madera.docx
TRANSCRIPT
UNIVERSIDAD PERUANA UNIÓN
FACULTAD DE INGENIERÍA Y ARQUITECTURA
EAP. INGENIERÍA CIVIL
INFORME
“FLUJO GRADUALMENTE VARIADO”
Presentada en cumplimiento parcial del curso de
Mecánica de Fluidos
ESTUDIANTE
QUISPE CHAHUARA, Gilber
DOCENTE:
ING. CHÁHUARES PAUCAR Leonel
….
UNIVERSIDAD PERUANA UNIÓN FACULTAD DE INGENIERÍA Y ARQUITECTURA E. A. P. DE INGENIERÍA CIVIL MECANICA DE FLUIDOS
ÍNDICE
1. INTRODUCCION................................................................................3
2. OBJETIVOS..........................................................................................4
2.1. OBJETIVO PRINCIPAL..............................................................4
2.2. OBJETIVO ESPECIFICO............................................................4
3. BASE TEORICA..................................................................................4
3.1. TIPOS DE FLUJO VARIADO....................................................5
3.1.1. FLUJO RÁPIDAMENTE VARIADO....................................5
3.1.2. FLUJO GRADUALMENTE VARIADO...............................5
3.2. ECUACIÓN DIFERENCIAL DEL FLUJO VARIADO............7
3.3. PERFILES DE FLUJO VARIADO..............................................9
4. CONCLUSIONES...............................................................................11
5. BIBLIOGRAFIA.................................................................................12
UNIVERSIDAD PERUANA UNIÓN FACULTAD DE INGENIERÍA Y ARQUITECTURA E. A. P. DE INGENIERÍA CIVIL MECANICA DE FLUIDOS
1. INTRODUCCION
La viga de madera es un buen material desde el punto de vista estructural, aporta
resistencias elevadas, es aislante, se adapta a geometrías complejas, permite salvar
grandes luces y disponer de piezas con radios de curvatura. Hoy en día, gracias a las
técnicas y a las soluciones constructivas que se plantean, la madera se puede introducir
con gran fuerza en el campo estructural, aportando un gran valor estético y soluciones
muy variadas.
La CTE (Código Técnico de la Edificación) permite que las vigas de madera puedan
competir en el ámbito estructural de la edificación, en las mismas condiciones que el
resto de materiales utilizados habitualmente.
La madera se emplea habitualmente como un material de ingeniería en la construcción y
en la industria del mueble. Con su amplia gama de propiedades físicas y mecánicas,
puede elegirse madera de diferentes especies de árboles para adaptarse a los
requerimientos específicos de una aplicación. La resistencia de la madera está
influenciada por factores como los tipos de carga, dirección y duración de la carga,
temperatura y humedad. Normas como la ASTM D143, definen los métodos de ensayo
para determinar las propiedades mecánicas, incluyendo la resistencia a la flexión de la
madera. Esto permite a los ingenieros elegir la que mejor se adapte a las necesidades.
2. OBJETIVOS2.1. OBJETIVO PRINCIPAL
El objetivo de la experiencia es identificar algunas propiedades de la
madera y de los clavos.
UNIVERSIDAD PERUANA UNIÓN FACULTAD DE INGENIERÍA Y ARQUITECTURA E. A. P. DE INGENIERÍA CIVIL MECANICA DE FLUIDOS
Se identificará el corte y esfuerzo de flexión admisible de la viga, la
carga y esfuerzo de corte admisible del clavo y el acero laminado.
3. BASE TEORICA
Una viga de madera y reforzado es un elemento estructural que resiste cargas
transversales. Generalmente, las cargas actúan en ángulo recto con respecto al eje
longitudinal de la viga. Las cargas aplicadas sobre una viga tienden a flexionarla y
se dice que el elemento se encuentra a flexión.
Por lo común, los apoyos de las vigas se encuentran en los extremos o cerca de ellos
y las fuerzas de apoyo hacia arriba se denominan reacciones.
