INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL

ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA Y ARQUITECTURA – ZACATENCO

GRUPO: 4CM5

PROFESOR: CUEVAS MORIN ADRIANA DEL SOCORRO

PROYECTO “CABLES “

ESTRUCTURAS ISOSTATICAS

ALUMNOS:

PALMA CORONA JUAN MANUEL

CABLES DE ACERO

1. DEFINICION DEL PROBLEMA

La problemática que se tiene o la necesidad de llegar a comprender un problema aplicado en la vida real y su resolución, teniendo las herramientas aprendida en de clase teóricamente y el cómo saberlas aplicar en un problema real de la vida cotidiana.

Para poder llegar a la innovación, en fundamental poder conocer las bases suficiente de las aplicaciones, su funcionamiento del cable a tensión o comprensión y las fuerzas de ejercen.

2. JUSTIFICACION DEL PROYECTO

El alumno llegar a ser consciente de la importancia de saber emplear las aplicaciones enseñas en la materia de estructuras isostáticas específicamente en el tema de cables teniendo de antecedentes y el buen manejo de los temas como equilibrio de estructuras isostáticas, armaduras isostáticas vigas isostáticas, marcos isostáticos, arcos isostáticos.

Esta asignatura brinda las herramientas básicas que delimitan el perfil profesional del alumno, para proporcionar estructuras seguras y económicas , en beneficio de la sociedad .

3.OBJETIVO DEL PROYECTO

El primer objetivo de este proyecto es comprobar que los cables trabajan a tensión, apoyando este fundamento con los cálculos y la maqueta de un puente colgante.

El segundo objetivo es calcular y comprobar los esfuerzos a los que van a quedar sometidos los cables de suspensión, los tirantes laterales y cada uno de los

postes de un puente atirantado.

4. ESQUEMA DE CONTENIDOS (MARCO TEORICO)

CABLES

DEFINICIÓN DE CABLES

Un material flexible (no rígido) con una forma determinada, fijado por sus extremos, puede sostenerse por sí mismo y cubrir un gran espacio. Los cables son estructuras sin rigidez a la compresión debido a la pequeña sección transversal en relación a su longitud, por lo que la carga se transforma en tensión y hace que el cable cambie su forma según la carga que se le aplique.

UTILIDAD DE LOS CABLES

Por su simplicidad, versatilidad, resistencia y economía, los cables se han convertido en un elemento imprescindible en muchas obras de ingeniería.  Pensemos en los puentes colgantes, no solo los grandes sino también los pequeños construidos para comunicar veredas en zonas rurales, las garruchas, los sistemas de transporte de productos agrícolas en los cultivos, los sistemas de interconexión eléctrica, los cables para pos tensado en una obra de hormigón, los tensores o contravientos para luminarias y postes, pagodas o techos, etc.

CARACTERÍSTICAS DE LOS CABLES

• Resisten únicamente esfuerzos de tensión pura.

• La forma responde a las cargas.

• Cualquier cambio en las condiciones de carga afecta la forma.

• Carecen de rigidez transversal.

• Las cargas pueden ser muy grandes en relación al peso propio.

• No constituye una estructura autoportante.

RELACIÓN TRAZADO EFUERZOS.

El cable adopta la forma de las cargas: por ejemplo la plomada nos indica la verticalidad de la fuerza de gravedad del peso de la misma (carga), en la forma del hilo (cable) que lo sostiene.

Aplicada una fuerza horizontal en cualquier punto de dicho cable, la forma del mismo se modifica en función del valor de dicha carga.

Si colgamos la carga de dos cables en vez de uno, cada uno de ellos equilibrará la mitad de la carga.

Separando los puntos de amarre, la carga quedará suspendida en el espacio creado. El cable trasmite la carga a ambos lados, cubriendo el espacio. La forma

del cable sigue las direcciones de las fuerzas. Debido a su reducida sección transversal en relación con su longitud, el cable no puede resistir la flexión, y así modifica su forma para cada nuevo estado de cargas.

