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Armadura (Cercha)
Hecho de
Breve descripción
Un armazón estructural compuesto por elementos rectos conectados en nudos, formando típicamente triángulos. Está diseñada para soportar cargas sobre una luz utilizando significativamente menos material que una viga sólida.
Uso / Función
- Puentes: Permite grandes luces con estructuras ligeras.
- Techos: Soporta el peso de los techos en casas, graneros y grandes naves.
- Grúas y Torres: Proporciona una alta relación resistencia-peso para estructuras verticales.
- Escala: Desde pequeñas vigas de techo domésticas hasta puentes ferroviarios masivos.
Principio de funcionamiento
La armadura funciona a través de la estabilidad geométrica del triángulo.
- El triángulo es el único polígono que es inherentemente rígido; su forma no puede cambiarse sin cambiar la longitud de sus lados.
- Las cargas aplicadas en los nudos se convierten en fuerzas de tensión (tracción) o compresión (empuje) a lo largo de los elementos.
- Debido a que los elementos solo se ocupan de fuerzas axiales (tensión/compresión) en lugar de flexión, pueden ser mucho más delgados y ligeros que una viga sólida.
Cómo crearlo
- Diseño: Elegir un patrón de armadura (ej. King Post, Pratt, Warren) basado en la luz y la carga.
- Preparación: Cortar los elementos (vigas de madera o barras de metal) a longitudes precisas.
- Uniones: Conectar los elementos en los nudos.
- Madera: Usar pernos, placas de unión o carpintería tradicional (muesca y espiga).
- Metal: Usar soldadura, remaches o pernos.
- Montaje: Construir los triángulos uno por uno, asegurando que todas las uniones sean seguras.
- Instalación: Elevar la armadura a su lugar y asegurarla a los soportes.
Materiales necesarios
- Esenciales:
- Madera: Madera dura o blanda según la carga.
- Acero/Hierro: Para aplicaciones industriales de alta resistencia.
- Sujetadores: Pernos, clavos, remaches o varillas de soldadura.
- Herramientas: Sierras, taladros, llaves, equipo de soldadura (si es metal), niveles.
Variantes y mejoras
- Poste Real (King Post): Triángulo simple con un poste vertical central.
- Armadura Pratt: Los elementos verticales están en compresión, las diagonales en tensión.
- Armadura Warren: Utiliza triángulos equiláteros (diagonales alternas).
- Estructura Espacial: Una armadura 3D que puede cubrir grandes áreas en dos direcciones.
Límites y riesgos
- Pandeo: Los elementos largos en compresión pueden doblarse o romperse si son demasiado delgados.
- Falla de la Unión: Los nudos son los puntos más débiles; si un perno se corta o una soldadura se agrieta, toda la estructura puede colapsar.
- Corrosión: El óxido en las armaduras de metal o la podredumbre en las de madera pueden comprometer la integridad estructural.
- Carga Inadecuada: Las armaduras están diseñadas para cargas en los nudos; colgar pesos pesados del centro de un elemento puede causar fallas.