PROYECTO DE ACERO

1. REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA
MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA DEFENSA
UNIVERSIDAD NACIONAL EXPRIMENTAL POLITÉCNICA
DE LA FUERZA ARMADA BOLIVARIANA
INGENIERÍA CIVIL 601 DIURNO
PROYECTOS DE ACERO
OCUMARE DEL TUY, ESTADO BOLIVARIANO DE MIRANDA
CERCHAS,
EDIFICIOS Y GALPONES
INDUSTRIALES
PROFESORA: BACHILLERES:
ING. ANTHONY PINTO APONTE CAROLINA C.I.: 25.230.795
CORNEJO JORGE C.I.: 23.609.291
OCUMARE DEL TUY, OCTUBRE DE 2015

2. CERCHAS
Las cerchas son estructuras reticulada, triangulada normalmente con dos
puntos de apoyo –isostática- que representa un conjunto cerrado de esfuerzos, lo que
la hace estructuralmente independiente autosustentable y se debe conectar al resto de
la estructura para que reciba las cargas.
El principio
fundamental de las cerchas es
unir elementos rectos para
formar triángulos. Esto permite
soportar cargas transversales,
entre dos apoyos, usando
menor cantidad de material que
el usado en una viga, pero con
el inconveniente de que los
elementos ocupan una altura
vertical considerable.
TIPOS DE CERCHAS
Las cerchas planas de nudos articulados pueden dividirse desde el punto de
vista estructural en:
 Cerchas simples son celosías estáticamente determinadas
En el que el número de barras y el número de nudos satisface que b + 3
= 2n, pueden ser calculadas mediante las ecuaciones de la estática en alguna
de sus modalidades equilibrio de nudos y/o métodos de la estática gráfica.
Geométricamente son una triangulación conforme o regular.
 Cerchas compuestas
Son también cerchas estáticamente determinadas con b + 3 = 2n que
pueden construirse uniendo dos o más celosías simples, de tal manera que
cada par comparta una sus articulaciones y se añada alguna barra adicional
entre cada par de modo que cualquier movimiento de una respecto de la otra
esté impedido. Admiten una reducción al caso anterior.
 Cerchas complejas
Que engloba a cualquier cercha plana que no sea de los tipos
anteriores. Son estructuras hiperestáticas para las que se puede usar el método
de Heneberg o el método matricial de la rigidez.

3. CERCHAS PLANAS ESTÁTICAMENTE DETERMINADAS
Una cercha se llama estáticamente determinada o totalmente isostática si se
aplican sucesivamente las ecuaciones de equilibrio mecánico, primero al conjunto de
la estructura, para determinar sus reacciones, y luego a las partes internas, para
determinar los esfuerzos sobre cada uno de los elementos que la integran. Estas dos
condiciones se llaman:
 Isostaticidad externa
Cuando es posible calcular
las reacciones usando
exclusivamente las ecuaciones de
la estática. Para que eso suceda el
número de grados de libertad
eliminados por los anclajes varios
de la cercha deben ser a lo sumo
de tres, puesto que sólo existen
tres ecuaciones independientes de
la estática aplicables al conjunto
de la estructura.
 Isostaticidad interna
Cuando es posible determinar los esfuerzos internos de cada una de las
barras que forman la estructura, como veremos para que se dé esta condición
se requiere una cierta relación entre el número de barras y nudos.
CERCHAS TRIDIMENSIONALES
Las cerchas tridimensionales isostáticas se forman a partir de tetraedros. Otra
posibilidad común para las celosías tridimensionales es hacerlas de base cuadrada y
rigidizar de algún modo en el plano de las bases.
CERCHAS DE NUDOS RÍGIDOS
Una cercha de nudos rígidos es un tipo de estructura hiperestática que
geométricamente puede ser similar a una cercha estáticamente determinada pero
estructuralmente tiene barras trabajando en flexión.
Un nudo se llama rígido si una vez deformada la estructura el ángulo formado
inicialmente por todas las barras se mantiene a pesar de que globalmente todo el nudo
ha podido haber girado un ángulo finito.
Puede probarse que dos cerchas de idéntica geometría, siendo los nudos de
una rígidos y los de los otros articulados, cumplen que:

