Resistencia De Materiales.docx

TECHO EN PERFIL RECTANGULAR

JAVIER GUZMAN CERQUERA SEBASTIAN OLMOS LOPEZ VICTOR ALFONSO GAITAN MARROQUIN

CORPORACIÓN DE EDUCACIÓN DEL NORTE DEL TOLIMA “COREDUCACION” TECNOLOGÍA EN CONSTRUCCIONES CIVILES RESISTENCIA DE MATERIALES HONDA TOLIMA 2018

TECHO EN PERFIL RECTANGULAR

JAVIER GUZMAN CERQUERA SEBASTIAN OLMOS LOPEZ VICTOR ALFONSO GAITAN MARROQUIN

PARCIAL PRACTICO

ING. GIOVANNI ANDRES VARGAS G.

CORPORACIÓN DE EDUCACIÓN DEL NORTE DEL TOLIMA “COREDUCACION” TECNOLOGÍA EN CONSTRUCCIONES CIVILES RESISTENCIA DE MATERIALES HONDA TOLIMA 2018

INTRODUCCIÓN

Se llaman estructuras a todas las partes de una construcción compuestas por varios elementos rectilíneos unidos entre sí por sus extremos y cuya misión es soportar las cargas a las que se encuentra sometida. Uno de los principales tipos de estructura que se emplean en ingeniería son las armaduras o cerchas. Las cuales tienen la característica de ser muy livianos y con una gran capacidad de soportar cargas elevadas, generalmente se utilizan en cubiertas de techos y puentes. El principio fundamental de las armaduras es unir elementos rectos para formar triángulos, los elementos trabajan a esfuerzos axiales en puntos que se llaman nodos, y entre sí conforman una geometría tal que el sistema se comporta estable cuando recibe cargas aplicadas directamente en estos nodos. Esto permite soportar cargas transversales, entre dos apoyos, usando menor cantidad de material que el usado en una viga, pero con el inconveniente de que los elementos ocupan una altura vertical considerable. En el presente trabajo se intenta desarrollar un diseño para la construcción de un techo en el cual se tratará de analizar la resistencia y el presupuesto que este tendrá, esto se logrará poniendo en práctica básicamente lo aprendido en el curso de resistencia de materiales, que refiere a la capacidad para resistir esfuerzos y fuerzas aplicadas sin romperse, adquirir deformaciones permanentes o deteriorarse de algún modo.

OBJETIVOS GENERALES  Realizar un diseño para la construcción de un techo a base de perfiles rectangulares; para así analizar su resistencia, su presupuesto y su comportamiento interno.

OBJETIVOS ESPECIFICOS  Selección de materiales  Realizar diseño de la estructura  Calcular la fuerza que ejerce la vigueta sobre la viga  Calcular vigas  Realizar diagrama de fuerza cortante y momento flector  Determinar el área critica  Teoría de falla  Diagrama de Mohr

JUSTIFICACIÓN

El objeto del proyecto fue garantizar las condiciones óptimas que se requieren para el pleno funcionamiento de la estructura, es decir la satisfacción funcional, estética, económica y de seguridad, de manera que se intenta satisfacer las necesidades de la comunidad coreducacionista. Con base a las características mencionadas se generaron estrategias las cuales fueron utilizadas para la realización de este proyecto y con ellos servir como punto de partida para facilitar el desarrollo de diseños posteriores.

La participación efectiva para el planteamiento de este diseño, supuso una contribución demostrativa donde se aseguró la realización de este diseño a escala reducida para dejarlo implementado a los estudiantes y entes encargados de la universidad a un costo económico.

MARCO REFERENTE

MARCO TEÓRICO

Para calcular con relativa sencillez y exactitud las fuerzas en las diferentes partes de una estructura, es necesario representar la estructura de una manera sencilla susceptible de análisis. Las componentes estructurales tienen ancho y espesor. Las fuerzas concentradas rara vez actúan en un punto aislado; generalmente se distribuyen sobre áreas pequeñas. Sin embargo, si estas características se consideran con detalle, el análisis de una estructura será muy difícil, si no es que imposible de realizar. El proceso de reemplazar una estructura real por un sistema simple susceptible de análisis se llama idealización estructural. A menudo, las líneas localizadas a lo largo de las líneas centrales de las componentes representan a las componentes estructurales. El croquis de una estructura idealizada de esta manera se llama diagrama de líneas.

