05 traccion pesada + cercha radial

Análisis de Cargas en Estructuras

Componente de Peso Propio y Viento

• Se inicia el análisis descomponiendo las fuerzas en componentes horizontales y verticales, considerando tanto el peso propio como la carga del viento.

• En el primer estado de carga, solo se considera el peso propio, lo que resulta en una reacción máxima igual a esta carga. En el segundo estado, se suma la carga del viento, que reduce la reacción total.

Dimensionado de Cables y Columnas

• Se menciona la importancia del coeficiente de rotura para calcular las reacciones máximas y dimensionar los cables necesarios para soportar las cargas.

• El procedimiento gráfico es esencial para resolver problemas estructurales; se utilizan columnas y tensores para descomponer las reacciones máximas.

Consideraciones sobre Materiales

• Para cargas pesadas, se sugiere utilizar columnas de hormigón armado en lugar de tubos de acero debido a su capacidad superior para soportar esfuerzos altos.

• La elección del material depende directamente del tipo y magnitud de las cargas aplicadas a la estructura.

Ejemplo Práctico: Polideportivo

Análisis Estructural

• Se presenta un ejemplo práctico donde se analiza un polideportivo con una estructura sostenida por un solo cable que soporta una cubierta pesada.

• La estructura incluye pórticos diseñados con columnas inclinadas y verticales que forman un sistema estructural eficiente.

Descripción Técnica

• Es fundamental describir teóricamente cómo funciona esta obra al analizar su tecnología empleada y los sistemas de apoyo utilizados.

Estructuras Complejas: Cerchas Radiales

Diseño y Procedimientos

• Las cerchas radiales son discutidas como estructuras complejas que pueden incluir pendolones traccionados o comprimidos.

• El diseño puede variar según el diámetro requerido (entre 45 a 80 m), lo cual afecta los procedimientos constructivos.

Opciones Constructivas

• Para plantas grandes, se recomienda usar anillos rígidos exteriores; mientras que para plantas más pequeñas es preferible optar por hiperboloides debido a su ligereza.

Este formato proporciona una visión clara y organizada del contenido tratado en la transcripción, facilitando así su estudio.

Estructura de Cerchas Radiales

Diseño y Componentes

• Se utilizan anillos exteriores e interiores para soportar las cerchas, permitiendo la creación de una planta circular mediante el giro de las cerchas.

• El ancho de influencia se determina por la distancia entre los centros de las cerchas, similar a lo que se hacía en cerchas planas.

• Se definen dos medidas para los gajos: A mayor (medida más grande) y A menor (medida más pequeña), que deben ser calculadas para cada sector de la planta circular.

Cálculo de Medidas

• La medida mayor del gajo se calcula usando π por el diámetro exterior, dividido por la cantidad deseada de gajos, buscando que no supere los 8 m.

• Para calcular la medida menor del gajo, se utiliza π por el diámetro interior, también dividido por la misma cantidad de gajos. Generalmente, se adopta un diámetro interior aproximado de 3 m.

Cargas y Materiales

• Las estructuras son livianas; se considera una carga propia entre 20 y 40 kg/m² dependiendo del tipo de cable utilizado (con tela o chapa).

• La carga del viento puede variar entre 50 y 60 kg/m² según el diseño estructural.

Variantes en el Diseño

• Una variante es utilizar cerchas planas con pendulones traccionados. Los anillos exteriores trabajan tanto a compresión como a torsión.

• Se pueden generar diseños mixtos con pendulones comprimidos y traccionados en diferentes sectores.

Cercha Radial Espacial

• La cercha radial espacial utiliza cables portantes y estabilizadores desfasados en un plano circular cubierto con tela estructural.

• Este sistema elimina la necesidad de anillos rígidos exteriores, manteniendo solo un anillo interior que recibe todos los cables centrales.

Consideraciones Estructurales

• El diseño incluye tensores al suelo desde el cable estabilizador. El anillo interior siempre trabaja bajo tensión.

• Es importante diseñar elementos rígidos para manejar esfuerzos de tracción generados cuando los cables llegan al centro.

Diseño de Cerchas Radiales Espaciales

Conceptos Fundamentales sobre Cerchas

• Se discute la importancia de soportar los esfuerzos de tracción generados en las cerchas, enfatizando que no se puede resolver el esfuerzo si no hay un equilibrio adecuado entre las componentes verticales y horizontales.

• Se menciona que al analizar una cercha, se generan componentes tanto verticales como horizontales. En el centro, solo se genera una componente horizontal que debe equilibrarse con la del otro lado.

• Al trabajar con media cercha para crear una planta circular, surge un esfuerzo que no se equilibra adecuadamente, lo cual requiere un elemento adicional para compensarlo.

Ejemplo Práctico: Diseño Estructural

• Se presenta un caso práctico donde se solicitó dimensionar una cercha radial espacial para cubrir una planta de 60 m de diámetro utilizando cables de acero y tela estructural.

• La inclusión de "tela estructural" indica que es necesario diseñar específicamente una cercha radial espacial, ya que este material cumple funciones tanto estructurales como de cubierta.

Análisis de Cargas

• En el análisis de cargas, se calcula la carga por peso propio y viento multiplicando por el lado mayor del gajo. Es crucial considerar la situación más desfavorable en este cálculo.

• Las cargas en las cerchas están interrumpidas por un anillo central, lo que resulta en una carga triangular en lugar de constante. Esto afecta las fórmulas utilizadas para calcular los esfuerzos máximos.

