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UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA

SEDE MANIZALES

DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA CIVIL

CARRERA DE INGENIRÍA CIVIL

ANALISIS ESTRUCTURAL AVANZADO

TRABAJO PRÁCTICO

Objetivos

- Analizar una cercha 3-D, por el método matricial, para diversas condiciones de car ga.

- Conocer el funcionamiento básico del sistema de medición de deformaciones basado en galgas extenso

métricas.

- Comparar las diferencias entr e los modelos de análisis y los modelos físicos.

- Comparar los resultados del análisis con los resultados del ensayo de laboratorio.

El tr abajo constar á de 3 part es.

- Análisis matricial de una cercha 3-D.

- Investigación sobre sistemas de medición de deformaciones basados en galgas extenso métri cas.

- Análisis y compar ación de los resultados del ensayo de las cerchas en el laborator io de estr ucturas de la sede.

1. ANALISIS MATRICIAL

Se pide analizar completamente, por los métodos enseñados en el curso, la cercha mostr ada en la figur a 1.

Se pueden analizar y comparar para las medidas dadas en la tabla 1,

que son unas medidas aproximadas del modelo, o se pueden tomar

medidas propias, en el modelo a ensayar , que se encuentr a en el

laboratori o de estr ucturas. Se debe justificar por qué se tr abaja con

las medidas aproximadas o con las medidas propias, en el infor mefinal.

El mater ial es acero ASTM-A – 36.

El momento de inercia y el área son los de ángulos de aletas iguales y

cada grupo debe decidir qué valores usar (tablas de valores de

fabricantes o calculados a part ir de mediciones propias) dependiendo

el modelo que les cor r esponde. Los modelos son hechos de:

- Modelo A: ángulos L 2x2x1/ 4

- Modelo B: ángulos L2x2x1/ 8

Fig. 1vista en planta

Descr ipción nodoCoordenadas(mm)

X Y ZVért ice tr iangulo inferior , apoyo segundo gr ado, origen de coordenadas A 0 0 0Vért ice tr iangulo inferior , apoyo segundo grado B 1720 0 0Vért ice tr iangulo inferior , apoyo segundo grado C 860 2000 0Vértice triangulo superior D 350 400 960Vértice triangulo superior E 1210 400 960Vértice triangulo superior F 860 1200 960Tabla 1. Medidas aproximadas

X

Y

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2. GALGAS EXTENSO METRICAS

En el ensayo del laborator io se usará el sistema de medición de deformaciones en las barr as 7 y 9 (de la Figura 1). Con los

valores obtenidos se hará la poster ior comparación de r esultados por lo que es necesario que entiendan en qué consiste

este sistema. Para esto se les pide realizar una investigación sobre la utilización de estos elementos, partiendo de las

siguientes palabas claves:

- Galga extenso métr icas(y su traducción al inglés)

- Sistema electr ónico de adquisición de datos

- Deformac ión uni tar i a

- Fluencia

- Módulo de elasticidad

Para obtener mayor información sobre este sistema, pueden acercarse al Laboratorio de Estructuras donde se les

mostrará el sistema y se les dará una guía para comenzar con su investigación.

El objetivo principal de esta investigación es que a partir de documentos de investigación realicen un trabajo explicativo

del sistema de deformación basado en galgas extenso métricas.

3. ANALISIS DE RESULTADOS

El objetivo global del t r abajo es comparar los r esultados del ensayo del laboratorio con l os resultados obtenidos delanálisis matr icial. Se elaborar án dos tablas de fuerza vs desplazamiento (fuerza aplicada en el grado de libert ad 2 del

nudo F y el correspondiente desplazamiento de ese grado de libertad), una con los datos teóricos y otra con los

r esultados experimentales. Igualmente se har án dos tablas de deformación unitaria vs esfuerzo axial (deformación

unitaria en las barr as 7 y 9 vs esfuerzo axial en esas mismas barr as). Los resultados del ensayo de laboratorio t ienen la

siguiente for ma (estos resultados son los que se les entregar án):

Desplazamiento en el punto y la dir ección de aplicación de la fuer za (Nudo F grado de liber tad 2)

Fuerza (Ton) Desplazamiento (cm)

0.0 0.

0.1 0.3

….. …..

3.5 1.0

…. …..

Max Max

Con respecto a las fuerzas internas deben calcular las siguientes relaciones, tanto teóricas como experimetnales:

Esfuerzo axial aplicado VS Defor mación unitar ia

Esfuerzo(MPa)

Deformación unitaria ()

0.0 0.00

0.1 0.01

….. …..3.5 0.09

3.6 0.10

…. …..

Max Max

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Contenido del tr abajo

El trabajo debe contener los siguientes elementos.

- Archivo del anál is is matr icial

- Fotos del ensayo de laboratorio

- Ensayo sobre galgas extenso métr icas

- Documentos electrónicos o bibliografía de los cuales tomaron la información para el ensayo (importante)- Informe de análisis (resultados, gráficos, justificación de los datos con los que hicieron el análisis E, I, A)

- Cálculo experimental de E

- Informe de labor atorio (resultados y gr áficos, comentar sobr e la ejecución del ensayo)

- Comparación de resultados

- Análisis de la comparación y conclusiones

ANDRES FELIPE GARCIA OSPINA

ESTUDIANTE AUXILIAR, LABORATORIO DE ESTRUCTURAS.

afgarciaos@gmail.com