ESCUEL ESCUELA A DE DE CIENC CIENCIA IAS S B SICAS, SICAS, TECN TECNOLO OLOG GA INGENIERÍA ESTATICA Y RESISTENCIA DE MATERIALES
FASE 5 Trabajo colaborativo Final
Presenta
ORLANDO NUÑEZ RAMIREZ – 80441938 JHONATAN ALFREDO RODRIGUEZ_1082884618
GRUPO: 212019_9
Tutor JHON ERICKSON BARBOSA JAIMES
UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA - UNAD UN AD Santa Marta Mayo 2018
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DISEÑO ESTRUCTURA El área a cubrir corresponde a un terreno rectangular de 9 m de frente por 18 m de fondo. Las cerchas tendrán una separación de 3 m entre sí. Las cerchas tendrán una pendiente de 30º (θ = 30º) y se construirán co n perfil de acero estructural A -36:
ángulo de piernas iguales L64x64x9.5 (Ver Apéndice C del libro guía de la unidad 2, página A-24).
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Para la cubierta se usarán tejas de eternit No. 5 .Para cada pendiente se requieren para cubrir los 6.62 m, de longitud de la cuerda superior (5.196/1.38 = 3.765 tejas +
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0.32 m de voladizo) 4 tejas y para cubrir los 3 m de ancho del área de influencia de la cercha se requieren (3m/ 0,873m = 3.43) 3.43 tejas para un total de (2x4x3.43) 27.44 tejas cada una con un peso de 14.75 kg.
Se usarán correas en celosía construidas con varilla de acero y con una densidad de 5 kg/m. El número de correas para cada pendiente será de 5, para un total de 10 correas para las dos pendientes, lo que da una longitud total de (10 x 3 m de ancho del área de influencia = 30 m) 30 m de correa por cercha.
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CARGAS VIVAS (CV): CV = 70 kg/m 2 *31.177 m2 *9.81 m/s2 = 21409.187 N
CARGAS MUERTAS (CM): Peso propio de la cercha: Sumatoria de la longitud de las barras x densidad lineal del perfil seleccionado x gravedad = 35.234 m x 17.4 kg/m x 9,81 m/s 2 = 6014.2323 N Peso de las correas: Sumatoria de la longitud de las correas x d ensidad lineal de la celosía x gravedad = 30 m x 5 kg/m x 9,81 m/s 2 = 1471.5 N Peso de las tejas: Numero de tejas en el área de influencia x Peso de la teja = 27.44 x 14.75 kg x 9,81 m/s2 = 3970.5 N Cargas de viento: Pd x Ac (con Pd = (1/2) ρ v 2 ) = (1/2)(1,2 kg/m3 ) (10 m/s) 2 *(31.177
m2 ) = 1870.62N De donde CM = (6014.2323+1471.5+3970.5+1870.62)N = 13326.8523 N
CARGA TOTAL (CT) = CV + CM = (21409.187+13326.8523) N = 34736.0393 N DISTRIBUIR LAS CARGAS EN LOS NODOS DE LA ESTRUCTURA W = 34736.0393 N /(7-1) = 5.79 Kn
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Cálculo de las reacciones Σ = 0
=
0
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Σ = 0
+ =
34.74
Σ = 0
5.79∗(1.5+3+4.5+6+7.5)+2.895∗9− ∗9 = 0 (∗) =17.37
De la ecuación de F y se tiene: =
=
21 − 17.37
Se realiza el cálculo de los valores de las fuerzas a las que están sometidos los elementos, por medio del método de nodos. Éste método consiste en aplicar equilibrio de partículas en cada nodo. Teniendo en cuenta que la estructura es simétrica, se calculan los nodos A, L, B, K, C, y D. Luego los elementos gemelos de la parte derecha tendrán los mismos valores de fuerza. Se tomará las sumatorias de fuerzas en X positivo a la derecha. Se tomará las sumatorias de fuerzas en Y positivo hacia arriba.
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Se supondrá que todos los elementos están en tensión. Para esto se dibujarán siempre las fuerzas de los elementos saliendo de los nodos. Si el valor resulta negativo, significa que está en compresión, y si resulta positivo, significa que está en tensión. Se colocan las ecuaciones en X y Y para el equilibrio de partículas en cada nodo y se solucionan por medio del método de eliminación de Gauss-Jordan para sistemas de 2X2.
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Por simetría, los resultados de todas las fuerzas internas en los elementos son:
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Método de secciones
Aplicando una sumatoria de momentos alrededor del punto B, podemos calcular el valor de la fuerza interna en el elemento LK:
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COLABORATIVO 3
El estudiante con su grupo de trabajo colaborativo participará con tinuamente para el desarrollo de las siguientes actividades:
1. Calcular los esfuerzos normales para cada una de las barras de la estructura asignada y clasificarlos como de tracción (T) o de compresión (C). Presentar los valores de esfuerzo en una tabla-resumen. 2. Calcular los factores de seguridad para cada una de las barras de la armadura seleccionada. Los elementos en tracción se verifican bajo esfuerzo; los elementos en compresión se verifican bajo carga crítica (como columnas de Euler). Si para alguna barra el factor de seguridad es menor que 3,0 se debe redimensionar el elemento. Presentar los valores de los factores de seguridad en una tabla-resumen.
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Donde: =
Donde: =
2 2
=
=
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BIBLIOGRAFIA
1. Video guía para la solución de la Fase 2. Trabajo colaborativo 1 Barbosa Jaimes, J. (05,03,2017). Diseño de estructura y cálculo de fuerzas externas :http://hdl.handle.net/10596/11857
2. Video guía para la solución de la Fase 3. Trabajo colaborativo 2 Barbosa Jaimes, J. (07,03,2017). Cálculo de fuerzas internas en estructuras método nodos. http://hdl.handle.net/10596/11858
3. Video guía para la solución de la Fase 4. Trabajo colaborativo 3 Barbosa Jaimes, J. (10, 03,2017). Cálculo de esfuerzos y factores de seguridad en elementos de la estructura. http://hdl.handle.net/10596/11859
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