Una cercha de madera es un conjunto de piezas de madera unidas por sus extremos, dispuestas para soportar los esfuerzos causados por el peso y las cargas propias del techo, como la presión y el peso del viento. (Sumaderas, 2019) Nuestro objetivo con la realización de la cercha es analizar las deformaciones y flexiones en la estructura (modelo maqueta), al momento de que se le generan cargas externas (en este caso, diez personas subidas), repartida sobre los nudos. De esta manera, nos haríamos una idea de lo que sucede con las cerchas en edificaciones.
En esencia, una armadura es un sistema triangular de elementos estructurales rectos (normalmente) interconectados; a veces también se le denomina viga de alma abierta. Los elementos individuales están conectados a los nodos; Generalmente se supone que las conexiones son anclajes nominales. Las fuerzas externas que actúan sobre el sistema y las reacciones en los apoyos generalmente se aplican a los nodos. Cuando todos los elementos y la fuerza aplicada están en el mismo plano, el sistema es un plano o armadura 2D. (Cingeniería , 2022). La cercha es una estructura formada por dos pares de inclinaciones, un tirante horizontal que las cierra formando un triángulo y una retícula de barras triangulares y pueden ser de escuadría mediana o alta. (Sumaderas, 2019).
Las cerchas de metal son una estructura y, dado que sus correas forman un triángulo, pueden abarcar un tramo largo con muy poco material. Un triángulo es una forma geométrica, aunque sus nodos son bisagras, conservan su forma, de modo que una serie de triángulos en cascada forman un plano estable. (Cype, 2021). Los elementos que conforman una cercha son: cuerdas inferiores y superiores, y miembros del alma. Estos últimos son la manera en la que se denomina a las diagonales y verticales.
Una armadura es un elemento muy importante en el análisis de estructuras puesto que supone una solución práctica y económica a diferentes problemas de ingeniería. Las fuerzas que actúan sobre una barra se reducen a una fuerza única en cada extremo, cuando dicha fuerza trata de estirar la barra se dice que esta trabaja a tracción y cuando tiende a acortar se dice que el elemento trabaja a compresión. Teniendo en cuenta la naturaleza del material y la geometría de la cercha podemos deducir cuánta carga es capaz de soportar.
Las cerchas son las estructuras más utilizadas en ingeniería, dado que son una opción práctica y económica para la construcción de puentes y algunas edificaciones. Los elementos de la cercha por lo general son delgados y no resisten grandes fuerzas laterales; debido a esto, es necesario que las cargas se apliquen en los nodos. Si es inevitable que la estructura resista una carga puntual o distribuida entre dos nodos, como en la mayoría de casos es necesario que se proporcione un sistema de piso, que por medio de travesaños y largueros transmitan la fuerza a los nodos.
Se usan comúnmente en edificios de gran envergadura que varían de 20 a 100 m. En una cercha de Pratt convencional, los miembros diagonales están en tensión para las cargas de gravedad. Este tipo de cercha se usa donde las cargas de gravedad son predominantes
Figura. Cercha tipo Pratt (cargas de gravedad).
En este tipo de cerchas, los miembros diagonales están alternativamente en tensión y en compresión. La cercha Warren tiene miembros de la red de compresión y tensión de igual longitud, y menos miembros que una cercha Pratt.
Figura. Cercha Warren Modificada.
Se usan tradicionalmente para tramos cortos en edificios industriales tipo taller. Permiten obtener el máximo beneficio de la iluminación natural En la porción más inclinada de la cercha, es típico tener una cercha que corre perpendicular al plano de la cercha de Luz del Norte, para proporcionar grandes espacios libres de columnas.
Una variación de la cercha de luz del norte es la cercha de diente de sierra que se usa en edificios de varias bahías. Similar a la cercha de la luz del norte, es típico incluir una cercha de la cara vertical que corre perpendicular al plano de la cercha de diente de sierra.
Figura. Cercha de diente de Sierra.
La cercha Fink ofrece economía en términos de peso de acero para techos de poca altura y altura alta, ya que los miembros se subdividen en elementos más cortos. Hay muchas formas de organizar y subdividir las cuerdas y los miembros internos. Este tipo de cercha se usa comúnmente para construir techos en casas.
Figura. Cercha de Fink
Para la elaboración:
Previamente, se tiene palos de madera de seique con una base de 2.9 cm x 2 cm, se corta 8 piezas para las diagonales y 10 piezas para las montantes. Luego, al tener la plancha de acero se cortan y esta nos sirve para la unión de las piezas de madera. Sujetándolos con tornillos en cada pieza. Obteniendo la cercha completa. Para la elaboración de este proyecto se usó la metodología descriptiva donde especificamos el procedimiento de la elaboración de la cercha a partir de los fundamentos teóricos investigados, de esa manera generar los cálculos respectivos para determinar su capacidad elástica.
Se aprendió con los conceptos relacionados con la cercha las bases de conocimiento que nos sirvió para la creación de la cercha, buscando un modelo de cercha, diseñando una luz que pueda resistir a pesar del peso, la determinación del material, se pudo determinar con los cálculos que al aplicar una carga de 1.9 kN, la carga no ejerció ningún cambio en la cercha.
En la siguiente figura, si se dan cuenta están dentro de límites los colores, por ejemplo el celeste está entre 707 hasta 884 y el resultado que salió es 0.79KN que en N sería -790N. La manera que falle es que se coloque un peso mayor o igual a 1583 N.
Arboleda, D. (2019). CAPACIDAD ESTRUCTURAL DE CERCHAS METÁLICAS CON CARGA AXIAL VARIABLE. Universidad de Antioquia Facultad de Ingeniería, Escuela Ambiental Medellín, Colombia.
https://bibliotecadigital.udea.edu.co/bitstream/10495/15240/1/ArboledaDaniel 2019 CerchasMetalicasAxial.pdf
Cerchas. (s. f.). https://www.edu.xunta.gal/espazoAbalar/sites/espazoAbalar/files/datos/146494748 9/contido/75 cerchas.html
Nino, S. (s. f.). INFORME DE DISEÑO CERCHA TIPO K (Grupo 4). Scribd. https://es.scribd.com/document/462682947/INFORME-DE-DISENO-CERCHATIPO K Grupo 4