CLASES DE ESTÁTICA

ALUMNOS TRABAJANDO EN CLASE

TEMA: ARMADURAS

Torre Grúa

El objetivo de esta maqueta es observar de una manera más clara la necesidad del conocimiento de las fuerzas para poderlas tenerlas  en equilibrio y así darle un buen uso a las grúas que funcionan con dicho equilibrio de fuerzas.

La Torre Grúa

Es un aparato de elevación de funcionamiento discontinuo, destinado a elevar y distribuir las cargas mediante un gancho suspendido de un cable, desplazándose por un carro a lo largo de una pluma.

La grúa es orientable y su soporte giratorio se monta sobre la parte superior de una torre vertical, cuya parte inferior se une a la base de la grúa. La grúa torre suele ser de instalación temporal, y está concebida para soportar frecuentes montajes y desmontajes, así como traslados entre distintos emplazamientos. Se utiliza sobre todo en las obras de construcción.

Está constituida esencialmente por una torre metálica, con un brazo horizontal giratorio, y los motores de orientación, elevación y distribución o traslación de la carga.

Nosotros escogimos esta maqueta debido al gran funcionamiento de esta máquina, además de las varias Fuerzas que se ejercen en ella. A continuación mencionaremos los pasos que seguimos para realizar la maqueta de dicha grúa.

 Seleccionamos  las Dimensiones de la maqueta y los materiales con los que se construiría, como material principal la madera debido a su fácil accesibilidad.

Las dimensiones Fueron las siguientes:

ü  Tabla base de 14x14x2Cm

ü  Tabla de 4.5x40x2cm

ü  Tabla de 3x2x46cm

ü  Tabla de 14x14x2cm

 Se Cortaron las Tablas que se requerían, Primero Marcándolas con ayuda de un lápiz y regla y después cortándolas con una sierra Caladora.

Se lijaron las partes que se cortaron con la caladora.

Y para unir las tablas de madera se utilizaron diferentes tamaños de clavo dependiendo del grosor de dichas tablas.

Una vez Probado el Peso y contrapeso, se inició a pintar la maqueta con pintura en aerosol.

Por último se le agredo el cable.

Los movimientos de este aparato de elevación son los grados de libertad necesarios para situar la carga en el lugar apropiado:

· Movimiento de elevación. La carga colgada del gancho desciende o asciende.

· Movimiento de traslación. Es el carro que se desplaza a lo largo de la pluma.

· Movimiento de giro. Rotación del conjunto formado por la portaflecha, pluma y contrapluma

Las fuerzas que aplican en esta grúa son:

Peso total de la grúa torre

Las tensiones de los cables

El momento en la translación de la torre

Las fuerzas en equilibrio del peso y Contrapeso

Además las grúas deben de disponer topes de las vías y sistemas de sujeción del aparato a las vías mediante mordazas, además de poseer escaleras dotadas de aros salvavidas, plataformas y pasarelas con barandillas, cable tendido longitudinalmente a lo largo de la pluma y la contrapluma y en su caso cable tendido longitudinalmente a lo largo de la torre.

NOTA: Los dispositivos de fin de carrera de traslación, están situados a 0,5 metros antes de los topes.

Seguridad en el empleo de elementos bajo tensión eléctrica.

En este caso, la grúa debe de estar provista de dispositivos que impidan a toda persona no autorizada acceder a las piezas bajo tensión y a los órganos cuyo reglaje afecte a la seguridad; en particular, los armarios de contractores deberán estar bajo llave y las cajas que contienen las resistencias protegidas, de manera que impidan la introducción de las manos.

En caso de tener mando a distancia, todos los circuitos de mando y control serán de muy baja tensión.

Indicadores de carga y alcances.

Se fijará sobre la grúa una placa en lugar visible, de forma, tamaño y material adecuado que especifique: alcance, carga máxima y distancia. (Fig. 2)

Esto es necesario, ya que esta placa indicadora vendrá dada en función de la curva de la Fig. 2, donde por ejemplo si se lleva una carga de 4.000 kg desde el mástil hacia la punta, en el momento en que pase el carro los 9 metros actuará el limitador de par máximo.

Brazo de Grúa

“BRAZO DE GRÚA”

El presente trabajo tiene como objetivo representar una grúa donde se

Puede observar un balancín y un perno,  en base a esto se lograr analizar que existen reacciones en cada uno de ellos, por lo tanto también se cuenta con momentos en cada punto. Lo importante es concluir que este cuerpo rígido está en equilibrio, ya que cuenta con una fuerza de gravedad en su centro, tal fuerza si llega a ser superada implica romper con el equilibrio de la propia grúa  y que esta puede llegar a  inclinarse hacia algún lado donde sea aplicada esta fuerza.

