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Resumen de los conceptos y usos de vigas gerber
Tipo: Apuntes
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Estas vigas, también llamadas vigas Gerber (en alemán: Gerberträger o Gelenkträger), son vigas de varios apoyos que se transforman en isostáticas intercalando tantas articulaciones como apoyos intermedios existían, situados consecuentemente en secciones donde el momento flector se nula cambiando de sentido (puntos de inflexión), permitiendo así obtener ecuaciones complementarias suficientes al expresar que la suma de momentos respecto a las articulaciones es nula. La localización de estas rótulas se hace de manera que la viga final sea resistente, o lo que es igual que no se configure como un mecanismo por cada rótula que colocamos podemos plantear una nueva ecuación: el momento flector en ella es cero; de esta manera, podemos calcular el resto de reacciones aplicando las ecuaciones de equilibrio de la estática y así, determinar las leyes de esfuerzos. La distribución de las articulaciones no se debe hacer de modo arbitrario. Se efectuará de manera que se obtenga una viga geométricamente deformable. En general, cuando el número de tramos es mayor de tres, se organizan las zonas extremas con articulación o sin ella, a voluntad, y en los intermedios se colocan dos o ninguna, de manera alternada. También pueden hacerse diagramas libres de tramos de vigas entre articulaciones (cuyo detalle se muestra en la figura) sustituyendo estas por las reacciones mutuas, obteniendo de esta manera vigas aisladas. Los puentes Gerber pertenecen a la clase de puentes en balance.
La viga es nombrada en memoria del ingeniero alemán Heinrich Gottfried Gerber (183 2 - 1912), que la patentó en 1866, continuando con el estudio intuido por Clark y Fowler, a las vigas continuas que, aunque a priori serían hiperestáticas se le intercalan tantas rótulas (Nudos), el grado de hiper-estatismo cambia a una viga Isostática. Este tipo de construcción fue ejecutado la primera vez en 1867 en un puente sobre el río Regnitz en Bamberg y en un puente sobre el río Meno en Haßfurt con tres vanos de 23,9 + 37,9 + 23,9 metros. El High Bridge (1876) sobre el río Kentucky en los Estados Unidos es considerado el primer puente de gran van construida con esta técnica.
surgieron por dos razones: 1) Estructurales: permitir deformaciones, evitando el surgimiento de esfuerzos internos debidos a recalificaciones diferenciales en los apoyos.
2) Constructivas: permitir el lanzamiento de vigas preformadas en vanos sobre lechos de ríos o de difícil acceso. ( Cascão, 2011 )
En las vigas Gerber se consigue, que, con una adecuada colocación de las articulaciones, igualar los momentos flectores correspondientes a los apoyos con los máximos momentos de los tramos, y en consecuencia establecer el efecto mínimo debido a la flexión, lo que permite reducir las dimensiones de las vigas. Las vigas Gerber son vigas formadas por la asociación de vigas simples isostáticas - vigas en balance, vigas simplemente apoyadas y vigas simplemente apoyadas con balances - algunas de ellas apoyadas en otras que les dan apoyo. Las conexiones entre las partes se dan por articulaciones (fijas o móviles). Las vigas Gerber tienen lugar importante en la ingeniería estructural, y la tendencia de utilizarlas es cada vez más, teniendo en vista el desarrollo de las técnicas de prefabricación y montaje de estructuras.
La figura siguiente está formada por la asociación de una viga simplemente apoyada y una viga en balance. Los dientes Gerber son articulaciones (M art = 0) convenientemente introducidas en la estructura de forma que, manteniendo su estabilidad, se hagan isostáticas. Las asociaciones de vigas simples presentan dos tipos de vigas:
Descomposición De Una Viga Gerber: Las vigas Gerber están formadas por la asociación de vigas simples ligadas entre sí por articulaciones. Por lo tanto, para descompilarlas, debe aislar sus tramos, separándolos por las articulaciones internas. Veamos el primer ejemplo abajo. La descomposición de esta viga Gerber nos indica:
2 Tipo De Deformación En Una Viga Gerber:
Viga continua con tres vanos: estructura hiperestática La viga continua de tres venas representada arriba, es una estructura hiperestática, pues el número de ecuaciones (3) es menor que el número de reacciones de apoyo, o incógnitas, que es igual a 5. Viga Gerber: estructura isostática La introducción de las rótulas 1 y 2 (o dientes Gerber) permite la obtención de otras dos ecuaciones para resolver la estructura = transformándola de hiperestática a isostática.
Para la construcción de los diagramas de esfuerzos solicitantes (Fuerza Cortante y Momento Flector), procedemos de la siguiente manera:
Paso 1: descomponer Viga Gerber 2º paso: Cálculo de las reacciones de apoyo de la viga CDE y construcción de los diagramas de Qy (o V) y Mf. El resultado de esta composición es una viga simplemente apoyada CDE apoyada en una viga en balance ABC.
Descomposición de la viga: vigas isostáticas de apoyo (CEP) y apoyadas (SEP) Viga CDE: simplemente apoyada - está apoyada en las vigas ABC y EFG que son vigas simplemente apoyadas en balance. Viga EFG: está apoyada en la viga en balance GH. Construcción de los diagramas Qy y Mf para la viga CDE. (Observar la simetría en la viga CDE)
Observar: A) los esfuerzos reactivos en C, se transmiten a la viga ABC. Al igual que: B) los esfuerzos reactivos en E, se transmiten a la viga EFG Diagrama de viga ABC - esta viga sostiene CDE. Diagrama de viga EFG - notar que esta viga que sostiene la viga CDE es sostenida por la viga GH.
Observar que, en estos diagramas, los tramos individuales no están diseñados con cierre en el cero.
Información http://docslide.com.br/documents/rm-ii-vigas-gerber-versao-final- 26 - out-2011.html https://es.slideshare.net/felipeajata/reacciones-en-vigas https://books.google.com.bo/books?id=CnYSoc1VsdkC&pg=PA103&lpg=PA103&dq=VIGAS+CONTIN UAS+ARTICULADAS&source=bl&ots=bqI2Ti0POe&sig=cgZXHBiKdlU7M9pfz67cdd3QrY0&hl=es- 419&sa=X&redir_esc=y#v=onepage&q=VIGAS%20CONTINUAS%20ARTICULADAS&f=false http://www.pet.ufal.br/petcivil/downloads/segundoano/exercicios_gerber_2.pdf http://www.pet.ufal.br/petcivil/downloads/segundoano/TeoriaEstrut1_20091_aula10%20[Modo% 20de%20Compatibilidade].pdf http://docslide.com.br/documents/vigas-gerber-conceito-e-exercicios.html Imágenes http://reader14.docslide.net/store14/html5/312015/5571fd8f4979599169996153/bg4.png https://pbs.twimg.com/media/B_r0mOsWQAEEgQe.jpg http://www.premoldadositaipu.com.br/img/produtos/capa_2/grande/Ligao_Viga_X_Pilar.jpg http://reader14.docslide.net/store14/html5/312015/5571fd8f4979599169996153/bg3.png