Bosquejo Inicial y Estructura

Entrada #2

En el mundo de los puentes existen varios modelos y procesos para su creación. Por eso es que podemos llegar a la conclusión de que los puentes se pueden clasificar según el material y segun su estructura. Pero en este blog nos vamos a enfocar más en la estructura por las limitaciones de materiales que tenemos.

Por estructura FIJOS, los más comunes son:

• En viga: son puentes en los cuales los elementos para su construcción están puestos de manera paralela y separados por una forma en "S" y sus soportes normalmente estan hechos en forma de "I". Este tipo de puente se utiliza principalmente para ahorrar materiales. Pueden ser de: Placa o continuos.

• En arco: Puentes cuyos diseños se utilizan desde principios del siglo XX,cuya rigidez queda asegurada por piezas diagonales colocados entre el cuerpo del arco y el tablero.Las articulaciones tienen por objeto permitir pequeños desplazamientos causados por las diferencias de carga y temperatura.

• En armadura: Combinación de placas con las vigas y estribos de las de viga; esta es una forma sencilla para minimizar la articulación entre los materiales o piezas, en este caso vigas con el fin de obtener rigidez. Pueden ser: Armadura sencilla o complejos como el "TRUSS piramidal" el cuál fue el modelo que seleccionamos.

• En Cantiléver: Reciben su nombre de brazos voladizos (cantiléver) que se pueden ver desde los pilares. Los brazos voladizos también pueden proyectarse hacia las orillas para reforzar los dos tramos suspendidos. Se usa principalmente en combinación con los puentes de armadura. 

Física de la Tracción y Compresion presente en este tipo de puentes haciendo que la parte media esté suspendida.

• Colgantes y Atirantados:  
• está formado por los cables principales, que se fijan al pilar o parte principal del puente, tienen la flecha necesaria para soportar mediante un mecanismo de tracción pura, las cargas que actúan sobre él. El puente colgante más elemental es el puente catenaria, donde los propios cables principales sirven de plataforma de paso.

• Se puede observar que los cables se conectan a una viga y la distancia del piso debe de ser proporcional.

El cable, es un elemento flexible, lo que quiere decir que no tiene rigidez . Si se le aplica un sistema de fuerzas, tomará la forma necesaria para que en él sólo se produzcan esfuerzos axiales de tracción

Los atirantados por otra parte. Los elementos fundamentales de la estructura resistente del puente atirantado son los tirantes, que son cables rectos que atirantan el pasadizo del puente, proporcionándoles una serie de apoyos intermedios más o menos rígidos.

Selección del modelo para el puente de Spaghetti:

Puente en armadura "Truss" con Estructura Piramidal.

Nuestro equipo decidió hacer el puente en armadura de estilo "Truss" con estructura piramidal ya que en su formación nos dimos cuenta de que es el que cuenta con la mejor distribución de las fuerzas, en este caso el peso del objeto de 16 kg equivalente a 156.8 N, en un principio habíamos pensado en hacer un puente sencillo de viga con armadura, pero luego recordamos que en una pirámide existe un solo nodo en la cúspide, por lo cual las cargas se dividen y distribuyen correctamente en las aristas. Además de que una pirámide contiene 4 caras hechas de triángulos y el triángulo al ser una figura indeformable logra que la misma soporte más de lo nomal.

Cabe recordar que la formacion de las piramides en relación a sus aristas deben de ser a un ángulo de 60° a 70°.

En este tipo de puente logramos hacer que el peso se distribuya correctamente sobre todo el puente y no solo en un punto. 

Por los materiales que contamos, decidimos colocar refuerzos en la parte inferior de las vigas del puente y en la parte de los ángulos de las caras de la pirámide, con el fin de evitar el pandeo del material.

a continuación se muestra el dibujo en 3D del modelo a escala digital del puente que estamos realizando.

MODELO 3D VISTO DESDE ARRIBA

largo: 44cm
ancho: 8cm

Peso: aproximadamente 500 grs
Puntos de acción de las fuerzas: la fuerza al ser colocada sobre la parte superior del punte hará que las uniones distribuyan de manera uniforme el peso del objeto, en este caso 156.8 N, a lo largo de cada pirámide en la parte interna del puente.

MODELO 3D DESDE UN COSTADO
Conformado por 
5 vigas largas de 44cm de largo parte (inferior y superior) y 1cm de ancho en forma cuadrada
12 varillas de 7.5 cm de largo y .8 cm ancho
11 varillas de 4 cm de largo .8 cm de ancho
88 varillas miniatura de 4 cm de largo y .5 cm de ancho para las pirámides.
En esta imagen se muestra la distribución de fuerzas entre los diferentes puntos estructurales.

MODELO 3D DE FRENTE Y PARTE INTERNA DEL PUENTE 
Altura: proporcional, según las especificaciones, lo proporcional para este puente sería de 4cm de altura, pero al considerar los refuerzos tuvimos que aumentar a 5.5 cm de altura.

MODELO DESDE UN LADO DEL PUENTE

Los refuerzos no son mostrados en este modelo, ya que son partes no originales al modelo del puente Truss en armadura, pero que colocaremos por el material que se utiliza.

Se ocupó el programa online Tinkercad (www.tinkercad.com) para la creación del diseño 3D.