Tercera presentación GRUPO H
PUENTE WARREN
UNIVERSIDAD CATÓLICA SANTO TORIBIO DE MOGROVEJO:
FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA DE INGENIRÍA MECÁNICA ELÉCTRICA.
• Asignatura: Mecánica de materiales • Semestre Académico: 2017 - I • Profesor: Ing. Sipion Muñoz, Ivan Dante • Tema: Puente Warren • Integrantes – Códigos Arbulú Aguilar, Oliver Luis
152CV59011
Gamarra Damian, Gean Anthony
141EP49064
Medina Gamonal, Anthony Raul
142AD53674
Tomanguilla Daza, Larry
151TD56721
• Fecha de presentación: 15/06/2017
Chiclayo 2017
UNIVERSIDAD CATÓLICA SANTO TORIBIO DE MOGROVEJO:
FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA DE INGENIRÍA MECÁNICA ELÉCTRICA.
• Asignatura: Mecánica de materiales • Semestre Académico: 2017 - I • Profesor: Ing. Sipion Muñoz, Ivan Dante • Tema: Puente Warren • Integrantes – Códigos Arbulú Aguilar, Oliver Luis
152CV59011
Gamarra Damian, Gean Anthony
141EP49064
Medina Gamonal, Anthony Raul
142AD53674
Tomanguilla Daza, Larry
151TD56721
• Fecha de presentación: 15/06/2017
Chiclayo 2017
INDICE 1. Introducción 1.1
Sustentación
1.2 Objetivos 1.2.1 General 1.2.2 Especifico 2. Marco Teórico 3. Estado del arte 4. Cálculos 5. Ejercicios 6. Conclusiones y Recomendaciones 7. Anexos 8. Bibliografía
RESUMEN Este proyecto tiene que ver principalmente con la fuerza a que nuestro puente a pequeña escala puede ser sometido, ya que sabiendo dichas fuerzas podrá ser llevado a una escala real. Suponiendo que no calculemos la resistencia de un puente antes de su construcción, cuando este se encuentre al alcance de la población puede ocurrir un accidente, como por ejemplo: Un puente se construye para resistir una fuerza máxima de 20KN y sobre él se le aplica una fuerza de 25KN, este puente no podrá resistir dicha fuerza por lo cual llegaría a desplomarse ocasionando un accidente que pondría en riesgo la vida de muchas personas así como también las pérdidas para estado y para la empresa encargada de dicha construcción. Estos cálculos serán de mucha ayuda ya que al saber la resistencia de un puente podrá ser construirlo con mayor seguridad.
1. INTRODUCCIÓN En general en el tema de estructura de puente de armadura Warren se le aplicaran todos los conocimientos adquiridos en el curso de mecánica de materiales, el diseño se presenta en un puente hecho a base de madera, se evaluara el comportamiento de la estructura y aplicación de una fuerza a la cual será sometido, la cual nos permitirá a través del ensayo cual es el peso máximo que soportara la estructura, él análisis de comportamiento de tensión y compresión y el análisis de esfuerzo máximo y mínimo, el principio fundamental de la armaduras es unir elementos rectos para formar triángulos, los elementos trabajan a esfuerzos axiales en puntos que se llaman nodos y entre si conforman tal que el sistema se comporta establemente cuando recibe cargas aplicadas directamente en estos nodos.
1.1 Sustentación Un ejemplo claro en el cual se puede aplicar la mecánica de materiales, es en un puente ya que en ellos se puede apreciar distintas deformaciones lo cual conlleva a estudios para analizar los esfuerzos, resistencias, cargas, etc. Estos estudios permiten obtener evidencias que ayudan a establecer criterios para un mayor entendimiento, por lo cual nos basaremos en un puente Warren para el estudio.
1.2 Objetivos 1.2.1 General
Analizar de la estructura de un puente Warren (solo las vigas).
1.2.2 Específico
Realizar mediciones experimentales aplicando una o más fuerzas.
Analizar cargas máximas que resistirá la estructura.
2. Marco teórico Los puentes son de mucha utilidad en nuestra vida cotidiana, ya que nos facilitan nuestra movilidad ante el obstáculo de un rio o un acantilado. Un puente consta de los siguientes materiales:
Barras rectangulares.
Pernos.
Concreto para la base (pista, hormigón o metal).