[1] McCormac, Jack C. Análisis de estructuras métodos clásicos y matricial. 4 ed. México: Alfaomega, 2010.

Un diagrama de fuerzas cortantes o un diagrama de momentos flexionantes es una gráfica que muestra la magnitud de la fuerza cortante o del momento flexionante a lo largo de la viga. Hay varios métodos mediante los cuales se pueden trazar estas graficas. Primeramente, se tratará el enfoque básico de la estática. Este procedimiento consiste en cortar la viga en varias secciones, calcular V y M en cada uno de esos lugares, y trazar una gráfica de estos valores contra la longitud de la viga. Este método es más laborioso que el procedimiento simplificado que se representara posteriormente. Sin embargo, es muy importante conocer este procedimiento ya que es la base para encontrar las relaciones entre la carga, la fuerza cortante, y el momento flexionante.

[2] Fitzgerald, Robert w. Mecánica de materiales. 1 ed. Massachusetts: Alfaomega,1982.

MARCO CONCEPTUAL

Diseño: Se define como el proceso previo de configuración mental, "prefiguración", en la búsqueda de una solución en cualquier campo. Estructura: Es el nombre que recibe el conjunto de elementos, unidos, ensamblados o conectados entre sí, que tienen la función de recibir cargas, soportar esfuerzos y transmitir esas cargas al suelo, garantizando así la función estático resistente de la construcción. Fuerza cortante: Son fuerzas intermedias que se generan en el material de una viga para equilibrar las fuerzas aplicadas externamente y para garantizar el equilibrio en todas partes. Momento flector: Es la suma algebraica de los momentos producidos por todas las fuerzas externas a un mismo lado de la sección respecto a un punto de dicha sección. Cargas vivas: son aquellas producidas por el tipo de uso u ocupación de la edificación o estructura.

Cargas muertas: son los componentes con un mismo peso, que se aplican a la estructura como el yeso y al material de la propia estructura.

Material frágil: Son los materiales que tienen la capacidad de fracturarse con escasa deformación.

MARCO LEGAL

Norma

Articulo

NSR-10

G.1.3.2 G.1.3.5 G.1.3.2.1 G.1.3.2.2 RG.6

NTC 2500

CALCULOS TEORICOS

Teja de Zinc: 

3.65m x 0.80m Cal.34-Espesor.20mm = 5kg

Vigueta: 

25mm h

50mm

Longitud= 2.73m

b Masa lineal= 1.65 Kg/m 1.65 x 2.73 = 4,5 Kg

Aprox. 5Kg



Carga viva + carga muerta o sobre carga = carga aplicada a la viga 5Kg (vigueta) + 5Kg (teja zinc) +10Kg (sobrecarga) = 20Kg carga total

 

20Kg x 9.8m/s2 = 196N 196N / 2.73m = 71.795 Nm

+↺ ΣΜΑ = -196N (1.365m) + By (2.73m) = 0 By = 196(1.365m) 2.73m By= 98N

+ ΣFy= 0 -196N+98N+Ay= 0 Ay= 98N

La vigueta aplicara una fuerza puntual en cada viga de 98N.

Viga: 40 mm Longitud: 3 m 80 mm

Masa lineal: 3.56 Kg/m 3.56 x 3 = 10.68 Kg

Aprox. 11 Kg



Carga viva + carga muerta o sobre carga = carga aplicada a la viga 11Kg (viga) + 9 (sobrecarga) = 20Kg carga total

 

20Kg x 9.8m/s2 = 196N 196N / 3 m = 65.333 N.m

+↺ ΣΜΑ = 0 - 98N (0.75m) – 98N (1.50m) – 196N (1.50m) – 98N (2.25m) – 98N (3m) + By (2.88m) = 0

