Resistencia de Materiales I-flexion en Vigas-teoria-practica-quispe Sanes,Gabriel David.

“AÑO DEL BUEN SERVICIO AL CIUDADANO”

UNIVERSIDAD NACIONAL DE HUANCAVELICA (Creada por ley Nº 25265)

ESCUELAACADÉMICAPROFESIONALDEINGENIERÍACIVIL-HVCA

TEMA:

FLEXIÓN PURA EN VIGAS

•

CÁTEDRA

: RESISTENCIA DE MATERIALES I.

•

CATEDRÁTICO

: ING. MILTON HUAYLLANI MATAMOROS

•

ESTUDIANTE

: QUISPE SANES, GABRIEL DAVID.

•

CICLO

:V

•

SECCIÓN

:B

•

CÓD. MAT.

: 2015151036

HUANCAVELICA-PERÚ

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FACULTAD DE CIENCIAS DE INGENIERIA

ESCUELA ACADEMICA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL-HVCA

El presente trabajo va dedicado a mis queridos, padres quienes me brindan su apoyo incondicional a diario, para ser un buen servicio para la sociedad.













INTRODUCCIÓN

En el presente trabajo presente trabajo denominado: “MARCO TEÓRICO Y EJERCICIOS RESUELTOS DE FLEXIÓN PURA” daré a conocer acerca de varios puntos o temas importantes donde engloban

las generalidades del curso denominado Resistencia de Materiales I; en el cual durante el desarrollo del trabajo explicaré acerca de la flexión desarrollado en vigas, así como calcular el esfuerzos producidos en vigas, utilizando la fórmula de

NAVIER.

También se explicará cómo

calcular el Momento de Inercia y centro de gravedad en secciones de vigas. Finalmente se estará desarrollando ejercicios

PASO A PASO,

la que me caracteriza de todos mis trabajos que os

presento. En este capítulo denominado método de la FLEXION PURA. La flexión pura se refiere a la flexión de un elemento bajo la acción de un momento flexionante constante. Cuando un elemento se encuentra sometido a flexión pura, los esfuerzos cortantes sobre él son cero. Para poder determinar los esfuerzos producidos en un elemento sometido a flexión, es necesario realizar primero un estudio de las deformaciones normales producidas sobre la sección transversal del elemento. EL ESTUDIANTE













OBJETIVOS •

Destinar los conocimientos adquiridos adquiridos a su aplicación en la carrera profesional. prof esional.

•

Reconocer las fórmulas y procedimientos para el cálculo de ejercicios relacionados al tema.

•

Comprender los conceptos relacionados relacionados al tema a estudiar.

•

Resolver ejercicios aplicados al tema.













FLEXIÓN PURA EN VIGAS

Este capítulo se dedicará al análisis de elementos sometidos a pares iguales y opuestos

 y ’

que actúan en el mismo plano longitudinal. Se dice que tales elementos están sujetos a flexión pura. En la mayor parte del capítulo, se supondrá que los elementos poseen un plano de simetría y que los pares

 y ’ actúan en dicho plano.

Un ejemplo de flexión pura es, por ejemplo, lo que le ocurre a una barra de una pesa gimnástica como las que sostienen los levantadores de pesas encima de su cabeza. La barra tiene pesos iguales a distancias iguales de las manos del levantador de pesas. Debido a la simetría del diagrama de cuerpo libre de la barra (Figura Nº1), las reacciones en las manos deben ser iguales y opuestas a los pesos. Por lo tanto, en lo que se refiere a la porción central CD de la barra, los pesos y las reacciones pueden reemplazarse por dos pares iguales y opuestos de

960 960  · ·

(Figura Nº2), mostrando que la porción central de la barra se encuentra en flexión pura.













FÓRMULA DE NAVIER Y SU APLICACIÓN

Se tiene una viga de sección trapezoidal sometido a Momento flector en sus extremos, como se muestra en la figura. Se debe tener en consideración que la FLEXION PURA ocurre en elementos de sección transversal prismático. prismático.

Después de haber sometido a momentos, la viga quedaría deformada, con presencia de esfuerzos a tracción y compresión compresión de la siguiente manera, manera, como se muestra en la siguiente figura:

Ahora analizamos la viga deformada, en función a los esfuerzos (tracción y compresión) que se genera en la viga, para ello simularemos con una gráfica en 3D. 3 D.















La parte sombreada con color rojo, es la zona donde, las partículas se encuentran en comprensión. La parte que está sombreada de color azulino, es la zona donde las partículas se encuentran en tensión o tracción. La línea de color blanco, que separa los campos de compresión y tracción, es el EJE NEUTRO, y esta se ubica en el centro de gravedad (Eje x) de la sección transversal de la viga.

A continuación simulamos la viga deformada en 2D, indicando zonas de comprensión (Esfuerzos Negativos) y zonas de tracción (Esfuerzos Positivos).













OBSERVACIÓN: •

La ubicación del Centro de Gravedad (CG) dependerá de la sección transversal transversal de la viga.

