OE 2022.02
Orientación Estructural 422 Profesor: Hernan Elguera Chumpitazi
Alumnos: Almendra Céspedes, Aitana Rizo Patrón, Mirella Ascencio TA1
Conceptos generales
TA1.1
Composición de 5 esfuerzos Criterio CG7 / CG11
Objetivos 1. 2. 3. 4.
Experimentar los 5 tipos de esfuerzos estudiados en clase: Tracción, compresión, corte, flexión y torsión. Analizar criterios físico-materiales y geométricos de proporción de elementos y transmisión de cargas. Identificar esfuerzos y deformaciones principales en los elementos. Practicar la conducta asertiva. Búsqueda del logro. .
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Composición de 5 esfuerzos
ESTRUCTURAS:
COMPRESIÓN:
Esfuerzo interno al que está sometido un cuerpo por la aplicación de dos fuerzas que actúan en sentido opuesto, y tienden a comprimirlo.
El esfuerzo de compresión se da en las columnas y puntales (refuerzos); esta estructura es el soporte máximo de toda la estructura y de la carga externa y ahí están los pilares de mayor esfuerzo. Por lo tanto poseen dos fuerzas que tienden a comprimir sus fibras.
En esta estructura se da el esfuerzo de compresión en dos de los extremos de las columna, ya que recibe todo el peso de las otras dos columnas restantes, llegando a un punto de comprimirlas.
Analizando la estructura de forma más cercana, se puede notar que hay compresión puntualmente en las columnas que sostienen la viga superior. De igual manera se ve este esfuerzo acompañado de flexión, en la base de estas.
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Composición de 5 esfuerzos
TRACCIÓN:
Esfuerzo interno al que está sometido un cuerpo por la aplicación de dos fuerzas que actúan en sentido opuesto, y tienden a estirarlo.
El esfuerzo de tracción se evidencia en los hilos que sujetan la base colgante en la cual se generará el peso. Además, está en los hilos que hacen contra fuerza en la parte posterior de la estructura y se sujeta a la base.
Este esfuerzo está presente en las sogas de la maqueta que se entrelazan con las columnas, ya que estas soportan el peso y fuerza de las columnas y base, respectivamente.
La tracción se evidencia en las cuerdas amarradas a la viga superior. Estas unen a la plancha donde la carga será puesta con la viga mencionada al comienzo.
FLEXIÓN: El esfuerzo de flexión ocurre cuando un cuerpo está sometido
a fuerzas externas que tienden a curvarse. Es la combinación de esfuerzos de compresión y de tracción.
El esfuerzo de flexión se evidenció en la viga superior de la estructura que funcionaba como eje, ya que esta soportaba el peso de la carga y de la estructura; y el esfuerzo generado ocasionó la flexión en la viga.
Este esfuerzo se da en la unión de las sogas, ya que estas se encuentran entrelazadas con la finalidad de mantener un equilibrio entre las columnas. Asimismo, en esta estructura se podía aplicar este fuerzo al colocar un masa en las sogas.
La flexión se da en tres lugares diferentes de la estructura. El primero es en la viga superior, el segundo en la plancha donde se pondrá la carga. finalmente, el tercer lugar donde se da este esfuerzo es en combinación con el de compresión, en las bases de la estructura.
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Composición de 5 esfuerzos
CORTE :
Esfuerzo a que está sometido un cuerpo cuando las fuerzas tienden a deslizar una parte con respecto a otra según un plano que corta el cuerpo.
El esfuerzo cortante se da entre la columna y la viga que funciona como eje debido a las dos fuerzas en sentido contrario. Estas tienden a generar un desplazamiento con respecto a la otra según un plano que corta un cuerpo
Este esfuerzo de corte se da en las columnas al ser interceptadas por dos elementos horizontales a diferentes alturas que ejercen dos fuerzas opuestas en la columna.
En este caso, la maqueta no mostraba el esfuerzo estructural de corte.
TORSIÓN : Esfuerzo a que está sometido un cuerpo cuando las fuerzas externas tienden a girar una sección de la pieza respecto a la otra; en otras palabras cuando dos secciones adyacentes giran en sentido contrario.
En este caso la estructura no mostraba un elemento de torsión claro, sin embargo se pudo haber aplicado la fuerza en la base superior de manera de torsión.
En esta estructura se trató de de representar el esfuerzo de torsión con las sogas. Sin embargo, este esfuerzo se termina aplicando en toda la estructura como una fuerza externa.
De manera clara no se nota la torsión, pero al emplear la carga sobre la plancha se podría torcer la estructura. esto generaría el esfuerzo de torsión llegando a quebrarla.
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Composición de 5 esfuerzos
HIPÓTESIS CESPEDES: 1.
2.