3.1. TIPOS DE VIGAS DE MADERA
3.1.1. VIGAS DE PLYBOXUna viga de madera plybox no es realmente una viga sólida, aunque se
considera una viga de madera. Está hecha de un marco de tablas de 2 x 4
o de 2 x 6 parecidas a una pared interior. El marco se cubre en cada lado
con madera contrachapada. Aunque el interior es hueco, la viga se ve
como la madera maciza. Se utilizan en casas con estructura de madera al
igual que las vigas sólidas, y tienen ventajas sobre la viga sólida. Son
ligeras, y se pueden fabricar en el lugar en algunos casos. También se
utilizan como marcos de pared.
3.1.2. VIGAS ENCHAPADASUna viga enchapada es una viga de madera sólida, pero no está hecha de
un único tronco. Construida a partir de varias capas (o chapas) de
madera, se utiliza en aplicaciones tanto de corto como de largo plazo.
Cada capa se pega y se presiona entre sí para formar la viga. La ventaja
es la capacidad de crear cualquier tamaño de viga para casi cualquier tipo
de madera. No se necesita un tronco largo y recto para formar una viga
sólida.
3.1.3. VIGAS DE MADERA LAMINADAUna viga de madera laminada es similar a una viga de chapa, pero se
compone de tablas más gruesas y apiladas que se presionan y se pegan.
Las placas se apilan con el lado más amplio orientado horizontalmente
UNIVERSIDAD PERUANA UNIÓN FACULTAD DE INGENIERÍA Y ARQUITECTURA E. A. P. DE INGENIERÍA CIVIL MECANICA DE FLUIDOS
como una baraja de cartas. Estas placas también se utilizan en todas las
construcciones y pueden ser elaboradas en casi cualquier longitud para
cualquier tipo de madera.
3.1.4. VIGAS DE MADERA MACIZALa viga de madera maciza está hecha de un único tronco. Por lo general,
se reduce en un aserradero. Muchas vigas de madera están hechas de un
solo árbol. Dependiendo del tamaño del tronco y de la viga, hasta cinco o
más vigas se pueden cortar de un solo árbol. Consideradas como las vigas
más tradicionales de madera, no están trabajadas y no se usan prensas,
gomas o chapas para hacerlas.
3.2. CLASIFICACIÓN TIPOS DE VIGAS DE MADERA.
VM-1 Viga de madera en bruto
VM-2 Viga de madera aserrada empalmada estructural
VM-3 Viga de madera duo y trío
VM-4 Viga de madera laminada encolada
VM-5 Vigas especiales de madera laminada encolada
VM-6 Viga de madera contrachapada
VM-1 Viga de madera en bruto
Se denomina productos de madera en bruto, madera maciza o madera aserrada
aquellos cuya estructura y composición presentan muy pocos cambios respecto
a la materia prima, que es la madera en el tronco del árbol.
UNIVERSIDAD PERUANA UNIÓN FACULTAD DE INGENIERÍA Y ARQUITECTURA E. A. P. DE INGENIERÍA CIVIL MECANICA DE FLUIDOS
Por madera maciza de construcción se entienden listones, tablas, tablones y
madera, descuadrada por el corte o mediante perfilado del tronco en el
aserradero, para empleo estructural con funciones portantes. Para empleo en la
construcción, la madera maciza debe ser clasificada según la resistencia con un
modo visivo o mecánico. Para la madera de árboles coníferos y la madera de
árboles de hoja caduca existen clases de resistencia diferentes. Para obtener un
material de mejor calidad, la madera serrada puede ser sometida a otros
procesos de elaboración posteriores, como por ejemplo el secado artificial,
cepillado, fresado general. Según sea la especie del árbol del que proviene la
madera, en la construcción presentará también una resistencia natural diferente
al ataque de organismos nocivos. Para aumentar la durabilidad, la madera puede
ser tratada previamente con sustancias protectoras.
VM-2 Viga de madera aserrada empalmada estructural “KVH”
Unión dentada estructural de testa entre piezas Finger Joint
El empalme de testa mediante unión dentada no supone ninguna reducción de la
capacidad resistente, por lo que a efectos prácticos se considera como una pieza
continua de madera, utilizando en los empalmes un adhesivo de poliuretano y
debe seguir estrictos controles de producción para garantizar y demostrar su
idoneidad para uso estructural.