By=

1029 2.88

By = 357.29 N

+ ΣFy= 0 357.29N – 98N – 98N – 98 N – 98N – 98N – 196 + Ay=0 Ay = 328.71 N

Diagrama fuerza Cortante V (N)

A1: 412.416 (0.75) = 154.656 N*M 2

A2: 118.416 (0.75) = 44.406 N*M 2

A3: 175.583 (0.75) = 65.843 N*M 2

A4: 461.742 (0.63) = 120.989 N*M 2

A5: 203.84 (0.12) = 12.23 N*M 2

Diagrama momento Flector M (N/M)

AREA CRÍTICA: M: 199.062 N*m V: 210.291 N

DIAGRAMA DE MOHR

40 mm

80 mm

σT = __(0.210291 X 10^6 N * mm) ( 20 mm) 1/12 (80 mm) (40mm) ^3

σT= 9.86 MPa σmed = 4.93 MPa

TEORIA DE FALLA

Material dúctil Acero a-36

SELECCIÓN DE PERFIL METALICO

S min =

(0.199062 x 10^6) 250 N/mm^2

S min = 796.248

Perfil Rectangular 80mm x 40mm – 2mm espesor

S min =

(0.199062 x 10^6) 250 N/mm^2

S min = 796.248

PLANOS ISOMETRICOS

3.40 M

VISTA FRONTAL

10CM

60 CM

VISTA LATERAL

82 CM

2.70 M

VISTA SUPERIOR 2.52 M 32 CM 1.88 M 32 CM

1.32M

2.32M

28 CM

3.59M

28 CM

PRESUPUESTO

CAP SUB

ITEM / SUBITEM

1

DESCRIPCIÓN

VALOR UNITARIO /DRM

VALOR PARCIAL

100.000

115.200

300.000

345.600

200.000

480.000

9 13

82.700 24.500

744.300 318.500

un

4

11.900

47.600

un

20

24.390 TOTAL

UND

CANT

M3

1.152

Zapatas en concreto f'c=3000 psi

m3

1.152

Concreto pobre cimentacion.1500 psi.

m2

2,4

un un

CIMENTACION Excavación

1.1 1.1.1 2

Excavación manual. Incluye cargue, retiro, disposición de escombros. Zapatas. CONCRETOS PARA CIMENTACIÓN

2.1

CIMENTACIÓN SUPERFICIAL

2.2.2

3 3.1 3.2 4

PERFILES RECTANGULARES METAICOS 80mm x 40mm x 2mm x 6m 50mm x 25mm x 0.9mm x 6m PINTURA

4.1 5

impermeabilización de perfiles CUBIERTA

5.1

teja de Zinc

487.800 2.539.000

CONCLUSICONES



El ejercicio desarrollado en este proyecto sirve para revisar y diseñar vigas para un techo de madera. Por ello, el trabajo aquí realizado sirve como apoyo en el estudio de estructuras hechas perfiles rectangulares metálicos.



Vale la pena señalar que este proyecto puede ser ampliado de manera que su alcance sea aún mayor. Por ejemplo, pudiera pensarse en la aplicación de una placa para el suelo, o que la estructura se vea un poco más ecológica al añadirle algunas plantas que sean de buen gusto visual.



Toda la teoría empleada empleada en este trabajo están basadas en investigaciones y documentos desarrollados por otros autores, mismos que deben utilizarse para el estudio de vigas y estructuras acero.



Cabe mencionar que para comprender correctamente la información del trabajo, es necesario poseer conocimientos sobre el análisis estructural y sobre el diseño de vigas.



La aportación más importante de este proyecto es poner a disposición una estructura hecha pefileria metálica, que servirá como protección a las bancas, estudiantes y personal de Coreducación que acuda a este lugar.



Dentro de las estructuras ningún elemento tiene menor importancia que otro, cada miembro desempeña una tarea específica y con esto se logra el desempeño adecuado de toda la estructura.

BIBLIOGRAFÍA

[1] J. c. McCormac, Analisis de estructuras metodos clasicos y matricial, Mexico: Alfaomega, 2010. [2] R. w. Fitzgerald, Mecanica de materiales, Massachusetts: Alfaomega, 1982.