Puente de Chamaya III
Nuestra finalidad es llevar un análisis a fin de calcular en que parte del puente hay una mayor concentración de esfuerzos, así como en la que hay menor concentración de esfuerzos, debido a la carga máxima a la que el puente está diseñado a soportar que son de 36 toneladas, colocando cada carga en las partes indicadas en la siguiente figura:
Puente de Chamaya III
3. Estado del Arte Los primeros puentes de la historia fueron hechos por la naturaleza; tan simple como un tronco caído sobre un arroyo. Los primeros puentes construidos por seres humanos eran probablemente tramos de troncos o tablones de madera acomodados por el hombre primitivo y finalmente, piedras, usando un simple apoyo y una viga transversal. La mayor parte de estos primeros puentes construidos no podían soportar pesos pesados o fuertes corrientes de agua. Fueron estas deficiencias que llevaron al desarrollo y a la evolución progresiva de la construcción de cada vez mejores puentes.
Puente tronco en los Alpes franceses cerca de Vallorcine.
El primer puente de madera, el llamado «Antiguo puente de Londres» (Oíd London Bridge), fue comenzado a construir en 1176 por Peter, capellán de St. Mary Colechureh, templo allí cercano. Consistía el puente en 19 arcos, y sostenía casas de madera. Los estribos eran grandes y sólidos, y los arcos, muy pequeños, y se perdieron muchas vidas por zozobrar allí las embarcaciones. A principios del siglo XVIII todavía existían bajo dos de los arcos del puente ruedas de paletas para elevar el agua del río. Estas ruedas o aceñas giraban con la marea, de suerte que el sentido de su rotación cambiaba con el flujo y reflujo.
El tipo de puente varía según estén destinados: ya sea al servicio de ferrocarriles, de carreteras, de pasarelas o en fin puentes canales. Por su estructura, pueden ser bien de tramos rectos, o bien en arco, con articulaciones o sin ellas, y de contrapeso o apoyo en pescante. Todos los puentes de 61 metros de longitud, y aun mucho más corto, se construyen actualmente con el hierro forjado dispuesto en armaduras ensambladas, y esto ahorra muchos miles de toneladas de peso en un puente grande, se han desarrollado en la actualidad diversos tipos de puentes; algunos de ellos muestran claramente la influencia de las antiguas estructuras de madera; pero entre los últimos grandes puentes pueden encontrarse ejemplos notables, en los que se han aplicada con éxito a la práctica nuevas teorías.
De reticulado”: como se ve, no se trata de una simple viga, sino de una armazón de vigas dispuestas casi como
una red y soldadas o remachadas entre sí. Es el modelo que prevalece en el cruce de amplias extensiones de agua, y uno de los que ofrecen mayor consistencia.
4. Cálculos Para hallar las fuerzas internas en cada barra utilizaremos el método de nodos, aplicando las ecuaciones de equilibrio.
MA : (29, 43KN )(16m) (29, 43KN )(24 m) (29, 43 KN )(32 m) (29, 43 KN )(40 m) (29, 43KN )(64m) (29, 43 KN )(72 m) Uy(80) 0
Uy 91, 233KN
Fx 0 Ax 0
Fy 0 Ay 29, 43KN 29, 43 KN 29, 43 KN 29, 43 KN 29, 43 KN 29, 43 KN Uy 0
Ay 85,347 KN
Nodo A:
Ay 85,347 KN Ax 0
Fy 0 85,347 KN FABSen 63, 434 0 FAB 95,421KN
Fx 0 Ax FAC 95, 421KN Cos(63, 434) 0 FAC 42,674KN
Nodo B
FAB 95,421KN
Fx 0 434) 0 FBD 95, 421KN Cos(63, 434) FBC Cos(63, FBD 85,349 KN
