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LABORATORIO N° 5: PANDEO RESISTENCIA DE MATERIALES

POR: FRANKLHIN CRISTIAN ANDRES JAIRO PARA: JOSÉ OSCAR JARAMILLO

UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA SEDE MANIZALES 2019

INTRODUCCION Durante las prácticas anteriores se ha trabajado el concepto de esfuerzo y deformación ocasionados por la aplicación de cargas sobre dichos elementos para poder compararlos con los esfuerzos admisibles y así evitar que los elementos falles, creando estructuras resistentes. Sin embargo, cuando los elementos presentan ciertas características geométricas y de rigidez, pueden fallar de una manera que no esta relacionada con la resistencia del elemento. Este fenómeno se conoce como pandeo o inestabilidad lateral. Las columnas son uno de los elementos mas comunes y utilizados en las estructuras, éstas tienen una característica singular la cual es que presentan una altura muy grande comparada con sus otras dimensiones, esto ocasiona que al aplicar las cargas a compresión sufren una inestabilidad lateral o pandeo. En este laboratorio se ensayan once (11) columnas a compresión de madera nogal con una misma sección transversal pero diferentes longitudes, para que de esta forma se pueda observar el fenómeno anteriormente descrito.

OBJETIVOS

OBJETIVO GENERAL

Observar el comportamiento tanto físico como matemático de once vigas de madera Nogal al ser sometidas a fuerzas de compresión y presentar el fenómeno de pandeo o inestabilidad lateral. OBJETIVOS ESPECIFICOS Obtener el modulo de elasticidad de la madera Nogal , ya sea por la NSR-98 utilizando la densidad básica, de acuerdo al tipo de madera o con los datos obtenidos en el laboratorio

Calcular los esfuerzos críticos de Euler en cada una de las probetas, para así poder realizar las gráficas comparativas (teórica y práctica).

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MARCO TEORICO

Pandeo

El pandeo es un fenómeno de inestabilidad elástica que puede darse en elementos comprimidos esbeltos, y que se manifiesta por la aparición de desplazamientos importantes transversales a la dirección principal de compresión. En ingeniería estructural el fenómeno aparece principalmente en pilares y columnas, y se traduce en la aparición de una flexión adicional en el pilar cuando se halla sometido a la acción de esfuerzos axiales de cierta importancia.

La aparición de deflexión por pandeo limita severamente la resistencia en compresión de un pilar o cualquier tipo de pieza esbelta. Eventualmente, a partir de cierto valor de la carga axial de compresión, denominada carga crítica de pandeo, puede producirse una situación de inestabilidad elástica y entonces fácilmente la deformación aumentará produciendo tensiones adicionales que superarán la tensión de rotura, provocando la ruina del elemento estructural. Además del pandeo flexional ordinario existe el pandeo torsional o inestabilidad elástica provocada por un momento torsor excesivo.

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En esta practica se recurre a anexos como la NSR_98 y el Manual Técnico de formación para la caracterización de madera de uso estructural, para con estos documentos adicionales obtener el Modulo de Elasticidad de la madera que se utiliza en este caso Nogal y Chanul.

ESFUERZO A COMPRESION: 𝜎𝑐 =

𝑐𝑎𝑟𝑔𝑎 (𝑘𝑔) á𝑟𝑒𝑎 𝑠𝑒𝑐𝑐𝑖ó𝑛 (𝑐𝑚)2

ESFUERZOS CRITICOS DE EULER: 𝜎𝑐𝑟𝑖𝑡𝑖𝑐𝑜 =

𝜋2𝐸 𝐿 2 (𝛾 𝑒 ) 𝑚𝑖𝑛

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UNIVERSIDAD DE COLOMBIA SEDE MANIZALES 2018 Determinar le=k.L

Donde k es un factor de reducción que depende de las condiciones de apoyo, en este caso simplemente apoyadas, entonces k=1, y L es la longitud de de la columna.

PROCEDIMIENTO El procedimiento que se llevó en este laboratorio es el mismo para cada una de las probetas, ya que lo que se pretende observar es el cambio tanto físico como matemático de las columnas cuando se disminuye su longitud. Se ensayan ocho columnas con las siguientes longitudes en cm: 10, 15, 25, 35, 44.8, 59.8, 80. se aumenta la carga a compresión hasta obtener el pandeo máximo en cada una, es decir, cuando el pandeo es tanto que la columna no es capaz de soportar más carga antes de fallar. Cada probeta se lleva hasta la falla y se observa que entre menor se la longitud mayor es la capacidad de soportar dichas cargas. En el laboratorio de suelos se someten a esfuerzos normales dos probetas, una de chanul y otra de nogal con longitudes de 10 cm cada una. En las siguientes imágenes se evidencia lo que se hace en el laboratorio

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