INFORME DE PUENTE.pdf

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERÚ

FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL

D I S E Ñ

INGENIERÍA CIVIL

INFORME DE DISEN O Y CONSTRUCCION DE PUENTE DE ESPAGUETI

O

D E

P U CATEDRÁTICO ING. PLINIO

ALUMNO 

BALVIN PAUCAR LUCY

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CABEZAS BONIFACIO FRANCO

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COTERA VICHARRA MILAGROS

E N T E S

HUANCAYO — PERÚ PERÚ JULIO - 2016

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INTRODUCCIÓN

Para la realización de este proyecto, se vio conveniente realizar diseños de las estructuras con el programa scaletti scaletti y los planos en Autocad, la construcción física se hiso teniendo en cuenta la nivelación de las bases el pegamento solo se usó en las uniones o nudos y teniendo en consideración de no llegar al peso límite del puente, con el material material único que es el spaghetti, se eligió el modelo modelo por el tipo de carga a soportar que es puntual. En todo momento lidiamos con dificultades, por la difícil adhesión de los pegamentos.

Para el modelo o diseño, se realizaron

estructuras de poca y mediana complejidad, toda vez que se requieren i nformación experimental sobre: Uniones 3D, trabajabilidad del spaghetti trabajabilidad del pegamento, Herramientas necesarias que se necesitarán durante todo el proceso, Tiempos y fases que requiere la construcción, Ambientes apropiados para su realización.

DISEÑO DE PUENTES

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OBJETIVOS 

El objetivo del diseño y construcción del puente es es dar la máxima resistencia del puente, con el mínimo peso que este y con el modelo correcto pasa soportar la carga puntual.

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Elegir el tipo de puente considerando para carga puntual solo solo para el concurso, porque en realidad nunca un puente soporta carga puntual única sino soporta varias cargas puntuales o carga distribuida.

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Buscar que el spaghetti que resista mejor a la tracción, así lograr la mayor resistencia.

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Hacer que el spaghetti trabaje al máximo, por eso usar el pegamento solo en las uniones.

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I.

PROPIEDADES DEL SPAGHETTI.

1- Diámetro promedio de un fideo spaghetti. spagh etti.

Se realizó la prueba en el laboratorio de Mecánica de Suelos, mediante el vernier y con 15 spaghettis al azar para cada marca comercial evaluada, obteniendo luego el valor más representativo mediante el promedio aritmético.

Obteniéndose como resultado promedio: Ø = 1.63 mm 2- Densidad y densidad lineal de los fideos.

Se realizó en el Laboratorio de Mecánica de Suelos mediante el uso de una balanza electrónica de precisión. Haciendo pruebas entre 5 grupos de 10 fideos, se obtuvo como resultado promedio: Densidad lineal: 3.2451x10-2 g/cm 3- Esfuerzo máximo a tracción de un fideo.

Para este ensayo era necesario un equipo que pudiera someter a la probeta de fideo, a un esfuerzo solamente de tracción, sin aplicar momentos flectores ni

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UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL cortantes además de cuantificar el esfuerzo sometido, equipos que existen en el mercado para pruebas a barras, pero que no se contaba en la facultad; por lo que se tomó de otros ensayos realizados. Se obtiene que los spaghettis Don Vittorio alcanzaron resistencias de fuerzas de 2.8kg como máximo por cada fideo y: Esfuerzo máximo promedio a tracción de un fideo = 2.5kg 4- Esfuerzo máximo a tracción de una unión de fideos. CONSIGUIENDO 2kg COMO FUERZA MAX DE TRACCIÓN PARA UNA UNIÓN ENTRE SPAGHETTIS MARCA DON VITTORIO CON PEGAMENTO P EGAMENTO Y [σT] DE 95.844 kg/cm².

5- Módulo de elasticidad del spaghetti para pandeo.

El módulo de elasticidad fue necesario para hallar deflexiones y esfuerzos críticos por pandeo. Para lo cual se tomaron como marco de referencia trabajos de investigación de la Universidad Politécnica de Madrid sobre estos materiales para obtener el módulo de elasticidad de spaghettis del mismo diámetro (1.63mm) pero no de trigo sino de sémola.