UNIVERSIDAD PERUANA UNIÓN FACULTAD DE INGENIERÍA Y ARQUITECTURA E. A. P. DE INGENIERÍA CIVIL MECANICA DE FLUIDOS
La madera aserrada empalmada para uso estructural, comprende una gama de
productos cuya sección transversal está formada por madera escuadrada
sometida a un secado artificial, cepillada y clasificada para uso estructural,
procedente de un despiece separado o exento de médula. Consiste en cuartos de
madera aserrada a la que se le han eliminado los nudos que puedan constituir
una merma en las características mecánicas de la pieza. Luego se encolan las
testas por medio de una unión tipo fingerjoint que garantiza la máxima
resistencia de las mismas. Este proceso permitiría la producción de piezas
infinitas, pero normalmente restringidas a las longitudes de transporte. La
eliminación de mermas hace que sea posible garantizar una mayor resistencia
que en piezas similares de madera aserrada. Además, se compensan mejor
algunas deformaciones geométricas como alabeos o revirados. Normalmente se
fabrica a partir de madera de Picea, otras especies posibles son las demás
coníferas: pino, abeto y alerce.
UNIVERSIDAD PERUANA UNIÓN FACULTAD DE INGENIERÍA Y ARQUITECTURA E. A. P. DE INGENIERÍA CIVIL MECANICA DE FLUIDOS
VM-3 Viga de madera dúo y trío
Los Duo y Trio conforman una familia de productos estructurales de madera
fabricados mediante el encolado lateral de dos o tres piezas o tablones,
respectivamente, por sus caras más anchas. Se pueden obtener vigas de madera
estructural de gran sección y longitud, de gran calidad visual y con propiedades
mecánicas claramente definidas. Normalmente se fabrica a partir de madera de
Picea, otras especies posibles son las demás coníferas: pino, abeto y alerce.
DUO secciones estándar
Ancho (mm) Canto (mm) Largo (m)
90 165 12 / 13.5 m
90 190 12 / 13.5 m
90 215 12 / 13.5 m
115 215 12 / 13.5 m
115 240 12 / 13.5 m
Otras secciones disponibles bajo demanda
UNIVERSIDAD PERUANA UNIÓN FACULTAD DE INGENIERÍA Y ARQUITECTURA E. A. P. DE INGENIERÍA CIVIL MECANICA DE FLUIDOS
TRIO secciones estándar
Ancho (mm) Canto (mm) Largo (m)
135 135 12 / 13.5 m
135 165 12 / 13.5 m
135 190 12 / 13.5 m
135 215 12 / 13.5 m
135 240 12 / 13.5 m
180 180 12 / 13.5 m
200 200 (4 laml) 12 / 13.5 m
Otras secciones disponibles bajo demanda
VM-4 Viga de madera laminada encolada
La madera laminada da compuesto de láminas paralelas pegadas entre sí, bien
tablas o bien listones. Antes de ser encoladas, las láminas se clasifican según la
resistencia en modo visual o mecánico y, posteriormente cepilladas. La cola
empleada debe cumplir los requisitos de la EN 301 o EN 15425 para
componentes de madera con función estructural. Se debe verificar la idoneidad
de la especie para la producción de madera laminada encolada. Se emplean
sobre todo maderas de abeto rojo, abeto blanco y alerce. Se pueden fabricar
tanto vigas rectilíneas o curvas. Se distingue entre madera laminada encolada
homogénea (todas las láminas de la sección deben pertenecer a la misma clase
resistente) y madera laminada encolada combinada (las láminas internas y
externas pueden pertenecer a diferentes clases de resistencia). Para el caso de
UNIVERSIDAD PERUANA UNIÓN FACULTAD DE INGENIERÍA Y ARQUITECTURA E. A. P. DE INGENIERÍA CIVIL MECANICA DE FLUIDOS
grandes solicitaciones estáticas en elementos de tableros contralaminados, se
recomienda el uso de tableros combinados en los cuales encontramos que la
madera de las capas exteriores es de una resistencia superior a las de las capas
interiores obteniéndose de esta manera una mayor resistencia total del elemento.
