o desplazarse las unas sobre las otras. Los puntos sobre los que apoyan las vigas están sometidos a corte o cizallamiento. A diferencia del esfuerzo normal, es más difícil de apreciar en las vigas ya que su efecto es menos evidente. ESFUERZO DE TORSION: Las fuerzas de torsión son las que hacen que una pieza tienda a retorcerse sobre su eje central. Torsión es la solicitación que se presenta cuando se aplica un momento sobre el eje longitudinal de un elemento constructivo y genera un esfuerzo cortante. Están sometidos a esfuerzos de torsión los ejes, las manivelas y los cigüeñales. Tema: Estructura / Cátedra Ingeniería Civil I / Departamento de Ingeniería Civil UTN. Página 5 FLEXION: Es una combinación de compresión y de tracción. Mientras que las fibras superiores de la pieza sometida a un esfuerzo de flexión se alargan, las inferiores se acortan, o viceversa. P VIGA En un elemento constructivo sometido a flexión se generan tensiones normales, , de sentido opuesto en la zona comprimida y en la zona traccionada, que generan un momento interior que equilibra el momento exterior aplicado. Tema: Estructura / Cátedra Ingeniería Civil I / Departamento de Ingeniería Civil UTN. Página 6 FLEXO-COMPRESION LAS TENSIONES Las Tensiones Admisibles con las que cada material se opone a la deformación y/o rotura bajo la solicitación de las Cargas de Servicio (Cargas Actuantes), son la que en definitiva determinarán el porte y el comportamiento de una estructura; en función del material escogido y de acuerdo a su Tensión Admisible. En principio se obtendrá la sección necesaria de cada elemento estructural, y aleatoriamente se pueden establecer las posibles deformaciones en relación directa con la rigidez de cada uno de ellos. Tema: Estructura / Cátedra Ingeniería Civil I / Departamento de Ingeniería Civil UTN. Página 7 LOS MATERIALES La Madera La madera es un material apto para estructuras de bajo porte en función de su Tensión Admisible (aproximadamente 10MPa), y por tratarse de un material natural, visualmente ofrece interesantes efectos estéticos. Más allá de sus aplicaciones lógicas, es destacable que ante solicitaciones de cierta magnitud, se necesitan secciones de grandes dimensiones, las que pueden exceder las escuadrías habitualmente comercializadas y/o disponibles. Este factor incidiría negativamente en el costo de la estructura. La limitación en la longitud máxima generalmente disponible en tablas y particularmente en tirantes (aprox. 5m), se soluciona utilizando secciones de madera compensada. El Acero El acero es el material más resistente que se pueda utilizar para la construcción de una estructura, el que más se emplea en tubos y perfiles en nuestro país, es el de 140MPa de Tensión Admisible; valor que lo torna apto para resolver estructuras que soportan cargas de gran magnitud y facilita la rápida ejecución de las mismas. Cabe recordar que se puede contar con una serie de variantes para satisfacer distintos requerimientos estructurales, tanto en lo formal como en lo dimensional, pudiéndose mencionar: a) Tubos Estructurales (circulares, cuadrados y rectangulares). b) Perfiles de chapa de acero galvanizado (Steel Framing). c) Perfiles Herrero. d) Perfiles de fundición extruídos. e) Perfiles de chapa de acero preconformados. En forma estándar se los comercializa en longitudes de hasta 6 m, y eventualmente se los puede solicitar hasta 12 m de longitud (largo máximo de fabricación). El Hormigón Armado Es el más versátil de los materiales empleados en la ejecución de estructuras resistentes, se distingue por su rigidez y su moldeabilidad. Este material compuesto por hormigón y barras de acero es apto para todo tipo de requerimiento estructural. En general se utilizan aceros con una Tensión Admisible de 420MPa; mientras que de acuerdo a los distintos requerimientos se pueden utilizar hormigones que varían en su Resistencia Característica a la Rotura por Compresión, entre los 17 y los 80MPa; destacándose que hasta cierto rango de resistencia (H-21) el hormigón puede ser elaborado en obra. Las estructuras de Hormigón Armado representan aproximadamente entre el 85% de las estructuras construidas en el mundo, y ello se debe a su bajo costo comparativo con las estructuras de acero. Tema: Estructura / Cátedra Ingeniería Civil I / Departamento de Ingeniería Civil UTN. Página 8 El Vidrio Este es un material de uso muy limitado. Si bien presenta mayor fragilidad que el hormigón, posee una considerada resistencia a la compresión (en el orden de los 50MPa), pero una muy baja resistencia a la flexión, lo que lo hace apto sólo para elementos estructurales comprimidos y en circunstancias muy particulares. El