LABORATORIO: ANÁLISIS DE ESTRUCTURAS

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Las barras se unen de manera "articulada" con ayuda de discos nodales y sólo se someten a esfuerzos de compresión o de tracción. En los nudos no se transmiten momentos y se considera despreciable el rozamiento. Nuestras estructuras se pueden considerar, por lo tanto, celosías ideales. Un dispositivo de carga que se aplica a un disco nodal genera una carga externa. Todos los esfuerzos que actúan en las barras de la celosía se miden mediante galgas extenso métricas.

El análisis de los valores registrados en el PC se realiza con ayuda del amplificador de medida FL 151 (16 canales de entrada).

4. FUNDAMENTO TEÓRICO

4.1 ARMADURA

Se denomina armadura a la estructura formada por un conjunto de piezas lineales (de madera o metálicas) que se encuentran ensambladas entre sí, y que se utiliza para soportar la cubierta inclinada de algunos edificios. La disposición de la cubierta, a una dos, tres, cuatro o más aguas, influye lógicamente en la característica de la armadura que debe sostenerla. Frecuentemente las armaduras estructuralmente son celosías planas, aunque existen armaduras de otro tipo que no son celosías.

Constan de elementos rectos conectados en nudos localizados en los extremos de los elementos. Los elementos de estas estructuras están sometidos a dos fuerzas iguales y opuestas dirigidas a lo largo del elemento. Las barras de una armadura solo resisten fuerzas axiales (normales), .ya sea a Compresión (-) o a Tensión (+).

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4.2 TIPOS DE ARMADURA

La mayoría de los tipos de armaduras usadas en la estructuración de cubiertas, puentes, han sido nombradas por quien las diseñó por primera vez, por ejemplo, la armadura tipo Howe, fue patentada en 1840 por William Howe, la armadura Warren, fue patentada por los ingleses James Warren y Willboughby Monzoni en 1848.

También destacan la armadura Pratt Plana, armadura Fink, Delta, entre otras.

Armadura Howe: Compuesta por montantes verticales entre el cordón superior e inferior. Las diagonales se unen en sus extremos donde coincide un montante con el cordón superior o inferior.

Armadura Warren: El rasgo característico de este tipo de armadura es que forman una serie de triángulos isósceles o equiláteros, de manera que todas las diagonales tienen la misma longitud.

Armadura Pratt Plana: A diferencia de una armadura Howe, las barras están inclinadas en sentido contrario, de manera que las diagonales están sometidas a tracción, mientras que las verticales están comprimidas.

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4.3. MÉTODO DE LOS NODOS

Este método consiste en aplicar las condiciones de equilibrio en todos los nodos de la cercha, no necesariamente de forma secuencial, para ir aplicando nodo a nodo el equilibrio de fuerza en cada uno de ellos e ir obteniendo el valor de las fuerzas incógnitas. La selección del nodo que se va a considerar depende del número de fuerzas desconocidas que posea, se seleccionan de primero aquellos que tengan menos incógnitas y se dejan para finalizar con los que posean más fuerzas desconocidas. La solución de los primeros nodos va simplificando la resolución de los últimos.

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4.4 MÉTODO DE LOS CORTES:

Dada una estructura formada por barras articuladas, en la que las cargas están aplicadas sobre los nudos (o articulaciones) y en la que el peso de las barras es despreciable frente a dichas cargas, la única solicitación en las secciones transversales de sus barras será el esfuerzo normal (reacciones en un sólido biarticulado plano). En ocasiones, interesa conocer el valor de los esfuerzos normales de algunas barras, sin analizar toda la estructura como se hace en el método de los nudos. Para estos casos, se utilizará el método de las secciones imaginando que la estructura está seccionada precisamente por aquellas barras cuyos esfuerzos normales se quiere determinar. Este método se utiliza para determinar las fuerzas internas o solicitaciones en una sección transversal de una viga. La aplicación particular del método de las secciones para estructuras articuladas se denomina método de Ritter. Las ecuaciones de equilibrio determinan estas fuerzas normales, siempre que el número de barras cortadas no sea superior a tres

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- Fuerza de Tensión o Tracción

Las fuerzas de tensión son aquellas que tienden a estirar el cuerpo o alargarlo

Las cuerdas, por ejemplo, permiten transmitir fuerzas de un cuerpo a otro. Cuando en los extremos de una cuerda se aplican dos fuerzas iguales y contrarias, la cuerda se pone tensa. Las fuerzas de tensión son cada una de estas fuerzas que soporta la cuerda sin romperse.

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- Fuerza de Compresión

Es lo contrario a la fuerza de tensión. El efecto de esta fuerza es de comprimir o aplastar los cuerpos, este proceso consiste en someter un cuerpo a dos fuerzas opuestas sobre una misma línea de acción, la cual actúe de manera que tienda a comprimir el cuerpo

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5. PROCEDIMIENTO SEGUIDO EN EL ENSAYO

- Revisar conexiones de los clavijeros del bastidor.

- Abrir el software (LEARNING SOFTWARE FRAMEWORK).

- Añadir los pesos a los nodos inferiores del bastidor (9.5N, 10N, 7N Y 9N).

- Calibrar el software, para poder realizar el experimento.

- Hallar las fuerzas sobre cada barra utilizando el software.

- Tomar nota y capturar los pantallazos de los resultados obtenidos.

- TOMA Y REGISTRO DE DATOS

- Captura de pantalla del esquema sin ser sometida a ninguna fuerza.

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