Las cerchas de acero son elementos esenciales a la hora de hablar sobre la construcción de estructuras metálicas, especialmente en ámbitos industriales y arquitectónicos gracias a la versatilidad que dichos armazones son capaces de proporcionar en diferentes situaciones, siendo ideales para una amplia gama de aplicaciones. ¡Sigue leyendo este artículo donde exploraremos a fondo qué son, para qué sirven, así como algunos de los diseños más populares!
¿Qué es una cercha de acero?
Una cercha de acero es un sistema triangulado de soporte para elementos estructurales, el cual está formado por barras o perfiles metálicos conectados entre sí para crear una configuración entramada rígida y sólida. Su forma es esencial, ya que de esta manera se pueden distribuir las cargas uniformemente, lo que aumenta la resistencia y reduce la flexión que pudieran llegar a sufrir.
¿Para qué sirven las cerchas de acero?
La aplicación de las cerchas de acero va desde puentes y techos de edificios hasta graderías de estadios y torres de comunicación. Su capacidad para soportar cargas pesadas y versatilidad en diseño las convierten en una opción preferida en la construcción moderna. Además, se adaptan muy bien a la intemperie, ya que son ideales para su uso en entornos exteriores sin presentar daños notables ante la exposición al frío o la lluvia.
Adicionalmente, gracias a su característico esqueleto, están proyectadas para soportar dos tipos de cargas principales, las cuales son la compresión y la tensión. En el caso de la compresión, se refiere a la fuerza que actúa para aplastar o acortar la estructura, mientras que la tensión implica movimientos que estiran todos sus miembros. Su armazón angulado permite que dichos elementos resistan a estas magnitudes de manera efectiva sin ver comprometida su estabilidad constructiva.
También se pueden destacar algunas ventajas primordiales que presentan estas corazas, las cuales son:
- Resistencia: Las cerchas de acero son capaces de soportar cargas significativas, lo que las vuelve ideales para aplicaciones en las que la fortaleza es crucial.
- Versatilidad: Pueden adaptarse a una amplia gama de formas y tamaños, haciéndolas altamente versátiles en términos de diseño y aplicación.
- Durabilidad: Son conocidas por su longevidad, lo que les garantiza una larga vida útil.
- Eficiencia: Permiten la construcción de estructuras con un uso eficiente de materiales, reduciendo los costos de adquisición.
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¿Qué tipos de cerchas hay?
Existen diversos tipos de cerchas de acero debido a su capacidad de ser moldeadas en varios diseños que se adaptan a las necesidades de equilibrio del entramado y a la complejidad del mismo; a continuación te hablaremos de los tres modelos que existen según su conformación:
Cerchas simple: Poseen forma de triángulo y cumplen con la característica de que todos los miembros que la conforman están dispuestos de manera que la estructura sea estática a través de sus nudos.
Una cercha de acero compuesta: Armazones con funciones estáticas, los cuales se pueden diseñar a partir de la combinación de una o dos cerchas de acero simples.
Cercha compleja: Se les considera dentro de la categoría de hiperestáticas, es decir, necesitan más elementos de los necesarios para mantenerse en equilibrio y si bien, el suprimir alguno no conduce al colapso, si puede cambiar sus condiciones de funcionamiento.
A continuación, los modelos de cerchas que te presentaremos son solo algunos de todo el amplio repertorio que existe, estos cinco ejemplos están determinados con base en dos aspectos, su diseño y función arquitectónica.
Cercha de acero Pratt
Es una estructura diseñada por Thomas Pratt en 1844, se trata de un armazón de acero trapezoidal a la que también se le conoce como cercha tipo plana, para diferenciarla de su variante para techos. Su principal distintivo son sus barras inclinadas transversalmente, de este modo, se someten a tensión, a la par que los elementos verticales se encuentran comprimidos, por esa razón, generalmente, se ocupan en construcciones y estructuras de gran envergadura, como edificios de gran altura.
Tipo Warren
La cercha de acero tipo Warren se compone de una serie de triángulos, los cuales pueden ser isósceles o equiláteros con diagonales que presentan la misma longitud y se posicionan de manera alternada para soportar mejor la tensión y la compresión. Estas celosías son bastante resistentes, siendo capaces de cubrir grandes extensiones de 12 a 38 metros y en menor medida para cubrir claros de hasta 90 metros. Se les puede encontrar en dos presentaciones diferentes, como la subdividida y la doble, también conocida como cuadrilátera.
Luz del norte
Estas cerchas de acero son tradicionalmente usadas para cubrir claros cortos, esencialmente en edificios industriales. Se les conoce por este nombre, ya que la pendiente más empinada se encuentra mirando hacia el norte o al noroeste, esto con la finalidad de aumentar la ganancia solar. También es común emplazar en su porción más inclinada otro armazón en disposición perpendicular y así conseguir mayores espacios que contribuyan a la iluminación.
Tipo Fink
La celosía tipo Fink se caracteriza por ser un entramado triangular que puede conformarse mediante una gran cantidad de estructuras internas, lo que le permite ajustarse a prácticamente cualquier separación de vigas. Es ampliamente utilizada en situaciones con pendientes pronunciadas y en casos de luces extremadamente amplias. La mayoría de sus componentes se encuentran bajo tensión, mientras que aquellos que están en compresión son notablemente cortos.
Cerchas de acero dientes de sierra
La cercha de acero dientes de sierra es una variación de la luz del norte, ya que también se emplea para brindar la mayor cantidad de luz solar posible a un inmueble, al diseñarlas es típico incluir dentro de su esqueleto, una celosía que corre perpendicularmente al plano de la cercha. La superficie de este modelo está acristalada y orientada en el sentido contrario al ecuador. Una de las ventajas que conlleva el uso de esta estructura es que crea una sensación unitaria a lo largo del entramado.
¿Cómo funcionan las cerchas de acero?
Las cerchas de acero funcionan con un principio básico en la distribución de cargas, además para que funcione de manera correcta, debe estar en perfecto equilibrio, lo que supone que la suma de todas las fuerzas se encuentren niveladas para que el esqueleto resista. Asimismo y como factor más importante, cuentan con la capacidad para reducir y redirigir las fuerzas, de esta forma no solo se concentran en un solo punto, lo que beneficia a que se mantenga en pie.
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