Aluminio Es posible realizar estructuras con tubos estructurales de aluminio, y si bien su capacidad portante es muy inferior a la resultante de la Tensión .admisible del Acero, es destacable su capacidad para soportar la acción de la corrosión; en este caso, se deben mencionar las variantes formales y estéticas que se pueden obtener con este material. EL RITMO La construcción tradicional generalmente se ha ocultado la estructura con distintos revestimientos como los revoques. Este hecho no permite visualizar la estructura y si bien al observar un plano de la misma se puede apreciar cierta lectura, se pierde al materializar el proyecto. El ritmo de una estructura lo determina la disposición ordenada y secuencial de los distintos elementos que componen la trama estructural de la construcción. LA MODULACION Si bien ciertos proyectos de viviendas individuales o ejemplos aislados de espacios culturales o religiosos no permiten modular la estructura y se debe recurrir a otro tipo resolución, siempre que resulte posible, es conveniente diseñar una estructura modulada; módulos que indiferentemente pueden ser irregulares o regulares, resultando estos últimos los más convenientes. Tema: Estructura / Cátedra Ingeniería Civil I / Departamento de Ingeniería Civil UTN. Página 9 Un caso particular a mencionar es el de las estructuras de edificios de más de 10 plantas, donde el denominado Efecto de rototraslación causado por la Acción del Viento y/o la Acción Sísmica, imponen la Resolución Simétrica de la planta de estructura; resolución que se puede observar en muchos de las más altas torres que actualmente se exhiben en distintos lugares del mundo. Es importante recordar los desatacados beneficios que aporta la resolución de una estructura en forma modulada, y por que no, simétrica; notándose sobre otros factores: 1) 2) 3) 4) Distribución uniforme de las cargas en todos los elementos estructurales. Uniformidad en los espesores de losas y altura de vigas. Uniformidad en las secciones de tabiques y columnas. Distribución uniforme de las secciones ó armaduras de acero (Hormigón Armado) en cada uno de los elementos estructurales. 5) Rapidez en la ejecución de los encofrados por unificarse alturas y niveles. 6) Mayor rapidez en la colocación de las armaduras. 7) Economía final en el costo se la estructura. ELEMENTOS ESTRUCTURALES: Columna o pilar: es una barra apoyada verticalmente, cuya función es la de soportar cargas o el peso de otras partes de la estructura. Los principales esfuerzos que soporta son de compresión y pandeo. Los materiales constituyentes de estos elementos son diversos: -Madera, acero, hormigón armado, mampostería, etc. Suelen ser de forma geométrica regular (cuadrada o rectangular) y también de sección circular. Viga: es una pieza o barra horizontal, con una determinada forma en función del esfuerzo que soporta. Están sometidas a esfuerzos de flexión. Están constituídas generalmente en acero, hormigón armado, pretensado, postesado y madera. Losa o placa: elemento horizontal en el que una dimensión es pequeña con relación a las otras dos, esto es, el espesor es pequeño respecto a su superficie. Se denomina forjado a la materialización de la losa a través de un paquete estructural donde intervienen viguetas pretensadas y bovedillas, con su correspondiente capa de compresión. Tema: Estructura / Cátedra Ingeniería Civil I / Departamento de Ingeniería Civil UTN. Página 10 Estructura de hormigón armado Planta La transmisión de las cargas se efectúa de las losas a las vigas, éstas a las columnas y finalmente éstas a las bases ó fundación. Es una estructura mixta cuando losas y vigas apoyan sobre muros portantes de mampostería, pudiendo existir también columnas de hormigón intercaladas en los muros resistentes y de cerramiento. Y será una estructura independiente si todos los elementos estructurales son de hormigón armado. Tema: Estructura / Cátedra Ingeniería Civil I / Departamento de Ingeniería Civil UTN. Página 11 Base o fundación: es el elemento encargado de soportar y repartir en la tierra todo el peso de la estructura, impidiendo que ésta sufra movimientos importantes. Los materiales de los que se compone son hormigón armado y sin armar, mampostería, acero, etc. A su vez las fundaciones pueden ser superficiales y profundas y de formas diferentes: zapatas, pozos, pilotes, etc. Detalle de cimiento para muro Tema: Estructura / Cátedra Ingeniería Civil I / Departamento de Ingeniería Civil UTN. Página 12 Fundación por pilotes Base centrada Muro portante: soporta los esfuerzos en toda su longitud, de forma que reparten las cargas. Los materiales de los que están construidos son variados: la piedra, fábrica de ladrillos, de hormigón, etc. Tensor: elemento que está sometido principalmente a esfuerzos de tracción. Otras denominaciones que recibe según las aplicaciones son: riostra, cable y tornapunta. Algunos materiales que se usan para fabricarlos son, cables de acero, cadenas, listones de madera, etc. Arco: aporta solidez y es utilizado muchas veces para salvar grandes distancias. ESTRUCTURAS RETICULARES Están formadas a base de triángulos unidos entre sí. 