PROYECTO FISICA

FCONTENIDO

INTRODUCCIÓN 3

DELIMITACIÓN DEL TEMA: 4

PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA: 4

JUSTIFICACIÓN: 4

OBJETIVOS: 4

OBJETIVO GENERAL 4

OBJETIVO ESPECÍFICOS 4

MARCO TEÓRICO 5

LA ESTABILIDAD DE LAS ESTRUCTURAS 5

FORMULA DE EULER PARA COLUMNAS: 5

NORMAS ASTM PARA EL USO DE ACEROS SEGÚN EL INSTITUTO MEXICANO DE CONSTRUCCIÓN DE ACERO 8

ACERO ESTRUCTURAL: 8

ASTM A36. 8

ASTM A529: 8

ASTM A992. 9

ASPECTOS GENERALES DEL ACERO ESTRUCTURAL 9

RESISTENCIA: 9

DUCTILIDAD: 10

ELEMENTOS QUÍMICOS EN LAS PROPIEDADES DEL ACERO: 10

HIERRO (FE): 10

CARBONO (C) 10

MANGANESO (MN): 10

SILICIO (SI): 10

COLUMBIO (Cb): 11

NÍQUEL (Ni) 11

AZUFRE (S) Y FOSFORO (P): 11

LA CORROSIÓN DEL ACERO: 11

ESTRUCTURA CRISTALINA Y SUS CONSECUENCIAS EN LAS PROPIEDADES 11

METODOLOGÍA: 15

CONCLUSIONES: 19

BIBLIOGRAFÍA 20

TABLA DE ILUSTRACIONES 20

ANEXOS 21

INTRODUCCIÓN

En este proyecto se estudia la estabilidad de una columna vertical que está sometida a una carga constante.

Esto se ha podido lograr gracias a la teoría de columnas de Euler la cual fue publicada en 1757 por Leonardo Euler, matemático suizo.

La fórmula de Euler es válida solo para columnas largas y se deben de tomar en cuenta que la columna es recta,homogénea y de sección transversal constante en toda su longitud.

La carga crítica de pandeo es la carga axial máxima que una columna puede soportar cuando esta está a punto de pandearse. De acuerdo a esto se dará un análisis de una columna en específico la cual esta situada en el municipio de Tetepango y se quiere saber si esta será capaz de soportar el peso de una carga en especial, esto permitirá conocer mediante el análisis matemático teórico que se ha establecido atabes de los años por medio de la investigación.

Por otra parte se sabe que todo material tiene características físicas y químicas importantes, las cuales se tocan en este proyecto ya que son de mucha importancia para poder determinar a qué cargas pueden estar sometidas y evitar inconvenientes en los lugares donde se colocan.

DELIMITACIÓN DEL TEMA:

De acuerdo a los problemas que se presentan en columnas las fallas mas comunes son el pandeo y en casos extremos, se desploman por cargas máximas permitidas en estas.

En el municipio de Tetèpango se localiza un espectacular el cual se va a analizar para sustituir un pilar que losoporta por otro de acero estructural (A36). Así se determinara si la columna de acero es la ideal para este tipo de trabajo.

PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA:

Se analizará una columna que sostiene un espectacular en la cual tiene propiedades ya específicas por lo cual no se sabe si esta columna será capaz de resistir la carga que se le va a aplicar al colocar el espectacular.

JUSTIFICACIÓN:

En muchos lugares se colocan espectaculares sobre una columna y en muchas ocasiones estos espectaculares tienden a provocar accidentes ya que el análisis y cálculos matemáticos no son lo correctos para determinar si estos pilares que se van a colocar es de dimensiones apropiadas al peso que va ser sometida

OBJETIVOS:

OBJETIVO GENERAL

Determinar si la columna que se va a sustituir en el espectacular es la correcta para soportar el peso de este.

OBJETIVO ESPECÍFICOS

Documentar información de diferentes fuentes la cual permita la comprensióndel problema expuesto.

MARCO TEÓRICO

LA ESTABILIDAD DE LAS ESTRUCTURAS

Imaginemos que queremos diseñar una columna para que soporte una carga y esta carga es axial céntrica y que la columna tiene sus extremos articulados si el área transversal de la columna tiene sus dos extremos articulados si el área transversal A de la columna es tal que el valor σ=P/A deel esfuerzo de la sección transversal es menor que el valor permisibleσperm para el materia utili8zado y si la deformaciónσ=PL/AE cae dentro de la especificaciones dadas podría concluirse que la columna se ha diseñado bien. Sin embargo, puede suceder que al aplicar la carga se la columna se pandee, En lugar de permanecer recta, y se curve repentinamente.(Johnston, mcgraw.hill)

Como podemos analizar en la cita anterior las columnas deben tener ciertas características y resistencia para cargar peso, también se debe tomar en cuenta que las columnas tienden a colapsarse cuando no cumplen las especificaciones para mantener las cargas axiales.

FORMULA DE EULER PARA COLUMNAS:

En este apartado determinaremos el cómohallar la carga critica que se aplica en las columnas por medio de la fórmula de Euler., esto nos permitirá saber las condiciones idóneas que permita una carga.

La fórmula de Euler es válida solamente para columnas largas y calcula lo que se conoce como la “carga critica de pandeo” esta es la carga ultima que puede ser soportada es decir la carga presente en el instante delo colapso. (Pytell, 1999)

La columna articulada en sus extremos, inicialmente recta, homogénea de sección transversal consiste en toda su longitud, se comporta elásticamente y cargada, puede tener dos posiciones de equilibrio; recta y ligeramente deformada tomando en cuenta que su deformación siempre este dentro del área elástica.

De la ecuación elástica d^2 y/〖dx〗^2= M/El se obtiene

.(d^2 y)/〖dx〗^2 =M/EI=(-PY)/EI

.(d^2 y)/〖dx〗^2 =(M/EI)y=(-PY)/EI=0

Haciendo k^(2=) p/EI, se escribe

.(d^2 y+k^2 y=0)/〖dx〗^2

Es una ecuación diferencial de segundo orden cuya solución es

Y=A coskx +B senkx

Donde A y B son constantes deintegración que deben calcularse en base a dos condiciones fronteras.

1.- para X = 0, Y = 0 que sustituyendo en la ecuación anterior se tiene

0=A cos k (0) +B sen k (0)

0= A (1) +B (0)

A = 0

2.- para x = L, Y = 0 por lo tanto queda

0 = A cos KL +B sen KL

Pero como A = 0 la ecuaciónanterior queda:

0=B sen Kl

B no puede tomar el valor de cero (ya que A=0), de otra manera no se tendría solución, entonces B debe tener un valor

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