La madera laminada es particularmente adecuada para componentes de
construcción sujetos a cargas elevadas y con grandes luces, además de para
exigencias de elevada estabilidad de la forma y estéticas.
Medidas estándar
Es posible suministrar listados de vigas a medida de proyectos.
Ancho (mm) Canto (mm) Largo (m)
90 225 / 270 / 315 / 360 / 405 / 450 12 / 13.5 m
115 225 / 270 / 315 / 360 / 405 / 450 12 / 13.5 m
140 225 / 270 / 315 / 360 / 405 / 450 12 / 13.5 m
Otras dimensiones disponibles bajo demanda
VM-5 Vigas especiales de madera laminada encolada
UNIVERSIDAD PERUANA UNIÓN FACULTAD DE INGENIERÍA Y ARQUITECTURA E. A. P. DE INGENIERÍA CIVIL MECANICA DE FLUIDOS
Los tableros de partículas son productos con forma de placa, fabricados con
virutas de madera o materias primas en forma de viruta con el empleo de un
material conglomerante (como la cola).
Pueden contener aditivos como agentes hidrófugos, fungicidas. Generalmente,
los paneles presentan una estructura con capas que van aumentando (hacia el
exterior) la granulometría.
Las virutas más finas están dispuestas preferiblemente paralelas al plano del
panel, pero a poder ser sin una orientación definida en ese plano.
Para la producción mediante prensado (mediante la acción del calor) vienen
utilizados hoy en día, procesos continuos.
TM-6 Tablero de madera de partículas aglomeradas (Materiales
compuestos de partículas)
Los tableros de partículas aglomeradas con cemento son productos a base de
madera en forma de tablero, compuestos por virutas de madera u otras fibras
vegetales (por ejemplo cáñamo o lino) y colas minerales (por ejemplo cemento
Portland).
Los paneles presentan una superficie lisa de color gris cemento. Los tableros de
partículas aglomeradas con cemento se fabrican en un único estrato con
granulometría homogénea o sino en más estratos y/o como paneles
contrachapados (por ejemplo con paneles de expansivos rígidos o corcho
aislante).
UNIVERSIDAD PERUANA UNIÓN FACULTAD DE INGENIERÍA Y ARQUITECTURA E. A. P. DE INGENIERÍA CIVIL MECANICA DE FLUIDOS
Según la masa, los paneles pueden emplearse para aislamiento acústico y
térmico, para paredes internas no portantes y para revestimientos portantes y de
rigidizantes. Los paneles son muy resistentes a la intemperie, hielo, insectos y
hongos.
TM-7 Tablero LSL (Intrallam) (Materiales compuestos de partículas)
El LSL (Laminated Strand Lumber) o Intrallam es un panel a base de madera
compuesto por virutas de madera de chopo de aproximadamente 0,8 mm de
espesor, 25 mm de anchura y 300 mm de longitud, y por una cola resistente al
agua.
Al estar las virutas completamente revestidas de cola, y poseer el panel una
estructura homogénea, el LSL es particularmente resistente a la intemperie
(aunque se debe evitar la exposición directa). Existen dos tipos: los paneles con
virutas orientadas exclusivamente en la dirección longitudinal del panel se
pueden emplear como vigas (vigas de forjados y cubiertas, montantes, astas,...).
Orientando en el sentido transversal una parte de las virutas, las propiedades
mecánicas en dirección longitudinal y transversal se asemejan bastante, por lo
que se pueden emplear como paneles (tablero para paredes, techos y soleras).
TM-8 Tablas, frisos y tablillas
Esta familia de productos está compuesta en general por piezas de madera con
espesores de entre 9,5 mm y 40 mm. No tienen función estructural y son
obtenidas a raiz del aserrado de coníferas o frondosas en rollo en forma de
tablas, tras lo cual se secan industrialmente, se cepillan o se molduran.
UNIVERSIDAD PERUANA UNIÓN FACULTAD DE INGENIERÍA Y ARQUITECTURA E. A. P. DE INGENIERÍA CIVIL MECANICA DE FLUIDOS
Los frisos se utilizan para acabados tanto interiores como exteriores y podemos
distinguir dos tipos, machihembrados o sin machihembrar. Dependiendo de la
especie utilizada podremos esperar una mayor o menor durabilidad ante los
agentes externos o bióticos.
