Informe De Calculos - Nuevo Diseño.docx

“AÑO DEL DIÁLOGO Y RECONCILIACIÓN NACIONAL”

FACULTAD DE INGENIERIA

ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL “INFORME SOBRE EL PUENTE DE ESPAGUETI”

Autor(es): ALEJANDRIA ALVARADO, ALBER DÁVILA CABANILLAS, JESÚS ANIBAL HIDALGO TUESTA, GROSBER DANILO SANCHEZ ALEGRIA, JOEL TUMBAJULCA YALTA, JEAN PIERE Asesor: ING. Frank Steve Valdivia Liza Curso: ANALISIS ESTRUCTURAL II

Tarapoto – Perú 2018-2 1

Preámbulo Este trabajo de investigación va dedicado a todo el público Vallejiano dentro de la rama de estructuras y en general, está basado en un trabajo de cómo elaborar un ´puente de espagueti en donde se muestra los pasos, los instrumentos y los datos necesarios para la construcción del mismo, el puente representa dominio en diversos temas de la carrera profesional de Ingeniería Civil.

OBJETIVOS Construir un puente con Espagueti, aplicando nuestros conocimientos y experiencias obtenidas en los cursos de Estática, RM, Análisis Estructural I y II. Diseñar elaborar y confeccionar un puente en arco de espagueti capaz de soportar una carga puntual establecida en el diseño, en este caso es de 100 kg.

HIPOTESIS DE FALLA  Al no ser dimensionalmente precisa, no alcanzará el límite de carga establecido.  Los extremos inferiores del arco exterior, serán los primeros en fallar debido a que soportan mayor carga.

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Cálculos de las propiedades físicas del material1 Antes de empezar los diseños reales y cálculos, es necesario contar con datos de las propiedades de los materiales que se están utilizando, lo que conlleva a un trabajo de investigación previo: ya que el material base de la construcción del puente es espagueti, no es un material común del que se tenga especificaciones en el aspecto constructivo. a) Diámetro promedio de un fideo Espagueti Se realizó la prueba en el laboratorio de Mecánica de Suelos, mediante el Vernier y con 15 espaguetis al azar para cada marca comercial evaluada, obteniendo luego el valor más representativo mediante el promedio aritmético. Obteniéndose como resultado promedio:

b) Densidad y Densidad lineal de los fideos Se realizó en el laboratorio de Mecánica de Suelos mediante el uso de una balanza electrónica de 2 decimales de precisión. Haciendo pruebas entre 5 grupos de 10 fideos, se obtuvo como resultado promedio:

c) Esfuerzo máximo a tracción de un fideo Es la fuerza máxima total que se puede ejercer sobre un cable durante la instalación del mismo. La fuerza se debe aplicar sobre los conductores y no sobre las aislaciones y cubiertas. La fuerza total de tracción se obtiene utilizando la sección nominal de los conductores sobre los que se traccionan, sin considerar para el cálculo, las secciones de las pantallas y/o conductores concéntricos.  Repitiendo estas pruebas tres veces se llegó a la conclusión que los espaguetis Don Vittorio resistieron, fuerzas promedio a tracción de un fideo f= 2.5 kg  De donde se obtuvo el esfuerzo promedio de 119.5 kg/cm2 d) Módulo de elasticidad del espagueti (Pandeo) El módulo de elasticidad del fideo es de 234 670 000 kg/m2

Finalmente, para la elaboración de este presente proyecto se ha decidido usar como material de la estructura a PASTA DE TRIGO-SPAGHETTI marca DON VITORIO.

1

UNIVERSIDAD TECNOLOGICA DE LOS ANDES, FACULTAD DE INGENIERIA, ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL. Informe de la construcción de un puente de Spaghetti

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CÁLCULO DE LOS ESFUERZOS DE COMPRESIÓN Y TRACCIÓN Par el cálculo de los esfuerzos axiales de la estructura se hizo uso del software para análisis estructural SAP 2000 V20. Obteniendo como resultados para un diseño de 100 kg de fuerza aplicada en el centro de la estructura, tenemos este resultado:

Para el cálculo de la cantidad de fideos a utilizar en cada barra que se encuentre en TENSIÓN, se aplica la siguiente formula: 1. Área transversal de la barra=Esfuerzo calculado (SAP 2000 v20) /Esfuerzo promedio 2. N° de espaguetis = Área transversal/Área del espagueti Para el cálculo de la cantidad de fideos a utilizar en cada barra que se encuentre en COMPRENSIÓN, se aplica la siguiente formula: Se aplica:

P: fuerza calculada en zap 2000 E: modulo de elasticidad I: inercia de la barra L: longitud de la barra

4

Despejamos la fórmula de la inercia dependiendo el tipo de área de la barra, en este caso del ejemplo es circular:

Calculamos el área de la barra, con la formula de área de un circular y aplicamos la división entre el área de la barra y el área del espagueti:

