ESTATICA Y MECANICA EVALUACION PRACTICA 1-2015
CARLOS ALBERTO GUERRERO RUALES
UNIVERSIDAD SANTO TOMAS VICERRECTORÍA DE UNIVERSIDAD ABIERTA Y A DISTANCIA CONSTRUCCION EN ARQUITECTURA E INGENIERIA CENTRO DE ATENCIÓN UNIVERSITARIO PASTO PASTO, MAYO 2015 1
ESTATICA Y MECANICA EVALUACION PRACTICA 1-2015
CARLOS ALBERTO GUERRERO RUALES CODIGO: 2173713 PRESENTADO A: PROF.: CARLOS ARTURO RUEDA
UNIVERSIDAD SANTO TOMAS VICERRECTORÍA DE UNIVERSIDAD ABIERTA Y A DISTANCIA CONSTRUCCION EN ARQUITECTURA E INGENIERIA CENTRO DE ATENCIÓN UNIVERSITARIO PASTO PASTO, MAYO 2015 2
TABLA DE CONTENIDO
INTRODUCCIÓN Objetivo general Objetivos específicos
1. De acuerdo a lo establecido en estática y mecánica sobre el análisis de vigas, realice un ejercicio práctico en el que construya utilizando elementos de uso cotidiano, un modelo de viga simplemente apoyada, y realice las solicitadas.
Con materiales de uso cotidiano, desarrolle un modelo de viga simplemente apoyada. Haga tres diferentes ensayos de carga conocidas sobre la viga (puntual, distribuida, combinada, etc.) haciendo los ajustes pertinentes, tome datos con respecto a las magnitudes y ubicación de las cargas colocadas (documéntelos fotográficamente) y observe las deformaciones dadas. Con la información obtenida, desarrolle teóricamente los diagramas de fuerzas cortantes y momentos flectores de las diferentes pruebas y compare con el resultado observado en los ensayos realizados. Realice un análisis general y saque conclusiones referidas a la comparación teórica vs la práctica, puede apoyarse en su registro fotográfico.
2. Documente esta labor con el respectivo registro fotográfico
CONCLUSIONES BIBLIOGRAFIA
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INTRODUCCION
El desarrollo de la construcción aplica de forma teórica los principios fundamentales de la estática y la mecánica para que en la práctica se calcule de forma exacta el comportamiento de las estructuras frente a los esfuerzos y cargas ejercidas por su propio peso o los fenómenos naturales; los cuales son el factor principal de fallas estructurales como son agrietamiento de los muros de mampostería, asentamientos diferenciales. Para prevenir estos fenómenos se establecen en el mundo normas como la NSR-10 que es la Norma de Sismoresistencia Colombiana, con los principios necesarios establecidos en estudios de laboratorio para determinar los tipos de refuerzos, diseños de concretos y demás que le permiten garantizar la calidad y seguridad de las edificaciones. Este trabajo presenta un análisis del efecto de las cargas (peso) en una viga hecha con materiales comunes para determinar el grado en que estas la deforman; este ejercicio permite encontrar resultados para realizar el grafico de cortantes y de momentos. De esta forma me permite hacer una comparación teórico-práctica de la acción de las cargas sobre un elemento estructural y de esta forma a nivel profesional me brinda los conocimientos necesarios para realizar de forma técnica un estudio de estos fenómenos en el trabajo cotidiano.
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OBJETIVOS
GENERAL
Identificar de forma práctica la acción de las cargas en los elementos estructurales, el comportamiento o deformación de una viga a fuerzas de momento y de cortante para presentar de forma cuantitativa los resultados de esta experiencia.
ESPECIFICOS 1.
Realizar en campo con materiales de uso común un ejemplo de viga para aplicar los conocimientos obtenidos en el estudio de esta materia.
2.
Consulta bibliografía y la web de la temática para el conocimiento teórico sobre cada uno de los diferentes ensayos realizados en el proyecto de investigación
3.
Determinar las cargas y fuerzas que actúan en las vigas, columnas y demás elemento estructurales.
4.
Obtener criterios profesionales para solucionar diferentes problemas constructivos.
5.
Aplicar los principios de la estática en las construcciones
6.
Ampliar la capacidad analítica y critica de nosotros los estudiantes
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DESARROLLO DE LA ACTIVIDAD
1. De acuerdo a lo establecido en estática y mecánica sobre el análisis de vigas, realice un ejercicio práctico en el que construya utilizando elementos de uso cotidiano, un modelo de viga simple apoyada, y realice las pruebas solicitadas Para realizar esta práctica se sugiere los siguientes pasos:
Con materiales de uso cotidiano, desarrolle un modelo de viga simplemente apoyada.
