Trabajo de altura en extructura metalica

FACULTAD DE INGENIERÍACARRERA DE INGENIERÍA INDUSTRIAL

1.

TRABAJOS DE ALTURA EN ESTRUCTURA METÁLICA

INGENIERÍA INDUSTRIAL

CURSO: MECANICA Y RESISTENCIA DE MATERIALES

DOCENTE: Ing. JUAN DURAN PORRAS

CICLO:IV

http://www.google.com.pe/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&frm=1&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&ved=0CAcQjRw&url=http://www.contadoresalatorremena.com.mx/2008/04/01/desarrollo-de-los-estados-financieros/&ei=LmIfVcLlKobUggTurYHIAw&bvm=bv.89947451,d.b2w&psig=AFQjCNFSCs6EYhsr8ulGqrnI2aoSpffGlA&ust=1428206010091939


Duran Porras, Juan Carlos (Docente Asesor)Delgado Rojas, EberCauti Lujan, Karina

Yauri, Jimmy

Universidad Privada del Norte (UPN), Escuela de Ingeniería Industrial

2.

Volumen Página 2

INTEGRANTES:

DELGADO ROJAS, EBER

LUJAN CAUTI , KARINA

YAURI CONDOR , JIMMY

http://www.google.com.pe/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&frm=1&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&ved=0CAcQjRw&url=http://www.contadoresalatorremena.com.mx/2008/04/01/desarrollo-de-los-estados-financieros/&ei=LmIfVcLlKobUggTurYHIAw&bvm=bv.89947451,d.b2w&psig=AFQjCNFSCs6EYhsr8ulGqrnI2aoSpffGlA&ust=1428206010091939



Yauri, Jimmy


RESUMEN

En este proyecto se demuestra la aplicación diaria que encontramos en diversas empresas industriales, cuando laboramos en zonas de riesgo de alturas. El objetivo principal es conocer que tan importante son las leyes de la física, las fuerzas y las estructuras ya que obteniendo el conocimiento adecuado podremos trabajar sin riesgos a caídas, golpes o fracturas.

Cuando se realiza trabajos en altura estamos propensos a accidentes y más aún si no conocemos los efectos y resultados de una caída en altura o cuanto puede soportar un punto de anclaje en una estructura bien realizada.

INTRODUCCIÓN:

Este proyecto está enfocado en conocer algunas definiciones y aplicaciones en la parte teórica que normalmente dejamos de lado al realizar un trabajo de riesgo en altura, estamos acostumbrados a trabajar sin el menor conocimiento, las consecuencias que pueden ocasionar un mal cálculo o desconocimiento producen accidentes irreparables para el trabajador. Por tal motivo se brindara algunos conceptos básicos y ejemplos para una mejor comprensión del tema.

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2015

MECÁNICA



Yauri, Jimmy


https://higieneyseguridadlaboralcvs.files.wordpress.com/2013/05/profesor-de-matematica-resistencia-de-materiales-estatica-

termodinamica-circuitos-fisica-c-lima.jpg?w =446

DESARROLLO DEL TEMA:

MECANICA Y RESISTENCIA A LOS MATERIALES

La mecánica es la rama de la física que estudia y analiza el movimiento y reposo de los cuerpos, y su evolución en el tiempo, bajo la acción de fuerzas. Modernamente la mecánica incluye la evolución de sistemas físicos más generales que los cuerpos másicos. En ese enfoque la mecánica estudia también las ecuaciones de evolución temporal de sistemas físicos como los campos electromagnéticos o los sistemas cuánticos donde propiamente no es correcto hablar de cuerpos físicos

Los cuatro conceptos básicos utilizados en la mecánica son:

TIEMPO, MASA, FUERZA, ESPACIO

Tiempo: Es la duración de las cosas sujetas a mutación.

Fuerza: Es la fuerza representa la acción de un cuerpo sobre otro cuerpo, puede ser ejercida por contacto físico o distancia.

Una fuerza se caracteriza por su punto de aplicación, magnitud y su dirección

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https://es.wikipedia.org/wiki/Ecuaci%C3%B3n_de_movimiento

https://es.wikipedia.org/wiki/Sistema_f%C3%ADsico

https://es.wikipedia.org/wiki/Fuerza

https://es.wikipedia.org/wiki/Movimiento_(f%C3%ADsica)

https://es.wikipedia.org/wiki/F%C3%ADsica

RESISTENCIA DE MATERIALES



Yauri, Jimmy


Masa: Este término se utiliza para dar carácter y comparar los cuerpos.