MATERIAL:

-          Palos circulares de madera de 50 centímetros.

-          Palos rectangulares de madera de 10 centímetros.

-          Tijeras.

-          Cinta de aislar.

-          Cuter.

-          Tablas de madera (para la base).

-          Silicón frio.

-          Hilo.

-          Plastilina.

-          Pintura de aerosol.

-          Taladro.

-          Clavos.

-          Tornillos.

-          Exacto.

-          Grapas circulares.

-          Martillo.

PROCEDIMIENTO:

1.    Primero se les hicieron unos agujeros a una parte de la madera (base) y otro a la otra tabla de madera (pared).

1.    Después, con el martillo se pusieron los tornillos para unir las dos tablas de madera (la base y la pared).

2.    Una ves teniendo las dos maderas juntas se procedió a hacer la mano mecánica de la grúa donde se unieron los palos de madera circulares de 50 centímetros  junto con los palos de madera de 10 centímetros con ayuda de la cinta de aislar y el silicón seco para pegar las uniones de cada palito de madera.

1.    Una ves terminado el brazo mecánico de la grúa, se procedió a pintarla con la pintura en aerosol de color amarillo.

2.    Se procedió a hacer dos agujeros a la pared, es decir a una de las tablas.

1.    Ya seco el brazo de la grúa, se pego a la tabla, es decir a la pared, la cual se usaron las grapas con clavo para madera (para la parte de debajo de la grúa) y se insertaron los palos de la grúa (los palitos de madera) en los huecos hechos por el taladro.

2.    Una ves teniendo la base y la grúa, hechos y pegados, se procedió a hacer la tabla de carga del brazo de la grúa, la cual se uso palitos de 10 centímetros cubierto con una hoja blanca, la cual representa la carga puesta en al brazo.

3.    Al final con el hilo se amarro a la punta de la grúa, y a las cuatro esquinas de la base de carga.

1.    Se revisa que ni una parte este floja o fuera de su lugar

2.    Por ultimo, se deja secar bien la pintura y el pegamento.

Conclusión: con este trabajo logramos comprobar los principios del equilibrio en cuerpos rígidos, ya que  al aplicarle una fuerza a un cuerpo rígido tal como lo hicimos con la grúa rompemos con el equilibrio cuando la fuerza es mayor y se dirige hacia donde se aplica.

EQUILIBRIO DE CUERPO RÍGIDOS

INTRODUCCIÓN

Para el área de ingeniería civil es importante identificar donde se aplican los principios básicos de la estática. Los cuerpos de una construcción se rigen de fuerzas, momentos, cargas, etc. A su vez requieren de cálculos para la estabilidad necesaria que garantice seguridad en la totalidad de la construcción. Es decir, como estudiantes de ingeniería civil, nuestra básica herramienta es la observación; siendo así podemos basarnos en modelos de obras para visualizar el comportamiento de estructuras e identificar como las magnitudes influye en ella

Las estructuras cumplen con la función de abastecer necesidades de la sociedad. Es para ello que la Ingeniería civil con la materia de estática permite que todo elemento estructural se acople con el entorno físico y este ser a su vez real. ¿Sería normal que una estructura se moviese? A decir verdad, Si. Pero, las condiciones de movimientos en ella son transmitidas de manera externa y estas deben estar contempladas en los cálculos de construcción.

OBJETIVO

Nosotros como estudiantes de la materia de estática, representaremos una estructura para identificar los elementos y términos que intervienen en la obra de un puente. Es asi como demostraremos la aplicación de la estatica en el campo laboral, ingenieria civil.

MARCO TEÓRICO

Los elementos fundamentales de la estructura resistente del puente atirantado son los tirantes, que son cables rectos que atirantan el tablero, proporcionándoles una serie de apoyos intermedios más o menos rígidos.

Pero no sólo ellos forman la estructura resistente básica del puente atirantado; son necesarias las torres para elevar el anclaje fijo de los tirantes, de forma que introduzcan fuerzas verticales en el tablero para crear los pseudo-apoyos; también el tablero interviene en el esquema resistente, porque los tirantes, al ser inclinados, introducen fuerzas horizontales que se deben equilibrar a través de él.

Por todo ello, los tres elementos, tirantes, tablero y torres, constituyen la estructura resistente básica del puente atirantado.

