Diseño de interiores y exteriores de acero

Método de diseño de una viga isostatica simplemente apoyada en acero 

·         Evaluar pesos: peso propio, acero y algún otro material sobre la viga

·         Sacar peso total

·         Calculo de esfuerzo permisible en viga
- momento máximo
-esfuerzo
- elección de perfil de acero (como base)

·         Comparación de :

·         Diseño a corte

·         Tdiseño  

·         Diagrama de corte y momento

·         Conocer el momento máximo

·         Conocer el corte máximo

·         Elección de perfil según resultados

Comparación de: Tdiseño 

*A continuación encontraremos algunos ejemplos para la realizacion de este método* 

PREDIMENSIONAMIENTO GASOLINERA

Elaborado por Deborah Maldonado

EJEMPLOS DE RESOLUCIÓN DE VIGAS CONTINUAS CON 2 APOYOS ( en este caso sería como el ejemplo de la gasolinera) CON 3 APOYOS, 4 Y 5 APOYOS CON LA RESOLUCIÓN DE CÓRTATE Y MOMENTO FLEXIONANTE

EN EL PRIMER EJEMPLO ES COMO LA VIGA DE LA GASOLINERA CON 2 APOYOS SIMPLEMENTE APOYADAS, LAS DEMÁS TIENEN EL MISMO PROCEDIMIENTO PERO CON MAS APOYOS, ACÁ VEMOS TAMBIÉN COMO SACAN EL MODULO DE SECCIÓN "S".

PUBLICACIÓN: SAMANTHA BEDOYA

Publicación por Suzy Gonzalez 

Pasarela 

·         Altura adecuada + estabilidad (las pasarelas oscilan en un rango de 3 metros a 4.5
por:
- las columnas no pueden ser cortas o muy largas por esbeltez

·         Perfil: Utilizar el perfil correcto con el peso indicado (depende las necesidades y uso que está proyectada la pasarela)

·         Cimentación: base de concreto porque el acero se corroe

·         Uniones: uniones de platina y pernos en caso menores (piezas soldadas)

·         Uso de medidas correctas: caminamientos con espacios de 1.20

·         Distintos materiales: Losacero para caminamientos, concreto

• Patin de: 10 cm
•    Alma de 8.5 cm 
•  Y grosor de patin: 0.4cm

1.    Caminamiento principal

2.    Conformación del caminamiento                  
podemos notar que el caminamiento principal esta conformado con vigas de acero y sosteniendo la losacero que se encuentra en el caminamiento por columanas de 80cm de diámetro 

1.    Tipo de cimentación :

La cimentación son zapatas de concreto de 1m de diámetro  en el cual la columna de acero redonda esta adherida a el y no se encuentran pernos puestos en la base. 

La identificación de platinas en la planta base de las gradas se encuentra adherida en el concreto y no se puede visualizar el grosor de la platina ni los pernos.

Las conexiones de las distintas partes de la pasarela son soldadas y no necesito de platinas para su conexión



CÁLCULO de pasarela 

1. Tomar en cuenta las cargas vivas y muertas de la estructura
2. Suma de las cargas
3.comparar esfuerzo permisible por medio de momento max y modulo S
4. Escoger un perfil adecuado con los datos del esfuerzo permisible
4. Comparar Diseño a corte; por medio de Vmax y Tdiseño por medio del peralte del perfil(d) y (tw) espesor del alma
5.comparacion con trabajo admisible con el perfil escogido
6. Diagramas de momento y corte para conocer el mmax y vmax.

7. escogemos un perfil apropiado según los resultados
8.  Comparación con Tdiseño

*Tener en cuenta el peso total para el diseño de una pasarela, tanto el acero como el concreto para soporte de cargas vivas y las necesidades según el lugar que concurre* 

tenemos una viga de 39.4 pies x 12 pies de ancho
Ancho tributario de = 1.96

• Sumamos las cargas el peso propio + peso del concreto + losa acero + 80lb/pie (carga viva)

sumamos todas las cargas (wu)= 1.2 cte. de acero (217 cargas muertas) + 1.6 cte (carga viva) = 390lb/pie

y vamos con la viga secundaria con un esfuerzo permisible de 36ksi
realizamoso las ecuaciones de: 


a- mmax = W(L)2/8    W=peso de la viga (L)= distancia de la viga secundaria
b- modulo S= mmax/ fy      fy=   esfuerzo permisible de 36ksi

