Presentacion proyecto 2 unidad 2 puente de tallarines
1. UNIVERSIDAD DE LAS FUERZAS ARMADAS ESPE SEDE LATACUNGA
DEPARTAMENTO DE ENERGIA Y MECANICA
CARRERA DE INGENIERÍA AUTOMOTRÍZ
TEMA:
DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DEL PUENTE DE TALLARINES O SPAGHETTIS
ESTUDIANTE:
SOSA DIAZ WILMER MAURICIO
NRC:
8104
ING:
DIEGO PROAÑO
2. Objetivos
Objetivo General:
• Diseñar y construir un puente de tallarines para que soporte una carga mínima de 250N
aplicados en su centro de gravedad
Objetivos Específicos:
• Diseñar un puente de que sea capas de distribuir las fuerzas de modo que sea estable a
pesar que su material principal sea frágil.
• Observar la distribución de fuerzas en un puente que presente rigidez y estabilidad
• Analizar las características de las estructuras y armadura que las vuelven capaces de
resistir grandes fuerzas aplicadas sobre ellas
3. Trabajo preparatorio
1. Análisis estructural
El principal objetivo de las asignaturas de análisis estructural es determinar el comportamiento de sistemas
estructurales cuando se someten cargas externas, este análisis proporciona resultados a nivel global y seccional.
¿Qué es el análisis estructural?
Es el proceso de cálculo y determinación de los efectos de las cargas y las fuerzas internas en una estructura.,
edificio u objeto, con objeto de efectuar las comprobaciones de los estados limites, últimos y de servicio.
Figura N° 1 Análisis estructural
4. Estructura
Es una configuración de los elementos que conforman un todo. Cada componente de una estructura tiene una función y
forma que complementa a la que le sigue y le antecede.
La estructura supone partes, materiales o inmateriales, de igual o distinta naturaleza ordenadas en la conformación de un
todo, diferenciado de las partes, pero que no puede existir sin ellas.
Procesos del diseño estructural
Consta de tres aspectos básicos
El análisis estructural: esta etapa consiste en calcular el estado nominal de esfuerzos y deformaciones dentro de
la estructura, por medio de la idealización matemáticas o física de ella.
Análisis de esfuerzos: En la verificación de los esfuerzos presentes en los elementos de la estructura con los
esfuerzos exigidos por los códigos, reglamentos o especificaciones.
Diseño estructural: consiste en determinar y verificar las dimensiones definitivas de los elementos y la cantidad
y disposición del refuerzo a colocarse
5. Aspectos a cumplir en una estructura
Dentro de las conficiones que debe cumplir una estructura para cumplir su función están: Rigidez, no debe
deformarse cuando se aplica una carga; Resistencia, debe resistir cargas sin romperse ni deformarse; Estabilidad,
debe permanecer en su posición bajo la acción de una fuerza y no volcar. Para asegurar la rigidez en una estructura
se puede reforzar la misma y volverla fuerte mediante la disposición de las barras en forma de triángulos. La
estabilidad de la estructura depende de dos factores: la posición del centro de gravedad, cuanto más cerca del suelo
este, más estable es la estructura y el tamaño de su base, cuanto mayor será la base más estable será la estructura.
Armaduras
Una armadura es un sistema estructural reticular de barras rectas interconectadas en nudos articulados formando
triángulos. Los elementos conforman, comúnmente, uno o varios triángulos en un solo plano y se disponen de
forma tal que las cargas externas se aplican a los nudos, por lo que, en teoría, sólo causan efectos de tensión o
descompresión.
6. Las armaduras están compuestas por:
Cuerda Superior: formada por los elementos unidos en toda la parte superior de la armadura, y que
generalmente soportan las cargas de la cubierta del techo, que para un trabajo eficiente deben estar concentradas
en los nudos.
Cuerda Inferior: formada por los elementos unidos en toda la parte inferior de la armadura, y que
generalmente soportan las cargas de las instalaciones eléctricas, hidrosanitarias, aire acondicionado, o de los
vehículos en el caso de los puentes.
Elementos Secundarios: formada por los elementos unidos en toda la parte interior de la armadura, y que
generalmente ayudan a soportan las cargas de la cuerda superior e inferior, e inclusive muchas veces algunos
elementos tienen fuerza interna axial de valor cero, que se colocan, por simetría, rigidez, estética y construcción.
Figura N° 2 Armaduras
7. Tipos de armaduras
Figura N° 3 Armadura Pratt para techos
Figura N° 4 Armadura Pratt para puentes
Figura N° 5 Armadura Howe para techos
Figura N° 6 Armadura Howe para puentes
Figura N° 7 Armadura Fink
Figura N° 8 Armadura Warren
Figura N° 9 Armadura Baltimore
Figura N° 10 Armadura en K
Figura N° 11 Armadura tipo estadio Figura N° 12 Armadura Basculante
8. El dinamómetro
Es un instrumento para medir fuerzas. El dinamómetro tradicional, inventando por Issac Newton, basa su
funcionamiento en el estiramiento de un resorte que sigue la ley de elasticidad de Hooke en el rango de
medición
Figura N° 13 Dinamómetro
¿Para qué sirve el dinamómetro?
