Diseño y Construcción en Madera y Acero Departamento de Ingeniería Civil Obras Civiles Escuela de Ingeniería Universidad Central de Chile Martes 06 de junio de 2023 Profesor: Tulio Carrero Alumno: Juan Candia Bravo RUT: 18.475.924-1 Trabajo Prueba 1 Lea detenidamente las siguientes cuestiones. Responda con precisión y de forma concisa lo que se pregunta. La puntuación de cada pregunta se detalla en el enunciado. 1.- Determine las resistencias de diseño por tensión LRFD y de diseño por tensión permisible ASD de la siguiente conexión (Resistencia por fluencia y Fractura). Asuma acero A572 de grado 50 con Fy=50klb/plg2 y Fu=65klb/plg2. Asumir U=0.85. Suponga que el diámetro de los pernos es de ¾ plg siendo 2 hileras. (2 puntos) 2.- Se dispone de piezas de madera aserrada Pino Radiata Grado G1 o mejor, según NCh 1207Of.2006, y clavos 4,3 x 100 mm (calibre 4”) Calcular la máxima carga permanente en el tensor que la unión de conectores es capaz de resistir. Capacidad admisible de carga para clavos de 4,3 x 100 mm (4”). Para el pino radiata, de NCh 1198, Anexo E tenemos 𝜌0,𝑝𝑟𝑜𝑚 = 450 𝑘𝑔⁄𝑚3 (2 puntos). 138 41 185 3.- Realizar gráfico de los ensayos vistos en el Laboratorio de Estructuras, destacando conclusiones de los ensayos en el aspecto de Disipación de energía, Ductilidad, Capacidad máxima de Deformación, Carga. Recuerden realizar ungráfico con las 3 curvas por tipología (Vigas y Fierro: 8,10 y 12) (2 puntos) INFORME DE LABORATORIO DISEÑO Y CONSTRUCCION EN MADERA Y ACERO ALUMNO: JUAN CANDIA RUT: 18.475.924-1 PROFESOR: TULIO CARRERO FECHA: 05-06-2023 INTRODUCCION Este trabajo se desarrolla como respuesta a la materia y ejercicios realizados en clases y a lo visto en los ensayes de laboratorio: - Máquina que mide la flexión del material, en este caso una viga compuesta con madera de 2 cm. - Máquina que mide la resistencia a la tracción realizado con fierros estriados de 3 medidas. A continuación, se adjuntan imágenes de las maquinas con que se realizaros los diversos ensayes que se mencionaran. OBJETIVOS Determinar por medio de ensayes tanto a la compresión como a la tracción de los puntos de fractura o rotura de los elementos a prueba: vigas compuestas por 3 tablones de 100x2 cm de madera pinocepillada. 2 tablones de 100x10x2 cm y 1 tabla alma de 100x18x2 cm. Determinar resistencias a la flexión o a la compresión según el caso. Hay que señalar que todo material expuesto en el presente trabajo puede haber pasado por diferentes manipulaciones que pueden generar condiciones no optimas del material a ensayar. ENSAYE MADERA N° 1 - VIGA 100x18x2 Se muestra en el presente grafico el material llega a su zona elástica a los 178 Kgf con una deformación hasta los 16mm. Zona elastoplástica entre los 178 Kgf hasta los 1000 Kgf con una deformación de 22mm de largo. En la zona de fluencia se muestra variaciones en su esfuerzo hasta llegar a la rotura por compresión del material. Esfuerzo - deformacion 1200 ZONA ELASTOPLASTICA 1000 Rotura por compresión Esfuerzo (Kgf) 800 ZONA ELASTICA 600 400 200 ZONA FLUENCIA 0 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 44 46 48 50 52 Deformacion (mm) ENSAYE MADERA N° 2 - VIGA 100x18x2 En el presente grafico el material llega a su zona elástica a los 296 Kgf con una deformación hasta los 17mm. Zona elastoplástica esta entre los 296 Kgf hasta los 946 Kgf. En la zona de fluencia se muestra variaciones en su esfuerzo, pero a diferencia del ensaye n° 1, este aumenta en su resistencia hasta llegar a la rotura por compresión del material. Esfuerzo - deformacion ZONA ELASTOPLASTICA 1200 