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 un esfuerzo de tracción. Este tipo de estructuras, llegan a adquirir una gran rigidez y tienen infinidad de aplicaciones, se han conseguido vigas de una gran longitud y resistencia, que se llaman vigas reticuladas o arriostradas y que se emplean mucho en la construcción de grandes edificaciones que necesitan cubrir amplias zonas sin posibilidad de columnas, así como en la de puentes de una gran luz. Las vigas de este tipo tienen una mayor resistencia que las vigas macizas. En toldos de lonas se pueden observar, durante los procesos de montaje y desmontaje, los triángulos que soportan el peso de la lona que las cubre. Estos triángulos se denominan cerchas. Tema: Estructura / Cátedra Ingeniería Civil I / Departamento de Ingeniería Civil UTN. Página 13 Principales tipos de armaduras Esquema de estructura metálica Las barras que componen estas estructuras se fabrican en diferentes formas, a la sección transversal perpendicular al eje longitudinal se le denomina perfil. Tema: Estructura / Cátedra Ingeniería Civil I / Departamento de Ingeniería Civil UTN. Página 14 Principales secciones de perfiles utilizados Planta de torre metálica Niveles +3.0 a +10.0 Tema: Estructura / Cátedra Ingeniería Civil I / Departamento de Ingeniería Civil UTN. Página 15 Tema: Estructura / Cátedra Ingeniería Civil I / Departamento de Ingeniería Civil UTN. Página 16 Las uniones entre las distintas piezas de este tipo de estructura pueden ser: Soldadura: se trata de un sistema que une las partes de forma permanente (fija), por tanto es apropiado para estructuras que no van a ser desmontadas o trasladadas. Métodos de soldadura hay muchos, pero básicamente consiste en calentar las piezas a unir de manera que mediante la aportación de un material fundente o no, queden perfectamente unidas. Unión mediante tornillos: es el apropiado para estructuras que son desmontables, de forma que las diferentes partes de la estructura quedan unidas mediante un tornillo y su correspondiente tuerca. Remaches: consiste en unir de forma permanente dos o más piezas, haciendo pasar por un orificio un metal en forma de chaveta cilíndrica, que es posteriormente deformado. CARGAS ACTUANTES SOBRE LAS ESTRUCTURAS. Cargas Fuerzas exteriores activas, concentradas en kN (1 kN = 100 kgf) o distribuidas por unidad de longitud en kN/m (1 kN/m = 100 kgf/m), por unidad de superficie en kN/m2 (1 kN/m2 = 100 kgf/m2) o por unidad de volumen en kN/m3 (1 kN/m3 = 100 kgf/m3). Por ejemplo: cargas gravitatorias, cargas originadas por viento, frenado, etc. Tema: Estructura / Cátedra Ingeniería Civil I / Departamento de Ingeniería Civil UTN. Página 17 Carga Gravitatoria (Permanente) Cargas que actúan sobre una estructura como consecuencia de la acción de la gravedad. Las cargas gravitatorias se obtendrán multiplicando los volúmenes ó superficies considerados en cada caso, por los correspondientes pesos unitarios. Son las que actúan siempre sobre la estructura: - peso propio. - paredes, tabiques, contrapisos, cielorrasos, etc. Carga útil (Sobrecarga) Cargas debidas a la ocupación y uso (sobrecargas). Por ejemplo: peso de personas y muebles en edificios, mercaderías en depósitos, vehículos en puentes, etc. Se consideran en forma simplificada como cargas uniformemente repartidas actuando en las losas según valores especificados en distintos reglamentos. Tema: Estructura / Cátedra Ingeniería Civil I / Departamento de Ingeniería Civil UTN. Página 18 Carga de servicio Acciones (estados de carga) a los cuales puede ser sometido un elemento estructural durante el uso para el cual ha sido previsto. Existen además otras cargas accidentales consideras por los reglamentos de manera horizontal como son las generadas por el viento y por los sismos. Ejemplo de determinación de la carga actuante: Supongamos en el siguiente caso, que necesitamos determinar la carga total del esquema correspondiente a una losa de 1m x 1m de superficie perteneciente a un sector del comedor de una vivienda: Piso cerámico Contrapiso Hº de cascotes – esp: 8cm Losa de Hº Aº Esp: 8cm 1m 1m Peso propio (p.p): Losa de HºAº 0,08m x 2400 kg/m3 = 192 kg/m2 Contrapiso 0,08m x 1600 kg/m3 = 128 