Para protegerse de los últimos existen tratamientos que se pueden aplicar si se
desea. Existen además productos como lasures y pinturas que protegen la
madera expuesta al exterior de los agentes climáticos, productos que además
permiten elegir los tonos y colores deseados para cada gusto.
3.3. PROPIEDADES MECÁNICAS DE LA MADERA TORNILLO
ESPECIE Cedrelinga catenaeformis D. Ducke.
Familia Fabaceae-Mimosoideae
NOMBRES COMUNES Perú: familia, huayra caspi, cedrorana.
Colombia: achapo. Ecuador: seique. Brasil: cedrorana.
NOMBRE COMERCIAL INTERNACIONAL: Tornillo
3.3.1. CARACTERÍSTICAS DE LA ESPECIE
Distribución Geográfica: La distribución de la especie fue obtenida de la literatura y de reportes de herbario e inventarios, se encuentra en los departamentos de Junín, Madre de Dios, Loreto y Ucayali, entre 0 y 500 msnm. La especie existe en cantidades altas en la Amazonía norte y en cantidades medias en la Amazonía sur del Perú.
Árbol: Alcanza 40 m de altura y hasta 120 cm de diámetro; tronco recto
cilíndrico; aletones poco o medianamente desarrollados, gruesos. La
corteza superficial del tronco es de color pardo oscuro, apariencia rugosa,
ritidoma coriáceo; la corteza muerta se desprende en placas
rectangulares, por encima de los aletones; corteza muerta leñosa,
corchosa, de 1 cm de espesor. Corteza viva de 0.5 cm de espesor, de
color rosado, textura arenosa y de sabor dulce.
3.3.2. CARACTERISTICAS DE LA MADERA
Color: El tronco recién cortado presenta las capas externas de madera
UNIVERSIDAD PERUANA UNIÓN FACULTAD DE INGENIERÍA Y ARQUITECTURA E. A. P. DE INGENIERÍA CIVIL MECANICA DE FLUIDOS
(albura) de color rosado y las capas internas (duramen) de color rojizo
claro y de forma regular, observándose entre ambas capas un gradual
contraste de color. En la madera seca al aire la albura se toma de color
rosado HUE 7/4 5YR y el duramen marrón rojizo HUE 5/4 5YR.
(Munsell Soil Color Charts).
Olor Distintivo, urticante al aserrase.
Lustre o brillo Moderado a brillante.
Grano Entrecruzado.
Textura Gruesa.
Veteado o figura: Poco definido en el corte tangencial, arcos
superpuestos ligeramente diferenciados con líneas vasculares oscuras
pronunciadas y en el corte radial bandas angostas, paralelas, satinadas.
3.3.3. CARACTERISTICAS TECNOLOGICAS
Propiedades Físicas
Densidad básica 0.45 g/cm3
Contracción tangencial 3.00 %
Contracción radial 1.00 %
Contracción volumétrica 3.90 %
Relación T/R 2.2 ,
Propiedades Mecánicas
Módulo de elasticidad en flexión 99,000 kg/cm2
Módulo de rotura en flexión 693.00 kg/cm2
Compresión paralela (RM) 413.00 kg/CM2
Compresión perpendicular (ELP) 66.00 kg/CM2
Corte paralelo a las fibras 87.00 kg/CM2
Dureza en los lados 373.00 kg/cm2
Tenacidad (resistencia al choque) 2.88 kg-m
3.3.4. RECOMENDACIONES TECNICAS
El Tornillo es una madera medianamente pesada, presenta contracciones
lineales media y contracción volumétrica estable. La resistencia mecánica
se sitúa en el límite de la categoría media. La madera, es moderadamente
fácil de aserrar por su media a resistencia mecánica. Presenta buena
UNIVERSIDAD PERUANA UNIÓN FACULTAD DE INGENIERÍA Y ARQUITECTURA E. A. P. DE INGENIERÍA CIVIL MECANICA DE FLUIDOS
trabajabilidad y acabado apropiado para la producción de piezas
estructurales para construcción de viviendas, puertas y ventanas. Seca en
forma rápida, puede soportar horario fuerte en secado artificial
demorando aproximadamente 55 horas, es estable con bajo riesgo de
alabeo. La albura es susceptible al ataque biológico, las pieza con albura
requiere ser preservada por sistema de vacío presión; el duramen es
resistente y por ello las piezas enteramente de duramen no requieren de
preservación.
