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.APLICACIÓN DEL ANALISIS DE VIGAS Y ESTRUCTURAS EN EL CAMPO DE LA INGENIERIA INDUSTRIAL


Enviado por   •  27 de Marzo de 2016  •  Informes  •  2.359 Palabras (10 Páginas)  •  935 Visitas

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REPUBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA

UNIVERSIDAD ALONSO DE OJEDA

VICERRECTORADO ACADEMICO

FACULTAD DE INGENIERIA

ESCUELA DE INDUSTRIAL

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APLICACIÓN DEL ANALISIS DE VIGAS Y ESTRUCTURAS EN EL CAMPO DE LA INGENIERIA INDUSTRIAL

INTEGRANTES:

Scharlyne Gómez

Geraldine Hernández

Ciudad Ojeda, febrero 2016

INTRODUCCION

Cualquier disciplina en ingeniería que persiga una finalidad aplicada se basa en la unión de dos conjuntos de conocimientos; en primer lugar una teoría rigurosamente cimentada que a partir de unas hipótesis razonables y comprobadas en lo posible, proporcione unos resultados aceptables y aplicables a fines concretos de ingeniería. En segundo lugar es preciso disponer de una amplia experiencia que cubra las inevitables lagunas que tiene la teoría, interactúe con ella validándola y mejorándola.

Por su parte, cuando se trata de construir edificios, maquinas o cualquier ingenio de una cierta utilidad, es preciso garantizar que sus condiciones de resistencia, rigidez y estabilidad sean las adecuadas, debido a ello se utiliza el conocimiento teórico que puede llegar a determinar y asegurar dichas condiciones.

Como ya es conocido, la mecánica de los sólidos estudia el efecto que produce la aplicación de una o varias fuerzas sobre un cuerpo rígido y en algunos casos sobre un cuerpo deformable. Por ello, es necesario destacar que el esfuerzo es el efecto que produce una fuerza sobre un área específica de un elemento cualquiera.  

En esta ocasión, se establecerá la aplicación del análisis de vigas y estructuras en el campo de la Ingeniería Industrial, en relación con la mecánica de los sólidos, donde se desarrollaran los términos básicos de viga y estructura, su aplicación en la construcción de puentes, así como el papel que desempeñaría el ingeniero industrial en dicha situación.

APLICACIÓN DEL ANALISIS DE VIGAS Y ESTRUCTURAS EN EL CAMPO DE LA INGENIERIA INDUSTRIAL

Vigas

Son elementos del tipo definido como barra, cuya función es soportar carga en vano. Se emplean en las estructuras de edificios, para soportar los techos, aberturas, y como elemento estructural de puentes. Dada la sencillez de sus componentes (uno solo) las diferencias de vigas proviene de sus apoyos. Así distinguiremos:

  • Vigas simples: son las apoyadas únicamente en sus extremos para mantener su equilibrio. Entre ellas están la viga simple, la cual se soporta por un pasador en un externo y un rodillo en el otro; la viga en voladizo, la cual esta empotrada en un extremo y libre en el otro; y la viga combinada, la cual tiene uno o ambos extremos libres situados más allá de los soportes.
  • Vigas continuas: formada por una determinada cantidad de piezas rectas iguales o desiguales que descansan sobre más de dos apoyos para mantener su equilibrio. Entre ellas están la viga continua, la cual se soporta por un pasador en un externo, un rodillo en el centro, y un rodillo en el otro extremo; la viga en voladizo con un extremo apoyado, la cual esta empotrada en un extremo y tiene el otro extremo apoyado en un rodillo; y la viga fija, la cual tiene uno o ambos extremos empotrados.

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Fig 1. Vigas simples.                       Fig 2. Vigas continuas.

Las vigas también pueden clasificarse de acuerdo al tipo de carga exterior que soporten. Cuando una carga se aplica sobre un área muy pequeña, puede idealizarse como una carga puntual o carga concentrada. También puede considerarse una carga que se reparte sobre el eje de la viga, es decir, en su longitud y se llama carga distribuida; dicha carga pueden distribuirse de manera uniforme, si tiene un valor constante en cierto tramo, o no uniforme si varia con relación a la longitud de la vida.  

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Fig 3. Tipos de carga en vigas.

La mayoría de las vigas son barras y las cargas suelen aplicarse perpendicularmente a los ejes de esas barras. El análisis de las capacidades de soporte de carga consiste, primero, en establecer los requisitos de equilibro de la viga en conjunto y de una parte cualquiera de ella considera por separado. Segundo, se establecen las relaciones entre las fuerzas resultantes y correspondientes a la resistencia interna de la viga para soportar esas fuerzas. La primera parte del análisis requiere aplicar los principios de Estática, mientras que en la segunda parte intervienen las características de resistencia mecánica del material y acostumbra a tratarse en el ámbito de la mecánica de los sólidos o de la resistencia de materiales.

Estructuras

Una estructura es un conjunto de elementos resistentes capaz de mantener sus formas y cualidades a los largo del tiempo, bajo la acción de cargas y agentes exteriores a que ha de estar sometido. Estas cargas exteriores (reacciones y reacciones), reparten su efecto por los diferentes elementos estructurales que resultan sometidos a diferentes esfuerzos.

Las estructuras pueden adoptar tipologías muy diversas: en las estructuras continuas, no es posible diferenciar los distintos elementos que la forman; y las estructuras de barras, están formadas por piezas entrelazadas entre sí. Por su parte, las estructuras de barras pueden estar unidas entre sí mediante nudos articulados, que impiden los desplazamientos relativos entre las distintas barras concurrentes en él, pero permiten el giro relativo, o nudos rígidos, que no permiten desplazamientos ni giros relativos:

  • Las estructuras articuladas: son aquellas formadas por barras (en general rectas) unidas entre sí mediante articulaciones. Las fuerzas externas se aplican en general a los nudos, por lo que dichas barras trabajan exclusivamente a esfuerzo axil. Este hecho permite un aprovechamiento óptimo del material, por lo cual son ampliamente utilizadas en la práctica de la construcción. Es habitual su uso en cubiertas de naves industriales, mercados, cubiertas de gasolineras, puentes ferroviarios, etc. 

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Fig 4. Estructuras articuladas

  • Las estructuras reticuladas: son aquellas formadas por la unión de varias vigas (rectas o curvas) entre sí mediante nudos rígidos. Las fuerzas externas se aplican en general en las vigas, por lo que dichas piezas trabajan fundamentalmente a flexión y torsión. La mayor parte de las estructuras que se construyen caen dentro de esta categoría: pórticos, marcos, arcos, etc.

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Fig 5. Estructuras reticuladas.

Análisis de vigas y estructuras en la construcción de puentes

Un puente es una estructura vial utilizada para vencer obstáculos naturales como ríos, quebradas, canales, entrantes de mar, lagos entre otros. Los puentes constan fundamentalmente de dos partes: la superestructura y la infraestructura. La infraestructura de un puente está formada por los estribos o pilares extremos, las pilas o apoyos centrales y los cimientos, que forman la base de ambos. La superestructura consiste en el tablero o parte que soporta directamente las cargas y las armaduras, constituidas por vigas, cables, o bóvedas y arcos que transmiten las cargas del tablero a las pilas y los estribos.

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