4.  La cercha de nudos articulados tiene esfuerzos axiales mayores que la de
nudos rígidos.
 La cercha de nudos articulados es más deformable.
 La cercha de nudos rígidos presenta mayores problemas en el dimensionado
de las uniones entre barras.
CERCHAS PLANAS NOTABLES
De acuerdo con el
uso y disposición de las
cargas conviene una u otra
tipología o disposición de
montantes verticales y
diagonales. Algunas de las
tipologías más usadas se
conocen por el nombre
propio de las personas que
las patentaron o estudiaron
en detalle por vez primera.
En las cerchas horizontales con cargas gravitatorias verticales generalmente el
cordón superior (conjunto de barras horizontales o inclinadas situadas más arriba)
está sometido a esfuerzos de compresión, mientras que el cordón inferior está
sometido a esfuerzos de tracción. En cambio, los montantes y las diagonales
presentan más variabilidad. Según la inclinación de las diagonales a uno u otro lado
pueden estar todas traccionadas, todas comprimidas, con compresiones y tracciones
alternas, o con una distribución de esfuerzos aún más compleja.
 Cercha Long
Este tipo de cercha debe su nombre a Stephen H. Long (1784-1864), y
tiene su origen hacia 1835. Los cordones superior e inferior horizontales se
unen mediante montantes verticales todos ellos arriostrados por diagonales
dobles.
 Cercha Pratt
Originalmente fue diseñada por Thomas y Caleb Pratt en 1844,
representa la adaptación de las celosías al uso más generalizado de un nuevo
material de construcción de la época: el acero. A diferencia de una celosía
Howe, aquí las barras están inclinadas en sentido contrario (ahora forman
V's), de manera que las diagonales están sometidas a tracción mientras que las
barras verticales están comprimidas.

5.  Cercha Warren,
Fue patentada por los ingleses James Warren y Willboughby Monzoni
en 1848. El rasgo característico de este tipo de cerchas es que forman una
serie de triángulos isósceles (o equiláteros), de manera que todas las
diagonales tienen la misma longitud. Típicamente en una cercha de este tipo y
con cargas aplicadas verticales en sus nudos superiores, las diagonales
presentan alternativamente compresión y tracción. Esto, que es desfavorable
desde el punto de vista resistente, presenta en cambio una ventaja
constructiva. Si las cargas son variables sobre la parte superior de la celosía
(como por ejemplo en una pasarela) la celosía presenta resistencia similar para
diversas configuraciones de carga.
 Pseudocercha Vierendeel,
En honor al ingeniero belga A. Vierendeel, tiene como características
principales las uniones obligatoriamente rígidas y la ausencia de diagonales
inclinadas. De esta manera, en una (pseudo)cercha Vierendeel, no aparecen
formas triangulares como en la mayoría de cerchas, sino una serie de marcos
rectangulares. Se trata por tanto de una estructura empleada en edificación por
el aprovechamiento de sus aperturas.
Existen otros tipos de estructuras de celosía o cerchas tales como:
 Abanico.
 Armadura K.
 Bailey.
 Barril.
 Bollman.
 Bowstring.
 Doble Invertida.
 Fink.
 Multipanel.
 Pennsylvania.
APLICACIONES DE CADA TIPO DE CERCHAS
Las cerchas se emplean cuando se tiene luces libres grandes como puentes,
sitios públicos y estadios. Las cerchas paralelas se usan en recintos amplios, de

6. cordones superiores curcos se comportan similar a una estructura colgante o un arco y
se emplean en algunos puentes, en techos y entrepiso se emplean cerchas livianas,
donde se observa un tipo de cercha empleado para techo y entrepiso que corresponde
a variaciones realizadas sobre la cercha Warren. El rango de luces de la cercha es de
15 a 30mts para cerchas de madera y de acero.
EDIFICIOS Y GALPONES INDUSTRIALES
Se entiende por edificios industriales
aquellos destinados a contener en su interior
los diversos equipos y maquinarias de
producción, los almacenes y depósitos,
talleres vestuarios y baños y otras
facilidades que forman un conjunto
industrial. Son edificaciones en los cuales se
busca un tipo de construcción económica y
funcional.
Se denomina galpón o granero a una
construcción relativamente grande que suele
destinarse al depósito de mercaderías o
maquinarias. Suelen ser construcciones
rurales con una sola puerta.
Los primeros pasos son idénticos al
caso estudiado con las generalidades de
estructuras de concreto sin embargo existen diferencias importantes en el diseño y la
construcción ,ya que las estructuras de concreto son más pesadas, lentas de ejecutar,
más costosas por el encofrado, sin embargo las estructuras de acero son más delicadas
de construir, necesitan mano de obra más especializada y los acabados y remates son
muy engorrosos, por lo cual es ideal para edificios industriales pero no para los
edificios habitacionales.
Se puede dividir las estructuras metálicas en:
 Losas
Estas se construyen con Losa cero malla electrosoldada y concreto de
10 cm de espesor promedio, éstas laminas se apoyan y solapan en la parte
superior de vigas tubulares o electrosoldadas en forma de doble t