El puente atirantado admite variaciones significativas:

a)	Longitudinalmente pueden tener dos torres y ser simétricos, o una sola torre desde donde se atiranta todo el vano principal
b)	Pueden tener dos planos de atiranta miento situados en los bordes del tablero, o un solo plano situado en su eje
c)	Pueden tener muchos tirantes muy próximos, o pocos tirantes muy separados
d)	Pueden tener tirantes paralelos, radiales, o divergentes
e)	Las torres se pueden iniciar en los cimientos, o se pueden iniciar a partir del tablero, de forma que el conjunto tablero-torres-tirantes se apoya sobre pilas convencionales
f)	Las torres pueden tener diversas formas; pueden estar formadas por dos pilas, por una sola, pueden tener forma de A, forma de A prolongada verticalmente, etc. LOS TIRANTES En los puentes atirantados actuales el número de tirantes es mucho mayor que en los iníciales; se utilizan distancias entre anclajes que varían entre cinco y veinte metros, de forma que la flexión que podemos llamar local, la debida a la distancia entre los apoyos generados por los tirantes, es insignificante respecto a la flexión que se produce por la deformación general de la estructura. Si en un principio la finalidad de los tirantes era crear una serie de apoyos adicionales al tablero, para transformar un puente de luces grandes en uno de luces medias, este planteamiento ha evolucionado hasta considerar a los tirantes como un medio de apoyo cuasi-continuo y elástico del tablero. LAS TORRES La inmensa mayoría de las torres de los puentes atirantados son verticales en el plano del alzado del puente, pero algunas veces se han inclinado dentro de ese plano. Si el puente tiene un solo plano de atirantamiento, la torre tendrá un solo pilar en el eje de la calzada, y si tiene doble plano tendrá dos pilares en los bordes. EL TABLERO Interviene en el esquema resistente básico de la estructura del puente atirantado porque debe resistir las componentes horizontales que le transmiten los tirantes. Estas componentes generalmente se equilibran en el propio tablero porque su resultante, igual que en la torre, debe ser nula. La sección transversal del tablero depende en gran medida de la disposición de los tirantes. En los puentes atirantados en el eje, generalmente es un cajón cerrado con voladizos laterales, y en los puentes atirantados en los bordes, generalmente está formada por dos vigas longitudinales situadas en los bordes del tablero, enlazadas entre sí por vigas transversales; no obstante, tanto en uno como en otro sistema de atirantamiento caben diferentes variantes de la sección transversal. MATERIALES •          Papel cascaron •          Hilo •          Pegamento de silicón •          Papel sólido •          Tijeras •          Exacto •          Regla •          Lápiz •          Perforadora PROCEDIMIENTO 1.            Diseño del puente en hoja de papel con sus respectivas medidas. 2.         Trazado sobre el papel. 3.         Recorte de los trazos. 4.         Perforación de la estructura que sostiene el tablero. 5.         Armado de la estructura para el tablero. 6.         Perforación del tablero,  y posterior pegado de la armazón con la placa que representa la carretera para formar el tablero del puente. 7.         Elaboración de la torre central, de la cual partirán los cables que sostendrán el  tablero del puente. 8.         Elaboración de los estribos donde se apoyaran los extremos del tablero. 9.         Corte de la estructura inferior  para reforzar el tablero y de la cual se ataran los cables  en la parte del tablero. 10.      Los cables del puente se amarran desde la parte alta de la torre,  hasta  la el tablero. Estos cables se colocan en un orden ascendente, es decir, los cables que están atados en el tableroy están más cerca de la torre, se ataran a la torre en la parte más baja, de esta manera se terminara  en que  el cable más alejado a la torre en el tablero, también será el más alto, atado en la torre. CONCLUSIÓN Finalmente, llegamos a la conclusión de que lo importante de la estática son las condiciones que mantienen los cuerpos rígidos inmóviles. El tratamiento de la estática de cuerpos no puntuales debe incluir la posibilidad de la existencia de momentos de fuerza actuantes que tienden a mover el cuerpo. Esta rama de la física encuentra su mayor campo de aplicación en el cálculo de estructuras tales como puentes y edificaciones. Al realizar la maqueta del puente concluimos que en éste existen fuerzas externas, éstas son los apoyos (cables cortos y apoyos fijos). En este caso los apoyos principales son los tirantes del puente, éstos son cables rectos que atirantan el tablero proporcionándole apoyo medianamente fijo. El otro apoyo importante que también interactúa es el de las torres que se colocan para levantar los tirantes. Y fuerzas internas que son fuerzas verticales, transversales y momentos de flexión.