Cables en Catenaria

CABLES EN CATENARIA

La catenaria es la forma cunicular que adopta un cable sin carga y es determinada unicamente por le peso propio del cable. La forma de una parabola es la forma que adopta un cable suspendido con una carga uniforme a lo largo del claro horizontal.

El termino CATENARIA se usa tambien mas ampliamente para referisrse a cualquier miembro suspendido curvado y cargado a lo largo de una longitud sin tener en cuenta la distribucion exacta de las cargas.

REACCION DE LA CATENARIA

Para una condicion de carga dada, la altura de la flecha de una estructura catenaria determina la accion horizontal hacia el centro que se genera. Cuando la flecha es menor, mayor es la reccion.

Las estructuras de cables de catenaria son capaces de salvar enormes claros. Los esfuerzos del cable, longuitud y diametro dependen de la proporcion flecha flecha-claro.

En general las fuerzas del cable son inversamente proporcionales a la flecha en otras palabras cuando se disminuye la longitud del cable es necesario incrementar el diametro.

Las estructuras colgantes funiculares se dividen en tres: de curvatura simple, de doble cableado y doble curvatura.

PUENTES

Los antiguos puentes suspendidos por cuerdas son los presedentes de los presentes con curvatura simple. Un ejemplo de este tipo de puentes son aquellos que cuentan con muchas cuerdas tejidas formando un U como amaca larga.

El problema inherente a un puente de tal flexibilidad es que cuenado los viajeros cruzan, su forma cambia como respuesta al movimiento. Por lo cual en 1801 James Findley desarrollo la cubierta reforzada. El sistema es el mismo que el de los puentes tradicionales solo que en esta ocacion cuenta con dos bloques de concreto solidos anclados en cada extremo para proporcionar estabilidad.

PUENTES IMPORTANTES

Puente Thomas Telford En Gales con un claro de 99.73 m
Puentes James Roebling en Cincinnati con 322 m
Puente Roebling en Broklyn con 386.74 m

Conforma los disenadores adquirieron confianza, los claros se incrementaron y tanto las torres de soporte como las cubiertes se volvieron relativamente ligeras.

ESTRUCTURAS DE CURVATURA SIMPLE

Las estructuras de curvatura simple consisten de dos o mas catenarias paralelas separadas entre dos soportes primarios. Pueden soportar una cubierta directamente (por ejemplo un techo curvo) o indirectamente (usando cables secundarios para soportar una cubierta plana)

CASOS DE ESTUDIO DE COLGANTES DE CURBATURA SIMPLE

Fabrica de papel burgo
La estructura de techo tipo puente originalmente cubria un area de 7998 m2 y fue utilizada como area para alojar maquinaria que se empleaba en la fabricacion de papel. La estructura se desarollo con claros mas largos en la direccion longitudinal para permitir incrementos futuros en la misma. El claro central es de 163.17 m y se logro con 4 cables de suspencion primaria con verticales secundarios soportando el techo plano.

Edificio de la terminal Dulles (1962 en Washington)

El techo esta soportado por una hilera de pilones o columnas de concreto separados 12.2m en cada lado de las pistas.
Esta estructura se asemeja a una gran hamaca suspendida entre arboles de concreto y consiste en paredes paralelos de catenarias de cables de acero de 25.4mm de diámetro separados 3.05m, con paneles de concreto prefabricado entre ellos.
El borde externo del techo fue colado en el lugar conformando el borde de la viga para soportar los tres pares de cables entre las columnas.

Durante la construcción se distribuyeron temporalmente sacos de arena en la cubierta prefabricada Con el fin de lograr la curvatura del diseño de los cables. Una vez que se alcanzo la curvatura deseada se coloco concreto alrededor de los cables reforzando los arcos invertidos creados para resistir (junto con la carga muerta de la techumbre) los empujes ascendentes del viento.
Los pilones de concreto son grandes columnas en contiliver inclinadas en sentido contrario al esfuerzo interno de los cables de suspensión. Cada uno de los 16 pilones altos tiene 18.1 toneladas métricas (20 toneladas) de acero de refuerzo.

Estructura de doble cableado

son similares a las estructura de curvatura sencilla con cables estabilizadores agregados colocados debajo de la suspensión primaria para resistir los empujes ascendentes del viento si están en el mismo plano se pueden incorporar algunos medios adicionales para asegurar la estabilidad lateral.

Por iiarquitectos