Trabajo de Estatica. 2
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8/19/2019 Trabajo de Estatica. 2
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Managua Nicaragua
2 de diciembre del 2015
Trabajo de Estática.
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UNIVERSIDAD CENTROAMERICANA
FACULTAD DE CIENCIA, TECNOLOGIA YAMBIENTE
Pro ecto fnal de estática.
Presentado por
!ocente"ng. #toniel
$altodano.
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Índice.%ndice..................................................................................................................
". "ntroducci&n..................................................................................................
II. Objetivos.........................................................................................................
1) General........................................................................................................
2) Específicos....................................................................................................
""". 'bicaci&n...................................................................................................
1. Macrolocali(aci&n y Micro locali(aci&n.......................................................
"). !escripci&n y *uncionalidad de la estructura.............................................
). Metodolog+a de análisis................................................................................
)". ,nálisis de la estructura............................................................................
1. !iagrama de cuerpo libre..........................................................................
2. Memoria de cálculo.................................................................................
)"". Presentaci&n y discusi&n de resultado.....................................................
!e*ormaci&n de la estructura........................................................................
-eacciones en los ,poyos..............................................................................
uer(as internas de la estructura...................................................................
Momentos de la estructura............................................................................
,nálisis de nodo.............................................................................................
)""". /onclusiones...........................................................................................". ,neos.....................................................................................................
Figura original de la estructura................................................................................
. $ibliogra*+a..................................................................................................
Trabajo de Estática.
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I. Introduccin.
La estática es la raa de la ecánica clásica !ue anali"a las cargas #fuer"a$
par % oento) & estudia el e!uilibrio de fuer"as en los sisteas físicos en
e!uilibrio estático$ es decir$ en un estado en el !ue las posiciones relativas
de los subsisteas no varían con el tiepo. La priera le&
de 'e(ton iplica !ue la red de la fuer"a & el par neto #tabin conocido
coo oento de par) de cada organiso en el sistea es igual a cero. *e
esta liitaci+n pueden derivarse cantidades coo la carga o la presi+n. La
red de fuer"as de igual a cero se conoce coo la priera condici+n de
e!uilibrio$ & el par neto igual a cero se conoce coo la segunda condici+n
de e!uilibrio.
La estática resulta ser una ateria indispensable en carreras & trabajoscoo los !ue llevan a cabo la ingeniería estructural$ ecánica & de
construcci+n$ &a !ue siepre !ue se !uiera construir una estructura fija$
coo ser$ un edificio$ en trinos un poco ás e,tendidos$ los pilares
de un rascacielos$ o la viga de un puente$ será necesario e indiscutible
su participaci+n & estudio para garanti"ar la seguridad de a!uellos !ue
luego transiten por las encionadas estructuras.
La estática abarca el estudio del e!uilibrio tanto del conjunto coo de
sus partes constitu&entes$ inclu&endo las porciones eleentales de
aterial.
En el presente docuento anali"areos una estructura fija$ coo lo es un
tan!ue de alacenaiento de agua potable$ en este docuento
presentareos el diagraa de cuerpo libre$ el análisis de la estructura$ la
eoria de cálculo & los resultados & conclusiones de dic-a estructura.
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II. Objetivos.
1) General.
plicar los conociientos de estática para el análisis de una
estructura real bajo condiciones de cargas reales.
2) Específicos.
/epresentar grafica & ateáticaente con a&uda de un diagraa
de cuerpo libre$ las fuer"as !ue act0an sobre una estructura real.
*eterinar las reacciones !ue ocurren en los apo&os de la estructura
ediante la aplicaci+n de los todos de análisis estudiados.
*eterinar las fuer"as internas !ue act0an en cada uno de los
iebros !ue coponen la estructura ediante la aplicaci+n de de
los todos de análisis estudiados.
*eterinar los oentos inerciales de las secciones típicas de los
eleentos estructurales !ue coponen la estructura.
odelar en 3$ la estructura con a&uda de estudiantes de tercer
a4o. nali"areos dos puntos de la estructura para coparar con el
prograa 3.
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III. U!ic"cin.
#. M"cro$oc"$i%"cin & Micro $oc"$i%"cin.
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IV. De'cri(cin & )uncion"$id"d de $" e'tructur".
La estructura la cual anali"areos es un tan!ue de alacenaientos de
agua potable !ue está a 5 etros de altura con un ángulo de inclinaci+n
de 67 grados$ es una estructura de acero$ esta$ soporta apro,iadaente86$9:: ;ilograos de peso$ tiene < colunas !ue lo soportan & se
divide en tres secciones !ue distribu&e el peso en toda la estructura$ los
ateriales principales son angulares$ cajas cuadradas de acero & la
laina de etal del tan!ue.
La funcionalidad es alacenar agua & luego bobearla a los edificios
cercanos en este caso los de la uca.
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V. Metodo$o*+" de "n$i'i'.
=abe destacar !ue solo anali"areos la estructura en dos diensiones &
!ue el peso total !ue le ejerce el agua sobre la estructura la dividireos
en los dos soportes !ue se observaran en la figura !ue anali"areos.
La etodología !ue utili"areos será la siguiente>
• odelareos la estructura en 3 & obtendreos las fuer"as en
cada eleento & las reacciones en los apo&os de la estructura.
• *ibujareos el cro!uis de la estructura en dos diensiones en
autocad.
• En autocad -areos el *=L$ de la estructura.
• En una -oja aparte a ano -areos los cálculos de los oentos de
inercias de las diferentes secciones de la estructura.
• En una -oja aparte tabin anali"areos dos nodos a ano & lo
coparareos con los obtenidos con el prograa.
• *iscutireos los resultados obtenidos.
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VI. An$i'i' de $" e'tructur".