3.3.5. UTILIDAD
Actualmente es usada en pisos, estructuras de casas, armaduras, vigas,
columnas, carpintería de interiores, artesanía y en la fabricación de
puertas, ventanas y carrocerías.
3.4. DISEÑO DE VIGAS DE MADERA
3.4.1. PROPIEDADES DE LAS SECCIONESAdemás de la resistencia de la madera, caracterizada por los esfuerzos unitarios admisibles, el comportamiento de un miembro estructural también depende de las dimensiones y la forma de su sección transversal, estos dos factores se consideran dentro de las propiedades de la sección.
3.4.2. CENTROIDESEl centro de gravedad de un sólido es un punto imaginario en el cual se considera que todo su peso está concentrado o el punto a través del cual pasa la resultante de su peso. El punto en un área plana que corresponde al centro de gravedad de una placa muy delgada que tiene las mismas áreas y forma se conoce como el centroide del área. Cuando una viga se flexiona debido a una carga aplicada, las fibras por encima de un cierto plano en la viga trabajan en compresión y aquellas por debajo de este plano, a tensión. Este plano se conoce como la superficie neutra. La intersección dela superficie neutra y la sección transversal de la viga se conoce como eleje neutro.3.1.2Momento de inercia
En la figura 3-1 se ilustra una sección rectangular de ancho b y alto h con el eje horizontal X-X que pasa por su centroide a una distancia c =h/2 a partir de la cara superior. En la sección, a representa un área infinitamente pequeña a una distancia z del eje X-X. Si se multiplica esta área infinitesimal por el cuadrado de su distancia al eje, se obtiene la
UNIVERSIDAD PERUANA UNIÓN FACULTAD DE INGENIERÍA Y ARQUITECTURA E. A. P. DE INGENIERÍA CIVIL MECANICA DE FLUIDOS
cantidad (axz 2). El área completa de la sección estará constituida por un número infinito de estas pequeñas áreas elementales a diferentes distancias por arriba y por debajo del eje X-X.
Entonces, el momento de inercia se define como la suma de los productos que se obtienen al multiplicar todas las áreas infinitamente pequeñas por el cuadrado de sus distancias a un eje.
Los dos ejes principales de la figura son X-X y Y-Y, pasan por el centroide de la sección rectangular, con respecto a un eje que pasa por el centroide y es paralelo a la base es I X-X =bh3/12, con respecto al eje vertical, la expresión sería I Y-Y =hb3/12.
3.4.3. RADIO DE GIROEsta propiedad de la sección transversal de un miembro estructural está relacionada con el diseño de miembros sujetos a compresión. Depende de las dimensiones y dela forma geométrica de la sección y es un índice de la rigidez de la sección cuando se usa como columna. El radio de giro se
define matemáticamente como r=√I / A , Donde I es el momento de inercia y A, el área de la sección. Se expresa en centímetros porque el momento de inercia está en centímetros a la cuarta potencia yel área de la sección transversal está en centímetros cuadrados. El radio de giro nose usa tan ampliamente en el diseño de madera estructural como en el diseño de acero estructural. Para las secciones rectangulares que se emplean comúnmente en las columnas de madera, es más conveniente sustituir el radio de giro por la dimensión lateral mínima en los procesos de diseño de columnas.