Espacio: El espacio se asocia con la noción de la posición de un punto X. La posición de X puede ser definida por tres longitudes medidas desde un punto de origen.

La resistencia de materiales clásica es una disciplina de la ingeniería mecánica, la ingeniería estructural y la ingeniería industrial que estudia los sólidos deformables mediante modelos simplificados. La resistencia de un elemento se define como su capacidad para resistir esfuerzos y fuerzas aplicadas sin romperse, adquirir deformaciones permanentes o deteriorarse de algún modo.

Un modelo de resistencia de materiales establece una relación entre las fuerzas aplicadas, también llamadas cargas o acciones, y los esfuerzos y desplazamientos inducidos por ellas. Generalmente las simplificaciones geométricas y las restricciones impuestas sobre el modo de aplicación de las cargas hacen que el campo de deformaciones y tensiones sean sencillos de calcular

En las aplicaciones prácticas el análisis es sencillo. Se construye un esquema ideal de cálculo formado por elementos unidimensionales o bidimensionales, y se aplican fórmulas preestablecidas en base al tipo de solicitación que presentan los elementos. Esas fórmulas preestablecidas que no necesitan ser deducidas para cada caso, se basan en el esquema de cuatro puntos anterior. Más concretamente la resolución práctica de un problema de resistencia de materiales sigue los siguientes pasos:

1. Cálculo de esfuerzos, se plantean las ecuaciones de equilibrio y ecuaciones de compatibilidad que sean necesarias para encontrar los esfuerzos internos en función de las fuerzas aplicadas.

2. Análisis resistente, se calculan las tensiones a partir de los esfuerzos internos. La relación entre tensiones y deformaciones depende del tipo de solicitación y de la hipótesis cinemática.

3. Análisis de rigidez, se calculan los desplazamientos máximos a partir de las fuerzas aplicadas o los esfuerzos internos.

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CONCEPTOS BASICOS

https://es.wikipedia.org/wiki/Esfuerzo_interno

https://es.wikipedia.org/wiki/Fuerza

https://es.wikipedia.org/wiki/Mec%C3%A1nica_de_s%C3%B3lidos_deformables

https://es.wikipedia.org/wiki/Ingenier%C3%ADa_industrial

https://es.wikipedia.org/wiki/Ingenier%C3%ADa_estructural

https://es.wikipedia.org/wiki/Ingenier%C3%ADa_estructural

https://es.wikipedia.org/wiki/Ingenier%C3%ADa_mec%C3%A1nica



Yauri, Jimmy


EQUILIBRIO ESTÁTICO:

El concepto de equilibrio, se aplica tanto para cuerpos en reposo respecto de un sistema de referencia o para cuerpos cuyo centro de masa se mueve con velocidad constante, si el cuerpo está en reposo, entonces se dice que el equilibrio es estático y si el centro de masa se mueve con velocidad constante, se habla de un equilibrio dinámico.

CONDICIONES DE EQUILIBRIO ESTATICO

Un cuerpo que está en reposo y permanece en ese estado se dice que se encuentra en equilibrio estático, es una condición necesaria para que se dé esta situación es que la fuerza resultante que actúa sobre el cuerpo sea nula, del mismo modo, el centro de masa de un cuerpo rígido permanece en reposo si la fuerza resultante que actúa sobre el cuerpo es cero, sin embargo, aunque su centro de masa se encuentra en reposo, el cuerpo puede girar, si esto sucede, el cuerpo no está en equilibrio estático, por lo tanto, para que se dé la condición de equilibrio estático, debe cumplirse además que el momento resultante que actúa sobre el cuerpo debe ser cero respecto de cualquier punto, por lo tanto para que el equilibrio sea estático se debe cumplir:

La fuerza externa resultante que actúa sobre el cuerpo debe ser nula:

El momento externo resultante respecto a un punto cualquiera debe ser nulo:

EQUILIBRIO:

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F⃗ 1+ F⃗ 2+ F⃗ 3…=∑i=1

i=n

F⃗ 1=0⃗

M⃗ 1+M⃗ 2+ M⃗ 3 …=∑i=1

i=n

M⃗ 1=0⃗



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Decimos que un cuerpo se encuentra en equilibrio estático cuando permanece en estado de reposo ante la acción de unas fuerzas externas. El equilibrio estático se aplica al cuerpo en sí como a cada una de las partes. Decimos que un cuerpo se encuentra en equilibrio dinámico cuando responde con un movimiento o vibración (aceleración) controlada de sus partes (deformación) mas no de su soportes, ante la acción de las cargas generadas por sismo, viento, motores y en general aquellas excitaciones dinámicas producidas por la carga viva.