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CALCULO DE LAS BARRAS DE LA ESTRUCTURA DISEÑADA Datos calculados en el programa SAP 2000-v20 expresados en kg-f/cm2, lo cual representa la carga o la fuerza que soportara cada una de las barras dependiendo del diseño para una carga puntual de 100kg, los cuales mostramos a continuación:

Determinamos que barras son las que trabajan a comprensión y a tensión:

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Proceso de cálculo: 1. Tomamos como ejemplo la barra M-O la cual según el programa SAP 2000, soportara 48 kg-f/cm2, entonces aplicamos la formula descrita en la pág. 4. Para calcular primero el área transversal de la barra. Esfuerzo calculado 48

Esfuerzo promedio 119.50

Área transversal 0.4017

2. Obtenida el área transversal de la barra, aplicamos la segunda fórmula descrita en la pág. 4 Área transversal 0.4017

Área del espagueti 0.0209

N° de espaguetis 19

3. Obtenemos el número de espaguetis que soportara la barra del diseño establecido para una carga de 100 kg

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En resumen (hemos decidido como grupo colocar planchas de 7 fideos en cada barra hasta cumplir con la cantidad de fideos determinada)

Barra

DATOS/SAP ESTADO DE LA (kgf/cm) BARRA

A-D

18

TENSIÓN

A-G

28

TENSIÓN

A-J

24

TENSIÓN

A-M

16

TENSIÓN

A-O

12

TENSIÓN

A-R

17

TENSIÓN

A-U

12

TENSIÓN

A-X

16

TENSIÓN

A-AA

24

TENSIÓN

A-DD

28

TENSIÓN

A-GG

18

TENSIÓN

LONGITUD (cm) 32.50 32.50 32.50 32.50 32.50 32.50 32.50 32.50 32.50 32.50 32.50

ÁREA DE N° DE fideos puestos SECCIÓN (cm2) ESPAGUETIS (plancha 7) 0.1506

7

0.2343

11

0.2008

10

0.1339

6

0.1004

5

0.1423

7

0.1004

5

0.1339

6

0.2008

10

0.2343

11

0.1506

7

2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2

8

Barra

DATOS/SAP ESTADO DE LA (kgf/cm) BARRA

D-G

131

COMPRENSIÓN

G-J

86

COMPRENSIÓN

J-M

60

COMPRENSIÓN

M-O

45

COMPRENSIÓN

O-R

38

COMPRENSIÓN

R-U

38

COMPRENSIÓN

U-X

45

COMPRENSIÓN

X-AA

60

COMPRENSIÓN

AA-DD

86

COMPRENSIÓN

DD-GG

131

COMPRENSIÓN

LONGITUD (cm) 10.17 10.17 10.17 10.17 10.17 10.17 10.17 10.17 10.17 10.17

ÁREA DE N° DE fideos puestos SECCIÓN (cm2) ESPAGUETIS (plancha 7) 0.8574

41

0.6947

33

0.5803

28

0.5025

24

0.4618

22

0.4618

22

0.5025

24

0.5803

28

0.6947

33

0.8574

41

6 5 4 3 3 3 3 4 5 6

9

Barra

DATOS/SAP ESTADO DE LA (kgf/cm) BARRA

C-F

44

COMPRENSIÓN

F-I

50

COMPRENSIÓN

I-L

44

COMPRENSIÓN

L-Ñ

37

COMPRENSIÓN

Ñ-Q

32

COMPRENSIÓN

Q-T

32

COMPRENSIÓN

T-W

37

COMPRENSIÓN

W-Z

44

COMPRENSIÓN

Z-CC

50

COMPRENSIÓN

CC-FF

44

COMPRENSIÓN

LONGITUD (cm) 8.60 8.60 8.60 8.60 8.60 8.60 8.60 8.60 8.60 8.60

ÁREA DE N° DE fideos puestos SECCIÓN (cm2) ESPAGUETIS (plancha 7) 0.4202

20

0.4479

21

0.4202

20

0.3853

18

0.3583

17

0.3583

17

0.3853

18

0.4202

20

0.4479

21

0.4202

20

3 3 3 3 3 3 3 3 3 3

10

Barra

DATOS/SAP ESTADO DE LA (kgf/cm) BARRA

B-E

10

COMPRENSIÓN

E-H

13

COMPRENSIÓN

H-K

12

COMPRENSIÓN

K-N

10

COMPRENSIÓN

N-P

8

COMPRENSIÓN

P-S

8

COMPRENSIÓN

S-V

10

COMPRENSIÓN

V-Y

12

COMPRENSIÓN

Y-BB

13

COMPRENSIÓN

BB-EE

10

COMPRENSIÓN

LONGITUD (cm) 4.30 4.30 4.30 4.30 4.30 4.30 4.30 4.30 4.30 4.30

ÁREA DE N° DE fideos puestos SECCIÓN (cm2) ESPAGUETIS (plancha 7) 0.1002

5

0.1142

5

0.1097

5

0.1002

5

0.0896

4

0.0896

4

0.1002

5

0.1097

5

0.1142

5

0.1002

5

2 2 2 2 2 2 2 2 2 2

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