3.4.4. DEFLEXIONES ADMISIBLESSe llama flecha o deflexión a la deformación que acompaña a la flexión de una viga, vigueta o entablado. La flecha se presenta en algún grado en
UNIVERSIDAD PERUANA UNIÓN FACULTAD DE INGENIERÍA Y ARQUITECTURA E. A. P. DE INGENIERÍA CIVIL MECANICA DE FLUIDOS
todas las vigas, y el ingeniero debe cuidar que la flecha no exceda ciertos límites establecidos. Es importante entender que una viga puede ser adecuada para soportar la carga impuesta sin exceder el esfuerzo flexionaste admisible, pero al mismo tiempo la curvatura puede ser tan grande que aparezcan grietas en los cielos rasos suspendidos revestidos, que acumule agua en las depresiones de las azoteas, dificulte la colocación de paneles prefabricados, puertas o ventanas, o bien impida el buen funcionamiento de estos elementos. Las deflexiones deben calcularse para los siguientes casos:a.- Combinación más desfavorable de cargas permanentes y sobrecargas de servicio. b.- Sobrecargas de servicio actuando solas. Se recomienda que para construcciones residenciales estas no excedan los límites indicados en la siguiente Tabla:
L es la luz entre caras de apoyos o la distancia de la cara del apoyo al extremo, en el caso de volados. Los valores indicados en la columna (a) deben ser utilizados cuando se tengan cielos rasos de yeso u otros acabados que pudieran ser afectados por las deformaciones: enotros casos deben utilizarse los valores de la columna (b).Aunque las consideraciones para definir la flecha pueden ser importantes, la determinación precisa de la flecha es un objetivo inalcanzable por las siguientes razones:
La determinación de las cargas siempre incluye algún grado de aproximación.
El módulo de elasticidad de cualquier pieza individual de madera siempre es unvalor aproximado.
Existen diferentes restricciones en la deformación estructural debido a la distribución de cargas, resistencias en las uniones, rigidez debida a elementos no estructurales de la construcción, etc.
Las deflexiones en vigas deben ser calculadas con el módulo de elasticidad E min del grupo de la madera estructural especificado. Para entablados debe utilizarse el E promedio, las deflexiones en viguetas y elementos similares pueden también determinarse con el E promedio, siempre y cuando se tengan por lo menos cuatro elementos similares, y sea posible una redistribución de la carga. Los módulos de elasticidad
UNIVERSIDAD PERUANA UNIÓN FACULTAD DE INGENIERÍA Y ARQUITECTURA E. A. P. DE INGENIERÍA CIVIL MECANICA DE FLUIDOS
para los tres grupos de maderas estructurales considerados se indican en la tabla 3.2.:
3.5. REQUISITOS DE RESISTENCIA3.5.1. Flexión.
El momento flexionante es una medida de la tendencia de las fuerzas externas que actúan sobre una viga, para deformarla. Ahora se considerará la accióndentro de la viga que resiste flexión y que se llama momento resistente.
Para cualquier tipo de viga se puede calcular el momento flexionante máximo generado por la carga. Si se desea diseñar una viga para resistir esta carga, se debeseleccionar un miembro con una sección transversal de forma, área y material tales,que sea capaz de producir un momento resistente igual momento flexionantemáximo; lo anterior se logra usando la fórmula de la flexión.
Por lo común la fórmula de la flexión se escribe como:
σ=M× yI
Donde el tamaño y la forma de la sección transversal están representados por la inercia (I) y el material del cual está hecha la viga está representado por σ, la distancia del plano neutro a cualquier fibra de la sección esta representa por “y”, el esfuerzo en la fibra más alejada del eje neutro se le llama esfuerzo de la fibra extrema (c).
Para vigas rectangulares:
Sustituyendo los datos para una viga rectangular y para obtener el esfuerzo de la fibra extrema tendremos:
UNIVERSIDAD PERUANA UNIÓN FACULTAD DE INGENIERÍA Y ARQUITECTURA E. A. P. DE INGENIERÍA CIVIL MECANICA DE FLUIDOS
σ=M×cI
=Mh2
b×h3
12
Los esfuerzos de compresión y de tensión producidos por flexión (σ), que actúan sobre la sección transversal de la viga, no deben exceder el esfuerzo admisible, f m, para el grupo de madera especificado.
Estos esfuerzos pueden incrementarse en un 10% al diseñar entablados o viguetas sihay una acción de conjunto garantizada.