FIGURA 0,1
Para este ejemplo práctico tomamos una tabla de madera común la cual actuó como viga en una longitud de luz de 2,12 mts entre apoyos, las columnas fueron elaboradas con ladrillos dispuestos de forma que garantice mayor estabilidad como muestra la figura 0,1. Se nivelo el terreno, y de la misma manera los apoyos o columnas, seguido a esto, se verifico que la viga estuviera bien nivelada. Medimos la distancia entre apoyos para comprobar lo dispuesto en el ejemplo que planteamos, dividimos esta distancia entre dos para tomar el centro y marcamos con lápiz, luego pesamos ladrillos en una báscula y seleccionamos ocho de ellos que tuvieran el mismo peso para no tener datos erróneos.
Haga tres diferentes ensayos de carga conocidas sobre la viga (puntual, distribuida, combinada, etc.), haciendo los ajustes pertinentes, tome datos con respecto a las magnitudes y ubicación de las cargas colocadas (documéntelo fotográficamente) y observe las deformaciones dadas.
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Ejemplo 1: Carga puntual.
Carga distribuida
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Carga combinada
Con la información obtenida, desarrolle teóricamente los diagramas de fuerzas cortantes y momentos flectores de las diferentes pruebas y compare con el resultado observado en los ensayos realizados
CARGA PUNTUAL:
Para este ejercicio trabajo en NW 48KG *10⁄2 = 480 Nw ΣFY= 480 NW-RA-RB=0 ΣM = 480*1,06-RB*2,12=0
Se despeja Ra y Rb ΣM =
480*1,06-RB*2,12=0 508,8-RB*2,12=0 508,8 RB= 2,12 = 240 NW 8
FUERZAS: ΣFY= 480 NW-RA-RB=0
480 NW-RA-240NW=0 480NW-240NW=RA RA= 240 NW
DIAGRAMAS DE MOMENTOS Y CORTANTES
Se despeja A1 240NW * 1,06= 254 ⁄2 A2 -240*1,06= -254⁄2
MOMENTO máximo = 254 ⁄2
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Nota: según el video tutorial: https://www.youtube.com/watch?v=5IUEE1wq0Ps El diagrama del momento flector lo realiza en forma de parábola hacia riba aunque a nuestro parecer debería dibujarse con el resultado negativo ya que según el ejemplo, la flexión de la viga según las cargas es al contrario.
EJEMPLO CON CARGAS DISTRIBUIDAS:
6kg por cada ladrillo * 8 unidades = 48 kg Si deseamos saber cuántos kg de fuerza ejerce por cada metro de viga tomamos el peso total en este caso los 48 kg y los dividimos para la distancia así. 48kg/ 2,12 m = 22,64 ⁄ΣFY= 48NW-RA-RB=0 ΣM = 48*1,06-RB*2,12=0 Hallo RA y RB ΣM = 48*1,06-RB*2,12=0
50, 88-RB*2, 12=0 50,88 RB= 2,12 RB= 24 NW FUERZAS: ΣFY= 48 NW-RA-RB=0
48 NW-RA-24NW=0 48NW-240NW=RA RA= 24 NW 10
DIAGRAMAS:
Hallo área A1 =1,06 ,
A1= 24kg*1,06= 25,44 A2= -25,44 M máximo= 25,44
⁄
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CARGAS COMBINADAS:
Para este ejercicio vamos a trabajar en NW 24 KG * 10 ⁄ = 240 NW ΣFY= 240NW+240NW -RA-RB=0 ΣFY = 480-R4-RB=0 ΣM= 240NW*0,53+240NW *1,59-RB*2,12=0
= 127, 2+381, 6-RB*2, 12=0 508,8 RB= 2,12 RB= 240 NW
FUERZAS ΣFY= 240 NW+ 240NW
-RA-RB=0
480 NW-RA-240NW=0 480NW-240NW=RA 480 RA= 240 RA= 240 NW
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FUERZAS CORTANTES Q1= 240 NW Q2= Q3=0-240= -240
240-240=0
MOMENTOS FLECTORES M1= 0 M2= 240*1, 06= 245, 4 M3= 254-(240*1, 06) = 254-254 = 0
Realice un análisis general y saque conclusiones referidas a la comparación teórica vs la práctica, puede apoyarse en su registro fotográfico.
