8/15/2019 Practica 10 Flexion en Vigas

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Ciclo Escolar: 2014-15 UNAM ACATLAN ING. CIVIL

Laboratorio de esiste!cia de "ateriales

#ro$esor tit%lar de la teor&a: G'"e( G%ti)rre( Ma!%el

#ro$esor tit%lar de laboratorio: *l+are( Le'! Leo!ardo

Gr%,o: 02-1 orario: 11:00 a" 1/:00 ,"

#ractica 10: e$or"aci'! ,or 3ei'! e! +ias de acero estr%ct%ral.

Te"a: e$or"aci'! ,or 3ei'!

Al%"!o: Gio+a!!i 6er!al 6ecerril

7b8eti+o.El al%"!o co",arar9 la "9i"a de$or"aci'! el9stica calc%lada

co!tra la obte!ida e! %! es,)ci"e! de acero estr%ct%ral.

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I!trod%cci'!

Un elemento estructural de eje recto, cuya longitud es relativamente grande en comparación consu espesor (o ancho) y su altura (o peralte), y que esté sometido a cargas que actúantransversalmente a su eje, se denomina viga.La capacidad de una viga para resistir cargas transversales y transmitirla a los apoyos, provienefundamentalmente de su resistencia a la e!ión, por lo general respecto aleje de mayormomento de inercia de la sección (plano del alma). "l momento e!ionante producido en la vigase presenta generalmente acompa#ado de fuer$as cortantes. %in em&argo, éstas suelen teneruna inuencia secundaria en el comportamiento de vigas.

'on &astante frecuencia se encuentran vigas sujetas a cargas a!iales y de e!ión com&inados, loque puede ser particularmente importante, si la carga a!ial es de compresión, como se verposteriormente.

La viga es pro&a&lemente el elemento estructural ms común en una estructura. "ntre la gran

variedad de tipos de vigas se pueden destacar las siguientes

• *iguetas 'orresponden a vigas secundarias, dispuestas con muy poca separación unas deotras, utili$adas para soportar pisos y techos de edi+cios.

• inteles %on vigas relativamente cortas, dispuestas so&re a&erturas de muro (puertas yventanas).

• *igas de -achada %oportan las paredes e!teriores de edi+cios, y parte de la carga depisos y pasillos. -orman parte de los muros estructurales.

• Largueros de puentes *igas dispuestas en forma longitudinal en puentes. 'orren paralelasa la super+cie de rodamiento.

• *igas de piso "n general son vigas destinadas a soportar todo tipo de cargas en pisos deedi+cios y puentes. 'orresponden a vigas transversales en puentes (corren en forma

perpendicular a la super+cie de rodamiento).•  ra&es 'orresponden a vigas maestras o vigas grandes, a las que se conectan otras de

menor tama#o.

Flexión Pura

Los esfuer$os normales en la viga se relacionan con el momento e!ionante, de manera que

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f "sfuer$o o tensión normal de e!ión (tensión de tra&ajo)

y distancia al eje neutro/ momento de inercia de sección transversal respecto del centroide0 /1y módulo resistente

La ecuación anterior se denomina fórmula de e!ión, y su utili$ación supone el cumplimiento delas hipótesis elsticas usuales, y que las fuer$as cortantes que actúan en la sección transversalno son importantes

Comportamiento de una Viga Sometida a Flexión

"!perimentalmente se ha encontrado que el comportamiento de una viga de acero, est ligadaen gran medida al valor del momento e!ionante, a la forma de la sección transversal y la

longitud entre apoyos. 2unque en general la capacidad de carga de la viga queda determinada&sicamente por pro&lemas de inesta&ilidad local (pandeo local en el ala comprimida) y porpro&lemas de pandeo lateral (ala&eo y torsión).

La curva momento3dee!ión de la +gura 4.5, muestra distintos tipos de comportamiento devigas. La curva continua 627, corresponde al caso ideal, en que no hay pandeo local ni lateral.La respuesta inicial para cargas de poca intensidad, es elstica y lineal (tramo 62), y después deuna deformación considera&le el material de la viga entra en la región de endurecimiento pordeformación.