En la estructura presentada, al ir incrementando las cargas en la base (aumentando el peso), podría ocasionar una ruptura debido al esfuerzo de tracción de las cuerdas de la parte posterior que generan contrapeso. Otra posibilidad es que al incrementar el peso en la base de carga se haga evidente el esfuerzo de corte entre la viga superior y las columnas, sin embargo esta hipótesis es menos probable ya que los refuerzos son mayores.
ASCENCIO: 1.
2.
La estructura recibirá una fuerza externa para generar el esfuerzo de torsión, esto podría generar un incremento en el esfuerzo de corte en las columnas, siendo este la causa del colapso La segunda hipótesis es que la estructura va a fallar por el esfuerzo de compresión al ejercer una fuerza exterior, en los elementos horizontales que unen las columnas.
RIZO PATRÓN: 1.
2.
Al poner peso sobre la estructura, es posible que las cuerdas que sostienen la plancha donde la carga será aplicada, se den por vencidas y se rompan trayendo abajo consigo la viga superior. Considero que este es el menos probable a ocurrir. Otra hipótesis considerada, es que al aplicar la fuerza sobre la plancha, las columnas laterales cederan y así la estructura se irá para un lado demostrando la flexión y posiblemente torsión de los elementos.
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COLAPSO
A la hora de realizar el esfuerzo sobre la estructura se generó presión con los dedos sobre la base para poner a prueba la resistencia. Se evidenció el esfuerzo de tracción en los hilos que sujetaban la base de carga.
En la primera imagen se ve la primera fuerza que se ejerce en la estructura, la cual no genera deformación. Sin embargo, en la segunda imagen se puede apreciar que la estructura colapsa al ejercer fuerza de torsión. siendo el esfuerzo de corte en el elemento horizontal, el motivo principal de que la estructura falle.
La primera imagen es previo a la presión causada con los dedos, y en la segunda se evidencia la flexión de la plancha donde se puso la carga, como de la viga superior.
Después de haber realizado el ejercicio de los esfuerzos pudimos concluir una serie de cosas. Al comenzar, tuvimos que aplicar los conceptos estudiados en clase en un modelo tridimensional que soportara cargas y su propia estructura. Esta parte resultó un poco complicada ya que tuvimos que aplicar los cinco esfuerzos en una sola estructura pensando bien la posición de elementos. A pesar de las dificultades pudimos realizar tres modelos diferentes que cunmplieran con los requisitos y mostraran un resultado positivo. Al aplicar las cargas y las fuerzas en cada estructura vimos como se evidenció los esfuerzos estructurales . Además pudimos confirmar si las hipótesis planteadas sobre la ruptura fueron correctas e incorrectas. Así mismo, al finalizar el experimento surgieron nuevas dudas como la materialidad de la las estructuras, las fuerzas generadas, si las funciones fueron eficientes, y si la distribución de elementos fue exitosa. Sin embargo, todas las preguntas pudieron ser respondidas cuando comparamos los tres modelos y los diferentes resultados.
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Composición de 5 esfuerzos
CESPEDES: En el modelo realizado pude lograr evidenciar cuatro de los cinco esfuerzos estructurales vistos en clase. La torsión fue uno de los esfuerzos que no se pudo ver en el modelo tridimensional como elemento propio; sin embargo se pudo haber hecho si la fuerza aplicada generaba ese esfuerzo. Al final pude comprobar que la hipótesis planteada antes de generar la fuerza fue correcta en el esfuerzo más no en los hilos pensados. La ruptura se dio en las cuerdas que cargaban la base, mas no en las que sostenían el lado opuesto de la estructura.
ASCENCIO : La estructura realizada presenta solo cuatro esfuerzos requeridos, es por ello, que se busca implementar el esfuerzo de torsión en toda la estructura como una fuerza externa. En la primera fuerza diagonal que se ejerce no afecta a la estructura, sin embargo, el esfuerzo de torsión que se ejerce produce un fallo en uno de los elementos horizontales que se llega a partir por el esfuerzo de compresión que soporta, llegando a una deformación plástica, es así cómo se logra comprobar la segunda hipótesis del fallo por compresión.
RIZO PATRÓN: Al realizar este trabajo, evidencie solo cuatro de los cinco tipos de esfuerzos en mi modelo. El que mas se noto fue el de flexión, ya que se vio en tres partes diferentes de la maqueta. por otro lado, la compresion tambien se noto en varias partes. En referencia a la torsión, la única manera de la cual esta se evidenciaba, era mediante la posición de carga en el modelo. Finalmente, el esfuerzo que no logre incorporar en mi maqueta fue el de corte. Logre comprobar la hipótesis de que al generar la fuerza sobre la estructura, las columnas se irían hacia los lados, mas no la de que la viga superior o los hilos que sostenían la plancha se llegarian a quebrar.
Link videos: https://www.youtube.com/watch?v=ua3u_SjdXnY