Analisis Estructural Viga En Celosia

Universidad Nacional de Colombia- Sede Manizales.
Análisis Estructural básico, Trabajos dirigidos Proyecto A
Ing. José Oscar Jaramillo Jiménez.

OBJETIVOS
1. Investigar y comprender los principios básicos de las vigas en celosía, su funcionalidad en el trabajo estructural.
2. Estudiar el comportamiento de vigas de sección en celosía, mediante modelos a escala reducida, hechos enBalso y madera estructural.
3. Realizar ensayos de cargas en las diferentes vigas construidas (en balso), encontrando de tal manera los esfuerzos admisibles antes de llegar y determinar la carga de falla.
4. Aplicar los datos obtenidos en los ensayos previos, para la construcción nuevamente de vigas, esta vez en madera estructural que al cumplir con las especificaciones propias, puedan serpuestas a prueba en el laboratorio de materiales.

MARCO TEORICO:
Con el desarrollo de la humanidad, el paso de nómada a sedentario creo para el hombre nuevas necesidades como lo son la caza y la vivienda. El hombre prehistórico a través de postes y dinteles le dio paso a una amplia historia y a un grandioso desarrollo de la ingeniería estructural.
Hoy la ingeniería estructural usa una formamuy peculiar para resistir los esfuerzos a flexión, una estructura delgada vertical llamada viga. Que es uno de los elementos estructurales más utilizados y con mayor desarrollo a través del tiempo, su evolución ha sido tal que en la actualidad podemos encontrar formas con una mayor eficiencia y un el peso relativamente bajo (como es el caso de la viga en celosía), minimizando el trabajo,materiales y costos.
Las vigas en celosía son formas estructurales que poseen características muy favorables (peso, forma y funcionalidad) y que combinadas generan admirables estructuras; son estructuras constituidas por varias barras (de acero o madera principalmente) conectadas entre sí por puntos llamados nudos; las barras concurren en un nudo que pueden están articuladas entre sí o unidasrígidamente. En este trabajo se presenta el diseño, construcción, análisis y ensayo de la forma estructural “viga en celosía” la cual es de gran demanda y utilización en el medio de la construcción.
En las vigas en celosía las barras se denominan según su posición:
1. CORDON SUPERIOR:
Elementos que conforman la cabeza superior (Par, en cerchas)
2. CORDON INFERIOR:
Elemento de la cabeza inferior(Tirante, en cerchas y trabaja a tensión)
3. MONTANTES:
Barras verticales dispuestas en el alma de la viga.
4. DIAGONALES:
Barras inclinadas dispuestas en el alma de la viga.
Para que las vigas en celosía tengan un mejor comportamiento al momento de aplicarles algún tipo de carga, es necesario que cumplan 5 normas básicas:
1. Los ejes de los perfiles que concurren en un nudo debenpasar por un mismo punto.
2. Las cargas deben estar contenidas en el plano de la viga.
3. La colocación de los perfiles debe ser simétrica respecto al plano de la cercha.
4. Las cargas deben estar aplicadas en los nudos.
5. El cálculo se realiza como si todos los nudos fuesen articulados y se desprecia la variación de la longitud de las barras. Esto supone que en ángulo que forman lasbarras puede variar libremente.
DISEÑO:
Para nuestro diseño recurrimos a cuatro modelos propuestos, viga tipo Howe, tipo Pratt, Tipo Warren con montantes alternados y un modelo tipo K, aunque las celosías se caracterizan por cubrir amplias luces, la mayoría de nuestros modelos se caracterizan por cubrir luces medianas.
Siguiendo el modelo especificado para Tipo Howe, contamos con una luz de40 cm y un alma de 4.4 cm, utilizaremos un Angulo de 30º con la horizontal ya que otros ángulos son difíciles a la hora de la construcción y no se ajusta a la longitud de la luz (ver figura 1).
Para el Tipo Pratt, tomamos las medidas de las secciones iguales a las del tipo Howe anterior.
Para la viga tipo Warren, la luz fue de 33.3 cm, puesto que por facilidad intentamos trabajar con un...