"l caso ms común corresponde a la curva 62'. La respuesta inicial corresponde al caso ideal,donde la viga se comporta de forma elstica y lineal. %in em&argo, cuando el momentoe!ionante m!imo alcan$a el valor 8p, se comien$a a producir un despla$amiento lateral del

ala comprimida, aumentando gradualmente las dee!iones tanto laterales como verticales,mientras que el ala traccionada se despla$a solo ligeramente, el resultado es una distorsión de lasección transversal, en la región central de la viga produciéndose pandeo local en el alacomprimida, lo que +nalmente termina por agotar la capacidad de carga de la viga.

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La curva 62" corresponde a una viga con momento e!ionante varia&le a lo largo de su eje(caso de una viga simplemente apoyada con una carga puntual en el centro).

9roducto del endurecimiento por deformación en la $ona de momento m!imo, la curvamomento3dee!ión se eleva por so&re el valor de 8p, descendiendo posteriormente al perder

resistencia a causa del inicio del pandeo local, y lateral.

Las curvas 62-:, 62;/ y 6<= muestran las fallas por pandeo local o lateral, yen algunos casospor una com&inación de am&os. "sta puede ocurrir inclusive en el rango elstico, (caso 6<=).

Materiales:

8arco de cargaispositivos de aplicación de carga para la prue&a de e!ión (apoyos y ca&e$al de carga alcentro del claro) "!tensómetro8icrómetro'inta métrica

'ali&rador8arcador9er+l de acero estructural

#rocedi"ie!to:

>) 9reparación del espécimen.

>.>) 8ida todas las dimensiones de los espec?menes de prue&a ( Longitud, &ase, altura,espesores, etc.). 2note todas las medidas en cm.

>.5) 9onga marcas al centro y en los e!tremos del espécimen de tal forma que indiquen su

colocación +nal al momento de aplicar la carga.5) 'lculo de la dee!ión

5.>) 'alcule mediante la siguiente ecuación la m!ima carga @9@ que puede soportar la viga sinsufrir deformaciones plsticas o permanentes, empleando la siguiente ecuación

5.5) 'alcule @Am!@ para la @9@ calculada.

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5.B) 'oloque el espécimen en los apoyos y los dispositivos para la medición de deformaciones.2plique ciclos de carga y descarga para valores constantes y menores que @9@ y anote ladee!ión o&tenida en cada ciclo.

5.C) 'ada ve$ que descargue el espécimen o&serve su recuperación. *eri+que en cada ciclo si ha

sufrido o no deformaciones plsticas o permanentes. 2note el valor de deformación o&tenido.5.4) Aa que u&ique el valor de carga en el cual se tienen deformaciones plsticas, continúe con elprocedimiento de carga y descarga pero ahora a múltiplos de dee!ión, esto hasta que elmaterial sufra deformación plstica total y no tenga recuperación alguna. Degistre en cada ciclola deformación o&tenida.

es%ltados:

Cara $ e3ei'! de!tro dell&"ite el9stico ""

e$or"acio!es ""

50 0./2 0100 0.;25 0151 0.</ 0200 1.2< 0.0/250 1.5= 0.0=/00 1.<; 0.1;/50 2.41 0./400 2.<5 0.<2

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E E.4 > >.4 5 5.4 B B.4

E

4E

>EE

>4E

5EE

54E

BEE

B4E

CEE

C4E

4E

>EE

>4>

5EE

54E

BEE

B4E

CEE

Cara-e3eio!

 

 >"a ""

 $ #

C%estio!ario:

1. ) e8e",los de a,licaci'! de +ias de acero estr%ct%ral.

