Guió Mecànica Practica 5 Efecte De Les Càrregues Externes Sobre Les Estructures

PRACTICA 5

Efecte de les càrregues externes sobre les estructures.
1.Objectius.
Els objectius principals d'aquesta pràctica són tres. El primer consisteix en
analitzar el comportament d’alguns elements que pertanyen a estructures tipus
encavallades sota diferents distribucions de càrregues. A més a més, ens interessa
estudiar la resposta de les reaccions davant aquestes forces externesaplicades. El darrer
objectiu consisteix en estudiar què és el moment de bolcada i algunes de les seves
implicacions.

2. Fonaments teòrics.
Les encavallades i altres sistemes similars són estructures lleugeres construïdes
amb barres que formen triangles i que poden arribar a suportar càrregues grans. Per
aquesta raó és un recurs que sovint es pot trobar a estructures amb grans llums i espais
diàfans:armadures de ponts, poliesportius, naus industrials, magatzems, etc.
Existeixen molts de tipus d’estructures d’aquests tipus segons la solució que s’ha
de menester, però totes es construeixen fent servir elements rectes que treballen
principalment amb esforços normals (o axials). Aquestes barres rectes s’uneixen en
nusos de tal manera que si les càrregues s’apliquen en els nusos, el sistema escomporta
de manera força estable. Existeix vàries maneres senzilles d’analitzar aquest tipus
d’estructures amb els coneixements bàsics de l’estàtica, com ara el mètode dels nusos.
La majoria d’aquests mètodes de càlcul analític, o gràfic, assumeixen que les barres que
es fan servir són completament rectes, sense pes propi, i estan unides a articulacions
perfectes i sense fregament. També és necessari queles càrregues es duguin als nusos
mitjançant bigues o travessers. Sota aquestes simplificacions ens asseguram que les
barres només faran esforços de tracció i compressió.
La situació de les càrregues sobre l’estructura afecta de manera diferent a cada un
dels seus elements. Però també cal recordar que afecta a les reaccions, és a dir, a les
forces que les lligadures, o elements d’unió del’estructura amb altres estructures o amb
el terra, introdueixen a l’estructura. Canviar la distribució de les càrregues pot canviar la
intensitat d’aquestes reaccions, però també el signe dels esforços que introdueixen
(compressió o tracció). Així per exemple, si les càrregues es situen molt enfora del
centre de masses de l’estructura, i les lligadures no poden fer forces de tracció, el
moment induït perla càrrega llunyana pot provocar el bolcament de la construcció. El

24

valor del moment mínim que provoca aquesta inestabilitat a l’estructura es coneix com
moment de bolcada. En realitat, per a estructures en les que les lligadures no poden
realitzar esforços de tracció, aquest moment de bolcada és aquell que fa que una de les
reaccions s’anul·li.

3. Realització de la pràctica.
En aquestapràctica es faran mesures de forces a 4 estructures diferents, 3 d’elles
simulen ponts construïts amb estructures del tipus encavallades. Les càrregues a les que
es veuen sotmeses les estructures seran peses calibrades que es poden penjar al cordills
grocs situats en diferents llocs de les construccions. Les cel·les de càrrega situades en
localitzacions estratègiques ens donaran informació de la forçaa la que estan sotmeses
les diferents components de l’estructura. Per a enregistrar i emmagatzemar aquesta
informació es farà servir un amplificador del senyal de les cel·les, i un sistema
d’adquisició de dades que es controla mitjançant un software anomenat Data Studio.
El procés general per a prendre mesures a una estructura determinada és sempre el
mateix i s’haurà d’aplicar per a cadaexperiment:
1. Per començar haurem d’obrir el fitxer corresponent fent doble click sobre ell.
El nom de cada fitxer s’especifica a cada un dels experiments.
2. A continuació s’ha de fer una tara de les cel·les de càrrega pitjant el botó Tare
de l’amplificador i esperar a que el llum verd parpellegi. Amb aquesta
operació es determina quin valor de la força hem de considerar com a valor
zero per a la...