II.

DETALLE DE PUENTE

1. Puente En Arco

Los puentes arco fueron utilizados desde épocas antiguas, bajo el concepto de “efecto arco”, son muy apropiados para salvar luces intermedias.

Se han construidos desde la antigüedad el primero del que se tienen noticias estuvo en el río Tiber (Roma) 178a. C.

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UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL  A fin de tener idea de las dimensiones estimativas de cada uno de estos esquemas estructurales podemos mencionar:

Puentes en arco de metal y concreto armado. 2. Elementos componentes de un puente

Deberán estudiarse en cada caso en particular según el tipo de estructura, suelo, etc., los elementos que se requieran. Superestructura  (Vigas Longitudinales, transversales, Losa de tablero,

Obenques, Tensores, Carpeta de rodamiento, etc.) Resiste las cargas del tránsito y peso propio, acciones de desgaste debidas al clima y otros factores. Elementos secundarios (Veredas, barandas, Artefactos de iluminación,

Desagües, etc.)

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UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL Infraestructura de Apoyos (Estribos y Pilares, etc.)

Concentran las cargas de la Superestructura en un elemento único que las transmite a las fundaciones. Fundaciones (cabezales y pilotes, etc.)

Transmiten las cargas al suelo.

DISEÑO DEL PUENTE EN SCALETTI

ESPECIFICACIONES ESPECIFICA CIONES DEL DISEÑO Consideraciones básicas del concurso Los puentes serán construidos de spaghetti u otro tipo de pasta comercial tales como fideos de sección maciza o tallarines, unidos con pegamento. Solo se permitirá por puente, el empleo de un solo tipo de pasta de sección circular o plana, hecha básicamente de harina y agua. Se prohíbe p rohíbe el empleo de pastas producidas en casa, o con alteraciones (cocinados, (cocinados, fundidos, pintados, triturados, etc.), aunque las piezas podrán ser cortadas en elementos de menor longitud. Se permite el empleo de pegamentos blancos y colas sintéticas, pegamentos de contacto de uso universal, y sustancias líquidas adhesivas de acción rápida. No se permite triturar la pasta y mezclarla con pegamento. Los pegamentos deberán s er de uso comercial, y serán empleados con el fin de unir las piezas de spaghetti únicamente en los nudos de la estructura, no como relleno ni revestimiento. Queda terminantemente prohibida la incorporación de otro tipo de materiales,

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UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL como cartón, lacas, pinturas, aerosoles, hilos, fibras, nylon, u otros que no sean indicados en el reglamento del concurso para la construcción de la estructura. La concepción estructural del puente queda a libre criterio, pero cumplirán las dimensiones indicadas en este reglamento. Cada uno de los puentes deberá estar constituido por una estructura tridimensional y estable, con una luz libre de 0.60m. La longitud total de la estructura (incluyendo los apoyos) será de 0.70m como máximo y 0.65m como mínimo. La anchura del puente será de 0.12m como mínimo y 0.15m como máximo. Por encima de los apoyos se permitirá de hasta 0.40m, y la altura neta de la estructura no deberá exceder los 0.50m. Deberá permitirse en el puente un camino de paso horizontal de 0.10m de ancho (en el mismo plano horizontal de los apoyos) y 0.10m de ato (por encima de los apoyos). Este espacio deberá permitir el asentamiento asentamiento manual de una cubierta de cartón de 0.10m de ancho y 0.65m de largo. Al concurso se presentaran los puentes sin ningún tipo de cubierta pero se evaluara que las dimensiones del espacio hayan sido contempladas en el diseño. El puente deberá apoyarse verticalmente y únicamente sobre los extremos del mismo. Además los lados verticales de los apoyos deberán deberán quedar libres, no pudiendo ser utilizados como soporte de la estructura. El puente deberá contar con una base cuadrada o rectangular de madera de espesor máximo de ¼´´ y área no mayor a los 0.015m2, instalada en la mitad geométrica de la luz. En la cara inferior de esta pieza deberá ser situado un aro de metal, con una abertura mínima de ¾´´ de diámetro, desde donde se producirá la aplicación de la carga a la que será sometido el puente. La base será pegada al puente del puente pudiendo encontrar al interior del mismo siempre y cuando el aro permita colgar libremente un gancho desde abajo. El tipo de madera para la base quedara al libre criterio. El diseño del puente quedará al criterio del proyectista, pero deberán considerar las dimensiones indicadas por este reglamento, caso contrario el puente quedará descalificado. Además, los puentes deberán pesar como máximo 2 kgf, incluida la pieza de madera.

