Diseño de vigas prismáticas PDF

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Diseño de vigas prismáticas En lo concierne a las vigas prismáticas la mayoría son fabricadas de materiales dúctiles como el acero, el hierro, aluminio, que por lo general, para la viga, no se necesita trazar la trayectoria de esfuerzo. Para los cuales hay que asegurarse que el esfuerzo cortante y flexionaste de la viga no excedan a lo permisible para el material, definidos por los códigos mecánicos y estructurales. En una gran cantidad de casos, la viga suspendida es relativamente larga, de tal modo los momentos internos se vuelven grandes. Cuando ocurre esto, el Ingeniero deberá considerar primero el diseño basado en la flexión y luego comprobar la resistencia de corte. Un diseño por flexión está determinado por el módulo de sección de la viga, determinada por la siguiente formula:

S req=

M max σ perm

Donde podemos determinar a M como el momento de la viga, y el esfuerzo flexionante permisible,

σ perm , especificado en un código de diseño. Una vez conocido el S, si la viga tiene una forma simple en su sección transversal como un circulo, cuadrado, triangulo o un rectángulo y de proporciones conocidas, sus dimensiones pueden determinarse directamente, no obstante se deberá elegir una viga en particular que cumpla con los requisitos de un manual con estándares de fabricación. Una vez que se ha seleccionado la viga, puede usarse la fórmula del esfuerzo cortante, para verificar si no excede el esfuerzo cortante permisible. Sin embargo, si la viga es “corta” y soporta grandes cantidades de de cargas , la limitación del esfuerzo cortante puede imponer el tamaño de la viga. Esta limitación es importante en la elaboración de vigas de madera puesto que tienden a rajarse a lo largo de sus delgadas fibras Vigas fabricadas. Por lo general, las vigas son fabricadas con acero o madera, analizaremos la fabricación según las propiedades de estos materiales. Secciones de acero. Mayormente estas vigas son creadas de acero producidas mediante el proceso LAC (laminado de acero en caliente), obteniendo así la forma requerida para la viga. Estos perfiles laminados tienen propiedades tabuladas por la A.S.T.M. (American Society of Testing Materiales), que tiene como significado, Asociación Americana de Ensayo de Materiales. Según la A.S.T.M. con código A36, A-572 GR 50, A-992, podemos describir a las vigas “I” o DOBLE “T”, que tiene una sección transversal en forma de I que se obtiene por Laminación de lingotes de Acero Estructural que son precalentados hasta una temperatura de 1250ºC. Podemos definirlo de la siguiente manera: Vigas “I” W18X46 donde “W” indicaría una sección transversal de ala ancha un peralte de “18pulg” y un peso de 46 lb/pie

Secciones de madera. Las vigas de madera en su mayoría , tienen una sección transversal de forma rectangular, puesto que estos son de fácil fabricación y manejo. En manuales como en el de la Asociación Nacional de Productos Forestales de Estados Unidos, presentan las medidas de tablas de maderas que con frecuencia son utilizadas en vigas de maderas. A menudo, son reportadas las dimensiones reales y nominales. Estas vigas son identificadas por sus medidas nominales, como por ejemplo, 2” x 4” (pulgadas), pero al momento de ser cepilladas sus dimensiones tienden a disminuir obteniendo así una variación de 1.25cm, este sería su valor real, este proceso se realiza para obtener una superficie lisa de la madera. Secciones Compuestas. En casos como esta, las secciones estarían compuestas de dos o más partes que al momento de unirlas formarían una sola unida. Como S req =

M d , entonces la σ req

capacidad de la viga varia directamente con el módulo de la sección, sin embargo si entonces si

I

aumenta también incrementaría

S req

S req =

. Con el fin de incrementar el

I

I c ,

debemos ubicar relativamente, al material lo más alejado del punto de equilibrio, por consecuencia, hará que la viga sea tan eficiente al momento de resistir un momento. Sin embargo, cuando una carga es demasiado grande y no se cuenta con una viga de acero con una sección modular lo suficientemente grande para resistir estas cargas, se suele construir vigas formadas por placas y ángulos. Por ejemplo, a un peralte I o de ala ancha de gran sección es denominada larguero o travesaños de placas, uno de los casos usados son la unión de dos placas soldadadas, y otra seria la unión de placas empernadas a una plata madre o alma de la viga. También podemos encontrar vigas ”compuestas” de madera que por lo general tiene la forma de una viga con sección de caja. Estas vigas pueden elaborarse con chapas de maderas contraplacadas para el almas y maderas más anchas para las alas. En casos particulares de mayor fuerza flexiónate se emplearían vigas llamadas glulam, estas constarían de varas tablas contraplacadas y unidas entre si para formar una sola unidad de viga sólida. Para la elaboración de estas vigas debemos de tener en cuenta el esfuerzo córtate de los sujetadores tales como el pegamento, los clavos, la soldadura, etc. con el fin de asegurarse que las vigas actúen como una unidad sólida. 

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Uno de los puntos importante que debemos de tener en cuenta es que las vigas soportan cargas que son perpendiculares a sus ejes, y si se diseñan con la base en la resistencia estas deberían soportar esfuerzos cortantes y esfuerzos flexionates permisibles en la viga Debemos suponer que el esfuerzo máximo flexionante en la viga debe de ser mucho mayor que los esfuerzos que van a interactuar sobre la superficie de la viga ....