Diseño De Viga A Flexion

FACULTAD DE INGENIERIA
ESCUELA DE INGENIERIA CIVIL

ESTRUCTURAS DE ACERO
Diseño de Viga a Flexión
Ing. Juan Carrión
Quinto Año “B”

RESPONSABLES
Belén Arízaga
María José Daza
Paula Pérez

Cuenca - Ecuador
30/01/2012

Contenido

1. INTRODUCCION 4
2. OBJETIVOS 4
3. MARCO TEORICO 4
4. CALCULO DE ESTADOS LÍMITES 5
4.1 ESTADO LIMITE DE FLUENCIA 5
4.2 ESTADO LIMITEDE PANDEO LOCAL 7
4.3 ESTADO LIMITE DE PANDEO LOCAL TORCIONANTE 8
4.4 ESTADO LÍMITE DE CORTANTE 9
5. MODELO FISICO 10
6. RESULTADOS EXPERIMENTALES 11
7. CONCLUSIONES 15
8. BIBLIOGRAFIA 15

Índice de Ilustraciones

Ilustración 1. Sección I. 5
Ilustración 2. Eje Neutro Plástico de la sección. 5
Ilustración 3. Gráfico de momento y cortante. 6
Ilustración 4. Pandeo Local.7
Ilustración 5. Pandeo Lateral Torcionante. 8
Ilustración 6. Posición de los atiesadores. 10
Ilustración 7. Viga I atiesada. 10
Ilustración 8. Ensayo en la prensa. 11
Ilustración 9. Viga en proceso de carga. 11
Ilustración 10. Viga comienza a fluir. 12
Ilustración 11. Falla a fluencia. 14
Ilustración 12. Viga sin falla a cortante. 14

1. INTRODUCCION

Por medio delpresente informe se pretende analizar los estados límites que intervienen en el diseño de una viga a flexión, enfocándose en la falla por fluencia y por consiguiente determinar y comparar los resultados obtenidos en laboratorio con los cálculos previos.
2. OBJETIVOS

* Diseñar una viga a flexión para fallar a fluencia
* Aplicar los conocimientos adquiridos en clase
3. MARCO TEORICODentro de los conceptos de ingeniería civil, viga de flexión se refiere al comportamiento de determinados elementos estructurales en un diseño físico. Un elemento puede ser considerado como un bloque si es sólido, homogéneo y su longitud es muchas veces su altura o anchura. La función principal de la viga es resistir la flexión, lo que contrasta con los elementos estructurales que resistentensión, compresión o tensiones de corte. Las propiedades estructurales de una viga en flexión se determinan por sus dimensiones, los materiales y la forma de corte transversal.
La ecuación más importante en la viga de flexión es la ecuación de la viga de Euler-Bernoulli. Esta ecuación relaciona la desviación de la viga a las fuerzas aplicadas, las características de la sección transversal y laspropiedades del material de la viga. La cantidad de deflexión en la viga de flexión se puede disminuir mediante la reducción neta de las fuerzas aplicadas, remodelación de la sección transversal de la viga y del uso de un material más fuerte.
El cálculo y diseño de la viga es la medida de la tensión y de la desviación de una viga estructural cuando una carga dada se aplica a ella. Muchos factorescontribuyen a la capacidad de una viga de resistir la deformación, por ejemplo las características de la viga, características de carga y de los apoyos. Los cálculos de la viga se utilizan para garantizar la funcionalidad y seguridad de la estructura.

4. CALCULO DE ESTADOS LÍMITES

El cálculo se efectuó en hojas electrónicas de Excel, donde en base a dimensiones impuestas se verificó la fallaa fluencia y se escogió la mejor sección.
Aunque el trabajo se enfoque al estado límite de fluencia, se deberá verificar el resto de estados limites, lo cual garantizará un diseño adecuado. A continuación se detallan los cálculos pertinentes para cada estado.
5.1 ESTADO LIMITE DE FLUENCIA

Se considero la sección I:
Ilustración 1. Sección I.

Dimensiones
d=180mm
bf=90mm
tw=6mmtf=7mm
Con acero A36:
Fy=248.04 N/mm2
E=200000 N/mm2

EJE NEUTRO PLASTICOIlustración 2. Eje Neutro Plástico de la sección.

Compresión=Tensión
Ac*Fy= At*Fy
Ac=At
90*7+yp-7*7=90*7+180-yp-7*7
yp=90 (Viga I doblemente simétrica)
MODULO DE SECCION PLASTICO
z=Ac*xc+At*xt
z=2*90*7*yp-72+yp-7*6*yp-72
z=150324mm3
MOMENTO PLASTICO
Mp=z*Fy
Mp=150324*248.04...