Con estos resultados encontramos los perfiles laminados de acero de nuestras tablas
que da resultado el momento maximo= 9092 convertido en kep/ft= 109.11

buscamos un perfil de   =  W= 10x49 

y nos lanzamos a diseño de corte 

- Vmax = wu (carga total) x Distancia /2 = 769.28lb
-Tv=  Vmax/AW=  Corte maximo/ (area) (espesor del alma)Comparar Diseño a corte; por medio de Vmax y Tdiseño por medio del peralte del perfil(d) y (tw) espesor del alma

                    

utilizamos la formula de wu (carga total ) = wl/2  para las cargas puntuales de las vigas principales que son= 769.30

metemos nuestros datos a MDSOLIDS 
para obtener Corte maximo y momento maximo

realizamos el modulo S= mmax/Tadm
momento maximo es= 935,514.48

el cual buscamos el perfil que se adhiere a nuestros calculos =  W33x152
con sus datos de:

•  peralte del perfil(d) y (tw) espesor del alma (que nos proporciona la tabla de perfil laminado de acero) 

y chequeamos a T diseño 

Cálculo de diámetro de pernos

Aqui se muestra un ejemplo para una viga de 3 apoyos, con la ayuda de la tabla de Pernos, para saber el número de pernos, diámetro y el espesor de la platina.

Lo primero que hay que hacer es resolver el cortante máximo del apoyo 2. Se suma 0.6+0.6=1.2 y se multiplica por la carga distribuída x la distancia del primer tramo de la viga, que da como resultado el cortante máximo y al mismo tiempo la reaccion de ese punto.

Para saber la carga distribuída se multiplica la carga muerta WD x ancho tributario de este tramo (4 pies) y la carga viva también por 4.

Despues utilizamos la fórmula Wu= 1.2 x WD + 1.6 x WL

El resultado del cortante máximo lo convertimos a kips para poder buscarlo en la tabla de Pernos, en la parte de Total shear capacity of bolts. al encontrar la cifra que mas se acerque se busca a la derecha en Use with the following rolled shapes los tipos de perfil que se pueden usar. A la izquierda la primera columna el no. de pernos y arriba encontramos el diametro de pernos y el espesor de la platina.

Elaborado por Deborah Maldonado

Madera: historia, que es, propiedades, tipos

HISTORIA DE LA MADERA

La madera ha sido a lo largo del tiempo el primer material orgánico natural utilizado por el ser humano ya que cuenta con una serie de propiedades como la facilidad de adaptación, bajo peso específico, agradable apariencia exterior, propiedades termicas y mecánicas, etc. por lo que se ha generado una gran industria con ella.

Fue uno de los primeros materiales utilizados para la construcción de viviendas, herramientas para cazar, fabricación de utensilios, etc. Después fue de los materiales predilectos para la construcción de palacios, templos y casas desde el siglo XX a.c. hasta el siglo XIV d.c; cuando se descubrieron nuevas técnicas y materiales para la construcción, tales como el hormigón armado, el hierro, el cristal, el cartón, etc.

   Obtención de la madera
Se compone de las siguientes etapas:

1. Tala: Es la primera operación para la obtención de la madera, y  su calidad depende del aspecto y constitución del árbol y de la época de la tala, consiste en el corte del árbol por su base.

Algunos métodos de talas sostenibles, para que los bosques no queden totalmente exterminados son: 

Método de talas parciales: Consiste en dividir el bosque en parcelas que se talan rotatoriamente y, dependiendo del ciclo de crecimiento del árbol, se talará la superficie
correspondiente.

Método de los árboles sembraderos: Si los árboles existentes poseen unas semillas que
desarrollan fácilmente nuevos árboles, se puede talar prácticamente la totalidad del bosque,
dejando algunos árboles diseminados que actuarán de reproductores

Método de la tala selectiva: Los árboles se talan y transportan según su tamaño y calidad de
todas las zonas del bosque. El coste de este método es alto, pero permite que el bosque se conserve en buen estado.


2. Transporte: Para sacar la madera del bosque a la vía accesible más cercana se utiliza maquinaria especializada capaz de alcanzar cualquier zona del monte. 

3. Descortezado: Es decir se le quita la corteza que envuelve el tronco.

4. Tronzado: Consiste en cortar los troncos en piezas más pequeñas.

5. Troceado y despiece (aserrado): Se divide el tronco en planos paralelos a un eje. El objetivo es conseguir piezas de unas dimensiones determinadas para su uso en taller.