Se utiliza para columnas, pilotes, vigas, refuerzo y otros usos de gran resistencia. Para hacer losas de vigueta y bovedilla,

bastidores etc

2. ?#or @%) se a,lica la ,r%eba de 3ei'! a %!a +ia de aceroestr%ct%ral

9ara poder determinar cul va a ser el echamiento m!imo que esa viga va a sufrir aconsecuencia de la carga que se le coloque

/. ?#or @%) es i",orta!te el ti,o de ,erBl o secci'! tra!s+ersal de

%!a +ia so"etida a 3ei'! E,li@%e co! al! e8e",lo."s importante en función del tra&ajo que va a reali$ar, por ejemplo /9D tiene la capacidad asoportar grandes cargas de&ido a sus propiedades mecnicas, y no va a reali$ar el tra&ajo queun 9D pues evidentemente tiene menos capacidad de carga por mencionar algunacaracter?stica

4. ?C'"o se deter"i!a el +alor de la cara "9i"a @%e debeso,ortar %!a +ia si! de$or"aci'! ,er"a!e!te

'on la formula

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5. ?C'"o se deter"i!a el +alor de la de3ei'! el9stica "9i"a @%edebe so,ortar %!a +ia si! de$or"aci'! ,er"a!e!te

'on la formula

;. escriba dos co!dicio!es @%e deba! te!er los accesorios decara D a,oDo ,ara @%e sea correcta"e!te eca la ,r%eba dede3ei'!.

Formali$ar la mquina, es decir con+gurar unidades el tiempo, la velocidadGue la carga este al centro de los dos apoyos

F. ?%) de$ectos de $abricaci'! e! el acero estr%ct%ral se ,%ede!detectar al reali(ar esta ,r%eba

Gue no cumpla con sus caracter?sticas mecnicas como el esfuer$o de uencia o el móduloelstico

=. Al a,licar la caraH se debe res,etar %!a +elocidadH ?e! @%)a$ecta el !o acerlo

%i, se recomienda una velocidad y una carga peque#a para que de este modo se pueda ver en emicrómetro el avance de la dee!ión e!perimental sin algún inconveniente

<. ?%) as,ectos de las ,ro,iedades "ec9!icas de la secci'!,%ede! a$ectar e! la reali(aci'! de la ,r%eba

'omo se mencionó en la pregunta número H, el esfuer$o de uencia y el modulo elstico

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10. ?%bo coi!cide!cia e! los +alores de cara D de3ei'!calc%lados co! los obte!idos e,eri"e!tal"e!te ?#or @%)

%on valores que para su parmetro de medición la diferencia que e!iste entre ellos es

desprecia&le por ejemplo para una carga de BEE la dee!ión e!perimental nos dio de >.IJ y lateórica fue de >.4KK la diferencia entre estas dos es de E.BH5 mm esto se de&e tal ve$ a que lascondiciones mecnicas del material no se cumplen al >EE as? como por errores de nosotros

Co!cl%sio!es:

Una ve$ terminada la prctica y o&tenido los resultados se puedo apreciar que losvalores o&tenidos e!perimentalmente y teóricamente tiene una similitud dentro derango de diferencia posi&le, esto nos indica que la prue&a fue reali$ada en su totalidadcorrectamente la carga m!ima calculada teóricamente fue de BHJ.HI Mg y en la ta&lade resultados nos podemos dar cuenta que a partir de los B4E Mg empie$a una

deformación en términos estrictos considera&le, esto nos indica que tanto la aplicaciónde la formula como la reali$ación de la prctica se hicieron en forma correcta.

'omo conclusión general las deformaciones que tal ve$ se pudieran dar en cierta formason muy peque#as y el sentido del clculo es que nosotros como /ngenieros dise#emosestructuras con+a&les seguras y económicas, que si &ien e!iste un rango de error estono de&e de ser motivo para o&viar cierto puntos importantes dentro del clculo como ladeformación evidentemente

6ibliora$&a

http11es.slideshare.net1tiagEE>1solidos353e!ion3>http11tesis.uson.m!1digital1tesis1docs1>>KK41'apitulo5.pdf 

http11NNN.scielo.cl1scielo.phpOscriptPsciQartte!tRpidP%EH>K3EHJC5EE4EEE>EEEEI