Estructuras de Marco Rígido: Definición, Diseño y Ventajas

Un marco rígido es una configuración estructural que consiste en un marco donde las conexiones entre todas las piezas están fijas en ángulos particulares que no cambian. Las piezas estructurales de acero son las más comunes, pero también pueden usarse otros tipos, incluyendo piezas de hormigón en puentes. Este tipo de marco es particularmente deseable por su resistencia relativamente alta comparado con otros marcos.

Estructuras estacionarias como edificios y puentes son las aplicaciones más típicas. Almacenes, oficinas, espacios comerciales, instalaciones recreativas, hangares y más pueden construirse con este marco. Puentes que aprovechan este diseño se encuentran globalmente. Ontario, Canadá, alberga varios puentes históricos de marco rígido. El diseño también puede incorporarse en aplicaciones no estacionarias como sillas de ruedas, bicicletas, motocicletas y camiones industriales.

Hay ventajas notables en este estilo de diseño. Por ejemplo, la construcción típica cuadrada o rectangular de un edificio de marco rígido produce más espacio usable que un edificio de marco redondeado comparable, como uno que use construcción en arco. Las piezas estructurales redondeadas de un edificio en arco reducen espacio de cabeza y lateral donde curvan. Espacios mayores sin obstáculos son posibles con marcos rígidos que con estilos que requieren columnas interiores. Sin embargo, requieren cimentación inquebrantable y el asentamiento desigual no se adapta fácilmente.

Los puentes pueden construirse con marco rígido para aprovechar la resistencia y estabilidad inherentes. Otras ventajas deseables en puentes son reducción de deflexión y vibración de miembros bajo carga. Consideraciones ambientales también pueden influir en la selección. Dado que un vano mayor es posible sin columna central, un puente de este tipo puede usarse sobre un cauce sin perturbar el flujo natural y causar efectos ambientales dañinos.

Resistencia, peso y eficiencia son factores importantes al incorporar marco rígido en diseño de vehículos. Todas las piezas están fijas, así que no se desperdicia energía flexionando partes móviles y toda se aplica a impulsar el vehículo. La resistencia comparativamente mayor también significa que el vehículo puede construirse con un marco más ligero. Estas consideraciones son particularmente importantes en aplicaciones como una persona discapacitada que quiere subir una rampa con su silla. Los marcos rígidos tienden, sin embargo, a dar paseos con baches, porque el impacto al pasar por baches no se absorbe tan fácilmente por piezas fijas.