Ensayo Análisis de Cables y Arcos

INSTITUTO NACIONAL TECNOLOGICO CENTRO TECNOLOGICO DE CERRO AZUL ENSAYO ANÁLISIS DE CABLES Y ARCOS

ASIGNATURA: HIDRÁULICA DE CANALES UNIDAD II:

ANALISIS DE CABLES Y ARCOS ALUMNO: FRIAS HERNANDEZ JOSE LUIS CARRERA: INGENIERÍA CIVIL SEM. /GRUPO: 6° / 1 MATUTINO DOCENTE: ING. HOMERO LÓPEZ SÁNCHEZ

Introducción

En este ensayo se habla del análisis de cables y flechas se dice que un arco es una estructura se diseña para que desarrolle esfuerzos de compresión a lo largo de su eje curvo, sin embargo, como elemento rígido, la flexión puede provocar tensiones. Para que el arco sea isostático, se requiere que este simplemente apoyado o que este tri-articulado. A diferencia de los cables, en donde hay que determinar la forma que adoptara el cable en los arcos, la geometría esta por lo general completamente definida, además del equilibrio es sobre todo el cálculo de los elementos mecánicos. Los cables solo aguantan fuerzas de compresión, se comportan de forma inversa a los arcos, en los cuales, debido a su curvatura, los esfuerzos cortantes y de flexión se pueden hacer nulos y los esfuerzos de compresión se convierten en el soporte de la estructura. En el caso de un cable, la geometría que él adquiere al aplicar las cargas, que asegura el cumplimiento de las leyes de equilibrio con el solo trabajo a tracción del elemento.

Ecuación general de cables Los cables por su simplicidad, versatilidad, resistencia y economía, los cables se han convertido en un elemento imprescindible en muchas obras de ingeniería. Pensemos en los puentes colgantes, no solo los grandes sino también los pequeños construidos para comunicar veredas en zonas rurales, las garruchas, los sistemas de transporte de productos agrícolas en los cultivos, los sistemas de interconexión eléctrica, los cables para postensado en una obra de hormigón, los tensores o contravientos para luminarias y postes, pagodas o techos, etc. Por su flexibilidad, los cables solo aguantan fuerzas de compresión, el tipo de geometría que adquiere un cable depende del tipo de cargas actuantes. Para cables sometidos a cargas uniformes en la proyección horizontal, adquieren una forma parabólica siguiendo la forma del diagrama de momentos de una viga simple. Los cables sometidos a cargas puntuales adquieren una forma discontinua en cada punto de aplicación de las cargas y cables sometidos a su propio peso forman una curva llamada catenaria. En el caso de que la flecha del cable no sea muy grande, esta catenaria se puede aproximar a una parábola.

La forma final del cable dependerá de la magnitud de las cargas puntuales y de su punto de aplicación. Al aplicar las ecuaciones de equilibrio al cable tendríamos un sistema de tres ecuaciones independientes y cuatro incógnitas. Se puede analizar el cable aplicando el método de los nudos, considerando cada punto de aplicación de carga como un nudo de cercha sometido a compresión y cargas externas o el método de las secciones, cortando el cable por un punto donde se involucre la flecha conocida y tomando momentos con respecto al punto de corte. Análisis de arcos de tres articulaciones, cálculo de reacciones, diagramas de elementos mecánicos. La articulación puede estar en cualquier punto, en este caso se supone localizada a una distancia b desde el apoyo izquierdo. Por ´ultimo, a la línea que une los apoyos, se le da el nombre de línea de arranque y para arcos con apoyos a diferente altura puede medirse la distancia de la flecha desde ella. Los Arco simplemente apoyado punto interesa presentar las expresiones generales para el análisis de un arco con apoyos simples y una sola carga concentrada al centro del claro, también interesa que los apoyos estén a la misma altura, ya que representa un caso de estudio común. En los elementos mecánicos para obtener la fuerza normal, el cortante y el momento en cualquier punto a lo largo de la curva del arco, conviene hacer uso de la matriz de rotación utilizada en análisis estructural. Los arcos tri-articulados como parte de las estructuras isostáticas es posible encontrar arcos con tres articulaciones, dos de las cuales están en los apoyos y una más en cualquier parte a lo largo de la curva del arco.

Conclusión Se llegó la conclusión de que es conveniente utilizar las ecuaciones de cables y arcos para calcular los valores de N, V y M en varios puntos, debido a la sencillez de las expresiones y a que el cálculo es directo, los valores obtenidos pueden graficarse aunque no sigan la curva del arco. Los cables sometidos a cargas puntuales adquieren una forma discontinua en cada punto de aplicación de las cargas y cables sometidos a su propio peso forman una curva llamada catenaria. Los Arco simplemente apoyado interesa presentar las expresiones generales para el análisis de un arco con apoyos simples y una sola carga concentrada al centro del claro.