kg/m2 Piso (carpeta de cto, adhesivo y cerámico) = 50 kg/m2 370 kg/m2 + Sobrecarga: Para comedor de vivienda 200 kg/m2 La carga total por metro cuadrado será de: 570 kg/m2 Tema: Estructura / Cátedra Ingeniería Civil I / Departamento de Ingeniería Civil UTN. Página 19 PUENTES Definiciones y conceptos generales: Por lo general, el término puente se utiliza para describir a las estructuras viales, con trazado por encima de la superficie, que permiten vencer obstáculos naturales como ríos, quebradas, hondonadas, canales, entrantes de mar, estrechos de mar, lagos, etc., y poder transportar así sus mercancías y extender lazos comerciales, permitir la circulación de las gentes y trasladar sustancias de un sitio a otro. Los puentes constan fundamentalmente de dos partes: La superestructura y la infraestructura. Superestructura: Es la parte del puente en donde actúa la carga móvil, y está constituida por: -Tablero -Vigas longitudinales y transversales -Aceras y pasamanos -Capa de rodadura -Otras instalaciones Tema: Estructura / Cátedra Ingeniería Civil I / Departamento de Ingeniería Civil UTN. Página 20 Infraestructura o subestructura: Es la parte del puente que se encarga de transmitir las solicitaciones al suelo de cimentación, y está constituida por: -Estribos -Pilas Pilas: son los apoyos intermedios de los puentes de dos o más tramos. Deben soportar la carga permanentemente y sobrecargas sin asientos, ser insensibles a la acción de los agentes naturales (viento, riadas, etc.). Vigas longitudinales y transversales: son los elementos que permiten salvar el vano, pudiendo tener una gran variedad de formas como con las vigas rectas, arcos, pórticos, reticulares, vigas Vierendeel etc. Tablero: soporta directamente las cargas dinámicas (tráfico) y por medio de las armaduras transmite sus tensiones a estribos y pilas, que, a su vez, las hacen llegar a los cimentos, donde se disipan en la roca o en el terreno circundante. Sobre el tablero y para dar continuidad a la rasante de la vía viene la capa de rodadura. Los tableros van complementados por los bordillos que son el límite del ancho libre de calzada y su misión es la de evitar que los vehículos suban a las aceras que van destinadas al paso peatonal y finalmente al borde van los postes y pasamanos. Apoyo: son los elementos a través de los cuales el tablero transmite los acciones que le solicitan a las pilas y/o estribos. El más común de los apoyos es el neopreno zunchado, está constituido por un caucho sintético que lleva intercaladas unas chapas de acero completamente recubiertas por el material elastómero. Tienen impedido el movimiento vertical. Estribos: situados en los extremos del puente sostienen los terraplenes que conducen al puente. A diferencia de las pilas los estribos reciben además de la superestructura el empuje de las tierras de los terraplenes de acceso al puente, en consecuencia trabajan también como muros de contención. Los estribos están compuestos por un muro frontal que soporta el tablero y muros en vuelta o murosaletas que sirven para la contención del terreno. Vano: cada uno de los espacios de un puente u otra estructura, comprendida entre dos apoyos consecutivos. La distancia entre dos puntos de apoyo consecutivos de los elementos portantes principales es la luz del vano; no hay que confundirla con la luz libre que es la distancia entre los paramentos de los apoyos, ni con la longitud del puente. Tajamar: elemento extremo de la pila de un puente que adopta una forma de sección redondeada, almendrada o triangular para conducir suavemente la corriente de agua hacia los vanos para que disminuya el empuje sobre la obra y se facilite el desagüe. Tema: Estructura / Cátedra Ingeniería Civil I / Departamento de Ingeniería Civil UTN. Página 21 Clasificación: Dependiendo el uso que se les dé, algunos de ellos reciben nombres particulares, como acueductos, cuando se emplean para la conducción del agua, viaductos, denominación generalmente reservada para el caso en que esas estructuras viales se construyan por necesidades urbanas o industriales (como los pasos elevados dentro de las ciudades o de los complejos industriales), o para evitar el cruce con otras vías de comunicación (como los intercambiadores de tránsito en las autopistas) además el viaducto se compone de gran número de vanos sucesivos, y pasarelas, están destinados exclusivamente a la circulación de personas. Las características de los puentes están ligadas a las de los materiales con los que se construyen: Los puentes de madera, aunque son rápidos de construir y de bajo costo, son poco resistentes y duraderos, ya que son muy sensibles a los agentes atmosféricos, como la