El dinamómetro es un instrumento de medición que sirve para medir la fuerza y/o peso de un
objeto determinado.
Ley de Hooke para los resortes
La forma mas común de representar matemáticamente la ley de Hooke es mediante la ecuación del resorte,
donde se relaciona la fuerza F ejercida por el resorte con la distancia adicional x producida por
alargamiento del siguiente modo:
𝐹 = 𝐾 ∗ ∆𝑥
K se le llama constante del resorte
∆𝑥 es la separación de su extremo respecto a su longitud natural
9. Equipo y materiales necesarios
Tabla 1. Equipos y materiales de la práctica cálculo de errores
Material Características Cantidad Código
a) Tallarines N0 9
De la marca Barrilla bucatini
caja de 500 gr
1 4641.INHCAE.0508
b)
Super pegamento Marca scotch peso neto de 2 g 20 AB-530-4-77
c)
Bicarbonato
Color blanco de 5 g
aproximado
4 0000
d) Estilete Color azul marca stanley 1 10175
e)
Flexómetro
Marca pretul de 3m de
longitud con una precisión de
1mm
1 0000
f)
Regla
Longitud máxima de 30cm con
un grado de presión de 1mm
1 0000
g)
Esferográfico
Marca big de color rojo y es de
punta fina
1 786118620
10. h) Jeringa De 50 ml marca nipro 1 41000000
i)
Masquen
Cinta masking escolar marca
Pegafan
1 347358
j) Tornillos De cabeza plana de 1 plg. 6 1161508
k) Gancho roscado Para soporte de la masa 1 211321
l) Tuerca Para tornillo allen 1 0000
m)
Tornillo allen
De cabeza redonda de 1.25
plg.
1 11011-15
n) Alambre Alambre galvanizado de 18 1 91001981
o)
Resorte
De 7.5 cm de alto y 2.8 cm de
diámetro
1 0000
p)
Rodela
De 2mm de grosor con un
diámetro de 2.8 cm y un
agujero en centro
1 0000
q) Alicate Punta total industrial 8´´ 1 THT220806S
r) Pistola de silicona Modelo GM-160 mini 1 016668
s)
Barra de silicona
Marca Celina de 30 cm de
largo
1 009-004
t) Destornillador De cruz color azul 1 0000
u)
Soporte
Cuadrado de plástico con
1 0000
11. Figura N° 14 Equipos y materiales para el puente Figura N° 15 Equipos y materiales para dinamómetro
12. Parámetros del diseño
Longitud del puente = 50 cm.
Ancho del puente = 15 cm.
Altura del puente= NO DEFINIDA.
Masa mínima del puente = 250 g.
Peso mínimo de resistencia = 250N.
Masa máxima del puente = 255 g + 2%.
Peso máximo de resistencia = libre
Aplicación de la carga = En el centro de gravedad
de la base del puente.
Figura N° 16 Medidas del puente
13. PROCEDIMIENTO DE ARMADO DE LA MAQUETA
Figura N° 17 Vigas de la parte inferior Figura N° 18 Armado de vigas verticales y viga horizontal superior
•Pegamos los tallarines hasta que nos dé una longitud de 50cm de largo con ayuda de brujita y bicarbonato
•Unimos cuatro tallarines de longitud de 50 cm para crear las vigas de la parte baja del puente hacemos 2 iguales
•Pegamos tallarines a una longitud de 33.33 y unimos cuatro tallarines para formar las vigas de la parte de
arriba del puente
•De centro a centro de viga superior como inferior medimos 8.33 cm de altura y medimos lo que falta entre
cada viga, uniendo tallarines en cuatro partes todo con ayuda de brujita y bicarbonato formamos las vigas que
van paradas
•Realizar 10 vigas de la altura medida previamente para los dos lados del puente, en cada uno van cinco vigas
separas a 8.33cm de centro a centro de cada viga superior como inferior.
•Pegamos todo con brujita y bicarbonato formando 4 cuadrados a la misma distancia entre las vigas superior,
inferior a 8.33 cm de centro a centro de cada una.