Después de realizar la práctica en donde tomamos un ejemplo sencillo de una viga simplemente apoyada y colocamos unas cargas determinadas procurando tener tres ejemplos como son la carga puntual, la carga distribuida y las cargas combinadas pudimos comprender como es el comportamiento real de este tipo de estructuras, amplió nuestro conocimiento para adentrarnos a el análisis estructural de elementos más complejos. En este sencillo pero muy productivo ejemplo nos dimos cuenta como concuerda de cierto modo lo teórico con lo practico aunque en determinado momento pensamos que al realizar el diagrama de momentos flectores el video tutoría de internet https://www.youtube.com/watch?v=5IUEE1wq0Ps debería tomar el momento máximo con el signo negativo teniendo en cuenta que las acción de las cargas viene de arriba hacia abajo y la flexión es en el mismo sentido por ello tenemos algunas 13
dudadas, sin embargo creemos que es necesario más ejercicios para aprender a aplicar varios métodos existentes. En el ejemplo aplicado en la práctica de campo observamos como el peso actuante deformaba la viga en determinadas variables según cómo íbamos aumentando, aunque realmente la carga puntual deformo mucho más la viga que la carga distribuida para darnos cuenta de esto nosotros fuimos midiendo en el centro de la viga las diferencias según variábamos el peso de las tres formas , puntual , distribuida y combinas. Nosotros decidimos no variar la cantidad total del peso lo que hicimos fue repartirlo en diferentes puntos para comparar lo que sucedía. Hay que resaltar también que la madera pasando del primer ejercicio con carga puntual con 48 kg al segundo con caga distribuida de el mismo valor total esta no regreso a su estado natural pues entre estos dos ejercicios la madera quedo con una deformidad de 1 cm, por eso nos pudimos dar cuenta que la calidad de los materiales juegan un papel muy importante a la hora de garantizar una buena construcción.
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Registro fotográfico
CONSTRUCCIÓN Y NIVELACIÓN DE LA VIGA CON MATERIALES COMUNES
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TOMA DE PESO (W) EN KG DE LOS ELEMENTOS QUE DEFORMARAN LA VIGA
CARGA PUNTUAL
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EJEMPLO DE CARGA DISTRIBUIDA
EJEMPLO DE CARGAS COMBINADAS
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CONCLUSIONES
Todo lo relacionado con la construcción, nuestro diario vivir en nuestra profesión nos permite comparar como lo aprendido teóricamente se refleja en la práctica, dentro de nuestro papel como constructores y analíticos de los procesos seleccionados para elaborar un proyecto, nosotros seremos responsables de velar por una construcción confiable y rentable. Para poder desempeñarnos bien debemos comenzar a realizar pequeños análisis como este para que nosotros mismos nos sintamos seguros de lo que vamos a realizar y la responsabilidad que conlleva esta misión. La experiencia y la práctica es la que nos permitirá avanzar en cada día hacia nuevos retos, con el desarrollo de esta temática nos sentimos seguros de haber logrado los retos propuestos a pesar de que es necesario afianzar con más ejercicios teóricos ya que hay muchos ejemplos complejos y que necesitan de más acompañamiento de la entidad al buscarnos más clases presenciales con el tutor. Es nuestra responsabilidad seguir buscando alimentar nuestro intelecto ya que de esto depende nuestra vida profesional de hoy en adelante. Una gran limitante que vemos para nosotros es la organización de tiempo ya que nuestra familia y trabajo requieren mucha atención de parte nuestra, sin embargo estamos avanzando con paso firme en la búsqueda de este logro tan importante en nuestras vidas El proceso del desarrollo del trabajo en general fue satisfactorio ya que me brindó retroalimentación acerca de los conceptos teóricos sobre Cimentaciones y Suelos en donde pongo en manifiesto mis conocimientos y la habilidad para resolver problemas y darles solución. No se presentaron dificultades en el desarrollo del trabajo en cuanto a conocimientos del tema tratado ya que gracias a los conocimientos previos me ayudo a despejar inquietudes donde gracias a las ayudas didácticas como foros, material de apoyo que en si me retroalimentaron para desarrollar esta actividad, y por supuesto investigación en internet que también fue de vital importancia para el desarrollo de la evaluación práctica. Con respecto para mi formación personal este trabajo me brinda pautas para desarrollar problemas prácticos en cuanto a la carrera y vida cotidiana logrando así una satisfacción personal en cuanto al logro de metas y objetivos.
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BIBLIOGRAFIA Y WEB GRAFIA
1. MATINEZ M. José. (2013). Estructuras. Universidad Santo Tomas; Bogotá DC. Colombia. P. 113 2. BEER, F. JHONSTON, R. MAZUREK, D. (2013-2010). Mecánica Vectorial para Ingenieros. Mac Graw Hill. P. 133 3. https://www.youtube.com/watch?v=n-JxFcml_2s 4. https://www.youtube.com/watch?v=5IUEE1wq0Ps 5. https://www.youtube.com/watch?v=hocCQOzXhYo
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