#. Di"*r"-" de cuer(o $i!re
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. Me-ori" de c$cu$o-eacciones en los apoyos de la estructura.
uer(aen
uer(aen 8
'nidad deMedida
-eacci&n en el
apoyo , 110.57 16762.5 Ne9ton.-eacci&n en elapoyo 110.57 16762.5 Ne9ton.
uer(as de los elementos de la estrcutura
*uer(aunidad demedida.
el elemento estaa
momentosmaimos
'nidad demedida
Elemento,$
16762.5 Ne9ton
compresion.152.1 N.m
Elemento$: 1653.2 Ne9ton
Tension.0.34 N.m
Elemento$N 4377.6 Ne9ton compresion. 6.22 N.mElemento
$/1646.
Ne9toncompresion.
70.4 N.mElemento
/N 4377.6 Ne9toncompresion.
6.22 N.mElemento
/; 6577.1 Ne9ton Tension.
2 N.mElemento
/M 205.22 Ne9toncompresion.
13.44 N.mElemento
/!167224.
3 Ne9toncompresion.
1507.7 N.m
Elemento!M 205.22 Ne9ton
compresion.13.44 N.m
emento !"1202.2
4 Ne9ton Tension.
11.3 N.mElemento
!
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Elemento;/ 6577.1 Ne9ton
Tension.2 N.m
Elemento;M 205.22 Ne9ton
compresion.13.44 N.m
lemento ;"167224.
3 Ne9toncompresion.
1507.7 N.m
emento "M 205.22 Ne9ton compresion. 13.44 N.m
emento "!1202.2
4 Ne9ton Tension.
11.3 N.m
lemento "
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VII. /re'ent"cin & di'cu'in de re'u$t"do.
De)or-"cin de $" e'tructur".
En esta figura podeos observar la deforaci+n !ue sufre la estructura
a partir de las cargas vivas a la !ue está soetida dic-a estructura dada
por el peso !ue sugiere la capacidad del tan!ue.
La deforaci+n de la estructura es aceptable &a !ue esta dentro de los
líites perisibles$ lo !ue indica !ue la estructura soporta la carga viva
a la !ue esta soetida.
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Re"ccione' en $o' A(o&o'.
En esta figura se pueden observar las reacciones en los apo&os de la
estructura !ue estaos anali"ando$ se observan las fuer"as tanto en ?
coo en @.
El cálculo de las reacciones en los apo&os es eleental al oento de
deterinar la resistencia de los eleentos !ue sirven de apo&o de la
estructura$ puesto !ue las reacciones en dic-o apo&os no debe e,ceder
la resistencia de los isos puesto !ue de lo contrario la estructura
colapsaría.
Estos apo&os son fijos por lo !ue tienen dos fuer"as & un oento en
este caso se presento las fuer"as. 3osteriorente observareos !ue la
fuer"a en @ de este apo&o es la isa !ue la carga aplicada a la
estructura en el nodo E$ debido !ue al final este apo&o soporta el peso
de dic-a fuer"a & aun de la estructura pero en este caso se oite.
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Fuer%"' intern"' de $" e'tructur".
En la presente figura observaos las fuer"as internas a la !ue está
soetida dic-a estructura en cada uno de sus eleentos$ los valores !ue
están en a"ul nos indican !ue ese eleento esta a tenci+n & los !ue
están en rojo nos indica !ue ese eleento esta a copresi+n. Estos nos
indican las fuer"as a las !ue están soetidos dic-os eleentos & su
sentido.
3odeos anali"ar !ue los 0nicos eleentos !ue se encuentran a tenci+n
son los eleentos -ori"ontales & los verticales a copresi+n & coo
veos la estructura es sitrica & todos los valores de los eleentos de
la parte i"!uierda de la estructura son los isos de la parte derec-a de
la isa.
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Mo-ento' de $" e'tructur".
!uí observaos los oentos á,ios a la !ue está soetida la
estructura$ lo !ue está en rojo nos indica !ue en ese punto el oento será
a&or & lo !ue está en a"ul nos indica !ue el oento es enor -asta
llegar a un punto donde su oento se -ace cero.
=abe destacar !ue en la estructura -a& puntos donde el oento es cero$ lo
podeos observar cuando la línea en a"ul !ue representa los oentos se
intercepta con la línea a"ul de la estructura.
abeos !ue los oentos son los !ue tienden a -acer girar la estructura
sobre su eje & donde los eleentos tienden a ser ás afectados por los
oentos se pueden refor"ar la estructura para inorar los oentos de la
estructura.
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An$i'i' de nodo.
'odoA EA
uatoria de fuer"as en @.
B1C87: D E* cos 7O B E cos 71o :
uatoria de fuer"as en ?.
B E* sen 7o E sen 71o :
E* 161
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VIII. Conc$u'ione'.
=abe destacar !ue en el análisis en 3 se too coo referencia
un acero estructural 85$ & se le dio un espesor al aterial de 8%6A
para las colunas principales & :.787c de espesor para los
angulares de tipo secundario$ no se too en cuenta el peso de la
estructura solo se anali"o la carga viva de dic-a estructura.
En teoría$ la estructura con el espesor designado debería soportar
la carga viva a la cual está soetida & soporta los oentos
e,istentes
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I0. Ane1o'.
Figura original de la estructura.
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0. Bi!$io*r")+".
-ttps>%%es.(i;ipedia.org%(i;i%EstJ=8J1ticaK#ecJ=8J1nica)
Ingeniero Otoniel altodano.
&ron os *uran$ onitor del prograa de 3.
3rograa de dibujo MNO=*.
T b j d E táti
https://es.wikipedia.org/wiki/Est%C3%A1tica_(mec%C3%A1nica)https://es.wikipedia.org/wiki/Est%C3%A1tica_(mec%C3%A1nica)
