Cerchas Planas

La cercha es uno de los principales tipos de estructuras empleadas en ingeniería. Proporciona una solución practica y económica a muchas situaciones, 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 un armazón rígido; por lo tanto ningún elemento continúa mas alla de un nodo. Cada cercha se diseña para que soporte las cargas que actúan en su plano y, en consecuencia, pueden considerarse como una estructura bidimensional. Todas las cargas deben aplicarse en las uniones y no en los mismos elementos. Por ello cada cercha es un elemento sometido a fuerzas axiales directas (tracción o compresión).

Una cercha esta formada por los siguientes elementos

1. Los miembros de arriba: cordón superior.
2. Los miembros de abajo: cordón inferior.
3. Diagonales.
4. Verticales Montantes o pendolones dependiendo del tipo de esfuerzo.

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 tres barras unidas por nodos en sus extremos formando una triangulo y luego extendiendo dos nuevas barras por cada nuevo nodo o unión.
Cerchacompuesta.
Si dos o mas cerchas simples se unen para formar un cuerpo rígido, la cercha 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 concurrentes o por medio de un tipo equivalente de unión.
Diseño de cerchas.
Una vez resuelta la cercha, se procede a obtener las dimensiones de los elementos, siguiendo un diseño de tracción y compresión para el material indicado.
Diseño por Tracción.
Ciertos miembros de la cercha esta sometidos a fuerzas axiales de tracción (por lo general el cordón inferior) y la sección transversal puede tener varias formas, ya que para cualquier material, el único factor que determina la resistencia es el area transversal. El diseño por tracción es la manera mas eficiente de usar el acero estructural mediante barras.

PERFILES IPN o doble T
Las uniones son redondeadas; tiene muy buena inercia respecto x y muy pequeña respecto a y. Su uso es muy recomendable.

PERFILES IPE.
Sus lados son rectos.

PERFILES HE.
Según sea la sección normal, ligera o pesada; se le denominara HEB, HEA o HEM. Es parecida a la anterior, pero de sección cuadrada.

PERFILES UPN.
Son muy utilizados para formar perfiles compuestos.

PERFILES L (angulares
Sirven como elemento de unión; las dimensiones son iguales. Los LD tiene los ladosdesiguales.

PERFILES EN T
Pueden tener los lados iguales o no; L1 y L2 pueden ser iguales o no.

Ademas de esto tenemos las siguientes secciones.
REDONDO.
Macizo circular el diametro varía de 6 a 50 mm

CUADRADO.
Sección cuadrada maciza de lado a desde los 6 mm hasta los 50.

RECTANGULAR.
Cuando tenemos una sección rectangular a>500 mm, tendremos que la sección sera fina, gruesa o media según el espesor e.

Diseño por Compresión
Si la carga axial P es aplicada lentamente, el miembro se acorta o se comprime en la dirección de la carga y al alcanzar un valor dado cesa la deformación por acortamiento, ocurre entonces una deformación lateral y el miembro se vuelve inestable limitando así la capacidad por carga axial y toma la forma indicada por la línea punteada de la figura (a). Esta condición indica que el miembro se ha pandeado y la carga correspondiente a esta situación se llama carga crítica de pandeo. Si el miembro es robusto, como se muestra
en la figura (b), se requerira una carga mayor para que el miembro se vuelva inestable.

Para miembros sumamente robustos, la falla puede ocurrir por cedencia compresiva en vez de por pandeo. La carga bajo la cual ocurre el pandeo es una función de la esbeltez y para miembros muy esbeltos, esta carga puede ser muy pequeña. Por ello, la resistencia al pandeo de una columna disminuye con una longitud creciente.