Algunas de las formas de despiece son: 



6. Secado: Antes de poder usar las tablas y tablones para fabricar objetos, es necesario reducir el grado de humedad hasta un valor inferior al 15%. Con esto se consigue evitar deformaciones posteriores, reducir el peso, con el consiguiente ahorro en transporte, e incrementa la resistencia.

7. Cepillado: Se elimina cualquier irregularidad y mejorando el aspecto final de la pieza.

Aplicaciones de la madera

La madera se ha utilizado tradicionalmente en la construcción en columnas y vigas, aunque
actualmente ha sido sustituida por el hormigón y el acero. Aún así sigue utilizándose en:

• Puertas, ventanas, marcos, muebles, etc. Maderas de gran resistencia mecánica (pino, abeto, cedro)
• Muebles, carpintería interior. Maderas que presentan veteados vistosos y admiten un buen pulido (haya, fresno, nogal, roble)
• Muebles de lujo, esculturas, instrumentos musicales. Maderas exóticas (caoba, ébano).

También se laminan en chapas delgadas, 0,4 – 0,6 mm, para revestir tableros de maderas más baratas.

Tratamientos de la madera

Generalmente, la madera una vez trabajada, debe sufrir algún tratamiento complementario que garantice su protección de agentes externos (humedad, sol, hongos e insectos). 

Los recubrimientos protectores no influyen en la estructura de la madera, más bien aumentan la duración del trabajo y facilitan su conservación y buen aspecto.

Estos tratamientos consisten en la aplicación de pinturas, ceras, barnices y tintes que, además de proteger, dan una estética adecuada.

En el proceso de secado, se emplean algunas sustancias para proteger la madera, como:
sulfato de cobre (elimina los hongos), cloruro de cinc, azufre derretido, creosota (líquido oleaginoso derivado del alquitrán que protege de la intemperie), resinas, aceite de linaza, etc.

Elaborado por Deborah Maldonado

¿Qué es la madera? 

Publicación por suzy Gonzalez 

Madera es una Sustancia fibrosa y leñosa que se extrae de árboles para fabricación

 Estructura de crecimiento de la madera

Su estructura interna es de células vegetales que forman fibras, estas fibras están paralelamente agrupadas de forma radial, desde el centro hacia afuera a medida que el árbol va creciendo se va haciendo más larga la distancia del centro hasta el borde del tronco, formando un árbol sea la especie que sea, Cada anillo del tronco representa un año de crecimiento.

Su composición Química depende de cada especie del árbol, se compone de 60% celulosa, lignina 30%, 10% de goma, minerales y agua.

PROPIEDADES DE LA MADERA

• Dureza: resistencia a la penetración por otros cuerpos
• Flexibilidad: capacidad que tiene la madera de doblarse sin que se rompa el sentido de sus fibras
• Higroscopicidad: capacidad de absorber o desprender humedad.
• Facilidad de pulido: propiedad relacionada con la dureza de la madera ya que mientras más dura es la madera más facilidad es su pulido.
• Color y Avetado: propiedad que se tiene en cuenta a la hora de decidir el acabado estético de la obra que se quiere realizar.
• Resistencia mecánica: caracteristicas de la madera para soportar esfuerzos de compresión, flexión, tracción, torsión, cizalladura...

TIPOS DE MADERA 

Maderas Duras: 

Se obtienen de los árboles que pierden las hojas en otoño. Sólo 200 existen en cantidad suficiente y son lo bastante flexibles para la carpintería. 

Las maderas duras, tienen poros microscópicos en la superficie. El tamaño de estos poros es lo que determina la textura de la madera. Debido a estas características, las maderas duras se clasifican según la apertura del poro en: 

Maderas de poros cerrados (poros pequeños),ej. el cerezo y arce. 

Maderas de poros circulares (poros más grandes), ej. el roble, el fresno y el álamo.

 

La madera se clasifica en función del número de defectos que haya en una sección dada del largo y el ancho de la madera. Al igual que en las maderas blandas, una madera de clase inferior puede ser perfectamente aceptable dependiendo del lugar donde se vaya a colocar y el uso que se le vaya a dar. 

Entre las maderas duras tenemos:

-Roble: Es de color pardo amarillento. Es una de las mejores maderas que se conocen; muy resistente y duradera. Se utiliza en muebles de calidad.

-Nogal: Es una de las maderas más nobles y apreciadas en todo el mundo. Se emplea en mueble y decoración de lujo.