7. denominadas correas las cuales se calculan en la mayoría de los casos
como vigas simplemente apoyadas sobre las vigas de carga.
 Las correas
Son vigas que vienen a representar los nervios de las losas nervadas de
concreto, ellas se diferencian de las vigas de carga porque las correas no
reciben cargas horizontales de sismo viento u otro origen, las vigas sísmicas
llevan la misma dirección de las correas
 Vigas de carga
Éstas se encargan de formar pórticos rígidos que reciben las cargas
gravitacionales de las losas y soportan las cargas de sismo y otra índole en
unión con las columnas, adicionalmente se diferencian de las correas por la
gran cantidad de elementos de rigidización que poseen tales como, cartelas,
ménsulas, rigidizadores horizontales y verticales, y cerchas y tirantes que
ayudan a los pórticos.
 Columnas
Son muy importantes por lo cual su diseño es delicado, ya que a
diferencia de las columnas de concreto armado, que son rígidas, éstas son
esbeltas y susceptibles de pandear y cuando los momentos son importantes en
varias direcciones muchas veces se construyen con varios perfiles.
 Apoyos o planchas base
Son la estructura de enlace entre el acero y el concreto, entre la
estructura y las fundaciones, por lo general son planchas de diferentes
espesores que mediante pernos que penetran el concreto y transmiten las
cargas. Las uniones van desde un diseño muy simple constituido por una
plancha de 3/8 " y 30 x 30 cm con 4 cabillas soldadas de 1/2 " con
terminación en forma de gancho que penetran en el concreto 30 cm, hasta
planchas de 1 m2 de área y 30 pernos de alta resistencia y diámetro 1" que
entran en el concreto hasta 80 cm de profundidad y una multiplicidad de
rigidizadores entre la columna y la plancha.
 Uniones soldadas o empernadas
En el diseño de las estructuras metálicas son muy importantes las
conexiones, por lo cual la inspección juega un rol decisivo en la calidad de la
obra. La soldadura se define por la resistencia del electrodo (E60/13) (E70/18)
por el espesor del cordón y la longitud del mismo. Los pernos se definen por
la resistencia del acero utilizado en la manufactura del mismo que puede
llegar a 8000 Kg/cm2 y por el diámetro, en las uniones empernadas se debe
tener en cuenta la separación a los bordes y entre pernos.

8.  Las cerchas o armaduras
Son estructuras típicas de acero ya que están formadas por perfiles que
solo están sometidos a fuerzas axiales de tracción o compresión y sirven para
rigidizar edificios que no son capaces de soportar las fuerzas sísmicas por si
solos o también para construir galpones con grandes luces entre apoyos donde
las cerchas hacen la función de una viga y el más importante de los usos lo
encontramos en los puentes ya que se usan miles de diferentes tipos de
cerchas para formar las vigas que van de un extremo a otro del puente y entre
ellas se coloca el tablero que soporta los vehículos que cruzan dicho puente.
 Anclajes especiales
Usados en las estructuras metálicas y de concreto.
ARRIOSTAMIENTO
Es la acción de rigidizar o
estabilizar una estructura mediante
el uso de elementos que impidan el
desplazamiento o deformación de
la misma: Estructuras de sujeción y
equilibrio en la construcción de
edificaciones mediante
contrafuertes, arbotantes, tirantes
metálicos, de madera, entre otros.

9. BIBLIOGRAFÍA
Información disponible en:
 https://es.wikipedia.org/wiki/Celos%C3%ADa_(ingenier%C3%ADa)
 estructuras.eia.edu.co/estructurasI/cerchas/cerchas.htm
 https://es.wikipedia.org/wiki/Edificio
 http://es.wikipedia.org/wiki/Galpones
 https://es.wiktionary.org/wiki/arriostramiento
Fuentes consultadas el 21 de Octubre de 2015.