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2026/06/24
A truss de acero diseñado perfectamente para cargas muertas y vivas, pero no para la succión por viento, falla cuando pasa una tormenta: la succión en el lado sotavento supera la carga muerta, el cordón inferior entra en compresión y la cercha se pandea hacia arriba. La determinación de las cargas es la condición que rige cada decisión de diseño subsiguiente.
Cuatro casos de carga controlan truss de acero diseño. Carga muerta: peso propio de la cercha (0,10 a 0,25 kN/m²), más las correas, el revestimiento, el aislamiento y el techo falso, es una carga permanente. Carga viva: 0,6 a 1,0 kN/m² según ASCE 7, cubre las fases de construcción y mantenimiento. La carga de viento, según el Capítulo 27 de ASCE 7 o la Norma Eurocódigo 1, Parte 1-4, es la más compleja: presión positiva sobre el muro de barlovento, succión sobre el techo y coeficientes de presión interna que varían según las aberturas. A truss de acero sin análisis de succión ascendente puede tener capacidad suficiente del cordón inferior a tracción, pero capacidad insuficiente a compresión cuando el viento invierte la dirección de la carga. La carga de nieve —de 0,5 a 4,0+ kN/m², dependiendo de la nieve en el suelo, la exposición, el factor térmico y la pendiente del techo— rige en climas fríos. La acumulación de nieve arrastrada (drift) en los paramentos y en los cambios de nivel del techo concentra la carga sobre una porción de la cercha que el diseño basado en carga uniforme no anticipó.
Un almacén con una luz de 30 metros en una zona con carga de nieve en el suelo de 1,5 kN/m² experimentó una deformación parcial del techo —no un colapso, sino una flexión visible—. La investigación reveló que el diseño original asumía una carga de nieve uniforme. El edificio contaba con un pretil que provocaba la acumulación de nieve —las disposiciones sobre acumulaciones de nieve de la norma ASCE 7 predicen una carga de 2,2 kN/m² en los primeros 6 metros próximos al pretil. truss de acero zeyongsteel (Zhejiang Zeyong Steel Structure Engineering), empresa con calificación de primer nivel para la contratación de estructuras de acero, calificación crediticia AAA y asociaciones con China Railway Construction y China Railway Group, rediseñó la cercha reforzando las cuerdas superiores en la zona de acumulación y añadiendo elementos diagonales adicionales. El almacén ha operado sin problemas durante dos inviernos posteriores con fuertes nevadas, sin presentar ninguna deformación.
La configuración de una truss de acero determina qué elementos están sometidos a compresión y cuáles a tracción, lo que determina la eficiencia del material. Una cercha Pratt (verticales en compresión, diagonales en tracción) es eficiente para luces de 10 a 30 metros: las verticales más cortas resisten mejor el pandeo que las diagonales más largas. Una cercha Warren (diagonales alternadas en triángulos equiláteros o isósceles) utiliza menos elementos, reduciendo los costos de fabricación, y es estándar para luces de 15 a 40 metros. Una cercha Howe (diagonales en compresión) se emplea cuando las cargas en el cordón inferior del techo invierten la dirección del esfuerzo en las diagonales. Una cercha Fink (elementos en forma de abanico que parten de un punto central elevado) es estándar para cubiertas inclinadas de viviendas, con luces de 8 a 15 metros. La configuración constituye una decisión de eficiencia del material: los elementos sometidos a compresión más largos requieren secciones mayores para evitar el pandeo.
Los elementos cordón de una truss de acero están diseñados para fuerzas axiales: tracción en el cordón inferior, compresión en el cordón superior y inversión de tensiones bajo la acción del viento ascendente. La selección de la sección equilibra el área (capacidad axial) frente al radio de giro (resistencia al pandeo). Las secciones estructurales huecas (HSS) ofrecen una eficiencia uniforme a compresión: una HSS de 100×100×5 tiene un radio de giro r≈39 mm en ambos ejes, frente a una sección laminada tipo I equivalente con r=45 mm respecto al eje fuerte y r=25 mm respecto al eje débil. La esbeltez de los elementos sometidos a compresión no debe superar 200 según la Sección E2 de la norma AISC 360. Las placas de nudo en las uniones entre el alma y los cordones —típicamente de 8 a 12 mm para luces de 20 a 30 metros— transfieren la fuerza axial desde los elementos del alma hacia los cordones mediante soldaduras conforme a los requisitos del Capítulo J de AISC 360 o de la norma EN 1993-1-8. Las conexiones subdimensionadas constituyen el punto de inicio de fallo más frecuente.
A truss de acero es estable en su plano: la triangulación resiste las fuerzas en el plano. Fuera del plano, la cercha actúa como una columna esbelta que se pandea lateralmente sin arriostramiento. El arriostramiento del techo —barras o ángulos diagonales en el cordón superior que conectan cerchas adyacentes— proporciona restricción a intervalos de 6 a 8 metros. El arriostramiento del cordón inferior cumple la misma función para el cordón inferior durante la succión del viento. La acción diafragmática de los faldones y el revestimiento —lámina metálica atornillada a los faldones, los cuales están sujetos mediante pernos al cordón superior— crea un diafragma rígido que transfiere las cargas laterales del viento al arriostramiento de los muros laterales. Una cercha diseñada sin considerar la contribución del arriostramiento resulta más pesada y costosa de lo necesario; una cercha que depende de un arriostramiento inexistente es insegura.
Una cercha Warren ofrece la mejor relación estabilidad-materiales para truss de acero luces de 15 a 40 metros. Las cerchas Pratt son eficientes para luces de 10 a 30 metros. zeyongsteel diseña y fabrica todas las configuraciones principales de cerchas.
La succión del viento sobre una truss de acero invierte las fuerzas en los miembros: el cordón inferior pasa de tracción a compresión, y el cordón superior, de compresión a tracción. El arriostramiento del cordón inferior es esencial para evitar el pandeo lateral bajo condiciones de succión.
A truss de acero puede abarcar más de 50 metros para cubiertas comerciales e industriales con perfiles de cercha profunda (relación profundidad/luz de 1/10 a 1/15). Las cerchas residenciales suelen abarcar entre 8 y 15 metros. zeyongsteel ha construido proyectos de referencia en estructuras de acero en categorías de infraestructura y recintos.
Acumulación de nieve en una truss de acero cerca de los parapetos y los cambios de nivel de la cubierta puede concentrar cargas hasta un 50 % o 100 % superiores en una parte del vano, según las disposiciones sobre acumulaciones de nieve de la norma ASCE 7. Se requiere refuerzo local de los miembros en la zona de acumulación.
A truss de acero requiere arriostramiento del cordón superior a intervalos de 6 a 8 metros, arriostramiento del cordón inferior en zonas sometidas a succión por viento y un diafragma de cubierta formado por la chapa metálica conectada a las correas. El arriostramiento evita el pandeo fuera del plano.
Truss de acero las conexiones utilizan placas de nudo de 8 a 12 mm de espesor con soldaduras en ángulo dimensionadas según AISC 360 o EN 1993-1-8. Las conexiones subdimensionadas son el punto de inicio de fallo más común: la dimensión de las soldaduras debe coincidir con la capacidad axial del elemento del alma.
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