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CABLES EN CATENARIA

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by

Lu Ochoa

on 15 August 2013

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Transcript of CABLES EN CATENARIA

ESTRUCTURAS DE CURVATURA SIMPLE
La estructura de curvatura simple consiste en dos o más catenarias paralelas separadas entre dos soportes primarios.

Otra definición:
Estructura sostenida en la que se emplean una serie de cables paralelos para sostener vigas u otros elementos estructurales similares




Pueden soportar cargas de forma:

•Directa: cuando puede soportar un peso sobre los cables como: un techo curvo, una carpa “manta” curva,
•Indirecta: se emplean cables verticales “secundarios” que soportan un peso o masa como por ejemplo: un puente, una losa.
APLICACIONES
Tomó como ejemplo el puente de FINDLEY con el mismo método de construcción, fue considerado el tercer puente más largo del mundo, en 1940 el puente sufrió movimientos de torsión llevándolo al colapso, esto fue por no tomar en cuenta la consideración del viento, ya que empezó a romper los cables verticales, y sobre cargo los que quedaron en el centro del claro y colapsaron.

EL PUENTE TOMAS NARROWS
Con la corrección de los incidentes se empezó con la evolución de los puentes colgantes con claros más grandes, con el método de estructuras de curvatura simple.
-Con la incorporación de armaduras abiertas para poder minimizar el aleteo, que provocan las estructuras colgantes.
-Se tomó en cuenta la relación claro-altura.
-La reducción de la cubierta para la estabilidad aerodinámica.

GOLDEN GATE
PUENTE HERCILIO LUZ
SISTEMAS FUNICULARES
(ESTRUCTURA COLGANTE)

Estructura cuya forma responde a las cargas aplicadas de modo que las fuerzas internas resultantes son de compresión o tensión directa. Si se aumentan las cargas, el número de segmentos se aproxima a la forma de una curva (carga uniformemente distribuida).
REACCIÓN DE LA CATENARIA

Para una condición de carga, la altura de una estructura catenaria determinará la reacción horizontal que se generará hacia el centro. Cuando la flecha es menor, mayor es la reacción.
- Si la flecha es menor, mayor es el esfuerzo en (Rx), la reacción vertical permanece constante (Ry)
- Si la flecha es mayor, menor es el esfuerzo en (Rx), la reacción vertical permanece constante (Ry)

Las estructuras de cables de catenaria son capaces de salvar enormes claros. La relación entre flecha-claro es una consideración de diseño estructural ya que los esfuerzos del cable, longitud y diámetro dependerá de esto al igual que la altura del apoyo y las fuerzas de comprensión (resistencia interna a los esfuerzos inducidos). En general las fuerzas del cable son inversamente proporcionales a la flecha; es decir que cuando disminuye la longitud del cable es necesario incrementar el diámetro.


Existe dos tipos de curva funiculares las cuales son: CATENARIA Y PARÁBOLA

CATENARIA
La catenaria es la forma funicular que adopta un cable flexible, sin carga y con masa uniformemente distribuida a lo largo del cable

CABLES EN CATENARIA
La cubierta reforzada es una solución a la flexibilidad que se provoca por el movimiento que es en respuesta de la carga, fue desarrollada por JAMES FINDLEY quien evolucionó los puentes colgantes.
CUBIERTA REFORZADA DE FINDLEY

Es la forma funicular que adopta un cable suspendido con una carga uniforme a lo largo de un claro horizontal, sin tomar en cuenta el peso del cable.

En una relación entre flecha-claro mayor de 5 la forma es aproximadamente la misma.
PARÁBOLA

Las estructuras colgantes
funiculares se dividen en
tres categorías:

-CURVATURA SENCILLA - CABLE DOBLE -DOBLE CURVATURA

Puentes :
Los puentes colgantes fueron las primeras estructuras de curvatura simple que se empezó a emplear de forma empírica, los primeros lugares en usarlos fue China, India, Sudamérica) usados para moverse de un lugar a otro que estaba dividido por un claro de gran varios metros de longitud.


ESTRUCTURAS DE DOBLE CABLEADO
Son similares a las estructuras de curvatura sencilla con cables estabilizadores agregados colocados debajo de la suspensión primaria para resistir los empujes ascendentes del viento.
CASOS DE ESTUDIO DE DOBLE CABLEADO
TERMINAL DEL AEROPUERTO INTERNACIONAL DE DENVER
(1995; Denver, Colorado, Fentress, Bradburn y Asociados, Arquitectos; Severud Asociados, ingenieros estructuralistas).
El gran vestíbulo de la terminal principal es la estructura de techo tensado más grande del mundo que encierra un único espacio. Aludiendo a los picos nevados de las Montañas Rocallosas.

AUDITORIO DE UTICA

(1962, Utica, Nueva York: Lev Letlin Asociados, ingenieros estructuralistas).Emplea cables radiales de suspensión colgados .

DIAGRAMA DE DIRECCIÓN DE CARGAS EN EL CABLE.
Terminal del aeropuerto internacional de Denver, vista exterior.
ESTRUCTURAS DE DOBLE CURVATURA
Las estructuras de doble curvatura son anticlásticas (silla de montar) de modo que los cables de suspensión en una dirección se tienden entre los soportes mientras que los cables estabilizadores que corren en dirección perpendicular jalan hacia abajo para prevenir el empuje ascendente del viento.
ESTRUCTURA DE TRACCIÓN PURA CON FORMA DE SECTOR DE SUPERFICIE CILÍNDRICA
La superficie se materializa con cables y elementos rectos. El cable adopta la forma del funicular de cargas.
PARA RIGIDIZAR EL SISTEMA PODEMOS:
1) Aumentar la carga permanente (2 a3 veces el valor de la carga de viento).
2) Rigidizar el sistema mediante la tensión previa.

TRACCIÓN: No hay rigidez transversal.
La estructura coincide con el polígono funicular.
Hay tracción Pura.

COMPRESIÓN: La estructura debe tener rigidez transversal porque existe el peligro de pandeo
La rigidez transversal impide la deformación de la estructura aunque la carga varíe.


CASOS DE COLGANTES DE DOBLE CURVATURA
REVOLUCIÓN: Doble curvatura total positiva o negativa.

SILLA DE MONTAR: Doble curvatura total negativa.

ARENA RALEIGH
DOMO SILLA DE MONTAR DE CALGARY
¡MUCHAS
GRACIAS!
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