PRÁCTICA: “FUERZA CORTANTE Y MOMENTO FLEXIONANTE”

INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL[pic 1][pic 2]

ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA

LABORATORIO DE ESTRUCTURAS TM

PRÁCTICA: “FUERZA CORTANTE Y MOMENTO FLEXIONANTE”

Alumno:  ________________________________________________________

Profesor: ________________________________________________________

Instructor: _______________________________________________________

Grupo: _________________________     Fecha: _________________________

Objetivo:

• Entender los fenómenos de fuerza cortante y momento flexionante.
• Entender la distribución de las fuerzas de tensión y compresión producidas por el momento flexionante en vigas de distinto material y distinta forma.
• Comparar los resultados teóricos con los experimentales y calcular su variación

Normas de seguridad:

• Trabajar dentro del área delimitada por la línea de seguridad.
• Mantener disciplina dentro de las instalaciones

Equipo de seguridad:

• Bata.

Equipo:

• Marco de pruebas HI-TECH
• Modelo de viga HST 9 para fuerza cortante instrumentada
• Modelo de viga HST 10 para momento flexionante instrumentada
• Equipo HI-TECH HDA 200 para tomar lecturas del Strain Gages
• Pesas

Introducción.

Cuando a una viga se le aplica una carga, en el interior de la viga surgen esfuerzos y deformaciones. Para determinarlos, debemos encontrar primero las fuerzas internas que actúan sobre las secciones transversales de la viga.

De la estática, sabemos que la resultante de los esfuerzos que actúan sobre una sección de una viga pueden reducirse a una fuerza cortante (V)  y a un momento flexionante (M). La fuerza cortante es la suma algebraica de todas las fuerzas externas perpendiculares al eje de la viga (o elemento estructural) que actúan a un lado de una sección considerada y el momento flexionante es la suma algebraica de los momentos producidos por todas las fuerzas externas a un mismo lado de la sección considerada respecto a un punto de dicha sección. Las resultantes de esfuerzo en vigas estáticamente determinadas pueden calcularse a partir de ecuaciones de equilibrio:

∑FVERT=0     ∑M=0

Con el uso de un diagrama de cuerpo libre y de dos ecuaciones de equilibrio, podemos calcular sin dificultad la fuerza cortante y momento flexionante. Un diagrama de fuerzas cortantes o un diagrama de momentos flexionantes es una gráfica que muestra la magnitud de la fuerza cortante o momento flexionante a lo largo de la viga.

Desarrollo: Fuerza Cortante

• Tener nivelada la viga en la condición “sin carga” e instalado el equipo HDA-200.
• Plantear las cargas que van a ser aplicadas al sistema, medir las distancias a los apoyos para poder resolverla isostáticamente y dibujar un diagrama de la viga con objeto de calcular las reacciones de la misma, así como su diagrama de fuerza cortante cuando esta esté cargada.
• Se aplican las cargas al sistema y se lee la deformación unitaria en el display en la fila que dice: “Strain01”.
• Con el dato obtenido en el paso anterior y con los de la sección de la viga, los cuales son:

[pic 3]

Obtener el valor de Inercia     [pic 4]

Aplicar la siguiente fórmula para obtener la Fuerza Cortante:     [pic 5]

• Comparar el valor teórico de fuerza cortante en la sección estudiada con el valor experimental y  obtener el porcentaje de error por medio de la expresión:[pic 6]

• En caso de rebasar el 5%, se deberá repetir el experimento.

Momento Flexionante

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