Puente de celosía
Un puente de celosía es un puente cuya superestructura portante está compuesta por una celosía , una estructura de elementos conectados, que generalmente forman unidades triangulares. Los elementos conectados (normalmente rectos) pueden estar sometidos a tensión , compresión o, a veces, ambas en respuesta a cargas dinámicas. Los tipos básicos de puentes de celosía que se muestran en este artículo tienen diseños simples que los ingenieros del siglo XIX y principios del siglo XX podrían analizar fácilmente. Un puente de celosía es económico de construir porque usa materiales de manera eficiente.
La naturaleza de un truss permite el análisis de su estructura utilizando algunos supuestos y la aplicación de las leyes del movimiento de Newton según la rama de la física conocida como estática.. A los efectos del análisis, se supone que las cerchas están unidas por pasadores donde los componentes rectos se unen, lo que significa que, por sí solas, cada junta de la estructura se considera funcionalmente como una junta flexible en contraposición a una junta rígida con resistencia para mantener su propia forma. y la forma y la resistencia resultantes de la estructura solo se mantienen mediante el enclavamiento de los componentes. Esta suposición significa que los miembros de la armadura (cuerdas, verticales y diagonales) actuarán solo en tensión o compresión. Se requiere un análisis más complejo cuando las juntas rígidas imponen cargas de flexión significativas sobre los elementos, como en una cercha Vierendeel .
En el puente ilustrado en el cuadro de información en la parte superior, los miembros verticales están en tensión, los miembros horizontales inferiores en tensión, corte y flexión, los miembros diagonales exteriores y superiores están en compresión, mientras que las diagonales interiores están en tensión. El miembro vertical central estabiliza el miembro de compresión superior, evitando que se doble.. Si el miembro superior es suficientemente rígido, este elemento vertical puede eliminarse. Si la cuerda inferior (un miembro horizontal de una cercha) es suficientemente resistente a la flexión y al corte, los elementos verticales exteriores pueden eliminarse, pero con resistencia adicional agregada a otros miembros en compensación. La capacidad de distribuir las fuerzas de varias formas ha dado lugar a una gran variedad de tipos de puentes de celosía. Algunos tipos pueden ser más ventajosos cuando se emplea madera para elementos de compresión, mientras que otros tipos pueden ser más fáciles de erigir en condiciones particulares del sitio, o cuando el equilibrio entre mano de obra, maquinaria y costos de materiales tiene ciertas proporciones favorables.
La inclusión de los elementos que se muestran es en gran medida una decisión de ingeniería basada en la economía, siendo un equilibrio entre los costos de las materias primas, la fabricación fuera del sitio, el transporte de componentes, el montaje en el sitio, la disponibilidad de maquinaria y el costo de la mano de obra. En otros casos, la apariencia de la estructura puede cobrar mayor importancia y así influir en las decisiones de diseño más allá de las meras cuestiones económicas. Los materiales modernos como el hormigón pretensado y los métodos de fabricación, como la soldadura automatizada , y el precio cambiante del acero en relación con el de la mano de obra han influido significativamente en el diseño de los puentes modernos.
Una celosía pura se puede representar como una estructura articulada con pasadores, una en la que las únicas fuerzas sobre los miembros de la celosía son la tensión o la compresión, no la flexión. Esto se utiliza en la enseñanza de la estática, mediante la construcción de puentes modelo a partir de espaguetis . Los espaguetis son quebradizos y, aunque pueden soportar una modesta fuerza de tensión, se rompen fácilmente si se doblan. Un puente de espagueti modelo demuestra así el uso de una estructura de celosía para producir una estructura completa útilmente fuerte a partir de elementos individualmente débiles.
Debido a que la madera había en abundancia, los primeros puentes de celosía solían usar vigas cuidadosamente ajustadas para los miembros que recibían compresión y varillas de hierro para los miembros de tensión , generalmente construidos como un puente cubierto para proteger la estructura. En 1820 se patentó una forma simple de celosía, la celosía de Town , que tenía la ventaja de no requerir mucha mano de obra ni mucho metal. Se construyeron pocos puentes de armadura de hierro en los Estados Unidos antes de 1850.
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