Ecuaciones básicas de equilibrio

Las ecuaciones que describen el equilibrio estático son planteadas en la primera ley de Newton y controlan los movimientos del cuerpo en traslación y rotación.

Dos ecuaciones vectoriales que se convierten en seis ecuaciones escalares, tres de traslación y tres de rotación.,

Estas tres corresponden a tres posibles formas de desplazamiento, es decir, tres grados de libertad del cuerpo y

Corresponden a tres grados de libertad de rotación

LEYES DE NEWTON:Las leyes de Newton, también conocidas como leyes del movimiento de Newton, son tres principios a partir de los cuales se explican la mayor parte de los problemas planteados por la mecánica, en particular aquellos relativos al movimiento de los cuerpos, que revolucionaron los conceptos básicos de la física y el movimiento de los cuerpos en el universo

PRIMERA LEY DE NEWTON: INERCIA

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∑ M⃗ =0 Y∑ F⃗=0

∑ Fx=0 ,∑ Fy=0 ,∑ Fz=0

∑ Mx=0 ,∑ My=0 ,∑ Mz=0

https://es.wikipedia.org/wiki/Movimiento_(f%C3%ADsica)

https://es.wikipedia.org/wiki/Mec%C3%A1nica



Yauri, Jimmy


https://www.google.com.pe/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&ved=0ahUKEwjmsdWX9tvJAhXFJCYKHbyzDeMQjRwIBw&

url=http%3A%2F%2Fdagonsan.blogspot.com%2F&bvm=bv.109910813,d.dmo&psig=AFQjCNHg2PWyqfIfDzUQJYZCwn1XYWYPQw&ust=1450202161168266

SEGUNDA LEY DE NEWTON: ACELERACIÓN

https://jpfisicaecci2013.files.wordpress.com/2013/04/ley-2fisica.gif?w=300&h=169

TERCERA LEY DE NEWTON: ACCIÓN Y REACCIÓN

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https://vallyblog.files.wordpress.com/2013/05/tercera-ley-de-newton.gif

FUERZAS

Es cualquier esfuerzo o influencia que hace que se altere el estado de reposo o de movimiento de cualquier cuerpo pudiendo dar aceleración, modificando su velocidad y sentido de movimiento, o el sentido de su movimiento. En el Sistema Internacional de Unidades, la unidad de medida de fuerza es el newton que se representa con el símbolo: N. El newton es una unidad derivada del SI que se define como la fuerza necesaria para proporcionar una aceleración de 1 m/s² a un objeto de 1 kg de masa.

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https://es.wikipedia.org/wiki/Masa

https://es.wikipedia.org/wiki/Aceleraci%C3%B3n

https://es.wikipedia.org/wiki/Unidades_derivadas_del_Sistema_Internacional

https://es.wikipedia.org/wiki/Newton_(unidad)

https://es.wikipedia.org/wiki/Unidad_de_medida

https://es.wikipedia.org/wiki/Sistema_Internacional_de_Unidades

https://es.wikipedia.org/wiki/Sistema_Internacional_de_Unidades



Yauri, Jimmy


http://www.monografias.com/trabajos99/materia-fuerza/img13.png

TEOREMA DE LAMY

Si un cuerpo rígido en equilibrio se encuentra sometido a la acción de tres (3) fuerzas, estas deben ser coplanares y sus líneas de acción deben ser concurrentes.

La razón por la que las tres fuerzas deben ser coplanares es bastante simple. Si no fuese así, no se cumpliría la primera condición de equilibrio.

Además, al graficar las 3 fuerzas a partir de un origen común se cumple que el módulo de cada fuerza es proporcional al seno de su ángulo opuesto.

NOTA: Cuando un cuerpo rígido en equilibrio se encuentra sometido a la acción de tres fuerzas concurrentes, el módulo de cada una es directamente proporcional al seno de su respectivo ángulo opuesto.