Fy 0 95, 421KNSen(63, 434) FBCSen(63, 434) 0 FBC 95,421KN
Nodo C
FAC 42,674KN FBC 95,421KN
Fx 0 42, 674 KN 95, 421KN Cos(63, 434) FCD Cos(63, 434) FCE 0
FCE 128,023KN
Fy 0 95, 421KNSen(63, 434) FCDSen(63, 434) 0 FCD Compresión
Nodo D
FBD 85,349 KN FCD 95,421KN
Fy 0 95, 421Sen(63, 434) FDESen (63, 434) 0 FDE 95,421KN
Fx 0 85, 349 KN 95, 421Cos(63, 434) 95, 421KN Cos(63, 434) FDF 0 FDF 170,698 KN
Nodo E
FDE 95, 421KN FCE 128,023 KN
Fy 0 95, 421KNSen(63, 434) FEFSen(63, 434) 29, 43 KN 0 FEF 62,516 KN
Fx 0 128, 023KN 95, 421KN Cos(63, 434) 62, 516 KN Cos(63, 434) FEG 0
FEG 198,656 KN
Nodo F
FDF 170,698 KN FEF 62,516 KN
Fy 0 62,516KNSen (63, 434) FFGSen (63, 434) 0 FFG 62,516 KN
Fx 0 170, 698KN 62, 516KN Cos(63, 434) 62, 516KN Cos(63, 434) FFH 0 FFH 226,615KN
Nodo G
FFG 62,516 KN FEG 198,656 KN
Fy 0 62, 516 KNSen(63, 434) FGHSen(63, 434) 29, 43 KN 0 FGH 29,611KN
Fx 0 198, 656 KN 62, 516 KN Cos(63, 434) 299, 611Cos(63, 434) FGI 0
FGI 239,857 KN
Nodo H
FFH 226,615KN FGH 29,611KN
Fy 0 29, 611KNSen(63, 434) FHISen(63, 434) 0 FHI 29,611KN
Fx 0 226, 615KN 29, 611KN Cos(63, 434) 29, 611KN Cos(63, 434) FHJ 0 FHJ 253,1KN
Nodo I
FHI 29,611KN FGI 239,611KN
Fy 0 29, 611KNSen(63, 434) FIJSen(63, 434) 29, 43 KN 0 FIJ 3,292 KN
Fx 0 29, 611KN Cos(63, 434) 239, 611KN 3, 292 KN Cos(63, 434) FIK 251, 381 KN
FIK 251,381KN
Nodo J
FHJ 253,1KN FIJ 3,292 KN
Fy 0 3, 292 KNSen(63, 434) FJKSen (63, 434) 0
FJK 3,292 KN
Fx 0 253,1KN 3, 292KN Cos(63, 434) 3, 292KN Cos(63, 434) FJL 0 FJL 250,155KN
Nodo K
FJK 3,292KN FIK 251,381KN
Fy 0 3, 292 KNSen(63, 434) 29, 43 KN FKLSen(63, 434) 0
FKL 36,195 KN
Fx 0 251, 381KN 3, , 292 KN Cos(63, 434) 36,195 KN Cos(63, 434) FKM 0 FKM 233,721KN
Nodo L
FKL 36,195 KN FJL 250,155 KN
Fy 0 36,195KNSen(63, 434) FLMSen(63, 434) 0
FLM 36,195 KN
Fx 0 250,155KN 36,195KN Cos(63, 434) 36,195KN Cos(63, 434) FLN 0 FLN 217,780KN
Nodo M
FLM 36,195 KN FKM 233,721KN
Fy 0 36,195 KNSen(63, 434) FMNSen(63, 434) 0
FMN 36,195 KN
Fx 0 36,195 KN Cos(63, 434) 233, 721KN 36,195 KN Cos(63, 434) FMO 0 FMO 201,346 KN
Nodo N
FLN 217,780KN FMN 36,195 KN
Fy 0 36,195KNSen(63, 434) FNOSen(63, 434) 0
FNO 36,195 KN
Fx 0 217, 780 KN 36,195KN Cos(63, 434) 36,195KN Cos(63, 434) FNP 0 FNP 185,224 KN
Nodo O
FMO 201,346 KN FNO 36,195 KN
Fy 0 36,195 KNSen(63, 434) FOPSen(63, 434) 0
FOP 36,195 KN
Fx 0 201, 346 KN 36,195 KN Cos(63, 434) 36,195 KN Cos(63, 434) FOQ 0
FOG 168,971KN
Nodo P
FNP 185,224KN FOP 36,195KN
Fy 0 36,195KNSen(63, 434) FOQSen (63, 434) 0
FPQ 36,195KN
Fx 0 185, 224 KN 36,195KN Cos(63, 434) 36195KN Cos(63, 434) FPR 0 FPR 152,849 KN
Nodo Q
FPQ 36,195 KN FOQ 168,971KN
Fy 0 36,195 KNSen(63, 434) 29, 43 KN FQRSen(63, 434) 0
FQR 69,098 KN
Fx 0 168, 971KN 36,195 KN Cos(63, 434) 69, 098 KN Cos(63, 434) FQS 0
FQS 121,880 KN
Nodo R
FPR 152,849 KN FQR 69,098 KN
Fy 0 69, 098 KNSen(63, 434) FRSSen(63, 434) 0
FRS 69,098 KN
Fx 152, 849 KN 69, 098 KN Cos(63, 434) 69, 098 KN Cos(63, 434) FRT 0 FRT 91,043KN
Nodo S
FRS 69,098KN FQS 121,880KN
Fy 0 69, 098KNSen (63, 434) 29, 43KN FSTSen (63, 434) 0
FST 102 KN
Fx 0 69, 098KN Cos(63, 434) 121,880KN 102KN Cos(63, 434) FSU 0 FSU 45,360 KN
Nodo T
FRT 991,043KN FST 102 KN
Fy 0 102 KNSen(63, 434) FUTSen (63, 434) 0 FUT 102 KN
Nodo U
FUY 91, 233KN
Fy 0 91, 233KN FTUSen(63, 434) 0 FTU 102 KN
Fx 0 102 Cos(63, 434) FSU 0 FSU 45,617 KN
