Tirante

Una barra de unión o barra de unión (también conocida como barra de suspensión si es vertical) es una unidad estructural delgada que se utiliza como unión y (en la mayoría de las aplicaciones) capaz de soportar cargas de tracción solamente. Es cualquier miembro estructural en forma de varilla o barra diseñado para evitar la separación de dos partes, como en un vehículo.

Varillas y placas de anclaje en las ruinas de la Catedral de Coventry

Subtipos y ejemplos de aplicaciones

• En las estructuras de aviones, las varillas de corbata se utilizan a veces en el fuselaje o alas.
• Las varillas se utilizan a menudo en estructuras de acero, como puentes, edificios industriales, tanques, torres y grúas.
• A veces, las barras de corbata se adaptan a las paredes de mampostería inclinadas o subvencionantes (brick, bloque, piedra, etc.) para evitar que sucumban a las fuerzas laterales.
• El rebar utilizado en hormigón armado no se conoce como una "tarilla de paja", pero esencialmente realiza algunos de los mismos propósitos de contraer la fuerza de tensión que las varillas de corbata realizan.
• En automóviles, los varillas de corbata forman parte del mecanismo de dirección. Ellos difieren de la varilla de corbata arquetípica tanto empujando como tirando (operando tanto en tensión como en compresión). En el Reino Unido, estos artículos se denominan generalmente barras de pista.
• En locomotoras de vapor, una varilla es una varilla que conecta varias ruedas de conducción para transmitir el poder de la varilla de conexión.
• Barras Tie conocidas como varillas sag a veces se utilizan en relación con las purinas para tomar el componente de las cargas que es paralelo al techo.
• Las ruedas de bicicleta son varillas de corbata.
• En los barcos, las barras de corbata son pernos que mantienen toda la estructura del motor bajo compresión. Proporcionan fuerza de fatiga. También proporcionan una adecuada alineación de los engranajes que evita el fretting. Ayudan a reducir el estrés de flexión que se transmite a la ginebra transversal.

Principios de física e ingeniería

En general, debido a que la relación entre la longitud típica de la barra de dirección y su sección transversal suele ser muy grande, se pandearía bajo la acción de las fuerzas de compresión. La fuerza de trabajo de un tirante es el producto del esfuerzo de trabajo permisible y el área de sección transversal mínima del tirante.

Si las roscas se cortan en una varilla cilíndrica, esa área mínima se produce en la raíz de la rosca. A menudo, las varillas se alteran (se hacen más gruesas en los extremos) para que la varilla de unión no se debilite cuando se cortan las roscas.

Las barras de unión se pueden conectar en los extremos de varias formas, pero es deseable que la fuerza de la conexión sea al menos igual a la fuerza de la barra. Los extremos pueden ser roscados y pasados a través de agujeros perforados o grilletes y retenidos por tuercas atornilladas en los extremos. Si los extremos están roscados hacia la derecha y hacia la izquierda, la longitud entre los puntos de carga puede verse alterada. Esto proporciona un segundo método para pretensar la varilla a voluntad girándola en las tuercas para que cambie la longitud. Un tensor logrará el mismo propósito. Los extremos también se pueden estampar para recibir un accesorio que se conecta a los soportes. Otra forma de hacer las conexiones de los extremos es forjar un ojo o un gancho en la varilla.

Una falla estructural infame que involucró tirantes es el colapso de la pasarela Hyatt Regency en Kansas City, Missouri, el 17 de julio de 1981. El hotel tenía un gran atrio con tres pasarelas que lo cruzaban suspendidas de tirantes. Los errores de construcción provocaron el colapso de varias de las pasarelas, lo que provocó la muerte de 114 personas y heridas a más de 200.

Geometría

Osgood y Graustein usaron la hipérbola rectangular, su hipérbola conjugada y los diámetros conjugados para racionalizar los tirantes con una separación radial de 15 grados, a un cuadrado de vigas, desde su centro. Los tirantes de las esquinas (45°) corresponden a las asíntotas, mientras que el par de 15° y 75° son conjugados, al igual que el par de 30° y 60°. Según este modelo en elasticidad lineal, la aplicación de una carga que comprima el cuadrado da como resultado una deformación donde los tirantes mantienen sus relaciones conjugadas.