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ESTRUCTURA EN VOLADIZO

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by

Rocio Ibáñez García

on 16 December 2014

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Transcript of ESTRUCTURA EN VOLADIZO

ESTRUCTURA EN VOLADIZO
design by Dóri Sirály for Prezi
El termino ménsula refiere a un tipo de viga, denominado más frecuentemente “voladizo”, que se caracteriza por estar apoyado en solo uno de sus extremos mediante un empotramiento. Debido a la necesidad de dicho empotramiento, los voladizos suelen ser prolongaciones de vigas continuas de varios apoyos.

Una carga sobre una viga en voladizo produce dos reacciones en el soporte: la fuerza de corte vertical, que contrarresta el peso del objeto; y el momento de flexión, que evita que la viga rote.
DEFINICIÓN
MEJORAS DE LA ESTRUCTURA
MECANISMO Y CONFORMACIÓN DE FUNCIONAMIENTO:
CÁLCULOS
Características
Un efecto mecánico que se produce en los voladizos es la deflexión, afectada por:

- Longitud
- Peralte y ancho
- Material
- Localización de la carga
- Forma de la sección transversal

CARACTERÍSTICAS DE TRABAJO – TRANSMISIÓN DE CARGAS:
Lo que hace el voladizo es hacer contrapeso al claro interior, mientras mayor sea el contrapeso, mas se reduce la deformación.
Lo recomendable seria la igualdad absoluta de los momentos mencionados.
VENTAJAS
- Es una de las formas de controlar la deformación excesiva de las vigas.

- Utilizar voladizos es una forma eficiente de aumentar la superficie sin ocupar demasiado dentro de un terreno.

- Se utiliza con frecuencia en la construcción de puentes hasta la aparición de la técnica del puente colgante.

DESVENTAJAS
- Sin protección alguna, los voladizos suelen ser la parte que se degrada con rapidez.

- El sobrepeso en el voladizo provoca deformaciones.

- La humedad y la temperatura son factores que fácilmente afectan a los voladizos.

MODULACIÓN ESTRUCTURAL:
Esta forma trapezoidal recta es la más eficiente para una viga en voladizo, ya que el esfuerzo de flexión permanece relativamente constante en toda la longitud.
CONTROL DE LAS FUERZAS DE REACCIÓN EN SOPORTES:
Las fuerzas de levantamiento en las bases tienen que ser evitadas.
Estas pueden ser eliminadas mediante el aumento de la carga hacia abajo en los soportes.
SISTEMA POR ZETEO
Uso del acero como un solo elemento de disipación de cargas, el cual ayuda a transmitir esfuerzos de tracción , desde el extremo externo superior del voladizo, hacia el centro inferior de la viga en apoyo, lo cual causa mayor rigidez en la estructura, disminuyendo el esfuerzo flector del segmento en apoyos por tracción de el alma.
SISTEMA SUPLEX
El de mayor empleo en la construcción de artículos en voladizo.
Consiste en colocar el acero mayor de manera convencional (Superior abajo e inferior arriba) a lo largo de todo el tramo, localizando en la parte superior y central entre el encuentro de las 2 vigas, con longitud total de uniones entre centros de las mismas, una barra de acero de mayor grosor, a fin de retener el diagrama de vuelco
REALIZADO POR:

Adrián Castillo Gallardo
José Miguel García Aivar
Lidia de la Torre Vázquez
Rocío Ibáñez García
Ignacio Sánchez López
Cálculo de la resistencia/rotura de una viga en voladizo:
Las vigas son elementos estructurales que han de soportar esfuerzos de flexión.
Para el cálculo de una viga, considerando los esfuerzos de flexión que ha de soportar, se puede usar la fórmula siguiente:
M = R * Z
Donde:
- M es el momento de las fuerzas que producen la flexión en una sección determinada de la viga.
- Z es el módulo de la sección.
- R es el valor de la resistencia del material a tracción.

CÁLCULO DE M:
Este momento depende del peso que ha de soportar la viga, de como está situado a lo largo de la misma y de su longitud. Mientras más larga es la viga y mayor es el peso que ha de soportar, mayor será el valor del momento M.
A continuación se muestran las fórmulas que nos permiten calcular el momento de las fuerzas exteriores M(máximo momento flexor) para distintos tipos de vigas en voladizo:

I) Viga en voladizo cargada en el extremo: M=P*l

II) Viga en voladizo con dos o mas cargas: M=P1*L1 +P2*L2

III) Viga en voladizo cargada uniformemente con un peso de “p” kilogramos por metro de longitud M= p*((l^2)/2)

IV) Viga en voladizo cargada uniformemente y además con un peso asilado en un punto de la longitud M= p*((l^2)/2) + P*l

CÁLCULO DE Z(Momento de inercia de la sección):
Depende de la forma geométrica que tenga la sección de la viga y de sus dimensiones.
Para ponerlo en práctica hemos supuesto una viga de hierro en voladizo, uniformemente cargada con un peso de 300 Kilogramos por metro de longitud, con la forma de un tubo cuyo diámetro interior es igual a los 2/3 del diámetro exterior.

La viga tiene 5 metros de longitud. Tenemos que calcular los diámetros interiores y exteriores del tubo:

Para un Tubo, Z es igual a:
Z = (π /32) * [(D4 - d4) / D]

Y teniendo en cuenta que:
d = (2 /3) * d

Entonces:
Z = 0,098 * (D4) - [(2/3) * D]4) ) /D;
Z = 0,78 D3

Viga en voladizo cargada uniformemente con un peso de “p” kilogramos por metro de longitud M= p*((l^2)/2) por lo que aplicando la fórmula M = R*Z, resultará:

(600 Kg/cm^2)*(0,78*D^3) = 3*(5002 /2)

Despejando D^3 tenemos:
D= 20 centímetros
d= 14 centímetros
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