Resistencia de Materiales - Práctica de Resistencia en Vigas

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Resistencia de Materiales II

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Calculo del Coeficiente y esfuerzo máximo en una viga simplemente apoyada y en otra estáticamente indeterminada por los métodos de área-momento y superposición

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MATERIALES Y EQUIPOMateriales Vigademadera conunperfilI, conunalongitudtotal de2.20myreatransversal de 5 cm. Hilo plstico / hilo de pescar.Equipo Juego de masas ivel de !ur!u"a #inta m$trica %ancos para ensayos de vigas &argentosPROCEDIMIENTOProcedimiento No. 1 &e coloc' la viga de madera en uno de los sargentos se nivel' y asegur',simulando una viga empotrada y en voladi(o. )uego se tomaron datos de la altura inicial de la viga, desde el suelo hastala parte superior de la misma *+,,.5 cm-. &e di!u"aron, en la viga, marcas a +00 cm y +,0 cm del empotre las cualesser.an utili(adas para medir la defle/i'n en estos puntos luego de colocar elpeso. 0tili(andoelhilode pescar,se colocaron a +55.5 cm delempotre variasmasas con un peso total de 5+.12 . &e midi' nuevamente la distancia desde el suelo hasta la parte superior enlos puntos marcados de la viga para luego poder calcular las defle/iones yel valor de 3I.Procedimiento No. 2 &e colocaron los e/tremos de la viga de madera so!re las mesas de metal,simulando una viga so!re dos apoyos simples. 4e"ando una distancia entreapoyos de 2.+0 m. &e midi' la distancia desde el suelo hasta la parte superior de la viga. )uego se marcaron dos se5as a )/, y 2)/, de la distancia de la viga entrelos apoyos 0tili(ando el hilo de pescar, se coloc' un peso total de 5+.12a )/, de ladistancia de la viga 6ue se encontra!a entre los apoyos. &e midi' la distancia desde el suelo hasta la marca de 2)/,de la viga paraluego calcular la defle/i'n. )uego con el m$todo de 7rea/8omento se calcular la defle/i'n te'rica enel mismo punto y se compararn los resultados.Procedimiento No. 3 &ecoloc'yseasegur'lavigaconlossargentosenam!ose/tremos,simulandounavigado!lementeempotrada. 4e"andounadistanciaentreapoyos de 2.+0m. &e midi' la distancia desde el suelo hasta la parte superior de la viga )uego se marc' una se5a ms en la mitad de la longitud de la viga. 0tili(ando el hilo de pescar se vuelve a colocar el peso de 5+.12en )/,. &e mide nuevamente la distancia desde el suelo hasta la marca en la mitadde la longitud de la viga y se determina la defle/i'n. 0tili(ando el m$todo de &uperposici'n se calcular la defle/i'n te'rica en lamitaddelavigaparaluegocompararloconladefle/i'nmedidaenlaprctica.MARCO TERICODeflexin3n ingenier.a se denomina defle/i'n al tipo de deformaci'n 6ue presenta unelemento estructural alargado en una direcci'n perpendicular a su e"e longitudinal.3l t$rmino 9alargado9 se aplica cuando una dimensi'n es dominante frente a lasotras. 0n caso t.pico son las vigas, las 6ue estn dise5adas para tra!a"ar,principalmente, por defle/i'n. Igualmente, el concepto de defle/i'n se e/tiende aelementos estructurales superficiales como placas o lminas.3/istenvariosm$todosparacalcular lasdefle/ionesenvigas, enel presentetra!a"o se utili(aron: 8$todo 7rea ; 8omento 8$todo de &uperposici'n.Mtodo rea Momento)os dos teoremas 6ue forman la !ase de la teor.a de las defle/iones y rotacionespor el 8$todo de las 7reas del diagrama de 8omentos, fueron presentados en la0niversidad de 8ichigan en +reene.?a en +reene supiera de su e/istencia. )a continuidad, me"oramiento yampliaci'n del m$todo 6ued' en manos del profesor alemn 8ullerC%reslau, 6uelo aplic' a estructuras estticamente indeterminadas.)ametodolog.aderesoluci'natrav$s deestos teoremas, necesita 6ueeldiagrama de momentos sea dividido por la constante 3I. 3stos teoremas,relacionandospuntoscuales6uieradelacurvaelsticaylo6uepuedeestarsucediendoentreellosysusrespectivoscam!iosdependientedesusrectastangentes. Dor otro lado, el m$todo tam!i$n puede o!tener las defle/iones entreesos puntos, relacionndolos a trav$s de sus momentos estticos en el diagramade momentos.Drimer teorema Erataso!re el cam!io de pendiente entre las rectas tangentes de dos puntos de lacurva elstica es igual al rea del diagrama de 8/3I entre los dos puntosevaluados.