1000 Esfuerzo (Kgf) 800 600 Rotura por compresión ZONA ELASTICA 400 ZONA FLUENCIA 200 Deformacion (mm) 0 0 10 20 30 40 50 ENSAYE MADERA N° 3 - VIGA 100x18x2 En el presente grafico el material llega a su zona elástica a los 464 Kgf con una deformación hasta los 21mm. Zona elastoplástica esta entre los 464 Kgf hasta los 2037 Kgf. En la zona de fluencia se muestra que es mínima y su resistencia disminuye hasta llegar a la rotura por compresión del material. Esfuerzo - deformacion ZONA ELASTOPLASTICA 2500 Rotura por compresión Esfuerzo (Kgf) 2000 1500 ZONA ELASTICA 1000 500 ZONA FLUENCIA Deformacion (mm) 0 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 41 43 45 47 49 51 GRAFICO MADERA COMPARATIVO – VIGA 1, 2 Y 3 En Este Grafico Podemos determinar que dicho material ensayado, tienen la misma Deformación (mm) pero con diferentes resistencias. Es bueno señalar que la zona elástica para los 3 casos es muy similar. En la Zona elastoplástica si se ven diferencias. 4000 3500 Viga 1 Viga 2 Viga 3 3000 2500 2000 1500 1000 500 1 12 23 34 45 56 67 78 89 100 111 122 133 144 155 166 177 188 199 210 221 232 243 254 265 276 287 298 309 320 331 342 353 364 375 0 ENSAYE ACERO N° 1 – FE 8MM Región Lineal: 2436 Kgf Plasticidad Perfecta: alcanza hasta 2438 Kgf, alcanza una deformación de 33 mm. Endurecimiento por Deformación: 3260 Kgf Punto de Fractura: No señala punto de fractura en curva. Se entenderá con esto que la fractura esta más lejana de lo señalado en gráfico. Fluencia Esfuerzo - Deformacion Región Lineal 4000 Esfuerzo de Fluencia Fractura Esfuerzo Ultimo 3000 Esfurezo (Kgf) Límite de Propor 3500 2500 2000 esfuerzo - Deformacion 1500 Endurecimiento Por Deformación 1000 Estricción 500 0 -5 5 15 25 Deformacion (mm) 35 45 ENSAYE ACERO N° 2 – FE 10MM Región Lineal: 2819 Kgf, con deformación de 5 mm Plasticidad Perfecta: alcanza hasta 3003 Kgf, alcanza una deformación de 7 mm. Endurecimiento por Deformación: 4047 Kgf Punto de Fractura: 2049 Kgf Esfuerzo - Deformacion Región Lineal Esfuerzo Ultimo 4000 3500 Fractura Esfurezo (Kgf) 3000 Límite de Propor 2500 2000 1500 1000 500 Esfuerzo de Fluencia esfuerzo - Deformacion Endurecimiento Por Deformación Fluencia 0 -5 5 15 25 Deformacion (mm) 35 45 Estricción ENSAYE ACERO N° 3 – FE 12MM Región Lineal: 3651 Kgf, con deformación de 7,7 mm Plasticidad Perfecta: alcanza hasta 3580 Kgf, alcanza una deformación de 8,9 mm. Endurecimiento por Deformación: 5881 Kgf Punto de Fractura: 5442 Kgf, con una deformación de 46 mm. Esfuerzo - deformacion 7000 Esfuerzo Ultimo 6000 Esfuerzo de Fluencia Esfuerzo (Kgf) 5000 Límite de Propor Región Lineal 4000 3000 Endurecimiento Por Deformación 2000 Estricción 1000 Fluencia 0 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 44 46 48 50 52 Deformacion (mm) Fractura GRAFICO ACERO COMPARATIVO – FE 8, 10 Y 12MM En Este Grafico Podemos determinar que los 3 Tipos de Acero de Distinto Diámetro Tienen Distinto región Lineal, Fluencia , endurecimiento y estricción. Nos podemos dar cuenta que en base a este grafico que el Fe de 10 mm tiene mayor resistencia a la tracción que el Fe 8 mm y 12 mm. Además, se puede concluir que el Fe de 8 mm, su zona de endurecimiento hasta alcanzar el esfuerzo ultimo para posterior mente fracturar a grandes resistencias en comparación con los otros 2 diámetros. 10000 4500 9000 4000 8000 3500 7000 3000 6000 2500 5000 2000 4000 3000 2000 Viga 1 Viga 2 Viga 3 0 1 37 73 109 145 181 217 253 289 325 361 397 433 469 505 541 577 613 649 685 721 757 793 829 865 901 937 973 1009 1045 1081 1117 1153 1189 1225 1261 1000 1500 1000 500 0
