Puente Pratt 4h2i40

Análisis y modelo de la estructura de Pratt

Adrián Céspedes Michael Sanabria

Características de la estructura Poseen diagonales encargadas de contener esfuerzos verticales. Los esfuerzos verticales se concentran en los nodos que están, tanto, en el cordón superior como en el inferior. Posee un esfuerzo vertical hacia arriba en los nodos extremos del cordón inferior, para contrarrestar la fuerza generada por cargas a las que está sometida. Las diagonales trabajan en tensión, generando tracción. El esfuerzo en las diagonales es quién mantiene en estado de equilibrio el momento interno positivo del sistema, y, así, la estabilidad de la estructura.

Análisis de esfuerzos de compresión y tracción Compresión B

Análisis de la dirección de las fuerzas en los nodos

C A

A

B

C

Tracción

En el caso de las estructuras Pratt que soportan un peso determinado recibe un esfuerzo de compresión en el cordón superior del sistema, que es contrarrestado por un esfuerzo de tracción en el cordón producidos por el momento interno; por otra parte las diagonales resisten esfuerzos cortantes como también momentos, además sirven de unión entre el cordón superior y el condón inferior.

Análisis de nodo N

Esquema de nodo N Se puede ver la forma en la que se comportan las fuerzas que convergen en un nodo, y como estas se equilibran para mantener el equilibrio en el momento y de esta forma mantener equilibrado el sistema y de esta manera puede soportar cargas, hasta donde se lo permita el material de construcción, sin colapsar o deformarse.

Análisis de nodo N Par de fuerzas que soportan el momento interno positivo

Cortante positivo

Se puede notar como en el nodo N existe un par de fuerzas horizontales ubicadas en el cordón superior y el cordón superior, este par de fuerzas posee la misma magnitud con diferente dirección para de este modo contener el momento interno positivo del sistema. Por otro lado la componente vertical de la diagonal del nodo es equivalente a la cortante positiva vertical, por lo tanto esta va para abajo y la barra está en tracción con respecto al sistema.

Forma y materiales El posicionamiento de las partes diagonales, verticales y horizontales de la estructra Pratt es muy utilizada en puentes debido a que las diagonales distribuyen los esfuerzos que se realizan sobre el sistema para que no pierda consistencia en alguna de las secciones. El material utilizado en la estructura tiene gran importancia a la hora de realizar mediciones de factibilidad de la estructura debido a que dependiendo de la resistencia propia del material se puede someter a la estructura a cargas deseadas o requeridas. En términos de la estructura realizada por nosotros, poseía todas las características estructurales para soportar el peso de 2 kg requerido, sin embargo una diferencia de grosor en el cordón inferior produjo que el esfuerzo generado sobre la misma no fuera soportado y colapsara. Para evitar esta imperfección, no era necesario cambiar la balza como material de estructura, sin embargo habría que asegurarse de que la misma tenga consistencia para que el sistema no se recargue sobre una zona débil.

Centro de masa de la estructura Centro grosor

Centro de masa

Centro cara trapecio

Centro geométrico del trapecio

Para encontrar el centro de masa de la estructura se debe ver a la misma como a un sólido. De esta forma obtenemos un sólido de cara trapezoidal y un grosor o fondo determinado. Teniendo esto en cuenta, se debe encontrar el centro gemétrico de la cara del trapecio y del fondo.