3.5.2. Corte.-Como mencionamos en el capítulo anterior, se produce un esfuerzo cortante cuando dos fuerzas iguales, paralelas y de sentido contrario tienden a hacer resbalar, una sobre otra, las superficies contiguas de un miembro. En la figura 3.3a
Se representa una viga con una carga uniformemente distribuida. Existe unatendencia en la viga a fallar colapsándose entre apoyos, como se indica en la figura3.3b. Éste es un ejemplo de cortante vertical. En la figura 3.3c se muestra, en forma exagerada, la flexión de una viga y la falla de partes de la viga por deslizamiento horizontal, este es un ejemplo de cortante horizontal. Las fallas por cortante en las vigas de madera se deben al esfuerzo cortante horizontal, no al vertical. Esto es verdad debido que la resistencia al esfuerzo cortante de la madera es mucho menor en el sentido paralelo a las fibras que en el transversal a éstas.
Los esfuerzos cortantes unitarios horizontales no están uniformemente distribuidos sobre la sección transversal de una viga. El esfuerzo de corte en una sección transversal de un elemento a una cierta distancia del plano neutro puede obtenerse mediante:
UNIVERSIDAD PERUANA UNIÓN FACULTAD DE INGENIERÍA Y ARQUITECTURA E. A. P. DE INGENIERÍA CIVIL MECANICA DE FLUIDOS
τ=V×Sb×I
En esta expresión se tiene: τ= esfuerzo cortante unitario horizontal, en cualquier punto específico de la sección. V= fuerza cortante vertical total en la sección elegida S= momento estático con respecto al eje neutro del área de la sección transversal. I= momento de inercia de la sección transversal de la viga con respecto a su eje neutro. b= ancho de la viga en el punto en el que se calcula τ. Para una viga de sección rectangular el máximo esfuerzo de corte resulta al sustituir:
Los esfuerzos cortantes, τ, no deben exceder el esfuerzo máximo admisible para corte paralelo a las fibras, f v, del grupo de madera estructura especificado.
Estos esfuerzos pueden incrementarse en un 10% al diseñar entablados o viguetas si hay una acción de conjunto garantizada.
4. PROCEDIMIENTO
1) Medir las dimensiones de cada una de las probetas. Los especímenes de ensayos serán medidos con una precisión no menor al 0.3%, excepto que en ningúncaso las mediciones se harán con una precisión menor de 0,01 pulgadas (0.25mm).
2) Dividir y marcar la probeta en dos partes, lo que nos servirá de referencia para aplicar la carga.
UNIVERSIDAD PERUANA UNIÓN FACULTAD DE INGENIERÍA Y ARQUITECTURA E. A. P. DE INGENIERÍA CIVIL MECANICA DE FLUIDOS
3) Colocar la viga en los rodillos de apoyo del cabezal inferior de la máquina universal. Se deberá dejar una distancia de 2.5 cm entre cada extremo a los rodillos de apoyo.
4) Ubique la base o ancho de la viga sobre los rodillos de apoyo.5) Centre el rodillo de transmisión de carga con respecto al dispositivo que aplica
la fuerza vertical sin excentricidad.6) Cargar el espécimen continuamente y sin golpe. La carga deberá ser aplicada a
una razón constante hasta el punto de rotura. Aplique la carga en una razón que continuamente incremente de 0.1 pulgadas/minuto (2.5 mm/min), (para espécimen 2”X2”X30”) ó de 0.05 pulgadas (1.3 mm)/min (para especímenes de 1X1”X16”).
7) Anote la carga máxima y el tipo de fractura.
UNIVERSIDAD PERUANA UNIÓN FACULTAD DE INGENIERÍA Y ARQUITECTURA E. A. P. DE INGENIERÍA CIVIL MECANICA DE FLUIDOS
5. CONCLUSIONES
Se llegó la conclusión
6. BIBLIOGRAFIA
http://deymerg.files.wordpress.com/2013/07/mecanica-de-fluidos-robert-mott-6ta-edicion.pdf
http://civilgeeks.com/2010/11/10/clasificacion-del-flujo-en-canales-abiertos/ Hidráulica II, Pedro Rodríguez Ruiz.
Hidráulica de tuberías y canales, Arturo Rocha