&egundo teorema3nfocadoen6ueladefle/i'nFodistanciamedidaverticalmenteGdeunarectatangente a la curva elstica de una viga enun punto cual6uiera A con respecto auna tangente en otro punto %, es igual al momento esttico con respecto al punto% del rea del diagrama de momentos entre esos dos puntos.Mtodo uperposicin3l principio de superposici'n o teorema de superposici'n es un resultadomatemtico6uepermitedescomponer unpro!lemalineal endosomssu!Cpro!lemas ms sencillos, de tal manera 6ue el pro!lema original se o!tiene como9superposici'n9 o 9suma9 de estos su!Cpro!lemas ms sencillos.E$cnicamente, el principio de superposici'n afirma 6ue cuando las ecuaciones decomportamiento 6ue rigen un pro!lema f.sico son lineales, entonces el resultadode una medida o la soluci'n de un pro!lema prctico relacionado con unamagnitud e/tensiva asociada al fen'meno, cuando estn presentes los con"untosde factores causantes A y %, puede o!tenerse como la suma de los efectos de Ams los efectos de %.RESULTADOSEIDB 43 VI>A 4AEB E3HII#B 4AEB 3 DIA#EI#Aimplemente apo!ada ?*2)/,-J +.+5@ mm ?*2)/,-J 2 mmDo"lemente empotrada ?*)/2-J 0.,+ mm ?*)/2-J 2.5 mmE# prom$%%2 Nm&Datos obtenidos en la prctica de laboratorioDISCUSIN DE RESULTADOS3l 3Iprom es el promedio de dos coeficientes de rigide( de!ido a 6ue estos difer.anentre si y al ser calculados tuvieron 6ue ser similares o iguales *no importando en6ue parte de la viga fuese calculada-. o se escogi' una respuesta parcial comocorrectade!idoa6uenoha!.aunparmetroparacorro!orarcual eralamscertera y cercana al coeficiente de rigide( real por lo 6ue se calcul' un promedio.3sto se de!i' a 6ue el e6uipo con el 6ue se conta!a para la prctica,no era degran precisi'n ycalidad, tam!i$n las condiciones en las 6ue se reali(' la prcticano eran las 'ptimas por lo tanto las medidas no eran de lo ms precisas causandovariaci'n en el clculo de 3I. &e puede considerar tam!i$n 6ue la viga no ten.aunasecci'nconreatransversal uniformealolargodelamisma. 4e!idoaactividadesacad$micassecontinu'tomandoel 3Ipromcomocorrectoparalosclculos siguientes. &e puede tomar en cuenta tam!i$n 6ue la madera no es unmaterial totalmente uniforme, 6ui(s el valor de 3 no sea uniforme a lo largo de laviga.)as defle/iones en el punto 4de am!as vigas difieren, se puede "ustificarcomentando 6ue la distancia 6ue se med.a desde el suelo hasta la parte superiorde la viga era relativamente grande y lacinta m$trica no se pod.a colocare/actamente paralela a las defle/iones, adems 6ue la cinta m$trica no se pod.ado!lar con facilidad cuando llega!a al suelo para dar una lectura precisa. #a!e resaltar 6ue la viga 6ue se utili(' para esta prctica se encontra!alevemente torcida, lo cual pudo modificar levemente las defle/iones.Aun6ue las defle/iones te'ricas y las defle/iones prcticas difieran entre s., no esdemasiadaladiferencia. Eomandoenconsideraci'nlos posi!les errores 6ueafectaronestaprcticasepuededecir6uelosm$todosderea;momentoysuperposici'n son t$cnicas aplica!les para calcular defle/iones en vigas.3s importante mencionar tam!i$n 6ue utili(ando el m$todo de rea ; momento seo!tuvo un valor te'rico mucho ms cercano al valor medido en la prctica 6ue elm$todo de superposici'n.BIBLIOGRAFA 8ecnica de 8ateriales @ta 3dici'n, %eer, Kerdinand, Johnston, Iussell. Deflexin#onsulta: https://es.LiMipedia.org/LiMi/Kle/iN#,N%,nOmecN#,NA+nicaHora: +=:00 Hrs Kecha: 0@/0=/20+5 Mtodo rea ' Momento#onsulta: http://pro!lemasresueltosmatest.!logspot.com/20++/+0/metodoCdeCareaCdeCmomentosCteoremas.htmlHora: +=:,0 Hrs Kecha: 0@/0=/20+5 Mtodo uperposicin#onsulta: http://ingcivilC200