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http://2.bp.blogspot.com/-MOvr2sht6X0/UdGHcHiq2nI/AAAAAAAAAVQ/GfOnPLsB-Zc/s358/teorema+de+lamy.jpg

http://4.bp.blogspot.com/-rlIrTYpEa4E/UdGHpjgV0fI/AAAAAAAAAVY/bvzUVR6zyjs/s145/ley+de+senos.gif

http://4.bp.blogspot.com/-SGqyPUB7MTM/UdGIZvhbs8I/AAAAAAAAAVk/F1Uhxf8vsfE/s400/teorema_lamy.jpg



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ESTRUCTURASLas aplicaciones que se dan con mucha frecuencia es en el área de estructuras como en la ingeniería civil

Llamamos estructura a un conjunto de elementos capaces de aguantar pesos y cargas sin romperse y sin apenas deformarse.

Basta con mirar a nuestro alrededor para encontrarnos todo tipo de estructuras. Algunas de ellas son creadas por la naturaleza y por tanto las denominamos estructuras naturales. El esqueleto de un ser vertebrado, las formaciones pétreas, el caparazón de un animal o la estructura de un árbol son algunos ejemplos de este tipo de estructura.

Otras han sido diseñadas y construidas por el hombre para satisfacer sus necesidades a lo largo de su evolución, las llamaremos estructuras artificiales. Los ejemplos más usuales de este tipo de estructuras son los puentes y edificios, pero las podemos encontrar en la mayoría de los objetos realizados por el hombre.

http://humbertomosquera.com.co/images/img13230070.jpg

ESFUERZOS EN LAS EXTRUCTURAS

Tracción.- un elemento está sometido a un esfuerzo de tracción cuando sobre él actúan fuerzas que tienden a estirarlo. Los tensores son elementos resistentes que aguantan muy bien este tipo de esfuerzos

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Compresión.-Un cuerpo se encuentra sometido a compresión si las fuerzas aplicadas tienden a aplastarlo o comprimirlo. Los pilares y columnas son ejemplo de elementos diseñados para resistir esfuerzos de compresión

Flexión.- Un elemento estará sometido a flexión cuando actúen sobre las cargas que tiendan a doblarlo. A este tipo de esfuerzo se ven sometidas las vigas de una estructura

Torsión un cuerpo sufre esfuerzos de torsión cuando existen fuerzas que tienden a retorcerlo. Es el caso del esfuerzo que sufre una llave al girarla dentro de la cerradura

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http://civilgeeks.com/wp-content/uploads/2012/02/Curso-Resistencia-de-Materiales-Ing.-Jaime-Domingo-Santillana.jpg

http://ocw.uc3m.es/mecanica-de-medios-continuos-y-teoria-de-estructuras/elasticidad-resistencia-de-materialesii/preroturasim.png

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tp://

www.e-carbones.com.ar/site/assets/files/1066/trussceram.600x0.jpg

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Se conoce como trabajo en altura a aquellos trabajos que son realizados a una altura como mínima a dos metros tanto como en estructura metálicas plataforma cubiertas postes etc. , ya sea para reparación, restauración de edificios, mantenimiento reparación, construcción, limpiezas especiales .

Este tipo de trabajo se tiene que llevas con las condiciones de seguridad apropiadas tanto como los EPPs y las instrucciones y capacitaciones adecuadas bajo supervisión

La operación se encuentra en equilibrio, la persona tiene 90 kg de masa y la constante elástica del amortiguador de la línea de vida es K= 200 N/m, según muestra la figura el ángulo es ϕ= 40°. (a= 5, b=4; g= 10m/s2). Determinar:

a) La deformación en el amortiguador de línea de vida.b) La tensión en la cuerda ABc) La tensión en la cuerda BDd) La tensión en la cuerda BC

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TEMA A TRATAR - TRABAJOS DE ALTURA EN ESTRUCTURA METÁLICA

CASO N°1: REPARACIÓN DE ESTRUCTURA METALICA



Yauri, Jimmy


a) La deformación en el amortiguador de línea de vida.