•

En la ZONA DE COMPRESIÓN, el esfuerzo es NEGATIVO, y en el extremo lejano se produce un esfuerzo máximo de compresión.

•

En la ZONA DE TRACCIÓN, el esfuerzo es POSITIVO, y en el extremo lejano se produce un esfuerzo máximo de tracción.

•

En el eje neutro, el esfuerzo que se produce es nula.

Finalmente analizamos la sección transversal de la viga, para ello simularemos con un gráfico, como se muestra a continuación: continuación:

ESFUERZO MÁXIMO DE COMPRESIÓN:

á.













PASOS PARA EL PREDIM PREDIMENSIO ENSIONAMIENTO NAMIENTO DE LA SECCION DE UNA VIGA

Se tiene la siguiente viga: Con una carga en forma trapezoidal, aparte de eso un momento en el punto A.

La sección transversal de la viga se muestra en la siguiente figura:

PASO Nº 01.

Primeramente verificamos las unidades de medida de la viga y de su













   ·  [ []] Donde:

: Peso de la viga puntualizada [] : Peso específico del material de la que está constituido la viga [⁄] : Volumen de la figura geométrica de la viga [] El peso propio de la viga, actúa en el centro de gravedad, para nuestro caso en ⁄2. ▪

▪

▪

Para calcular el volumen de la viga, se puede realizar de la siguiente manera:

   ·  Donde: ▪

▪

 : Volumen de la viga []  : Área de la Sección Transversal []













Es importante aclarar, que la carga

•

PASO Nº 03.

2[⁄], no se mantiene constante.

Calculamos las reacciones en cada uno de los apoyos de la viga, aplicando

las leyes de equilibrio. •

PASO Nº 04.

Calculamos el Momento Flector Máximo (MFM) de la viga, para ello

hacemos cortes en el tramo de la viga. Es importante aclarar, que el valor numérico del MFM que se va tomar es en valor absoluto. •

PASO Nº 05.

Una vez calculado el MFM, ahora nos enfocaremos en la Sección

Transversal de la viga, para calcular el Momento de Inercia

  así como á.















a) Ubicar sistema de referencia. b) Dividir en figuras conocidas (Triangulo, rectángulo, cuadrado). c) Ubicar el Centro de Gravedad de cada figura. d) Aplicamos las siguientes fórmulas. CENTRO DE GRAVEDAD:

·  +  ·  +⋯+ ·   ∑  ·     ·  + + ∑   +  + ⋯ + 













    Donde:

 : Momento de Inercia en el eje .  : Momento de Inercia en el eje . : Área de la figura conocida. : Diferencia de  total de la figura entre  de la figura dividida en el eje .  : Diferencia de  total de la figura entre  de la figura dividida en el eje . : Momento de Inercia de la figura en el eje . : Momento de Inercia de la figura en el eje . •

PASO Nº 06.

Finalmente aplicamos la siguiente formula, para dimensionar una de las

aristas de la sección transversal de la viga.

  á.  · á.













EJERCICIOS RESUELTOS DE FLEXIÓN PURA EN VIGAS (Paso a paso) 1. Hallar la magnitud de la carga “q” admis ible que actúa sobre la viga de dimensiones dadas:

[Ó ]  400 ⁄ [Ó]  400 ⁄.













   0 → 78∙ ∙ 52 −  ∙ 156  0  ∙ 1 156 56  4056∙   26 26 ∙ [[ ]]    0 →  +  − 78 ∙   0  + 26 ∙  − 78 ∙   0













  1 156  1  156· 

   0 →  +  ·21 ∙ 3− ∙   0 ·  ∙  − 26 ∙  ∙   0  + 2 · 156 3















 ·   0  26 ∙  − 2·156   0  26 − 2·156 0  8112 −     √ 8112 8112   90.067        ·   á.=.  26 ·  ∙  − 6·156  ·  90.067 á.=.  26 26 · 90.067 ∙  −













Luego calculamos el Centro de Gravedad de cada figura dividida, así como el área de ellos.













CÁLCULO DE CENTRO DE GRAVEDAD(CG) Nº DE FIGURA

X[cm]

Y[cm]

AREA(A)

(X)·(A)

(Y)·(A)

1

20

40

1800

36000

72000

2

40

60

2400

96000

144000

3

60

40

1800

108000

72000

6000

240000

288000

TOTAL

Aplicamos la siguiente formula:

  ∑∑  · 













Finalmente calculamos el valor de carga “q” tanto para la Tracción y Compresión:

ó  á.  ·  400  1561.164· 6336000 · 48   33820.919[⁄]   33.821[⁄] 













   0 →  + 0.5 · 0.5 + 2 + 0.8 · 3  0















    1.1.3 ∙  − 4 −4.65

[0 ≤ ≤   ≤ ≤ 1 1]]

























BIBLIOGRAFÍA •

RESISTENCIA DE MATERIALES I, 1957, TIMOSHENKO, S.

•

RESISTENCIA DE MATERIALES I, VÁZQUEZ FERNÁNDEZ, M.













Resistencia de Materiales I-flexion en Vigas-teoria-practica-quispe Sanes,Gabriel David.

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