Vigas

Pontificia Universidad Javeriana Luis Carlos Báez
Facultad de Ingenieria Yabin Jiménez
Departamento de Ingenieria Civil Stefania Carvajal
Laboratorio de Estructuras

FLEXION DE VIGAS

1. OBJETIVO

Aplicar los conocimientos adquiridos de otras asignaturascomo Estática, Mecánica de sólidos, Análisis estructural y Análisis numérico.

Verificar experimentalmente las fórmulas que rigen la flexión de vigas prismáticas de una luz, simplemente apoyadas, sometidas a una carga concentrada en el centro de la luz.

2. EQUIPO E INSTRUMENTACION

* Dos apoyos simples, uno de primer grado y el otro de segundo grado.
* Deformímetro mecánico conprecisión de 0.01 mm.
* Base magnética con sistema de soporte del deformímetro.
* Calibrador.
* Portapesas.
* Pesas de 1 kg, de 0.5 kg y de 0.1 kg.
* Siete piezas de acero A-36 de sección rectangular.
* Una pieza de madera de sección rectangular.
* Flexómetro

3. MARCO TEORICO

Las vigas son elementos estructurales muy utilizados en las estructuras para soportarcargas o darle estabilidad a las mismas.

En ingeniería se denomina flexión al tipo de deformación que presenta un elemento estructural alargado en una dirección perpendicular a su eje longitudinal. Un caso típico son las vigas, las que están diseñadas para trabajar, principalmente, por flexión. Igualmente, el concepto de flexión se extiende a elementos estructurales superficiales como placas oláminas. El esfuerzo que provoca la flexión se denomina momento flector.

Fig. 1. Wikipedia, La enciclopedia libre.
Un ejemplo de flexión en una viga como la ilustrada en la Fig. 1, donde en la parte de arriba se encuentra una barra que se encuentra en estado de reposo, y en la parte de abajo dicha viga es sometida a una fuerza, la cual la hace deformar hacia la misma dirección de la fuerza.* En la viga ilustrada en la Fig. 1, se deforma de tal manera que cualquier punto en una sección transversal entre apoyos se desplaza prácticamente paralelo a las cargas.
* Los desplazamientos se denominan como deflexiones.
* Cuando a la viga se le aplica una carga, se produce una curva de las secciones transversales, se llama curva de flexión o curva elástica.

Para calcular lasdeformaciones en vigas, con apoyos simples y sometida a una carga a la mitad de su longitud se utiliza la siguiente formula:

Ymax=-P∙L348∙E∙I para x=L2

Dónde:
Ymax = Deformación máxima
P = Carga
L = Longitud de la viga
E = Módulo de elasticidad
I = Momento de inercia
Fig. 2. Wikipedia, Laenciclopedia libre

El módulo de elasticidad es prácticamente independiente del tipo de acero, está alrededor de 2000000 kgf/cm2.

4. PROCEDIMIENTO

Con el calibrador se mide las dimensiones de las siete probetas de acero y la de una probeta de madera. Cada de las 8 probetas es enumerada del 1 hasta el 8. Con la ayuda del flexómetro se debe medir la longitud entre apoyos.

Esto serealizara con cada probeta. Se pone sobre los apoyos. Se instala el portapesas en el centro de luz de cada probeta. Ubique la base imantada sobre el apoyo de segundo grado y manipule los brazos y extensiones para que el deformímetro quede en posición vertical y con el dispositivo de medición apoyado sobre la probeta en su centro de la luz. Ubique una carga de 0.5 kg en el portapesas. Luego se coloca enceros el deformímetro. Para la probeta de madera no se le pone pregcarga, ya que esta es muy frágil. Se va cargando el porta pesas de la siguiente manera:
* Una carga de 0.5 kg
* Una carga de 0.5 kg
* Una carga de 1.0 kg
* Una carga de 1.0 kg
Para la probeta de madera solo se carga de 0.5 kg. Cuando se pone cada carga se toma el dato dado por el deformÍmetro. Luego...