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Consideraciones del diseño El puente fue diseñado con las l as siguientes dimensiones:         

Luz libre Espesor de las barras superiores Longitud total del puente Altura del puente Longitud debajo de la base Ancho del puente total Espesor del tablero de madera Ancho del tablero de madera Longitud del tablero de madera

: : : : : : : : :

66 cm 1.3 cm 68.6 cm 34.3 cm 1.5 cm 14.5 cm ¼”

2.5 cm 14 cm

METODOLOGÍA

Proceso constructivo Se siguieron los siguientes procesos: 1. Se realizó el dibujo de la armadura en AUTOCAD CIVIL 3D siendo este como una semicircunferencia. 2. Se extrajo los diversos parámetros y/o características del fideo espagueti. 3. Se procedió a realizar el cálculo de la armadura, con lo cual combinando estos resultados, con las resistencias de los espaguetis, se procedió a calcular las secciones de las estructuras.

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4. Se procedió construir las secciones del tipo 3 mediante pequemos bloques como si fueran ladrillos.

5. Una vez terminado con esto se realizara la armadura de la circunferencia uniendo cada pieza con lo cual se desarrolló el siguiente modelo

6. Culminado con esto se realizó los rayos de la estructura para luego proceder a juntarlos todos.

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7. La estructura se colocó sobre unos apoyos para poder colocar las estructuras de enlace entre los arcos, así como la tabla de madera y la argolla de 1” de diámetro.

8. Como resultado final se tiene el siguiente puente.

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I.

SECCIONES UTILIZADOS

La sección utilizada es como se muestra la imagen siendo se 58 fideos para el arco, y 7 fideos para los rayos.

II.

CALCULO DE ESFUERZOS:

Para el cálculo de esfuerzos se utilizó el programa ARMADURAS de SCALETTI:

DATOS CONSIDERADOS EN EL SPAGHETTI:

1. Diámetro promedio de un fideo spaghetti:  Ø = 1.63 mm 2. 3. 4. 5. 6.

Densidad y densidad lineal de los fideos: 3.2451x10-2 g/cm Esfuerzo máximo a tracción de un fideo: 2.5kg Esfuerzo máximo a tracción de una unión de fideos . [σT] DE 95.844 kg/cm² Módulo de elasticidad del spaghetti para pandeo: E = 23467 kg/cm2 El programa se ejecutó aplicando una  carga puntual de 100 Kg.

DISEÑO DE PUENTES

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL RESULTADOS DEL PROGRAMA

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UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL III.

CONCLUSIONES: 

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IV. 

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Se optó por utilizar varias secciones formadas con los fideos según las fuerzas axiales obtenidas del programa Armaduras. El fideo spaghetti utilizado fue de la marca comercial Don Victorio. El puente sometido a la carga puntual durante la prueba resistió 24 Kg que resulto casi la cuarta parte de lo diseñado. El pegamento utilizado fue super glue y cola si ntética. Se observó que la estructura fallo por la unión entre el arco y los arriostres superiores al fallar la unión

RECOMENDACIONES: Se recomienda tener mayor cuidado en las uniones porque nuestro puente fallo en la u nión entre el arco y los arriostres superiores. Se recomienda utilizar un pegamento epóxico. Se recomienda que las bases del concurso sean más específicos específicos porque hay muchas cosas vacías.

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Fig. 1. Calculo de las secciones, dibujo en AUTOCAD CIVIL 3D

Fig. 2. Impresión del plano y armado de las secciones.

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Fig. 3. Armado de la estructura.

Fig.4. resultado del puente listo para el ensayo de rotura de puentes de espagueti.

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