Componentes y Estados de Carga

• Para determinar la reacción final, es necesario analizar tres estados diferentes:

• Estado cero: solo tensión previa.

• Estado uno: tensión previa más peso propio.

• Estado dos: tensión previa más reacción del viento.

• El objetivo es identificar el mayor esfuerzo a compresión en los cables y aplicar un coeficiente de seguridad (1.5 o 2), lo cual proporciona una tensión previa definitiva necesaria para asegurar la estabilidad estructural.

Cálculo de Cargas y Dimensionamiento en Estructuras

Procedimiento para el Cálculo de Reacciones

• Se establece que la tensión previa es crucial para conocer las reacciones finales, lo que permite obtener los resultados definitivos de carga.

• Una vez identificadas las reacciones, se multiplica por un coeficiente de rotura antes de proceder al dimensionamiento de cables.

Fórmulas y Cambios en Pendolones

• La fórmula para la carga equivalente en pendolones cambia debido a la naturaleza triangular de la carga, modificando el cálculo anterior.

• Se menciona que aunque cambie la fórmula, el procedimiento general para resolver sigue siendo el mismo.

Sistema de Apoyos y Comportamiento Estructural

• El anillo interior está diseñado como un tubo de acero trabajando a tracción, mientras que los anillos exteriores pueden trabajar a compresión o con un sistema mixto.

• Las reacciones inclinadas en los cables se descomponen en componentes verticales y horizontales; solo queda una componente horizontal en el centro.

Análisis del Anillo Exterior

• La reacción máxima se denomina H y afecta al comportamiento del anillo exterior, generando compresión y flexión.

• Se dimensiona el anillo exterior considerando esfuerzos de compresión calculados sobre su radio.

Dimensionamiento del Anillo Interior

• El esfuerzo H también influye en el anillo interior, pero ahora trabaja a tracción debido a fuerzas externas.

• Se calcula la sección necesaria del tubo utilizando tensiones admisibles del acero para asegurar su resistencia estructural.

Consideraciones Finales sobre Diseño Estructural

• Generalmente, los cálculos hasta el dimensionado completo son más comunes para cables; sin embargo, hay aspectos teóricos importantes relacionados con apoyos.

• Los sistemas de apoyo no siempre se toman completamente numéricos; es importante entender cómo trabajan las partes involucradas.

¿Cómo se aborda la tracción en estructuras?

Conceptos básicos sobre tracción

• Se discute la importancia de los materiales, como cables o tubos de acero, que deben soportar esfuerzos de tracción. Es crucial verificar si tienen la sección adecuada para resistir estas fuerzas.

• Se menciona que pueden surgir preguntas teóricas relacionadas con el tema, lo que indica un enfoque práctico y académico en el aprendizaje.

Ejercicios prácticos propuestos

• Se introducen ejercicios relacionados con el paraboloide hiperbólico y el hiperboloide de revolución, sugiriendo que se presentarán ejemplos completos para evitar interrupciones en la explicación.

• Un ejercicio específico (número 19) involucra calcular la reacción máxima de cables en una estructura de tracción pesada, considerando una carga de viento dada.

Análisis estructural

• Para resolver el ejercicio mencionado, se debe calcular la carga propia multiplicando la carga del viento por un factor entre 2.5 y 3. Esto implica un análisis detallado del diseño y las partes involucradas.

• Otros ejercicios (22 y 23) también son mencionados brevemente; sin embargo, se enfatiza que los ejercicios más complejos están relacionados con estructuras paraboloides e hiperboloides.

Detalles adicionales sobre ejercicios

• El ejercicio número 26 requiere calcular pendolones en una cercha shower de 35 m. Se especifica que es necesario conocer tanto la reacción máxima del cable inferior como su separación.

• En este contexto, se proporciona información adicional sobre cómo determinar cargas equivalentes a partir de datos dados.

Variantes en diseño estructural

• Los ejercicios 24 y 25 requieren diseñar plantas circulares utilizando diferentes enfoques: cerchas radiales o hiperboloides de revolución. La elección del método puede influir significativamente en los resultados.

• Se destaca que aunque el procedimiento principal es similar al cálculo para cerchas, cada tipo tiene sus particularidades en diseño y apoyos.

Conclusiones sobre métodos estructurales

• El profesor menciona que hay diferencias significativas entre el paraboloide e hiperboloide respecto a su forma y procedimientos; sin embargo, algunos aspectos del cálculo son comparables a los utilizados anteriormente.

• Finalmente, se señala que aunque el hiperboloide presenta un desarrollo gráfico más complejo, existen tablas útiles para simplificar ciertos cálculos durante su análisis.

¿Cómo se gestionan los pagos en las clases?

Discusión sobre el pago por clase

• Se inicia la conversación sobre el pago a Flor por las clases, mencionando que se puede revisar alguna pregunta teórica si hay tiempo.

• Flor menciona que puede enviar su cuenta para facilitar el proceso de pago, sugiriendo opciones como CBU o Mercado Pago.

• Se discute la flexibilidad en el método de pago, permitiendo que se realice por partes, semanalmente o todo junto al final del curso.

• La conversación incluye detalles sobre cómo realizar los depósitos y la preferencia de Flor por recibir pagos en dólares ("verdes").

• Se concluye con un acuerdo para que Flor envíe sus datos bancarios y así facilitar los depósitos según lo que le resulte más conveniente.