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Entre los arreglos de barras que no son triangulados, el más
elemental que puede imaginarse para transmitir cargas de un techo a piso a la
cimentación es el que obtiene por la simple superposición de vigas sobre postes,
de manera que cada uno cumple su función sin una interacción compleja entre
ellos: las vigas trasladan las cargas hacia sus apoyos y los postes las bajan a
la cimentación. Este arreglo, denominado comúnmente poste y dintel, es la forma
más elemental de marco y es uno de los sistemas estructurales primitivos
empleados por el hombre para sus construcciones. En este sistema no existe
transmisión de momentos entre vigas y columnas, lo que hace muy clara y más
fácil de calcular la distribución de fuerzas internas en los elementos, pero da
lugar a que la transmisión de cargas sea poco eficiente, especialmente para
fuerzas laterales. La resistencia a cargas laterales se funda en el trabajo en
voladizo de los postes que deben estar empotrados en la cimentación, de lo
contrario solo contarían con las fuerzas de la gravedad para contrarrestar el
momento de volteo. En la actualidad el sistema se emplea en construcciones de un
nivel en que las cargas que deben resistirse son muy bajas y excepcionalmente en
construcciones de varios niveles, pero en combinación con otros sistemas
estructurales que proporcionen la rigidez y resistencia a carga lateral. El
empleo más común es en estructuras de elementos prefabricados de concreto y en
naves industriales. En un marco propiamente dicho la
transmisión de esfuerzos de una a otra barra no se realiza por simple
sobreposición sino que existe una conexión entre ellas que proporciona capacidad
para transmitir no solo compresiones sino también tensiones y cortantes. La
conexión puede ser una articulación aunque en la mayoría de las estructuras
modernas se resuelve mediante un nodo rígido con capacidad de transmitir, además
de las fuerzas internas ya mencionadas, momentos flexionantes. Se obtiene así el
llamado marco rígido, cuyas principales ventajas con respecto al de poste y
dintel son una mayor proyección contra acciones accidentales que pueden
introducir tensiones en las conexiones y, especialmente, un aumento sustancial
de la resistencia y rigidez ante cargas laterales. El marco rígido es, además
una estructura hiperestática en la cual, cuando el material es dúctil, si se
sobrepasa el intervalo lineal de comportamiento, se presentan redistribuciones
importantes de momentos y se puede tener una notable reserva de capacidad. El
comportamiento y eficiencia de un marco rígido dependen, por ser una estructura
hiperestática, de la rigidez relativa de vigas y columnas. Para que exista una
restricción efectiva a los giros en los extremos de las columnas y vigas, de
manera que ante cargas laterales y verticales un tablero adopte configuraciones
deformadas, las rigideces relativas deben encontrarse dentro de ciertos límites.
(Articulo enviado por:
Raul E. Mercedez M. Pais:
España, Email: Prefiere anonimato) |