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A

B

b

a C

D

Eθ

PUNTO DE ANCLAJE

EQUILIBRIO: F = 900 N

FORMULA: F = K.X

900 = 200.X

X = 4.5m

90Kg

ESTRUCTURA

EJECUCIÓN DEL PROBLEMA

90 Kg

900 N

Peso =mg

900N



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b) La tensión en la cuerda AB

tan α= 45

α=38.66

c).-

d).-

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TAE

F =900 N

140°

90° 90°

θ=40°

TABsin 90

= 900sin140

TAB =1400.15 N

40

50

TBCsin 66,86

= 1400.15sin141.34

TBC = 2 061.00 N

TAB

TBC

TBD

141.34

θ=40

α=38.66

140°C

A

E

B

D

B TBDsin 140

= 1400.15sin 141.34

TBD = 1440.70 N

α

TAB



Yauri, Jimmy


CASO 2: REPARACIÓN DE ESTRUCTURA METALICA

La operación se encuentra en equilibrio, la persona tiene 50 kg de masa y la constante elástica del amortiguador de la línea de vida es K= 320 N/m, según muestra la figura el ángulo es ϕ= 30°. (g= 10 m/s2, a= 4, b=3). Determinar:

a) La deformación en el amortiguador de línea de vida.b) La tensión en la cuerda ABc) La tensión en la cuerda BDd) La tensión en la cuerda BC

EJECUCIÓN DEL PROBLEMA:

a) La deformación en el amortiguador de línea de vida.

Volumen Página 17

A

B

ESTRUCTURA

b

a C

D

Eθ

PUNTO DE ANCLAJE

a=4

b=3

30°

50 Kg

50 Kg



Yauri, Jimmy


500

Peso =m.g

b) la tensión en la cuerda AB

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TAE

F = 500 N

150°

90° 90°

θ=30°

TABsin 90

= 500sin150

TAB = 1 000 N

TAB

A

E

B

TAB

EQUILIBRIO : F = 500 N

FORMULA: F= K.X

500 = 320 X

X= 1,562 m



Yauri, Jimmy


tan α= 34

α=36,86

c).-

d).-

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30

40

TBCsin 66,86

= 1000sin143,14

TBC = 1534,93NTBC

TAB = 500 N

TBD

143,14°

θ=30

α=36,86

150°C

D

A

B TBDsin 150

= 1 000sin 143,14

TBD = 833,53 N

α



Yauri, Jimmy


CONCLUSIONES

En nuestra vida cotidiana aplicamos los diferentes conceptos de la física y hemos elaborado ejercicios que consisten en trabajos de riesgo en altura, hay que tener muy en cuenta que se requiere de la mayor seguridad cuando se trabaje en altura.

Debemos concientizar de usar el equipo de protección individual (EPI) y tener muy en cuenta las medidas de seguridad ya que el trabajador está expuesto a riesgo de caídas que son muy frecuentes cuando trabajamos en altura.

Es requisito recibir una capacitación antes de utilizar cualquier tipo de equipo de protección personal contra riesgo de caída de altura.

Nosotros como estudiantes y futuros ingenieros debemos de conocer la seguridad industrial saber su importancia y así mismo aplicar nuestros conocimientos académicos de ingeniería.

Volumen Página 20



Yauri, Jimmy


FUENTES BIBLIOGRAFICAS

PAUL A, Tipler. FÍSICA PARA LA CIENCIA Y LA TECNOLOGÍA .Decima edición.VOL.1.2005.

FUENTES ELECTRONICA.

En internet. (En línea) http://civilgeeks.com/tag/problemas-resueltos-de-resistencia-de-materiales/

En internet. (En línea) http://chttp://aplicabilidaddepoleas.webnode.com.co/news/estatica-en-las-estructuras/ivilgeeks.com/2012/02/10/manual-de-resistencia-de-materiales-ing-jaime-domingo/

DATOS DE CONTACTO

1.-Duran Porras, Juan Carlos (Docente Asesor) Universidad Privada del Norte: [email protected]

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mailto:[email protected]

http://chttp://aplicabilidaddepoleas.webnode.com.co/news/estatica-en-las-estructuras/ivilgeeks.com/2012/02/10/manual-de-resistencia-de-materiales-ing-jaime-domingo/

http://chttp://aplicabilidaddepoleas.webnode.com.co/news/estatica-en-las-estructuras/ivilgeeks.com/2012/02/10/manual-de-resistencia-de-materiales-ing-jaime-domingo/

http://civilgeeks.com/tag/problemas-resueltos-de-resistencia-de-materiales/

http://civilgeeks.com/tag/problemas-resueltos-de-resistencia-de-materiales/

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