Con el paso de los años los ingenieros civiles se han dado a la tarea de afrontar las diferentes necesidades del hombre y darles solución

JUSTIFICACIÓN

Con el paso de los años los ingenieros civiles se han dado a la tarea de afrontar las diferentes necesidades del hombre y darles solución. En el camino hacia la exactitud y precisión, los ingenieros civiles han abordado los problemas de diferentes formas, guiados por previas investigaciones y junto la experiencia, han generado los métodos que hoy día son las bases con las cuales se trabaja y se da respuesta a las necesidades que se presentan, para cumplir la labor de mejorar la vida de las personas.

En la actualidad, algunas regiones de Colombia presentan un bajo desarrollo, debido a que estas zonas se encuentran apartadas y con escasa comunicación con otras regiones. Esto se debe en gran parte, a que aquellos municipios evidencian  un bajo de nivel de infraestructura, lo cual limita el desarrollo económico de la población. El ingeniero civil debe adoptar la responsabilidad de mejorar el bienestar social de dichas regiones y proponer alternativas eficientes que generen nuevas oportunidades a favor del país.

De la necesidad de interiorizar y conocer algunas de las aplicaciones de lo aprendido en el aula y en el entorno, se le  propone al estudiante un trabajo que le permitirá generar criterios y conclusiones para resolver problemas que como futuro ingeniero civil deberá afrontar.

PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

En relación con las estructuras, el segundo momento del área o momento de inercia es una propiedad geométrica que depende de la sección transversal de los elementos estructurales y representa  la distribución de masa de un cuerpo respecto a un eje de giro. El momento de inercia mantiene una relación inversamente proporcional con los esfuerzos normales y cortantes generados a  causa de la flexión (efecto principal en los elementos viga).

Los elementos estructurales se pueden clasificar según las solicitaciones predominantes y por consiguiente, según el tipo de esfuerzo que se genera internamente. Dentro de los principales elementos que permiten modelar las estructuras de uso más comunes en la Ingeniería Civil tenemos: las vigas que usualmente se ven sometidas a flexión, las columnas a compresión y los cables a tensión. Es por esa razón, que el ingeniero debe idear una forma de combinar las ventajas de cada elemento estructural para soportar las solicitaciones a las que estará sometida una determinada estructura.

 A continuación se proponen dos ejercicios diferentes, enfocados a aplicar los conceptos adquiridos en el curso de Análisis Estructural:

1. La viga es el elemento estructural de mayor importancia en la Ingeniería Civil debido al óptimo comportamiento que presenta ante las cargas solicitantes (perpendiculares a su eje) y al gran número aplicaciones donde es útil, esta es la razón por  la que permanentemente se busca mejorar su desempeño y cubrir luces de mayor longitud.

La resistencia máxima a flexión de una viga está determinada por factores como el momento flector que soporta la viga, la distancia desde el eje neutro hasta la fibra máxima a tensión o compresión y además, por el momento de inercia de la sección transversal. Se quiere evidenciar y comparar el comportamiento a flexión de una viga cuando el momento de inercia se modifica. Para esto, el estudiante realizará una maqueta donde someta a la misma flexión 3 vigas diferentes, las cuales deberán tener la misma luz y área de sección transversal, pero se le asignarán diferentes formas geométricas: Viga Cajón, Viga en I y Viga Rectangular (altura mayor a base) con el fin de evidenciar experimentalmente el fenómeno.

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1. Con el paso del tiempo, las cargas de servicio producen deformaciones en las estructuras y cuando estas sobrepasan los límites establecidos en las respectivas normas (NSR-10 1, CCP-14 2, etc.) se hace necesario estudiar alternativas para la solución. En la actualidad, cuando la viga de un puente presenta deformaciones significativas a causa de la flexión, una de las opciones por la que optan los ingenieros es convertir a un sistema mixto la estructura, agregándole cables a ambos lados de la viga que permitan disminuir los desplazamientos generados por las deformaciones, este mecanismo recibe el nombre de reforzamiento con pretensado exterior.

Además del uso en reforzamientos de puentes ya existentes, este mecanismo es viable en la construcción de nuevos puentes en lugares de difícil acceso y poco desarrollados, debido al bajo costo que genera la utilización de materiales locales, facilitando su construcción y mejorando las condiciones de vida de la población en la región.

El estudiante deberá realizar una maqueta que represente una estructura mixta (viga reforzada con cables en el exterior no adheridos), que permita reducir las deformaciones cuando los cables se accionen y sometan a la viga a fuerzas verticales hacia arriba, mejorando la capacidad resistente a flexión en puentes de luces simples.

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