lluvia y el viento, por lo que requieren un mantenimiento continuado y costoso. Su bajo coste (debido a la abundancia de madera, sobre todo en la antigüedad) y la facilidad para labrar la madera pueden explicar que los primeros puentes construidos fueran de madera. Los puentes de piedra, son tremendamente resistentes, compactos y duraderos, aunque en la actualidad su construcción es muy costosa. Los cuidados necesarios para su mantenimiento son escasos, ya que resisten muy bien los agentes climáticos. Desde el hombre consiguió dominar la técnica del arco este tipo de puentes dominó durante siglos. Los puentes metálicos son muy versátiles, permiten diseños de grandes luces, se construyen con rapidez, pero son caros de construir y además están sometidos a la acción corrosiva, tanto de los agentes atmosféricos como de los gases y humos de las fábricas y ciudades, lo que supone un mantenimiento caro. Los puentes de hormigón armado son de montaje rápido, ya que admiten en muchas ocasiones elementos prefabricados, son resistentes, permiten superar luces mayores que los puentes de piedra, aunque menores que los de hierro, y tienen unos gastos de mantenimiento muy escasos, ya que son muy resistentes a la acción de los agentes atmosféricos Hormigón Pretensado El hormigón pretensado se puede considerar un nuevo material; su diferencia con el hormigón armado es que en éste la armadura es pasiva, es decir, entra en carga cuando las acciones exteriores actúan sobre la estructura; en el pretensado, en cambio, la armadura es activa, es decir se tesa previamente a la actuación de las cargas que va a recibir la estructura (peso propio, carga muerta y cargas de tráfico), comprimiendo el hormigón, de forma que nunca tenga tracciones o que éstas tengan un valor reducido. Tema: Estructura / Cátedra Ingeniería Civil I / Departamento de Ingeniería Civil UTN. Página 22 Básicamente, las formas que adoptan los puentes son cuatro, que, por otra parte, están directamente relacionadas con los esfuerzos que soportan sus elementos constructivos. Estas configuraciones son: Puentes de viga. Están formados fundamentalmente por elementos horizontales que se apoyan en sus extremos sobre soportes o pilares. Mientras que la fuerza que se transmite a través de los pilares es vertical y hacia abajo y, por lo tanto, éstos se ven sometidos a esfuerzos de compresión, las vigas o elementos horizontales tienden a flexionarse como consecuencia de las cargas que soportan. Puentes colgantes. Están formados por un tablero por el que se circula, que pende, mediante un gran número de tirantes, de dos grandes cables que forman sendas catenarias y que están anclados en los extremos del puente y sujetos por grandes torres de hormigón o acero. Con excepción de las torres o pilares que soportan los grandes cables portantes y que están sometidos a esfuerzos de compresión, los demás elementos del puente, es decir, cables y tirantes, están sometidos a esfuerzos de tracción. Puentes atirantados. Los elementos fundamentales de la estructura resistente del puente atirantado son los tirantes, que son cables rectos que atirantan el tablero, proporcionándoles una serie de apoyos intermedios más o menos rígidos. Pero no sólo ellos forman la estructura resistente básica del puente atirantado; son necesarias las torres para elevar el anclaje fijo de los tirantes, de forma que Tema: Estructura / Cátedra Ingeniería Civil I / Departamento de Ingeniería Civil UTN. Página 23 introduzcan fuerzas verticales en el tablero para crear los pseudo-apoyos; también el tablero interviene en el esquema resistente, porque los tirantes, al ser inclinados, introducen fuerzas horizontales que generalmente se equilibran en el propio tablero porque su resultante, igual que en la torre, debe ser nula. Por todo ello, los tres elementos, tirantes, tablero y torres, constituyen la estructura resistente básica del puente atirantado Puentes de arco. Están constituidos básicamente por una sección curvada hacia arriba que se apoya en unos soportes o estribos y que abarca una luz o espacio vacío. En ciertas ocasiones el arco es el que soporta el tablero (arco bajo tablero) del puente sobre el que se circula, mediante una serie de soportes auxiliares, mientras que en otras de él es del que pende el tablero (arco sobre tablero) mediante la utilización de tirantes. La sección curvada del puente está siempre sometida a esfuerzos de compresión, igual que los soportes, tanto del arco como los auxiliares que sustentan el tablero. Los tirantes soportan esfuerzos de tracción. Tema: Estructura / Cátedra Ingeniería Civil I / Departamento de Ingeniería Civil UTN. Página 24
© Copyright 2024 ExpyDoc
