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Created with Fabric.js 1.4.5 Etapa 1 Restricciones Requerimientos Crear una estructuraen forma de puente, cuyo interiorpueda ser fácilmente visualizado. Debe soportar minimo un peso de 230g Permitir conectar dos mesas separadas por 1M de distancia dandole continuidada su superficie.Debe tener una superficie no estructural. Estructura con forma de puente para la empresa Bridge LTDA La estructura debe estar hecha de20 Palos de madera balsa (balso)de cualquier perfil con diámetro de3 a 5 mm.La estructura deberá sobreponerse sin anclaje, sobre las mesas, a unadistancia máxima de hasta 15Cm delborde de cada una de ellas.La estructura solo debera unirsea travez de piola Diseñar y cocebir una estrutura en forma de punte que sea capas de conectar dos mesas separadas por 1m de distancia. Ser ensamblada en el laboratorio el día de la prueba en un tiempo de 90 minutos OBJETIVO Distancia: 1M Máximo 15Cm del borde Superficie no estructural ¿Que es un puente? Un puente es una construcción que permite salvar un accidente geográfico como un río, un cañón, un valle, una carretera, un camino, una vía férrea, un cuerpo de agua o cualquier otro obstáculo físico. El diseño de cada puente varía dependiendo de su función y de la naturaleza del terreno sobre el que se construye. ¿Como se podría resistir el mayor peso posible meidante una estructura con forma puente ? Cortes mal proporcionados Exeso en la concentracion de las fuerzas en las esquinas donde estas hubicados los cortes. Fuerza mal ejercida al realizar los amarres. Desajuste de los amarres. Ruptura de la estructura Estructura mal diseñada Bajo soporte de peso CAUSAS EFECTOS EL PROBLEMA Soporte deficiente en los diferentes tipos de estructuras de los puentes FUNCIÓN DE LAS ESTRUCTURAS Las estructuras son elementos constructivos cuya misión fundamental es la de soportar un conjunto de cargas, que podemos clasificar como sigue:1- Peso propio2- Cargas de funcionalidad3- Acciones exteriores varias La estabilidad de una estructura es la que garantiza que dicha estructura, entendida en su conjunto como un sólido rígido, cumple las condiciones de la estática, al ser solicitada por las acciones exteriores que pueden actuar sobre ella. La resistencia es la que obliga a que no se superen las tensiones admisibles del material y a que no se produzca rotura en ninguna sección. La deformación limitada implica el que se mantenga acotada (dentro de unos límites) la deformación que van a producir las cargas al actuar sobre la estructura. Estos límites van marcados por la utilización de la estructura, razones constructivas y otras. FORMAS GENERALES DE LAS ESTRUCTURAS Hablamos de estructuras planas cuando todas las barras que la forman y las cargas que actúan sobre la misma se encuentran en un mismo plano. Hablamos de estructuras superficiales cuando la estructura presenta una forma marcadamente superficial y las cargas que actúan sobre dicha estructura no se encuentran contenidas en dicha superficie. Hablamos de estructuras espaciales cuando las barras que forman la estructura, así como las cargas que actúan sobre la misma, ocupan cualquier posición en el espacio. Existen una serie de tipologías estructurales muy comunes:1- Los pórticos, generalmente de nudos rígidos, característicos por ejemplo de las estructuras principales de las naves industriales. 2- Las cerchas, generalmente de nudos articulados, característicos por ejemplo de ciertas estructuras de cubierta, en construcción industrial fundamentalmente.3- Los marcos, que se utilizan por ejemplo en entramados laterales Estructura de barras articuladas Apoyo articulado fijo - libre Porticos simples Estructura de nudos rigidos Apoyos aticulados fijos Apoyos empotrados Marco de nudos rigidos Viga vierendeel Pórtico multiple con apoyos empotrados - articulados Una de las tipologías estructurales más sencilla es la viga armada. La viga armada se utiliza para pequeñas estructuras y generalmente en la tipología de armadura inferior, para que con el estado de cargas habitual trabajen a tracción los elementos que componen la armadura de la viga. En tales casos es frecuente la utilización de cables. Elementos estructurales fundamentales 1. Las vigas de directriz recta, que trabajan fundamentalmente a flexión 2. Los pilares, que trabajan fundamentalmente a compresión. Es importante no perder de vista la importancia que tienen otros dos elementos:La cimentaciónEl terreno, ya que si fallan por algún motivo no se consigue el objetivo final de una estructura que es fundamentalmente: traspasar las cargas de la construcción, de la que forma parte, al terreno.Una tipología de viga muy frecuente es : La viga continua. Consta de unos apoyos intermedios. Los espacios entre pilares los denominamos vanos, que pueden ser: ExtremosIntermediosCentral. Los arcos: Los elementos estructurales que sirven para salvar los vanos frecuentemente son de eje recto, pero también pueden serlo de eje curvo. Una tipología característica es el arco de tres articulaciones. Para las denominaciones de las estructuras utilizamos determinados aspectos significativos, como por ejemplo:La forma fundamental, por ejemplo: arcoLos apoyos, por ejemplo: empotramiento, articulación fija,...El tipo de nudos, por ejemplo: rígido, articulado Pilar Viga Cimentación Pilar Terreno Elementos estructurales fundamentales Viga continua Apoyos intermedios Arco con extremos empotrados Arco con extremos articulados fijos Caso de arco con tres articulaciones Una de las tipologías estructurales más sencilla es la viga armada. La viga armada se utiliza para pequeñas estructuras y generalmente