matematica integral

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Diseño y Cálculo
2.1 INTRODUCCIÓN

El material y las Propiedades Mecánicas para nuestro diseño son:
-

Acero ASTM A - 36
Esfuerzo de Fluencia y = 250MPa
Esfuerzo Ultimo u = 400MPa
Porcentaje de Alargamiento (Longitud 2in) = 30

2.2 DISEÑO

Se han analizado varias alternativas en el Capitulo 1 para nuestro diseño, pero la mejor
opción es el Diseño de un puente colgante ya quenuestro vano es de 20m y va soportar
grandes cargas:
 Soportara el peso de 60 personas
 El peso de la tubería de 8” y después de un año se colocara otra tubería del
mismo diámetro (la tubería es de PVC)
 La estructura principal se la construirá en ángulo para evitar la corrosión, porque
lo mejor constructiva mente seria realizarla en tubo cuadrado esto se debe a que
el momento de Inercia esmejor
 Se utilizara para el piso de la estructura plancha antideslizante
 Se utilizara un cable de acero principal y cable de aceros secundarios par sujetar
la estructura
 El pórtico principal se lo realizara en tubo redondo de 4m de alto

2.3 CALCULO
2.3.1 Ecuación de la Parábola para el Puente
Tomamos como referencia para hacer este calculo el Libro de Hibbeler (Estática), estaecuación nos va a servir para determinar las alturas de los cables.

Integramos

Condiciones de Frontera
y=0 x=0
C1 = 0

dy/dx = 0
x=0
C2 = 0

La Ecuación nos queda de la siguiente manera

Las condiciones de frontera para FH
y = h x = L/2

La ecuación final es:

Donde nuestras condiciones son las siguientes L = 20m y h = 1.5m como se aprecia en
la grafica
ESQUEMA

2.3.2 FuerzasEjercidas por Personas, Tubería y Estructura
Nuestra capacidad del puente es para 60 personas y la masa promedio de cada persona
es de 170lb transformando 77.27 Kg

Tenemos la masa 77.27 Kg y nuestra gravedad es de 9.81m/s2, este calculo nos da el
peso para una persona y multiplicamos para 60 para nuestro peso total

La tubería para el transporte de agua tiene un diámetro de 8”transformando 0.2032m

Procedemos a calcular el Volumen de la Tubería

Calculamos la masa total de agua que va existir en la tubería

Calculamos la fuerza que nos va a ejercer todo el volumen de agua

Existe la posibilidad de con el transcurso de los años colocar otra tubería de agua con lo
que nuestra fuerza es:

Toda la fuerza que va a soportar nuestro puente es el siguiente y la vamos adenominar
Resistencia Requerida

2.3.3 Resistencia Verdadera

Nuestro Factor de Seguridad es de 7.5 (anexo 1) este factor se utiliza para diseño de
puentes

2.3.4 Espesor de la plancha a colocar en el piso de la estructura
El cálculo se lo va a realizar en una sección de 2.5m de la estructura porque a esta
distancia van los alambres que van a sujetar la estructura
DIAGRAMA DE CUERPO LIBRELa plancha va a estar sometida a flexión.
Datos
P = 758N
h =?

Esto es la fuerza que ejerce una persona
Es el espesor de nuestra plancha

Calculamos primero el momento flexionante donde d = 0.25m

-

Esfuerzo de Fluencia y = 250MPa. Pero no se toma el valor máximo sino el
80% de este valor
Por este motivo y = 200MPa Limite elástico

Nuestra sección transversal es rectangular

Deesta ecuación despejamos h

Espesor es h = 3.37 mm se va utilizar plancha antideslizante de 1/8”

2.3.5 Fuerzas a la que van a estar sometidas las barras

DIAGRAMA DE CUERPO LIBRE

Donde P = 7653N
P1 = 1913 = P2

FCD = 5741N (T)

FGH = 5741N (T)

FHC = 2680 N (C)
El diseño se lo va a realizar con ángulo y vamos a proceder a calcular la sección del
ángulo que se va a utilizarLa sección transversal del ángulo la vamos a tomar como un rectángulo

Para este caso FHC = 2680 N (C)

Para nuestro segundo caso FGH = 5741N (T)

Se va a utilizar ángulo de 1” de espesor 3/16”mm
Se va a utilizar ángulo de 2” de espesor ¼” mm

2.3.6 Peso de la Estructura
Existen 5 variables para nuestra Estructura
1- Vamos a utilizar para los paralelos ángulo de 1” x 3/16” y son 50...