-Cerezo: Su madera es muy apreciada para la construcción de muebles. Es muy delicada por que es propensa a sufrir alteraciones y a la carcoma.
-Encina: Es de color oscuro. Tiene una gran dureza y es difícil de trabajar. Es la madera utilizada en la construcción de cajas de cepillo y garlopas.
-Olivo: Se usa para trabajos artísticos y en decoración, ya que sus fibras tienen unos dibujos muy vistosos (sobre todo las que se aproximan a la raíz.
-Castaño: se emplea, actualmente, en la construcción de puertas de muebles de cocina. Su madera es fuerte y elástica.
-Olmo: Es resistente a la carcoma. Antiguamente se utilizaba para construir carros.

Maderas Blandas: 
Se obtienen de los árboles de hoja perenne (coníferas). En carpintería sólo se usa el 25 % de todas las maderas blandas. 

Estas maderas blandas tienen poros cerrados ( poros pequeños) que apenas se perciben en el producto acabado. Las maderas blandas más usadas son:

el cedro, el abeto, el pino y la picea.

Entre las maderas blandas tenemos

Las maderas blandas se dividen en dos categorías:- madera dimensional, clasificada en función de la resistencia, 

- paneles aparentes, que se utilizan habitualmente en proyectos de carpintería.

Las distintas clases están ordenadas de la clase más alta a la más baja.

-Álamo: Es poco resistente a la humedad y a la carcoma. En España existen dos especies: El álamo blanco (de corteza plateada) y el álamo negro.-Abedul: Árbol de madera amarillenta o blanco-rojiza, elástica, no duradera, empleada en la fabricación de pipas, cajas, zuecos, etc. Su corteza se emplea para fabricar calzados, cestas, cajas, etc.-Aliso: Su madera se emplea en ebanistería, tornería y en carpintería, así como en la fabricación de objetos de pequeño tamaño. De su corteza se obtienen taninos.-Alnus glutinosa: Su madera se emplea en ebanistería, tornería y en carpintería, así como en la fabricación de objetos de pequeño tamaño. De su corteza se obtienen taninos.-Alnus incana: Su madera es blanda y ligera, fácil de rajarse. Es utilizada en tallas, cajas y otros objetos de madera.

DEFECTOS MÁS COMUNES EN LAS MADERAS
Abarquillamiento  Alabeado Arqueamiento 
Grieta en cabecera Hendidura Retorcimiento  

Humedad de la madera

HUMEDAD  Y  RESISTENCIA

Cuando una estructura de madera es sometida a fuerzas externas sus dimensiones se ven afectadas y por consiguiente su forma y tamaño.

La madera posee propiedades mecánicas que determinan la capacidad que tiene de resistir estas fuerzas.

Para obtener los valores de las propiedades se debe someter a la madera a pruebas de esfuerzos, extrayendo probetas para estudiarla tanto en estado seco o verde y así se determinan los valores de los esfuerzos a los que se puede someter la madera.

La resistencia de la madera es muy variable porque depende del grado de humedad que tenga.

Para tener resultados confiables se necesitan probetas con 12% de humedad (estado seco) y con 30% de humedad (estado verde) y tambien tomar en cuenta la direccion de las fibras en las que actúan los esfuerzos que esta soportando, ya sea en forma paralela o perpendicular a las fibras.

La densidad es un factor que modifica estos resultados.

Para hacer un buen uso de la madera se debe tener en cuenta sus características anistrópicas (propiedad de la materia que según sus cualidades varía la dirección en que son examinadas)  en las direcciones tangencial y radial, que sus diferencias resultan ser mínimas, mientras que en la direccion perpendicular y paralela a las fibras, si hay grandes diferencias.

Fuente: http://www.ptolomeo.unam.mx:8080/xmlui/bitstream/handle/132.248.52.100/512/A7.pdf?sequence=7

DEFORMACIONES DE LA MADERA

Excentricidad del corazón o de la médula Es un defecto de la madera que se da durante el crecimiento del árbol, causando pérdida de elasticidad y resistencia para trabajar con ella.

Nudos se forman en la base de las ramas quedando envueltos cuando el árbol aumenta de diámetro.

Fendas son grietas longitudinales que a veces no son visibles hasta que se corta el árbol.

Pata de gallina son fendas que llegan hasta la albura o a la superficie debido a la descomposición por vejez haciéndola inútil para trabajar.

Elaborado por DEBORAH MALDONADO