en la tipología de armadura inferior, para que con el estado de cargas habitual trabajen a tracción los elementos que componen la armadura de la viga. En tales casos es frecuente la utilización de cables.En la fig.1 podemos ver una viga armada superiormente mediante lo que se denomina como: Péndola: elemento vertical Tornapuntas: formando lo que podemos denominar como cordón superior.En la fig.2 podemos ver una viga armada inferior, mediante sopanda y jabalcón. Se utiliza como estructura de apoyo para vigas en mal estado, rehabilitación, patología, ...En las figs. 3 y 4 podemos ver una viga armada inferiormente, mediante mangueta y tirantes.En las figs. 5, 6 y 7 podemos ver una tipología de viga armada inferior que se denomina FINK respectivamente simple, doble y múltiple, haciendose cada vez más compleja su forma.En la fig. 8 una tipología de viga armada inferior que se denomina BOLLMAN, que presenta una forma un tanto compleja, pensada para la utilización de cables, en los tirantes.En la fig. 9 una tipología de viga armada inferior que se denomina PRATT.Es una forma estructural que se adapta a mayores luces y solicitaciones que las anteriores, pudiendo utilizarse para pasarelas y pequeños puentes. Fig 2 Fig 9 Fig 8 Fig 7 Fig 6 Fig 5 Fig 4 Fig 3 Fig 1 Tipologías características de estructuras para puentes En las figs. 1, 2, 3, 4 y 5 se recogen estructuras tipo de puentes sin apoyos intermedios, mientras que en las figs. 6, 7 y 8 el apoyo del tablero se produce tanto en los extremos como en posición intermedia.Podemos ver en las figs. 1 y 3 la utilización de un tablero de alma llena, mientras que en las figs. 2 y 4 puede verse un tablero realizado estructuralmente mediante una celosía de barras. En las figs. 1 y 2 el tablero se refuerza con una estructura superior, de la que cuelga, que transmite los esfuerzos hacia los apoyos. En las figs. 3 y 4 el tablero se refuerza con una estructura de barras inferior sobre la que se apoya, transmitiendo los esfuerzos en posición diferente a la de los apoyos del tablero. La tipología de la fig.5 es del mismo tipo que la que se puede ver en las figs. 3 y 4, pero realizada en hormigón.Puede realizarse también mediante hormigón armado en el tablero y con vigas metálicas (tipo cajón) en el arco inferior. Fig 8 Fig 7 Fig 5 Fig 4 Fig 3 Fig 2 Fig 1 Fig 6 Materiales de contruccion Inicialmente, los puentes fueron hechos con madera y eran a menudo tan simples como un tronco a través de un arroyo. Los Incas entonces comenzaron a usar puentes de cuerda para ir de una montaña a otra. En la época medieval, ganaron popularidad los puentes de piedra o de arco. En el siglo cuatro antes de Cristo se usaban cadenas de hierro para suspender los puentes en India. Los puentes modernos, sin embargo, necesitan materiales especiales de construcción para apoyar sus enormes tramos y alturas, y para ofrecer la resistencia necesaria para garantizar la seguridad de los viajeros. Piedra artificial y ladrillo Históricamente, los puentes de piedra han demostrado ser unos de los más fuertes y duraderos de todos los puentes, pero el corte y procesamiento de la piedra necesaria también los convierte en los más caros de construir. Por lo tanto, la piedra está siendo sustituida por una réplica artificial de la piedra. Una vez más, debido a las limitaciones de costo, su uso se limita a la superficie para los toques estéticos finales, y el ladrillo a menudo reemplaza a la piedra donde las estructuras circundantes también usan predominantemente este material. Hormigón A pesar de verse suave y sin brillo en la superficie, el hormigón se ha convertido en el material de construcción preferido para casi todas las estructuras del mundo, y los puentes no son una excepción. La capacidad de verter el hormigón en cualquier forma o tamaño lo hace ideal para la construcción de puentes, ya que no necesita de un corte o moldeo. Para añadirle más fuerza, el hormigón es a menudo previamente comprimido y reforzado con acero. En la superficie, el hormigón es propenso a la corrosión por el agua salada y los contaminantes en el aire como el dióxido de carbono y dióxido de azufre. Esto se remedia usando otros materiales para cubrir la superficie. Acero Aparte de ser utilizado para reforzar el hormigón, el acero es también muy utilizado como un material de construcción primario para puentes. En los cables para los puentes colgantes que se elevan suspendidos, es el principal material utilizado. Las resistencias a la compresión y a la tracción del acero son de 10 a 100 veces el promedio del hormigón, respectivamente, permitiendo que largos tramos de puentes reciban apoyo de un menor número de columnas. Además, siendo un metal, el acero tiene una ductilidad, o capacidad de doblarse, estirarse o deformarse sin romperse, mucho mayor al hormigón. Sin embargo, la corrosión es una preocupación importante, y requiere un revestimiento de aleación para protegerlo de los elementos. Aluminio Aunque no es tan fuerte como el acero, el aluminio o una de sus aleaciones reforzadas se utiliza como un sustituto para los puentes que no requieren la resistencia del acero. También es resistente a la corrosión y más atractivo estéticamente. Las hojas de aluminio son a veces utilizadas como material para la superficie de los puentes construidos con otros materiales, como se menciona en el artículo "Influencia de los materiales de construcción de puentes". Crear un diseño que permita que la estructura soporte la mayor cantidad de peso disponible siendo lo más liviano posible. Desarrollar una estructura que no necesite de ninguntipo de anclaje
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