El valor del esfuerzo a que estará sometido el cable dependerá de la distancia entre los puntos de amarre (l = luz), del valor de la carga (F = fuerza), y la distancia de la flecha del cable (f). La resolución gráfica a los efectos de obtener el valor de dicho esfuerzo la podemos visualizar en el polígono vectorial, equilibrando la carga aplicada sobre el cable según las direcciones que adopta el trazado del cable.

Analicemos la variación de los esfuerzos en el cable, manteniendo constantes el valor de la fuerza (F) y la distancia de la flecha del cable (f ), variando la distancia entre los puntos de amarre ( l ).

- fuerza F = F

- flecha f = f

- distancia entre los puntos de amarre l1< l2

Vemos que la componente vertical se mantiene constante: RAv = RCv = F/2, en tanto que el valor del esfuerzo a que está sometido el cable aumenta: RC> RA a medida que se incrementa la distancia entre los puntos de amarre (l).

El valor del esfuerzo al que está sometido el cable aumenta, a mayor distancia entre los puntos de amarre mayor tensión.

Analicemos ahora dicha variación manteniendo constantes, el valor de la fuerza (F) y la distancia entre puntos de amarre (l), modificando la flecha del cable (f).

- fuerza F = F

- flecha f 1 > f2

- distancia entre los puntos de amarre l

La componente vertical se sigue manteniendo constante: RAv = RCv = F/2, en tanto que a medida que aumenta la flecha (f ) el esfuerzo a que está sometido el cable es cada vez menor, dado que disminuye la componente horizontal: RAh< RCh. Así, el esfuerzo en el cable y la componente horizontal de la reacción, son inversamente proporcionales a la flecha. Si la flecha es nula, el esfuerzo del cable y la componente horizontal de la reacción resultarán infinitas; es decir, el cable colgante no puede resistir la carga.

necesitamos un cable más largo, es decir, más material. Analizando la variación de la flecha en relación a la variación del volumen del cable, llegamos a una situación óptima del mismo cuando el ángulo que abre el cable con la horizontal es de 45º

2.-PUENTES COLGANTES

2 DEFINICIÓN DE UN PUENTE COLGANTE

Un puente colgante es un puente cuyo tablero, en vez de estar apoyado sobre pilas o arcos se sujeta mediante cables o piezas atirantadas desde una estructura a la que van sujetas. Una de sus variantes más conocidas es el que tiene una catenaria formada por numerosos cables de acero, de la que se suspende el tablero del puente mediante tirantes verticales. La catenaria cuelga de dos torres de suficiente altura, encargadas de llevar las cargas al suelo.

A medida que aumentamos la flecha, disminuye el esfuerzo en el cable, pero

ESTRUCTURA Y FUNCIONAMIENTO

Tablero: Base superior de rodaje que sirve además para repartir la carga a vigas y largueros, en casos especiales, el tablero puede estar estructurado para sostener una vía férrea, un canal de navegación, un canal de riego, en estos dos últimos caso se les llama "puente canal"; o una tubería, en cuyo caso se llama puente tubo.

Cables: Los cables son estructuras sin rigidez a la compresión debido a la pequeña sección transversal en relación a su longitud, por lo que la carga se transforma en tensión y hace que el cable cambie su forma según la carga que se le aplique.

Tensores o tirantes: Pieza, generalmente de hierro o acero, destinada a soportar un esfuerzo de tensión.

Cables

Postes: encargados de transmitir al terreno todos los esfuerzos. Están formados por las rocas, terreno o pilotes que soportan el peso de estribos y pilas.

5. ALTERNATIVAS DE SOLUCION (DESARROLLO)

Hacer una comparación entre un modelo matemático y un modelo didáctico , el llegar a proponer un problema matemático aplicado a un modelo didáctico o inversamente , sacar las conclusiones de los 2 tipos (matemáticamente y con el modelo matemático) y comparar resultados , al de hallas los errores o los aciertos del proyecto aplicado

6. RESULTADOS Y CONCLUSIONES

Llegar a tener la certeza o tener la confianza de tener lógica sobre el modelo matemático y el modelo didáctico y llegar a los mismo resultados por diferentes medios uno es manual y el otro es matemáticamente, tener la conclusión de los problemas aplicados en el salón de clase si son aplicables en la vida real, y poder llegar a comprender más lo s problemas en clase y la vida cotidiana