14. Unimos los dos lados del puente de extremo a extremo teniendo en cuenta que debe medir 15cm.
Colocamos vigas en cada esquina del puente uniendo todo con bicarbonato y brujita
Medimos de esquina a esquina en los cuadrados y las esquinas de la parte de afuera para colocar vigas de tallarines
con cuatros en cada uno
Colocamos el resto de bigas que unirán las dos caras del puente con brujita y bicarbonato
Figura N° 19 Unión de las dos caras del
puente
Figura N° 20 Vigas con inclinación
Colocación
Figura N° 21 Medición y
colocación de vigas finales
15. •Reforzar todo con brujita y bicarbonato, tener siempre en cuenta que el peso total no sebe superar los 250gr y no
supere las medidas establecidas
Figura N° 22 Medición longitud 50cm Figura N° 23 Medición anchura
del puente
Figura N° 24 Medición masa del puente
16. PROCEDIMIENTO DE ARMADO DE DINAMOMETRO
Con alambre a un tornillo lo envolvemos de tal manera que quede ajustado y con una circunferencia en la cabeza del
tornillo
El tornillo con el alambre ya puesto lo atornillamos a la jeringa y por dentro de la jeringa lo ajustamos con una tuerca
A tornillo pequeño en la parte del centro se le envuelve alambre para que actúe como soporte, por este alambre
colocamos una rodela que posteriormente pegaremos con silicona caliente hacia el resorte teniendo en cuenta que el
alambre quede en el centro de todo
Figura N° 25 Colocación del tornillo tuerca Figura N° 26 Implementación de materiales que van dentro de la jeringa
17. El soporte de plástico realizamos un agujero en la parte central y pasamos el alambre que esta con el tornillo envuelto
por ahí
Aseguramos el soporte a la jeringa con tornillos puestos a presión el número de tornillos puede variar según la carga
que va a soportar el dinamómetro inicialmente colocaremos uno en cada lado de las orejas de la jeringa
Colocaremos el gancho roscado en la parte inferior del alambre para que sirva como sujetador
Pegamos cinta en la jeringa y vamos midiendo litro por litro con el esferográfico
Figura N° 27 Colocación
soporte y gancho roscado
Figura N°28 medición litro por litro Figura N° 29 Medida final 25 litros
18. PROCEDIMIENTO DE UTILIZACION
PASOS
El puente de tallarines lo colocamos a 2cm cada extremo sobre soportes
En el centro del puente colocamos soportes donde ira colgada el dinamómetro casero
Colocamos un balde colgado en el dinamómetro y lo vamos llenando con agua de poco en poco hasta
completar los 25 litros marcados por el dinamómetro
Figura N° 30 Utilización
19. CALCULO DE ERRORES
Tabla N° 2 Magnitudes físicas Tabla N°3 medidas del resorte comprimido
Parámetr
o físico
Dimensi
ón
Símb
olo
Unidades
Gravedad 𝐿𝑇−2
g 𝑚/𝑠^2
Altura 𝐿 m 𝑚
Masa M m Gr
Longitud L l m
Peso 𝑀𝐿𝑇−2
w N
N.º de
ejecuc
iones
Equipo de
medición
Resor
te
comp
rimid
o
1
Regla
5.15
2 5.1
3 5.15
4 5
5 5.2
6 5.2
7 5.2
8 5.1
9 5.15
10 5.15
Tabla N° 4 Cálculo del promedio
Cálculo de la media aritmética
Resorte
comprimid
o
𝑥
51.4/10 5.14
𝑥 =
𝑖=1
𝑛 𝑥1 + 𝑥2 + 𝑥𝑛
𝑛
Medición de cuanto se comprime el resorte
para el cálculo de errores del dinamómetro
soportando una carga de 25 litros
29. CONCLUSIONES
Tras realizar la presente maquete al ser construida, es posible concluir que el diseño estructural
logra soportar la carga mínima de 250N estipulada.
Podemos concluir que después de diseñar el puente las fuerzas fueron distribuidas de manera
correcta y es estable a pesar de que el material sea frágil logro formar una estructura rígida
siguiendo el modelo de la armadura de Howe
Después de realizar los cálculos se puede observar de manera precisa la distribución de fuerzas en
una estructura que posee armadura y nos entrega un estabilidad y rigidez suficiente como para
soportar cargas extremas.
• Con el diseño y construcción del puente se analizó que los elementos que portan rigidez a la
estructura siendo posible notar como los elementos verticales permanecían tensionados mientras
que las diagonales más largas estaban comprimidas, mientras que la estabilidad se logró con las
vigas de unión entre ambas caras del puente ya que sin estas el puente no se sentía solido
30. RECOMENDACIONES
Construir la elaboración del puente se recomienda investigar y analizar los diferentes
tipos de estructuras y armaduras y después de entender su funcionamiento buscar el
modelo mas adecuado hacia la prueba que vamos a realizar.
Se recomienda al diseñar un puente simétrico para que sea capas de distribuir las fuerzas
de manera igualatoria y usar tallarines que sea mas grueso que los convencionales
Se recomienda realizar el calculo de fuerzas axiales soportadas con cada elemento y
procurar que esta sea la menos posible para evitar ruptura por una mala distribución de
cargas
• Se recomienda terminar la construcción del puente antes de estipular alguna critica
debido a que el puente actúa como un solo conjunto y analizarlo por partes no nos dan
una idea real de lo que puede resistir.
