I CONCURSO DE DISEÑO DE PUENTES CON K NEX para Alumnos y profesores de la Escuela de Caminos de Ciudad Real

Transcripción

1 I CONCURSO DE DISEÑO DE PUENTES CON K NEX para Alumnos y profesores de la Escuela de Caminos de Ciudad Real E.T.S.I. Caminos Canales y Puertos (UCLM)

2 1 Introducción El concurso que se presenta en este documento tiene la pretensión de constituir una más de las actividades que se proponen desde la dirección de la Escuela de Caminos de Ciudad Real, encaminadas a promover las actividades extra académicas que dinamicen las relaciones entre los distintos miembros de la Escuela. Así se propone a los alumnos y profesores de la Escuela de Caminos de Ciudad Real que diseñen y construyan un puente a escala reducida utilizando el sistema de construcción K nex Real bridge building set y compitan en un concurso. El concurso que se presenta en este documento está basado en la experiencia adquirida tanto en la I edición del concurso de diseño de puentes con K nex (plantedo para alumnos de 4º de ESO y Bachillerato) como en los Campus Científicos de verano donde la Escuela de Caminos organiza el curso Diseño de puentes: forma, materiales e integración ambiental ( Las fotos de las diferentes fases del concurso se pueden ver en la página de Facebook de nuestra Escuela: Para esta versión del concurso se permitirá la inscripción de sólo 4 equipos de un máximo de 6 integrantes por cada uno de ellos 1 Equipo 1: Compuesto por alum@s de 1º de Grado en Ingeniería Civil de la Escuela Equipo 2: Compuesto por alum@s de 2º de Grado en Ingeniería Civil de la Escuela Equipo 3: Compuesto por alum@s de 3º de Grado en Ingeniería Civil de la Escuela Equipo 4: Compuesto por alum@s de 4º de Grado en Ingeniería Civil de la Escuela Cada equipo podrá contar con un máximo de 2 profesores de la escuela y serán tutelados, en todo momento, por los profesores organizadores del concurso (que no podrán ser miembros de ningún equipo) 2 Formulación del problema a resolver Los integrantes de los equipos adaptarán el diseño de su puente a las restricciones descritas en este apartado. 2.1 Restricciones en el diseño del puente La pasarela deberá construirse a escala 1:50 con un vano principal (distancia entre dos apoyos consecutivos) lo más largo posible, con un número de puntos-pieza razonable y que además se deforme lo menos posible al ser sometido a una determinada carga. Todo sin perder de 1 En caso de inscribirse más de un equipo por curso, el equipo participante se elegirá por sorteo. 2

3 vista la componente estética de la pasarela. En cualquier caso, la construcción del puente deberá ceñirse a las restricciones a las siguientes restricciones: 1. El modelo de pasarela deberá satisfacer las necesidades geométricas descritas a continuación (ver Figura 1) a. La longitud del vano (luz) principal, Lv, del puente deberá ser la mayor posible con la restricción de que la distancia entre estribos es de 180 centímetros (90 metros a escala 1:50), entendiendo como vano principal la distancia máxima entre dos apoyos consecutivos. La luz del vano principal del puente será contabilizada dependiendo de las disposiciones constructivas que se enuncian a continuación: Caso 1: Estructura sin apoyos intermedios (pilas). Lv será la distancia entre los estribos del puente (es decir 180 cm) Caso 2: Estructura con apoyos intermedios Lv será la luz del vano más grande Caso 3: Estructura atirantada o Caso 3.1: Estructura atirantada con conexión directa entre el tablero y el pilono. Lv será la luz del vano más grande o Caso 3.2: Estructura atirantada sin conexión directa entre el tablero y el pilono. Lv será un 90% de la distancia entre los estribos del puente (es decir 162 cm) b. La anchura del tablero será como mínimo de 20 centímetros (10 metros a escala 1:50). c. Es necesario dejar en todo momento un gálibo libre de 8x8 cm 2. d. El terreno de apoyo se materializará mediante el perfil transversal del expuesto en la Figura 1. Figura 1. Perfil transversal donde se deberá colocar el puente (Cotas en metros) 2. No se permite el diseño de pasarelas levadizas o con partes móviles. 3. Si se opta por pasarelas colgantes o atirantadas, los tirantes han de materializarse con los hilos suministrados. 4. Sólo se permiten piezas procedentes sistema de construcción K nex Real bridge building set a excepción del posible uso de hilos de 1mm o 2mm de grosor. 5. No se permite el uso de pegamento en el diseño. La cimentación del puente al terreno (cajas) podrá anclarse con la ayuda de los tornillos suministrados. 3

4 2.2 Puntuación del coste del material empleado En la evaluación de la pasarela también se tendrá en cuenta el coste en función de las piezas que se utilicen en su construcción. En la Tabla 1 se muestran los puntos que cuestan cada una de las piezas de K nex. Tipo de pieza Color Coste Barra estructural Verde 2 puntos Barra estructural Blanca 3 puntos Barra estructural Azul 6 puntos Barra estructural Amarilla 9 puntos Barra estructural Roja 13 puntos Barra estructural Gris 19 puntos Conector Naranja 3 puntos Conector Gris claro 2 puntos Conector Gris oscuro 4 puntos Conector Verde 4 puntos Conector Amarillo 5 puntos Conector Azul 6 puntos Conector Blanco 7 puntos Resto de piezas 1 punto Hilo Azul 1 punto/cm Hilo Rojo 2 puntos/cm Tornillos de anclaje 2 puntos Tabla 1. Coste de las piezas permitidas en la construcción del puente 3 Desarrollo de la competición. La competición se desarrollará de 16:00 a 20:00 horas de los días 25 y 26 de enero de 2016, aunque los equipos participantes podrán realizar alguna prueba con el kit k nex durante algún día de la semana anterior. La evaluación de los puentes se realizará el día 27 de enero a las 17:00 horas. Ganará la competición el equipo que más puntos logre al final del día. Según los siguientes aspectos: 1. Puntuación por longitud del vano principal (20% de la puntuación total). El número de puntos a añadir a cada equipo debido a este apartado se calculará de acuerdo a la siguiente fórmula: 4

5 P lv = 0.2 L v 18 Donde P lv es la puntuación debida a la longitud del vano principal y L v es la longitud del vano principal en centímetros, según lo expuesto en el apartado 2.1. La puntuación máxima en este apartado la consigue un puente que tenga un vano principal de 180 cm. 1. Puntuación del coste del material utilizado. (20% de la puntuación total) Cada equipo deberá contar las piezas que ha utilizado en la construcción de su puente y calcular el número de puntos según la Tabla 1. La puntuación debida al coste se calcula teniendo en cuenta el coste de las diferentes propuestas de la siguiente forma: P Pmin P cost = 0.2 [ Pmin ], donde P cost es la puntuación debida a los puntos utilizados en la construcción P es el valor del coste del material según la Tabla 1, Pmin es el coste más bajo de los equipos. La ecuación refleja que el puente tendrá máxima puntuación en este aspecto para el equipo con menor coste y un 0 si cuesta Puntuación del canto del puente utilizado. (20% de la puntuación total) Se valorará el canto del puente de acuerdo a la siguiente fórmula; C Cmin P canto = 0.2 [1 Cmin ], donde P canto es la puntuación debida al canto de la estructura, Cmin es el canto mínimo de los equipos. La ecuación refleja que el puente tendrá máxima puntuación con el canto mínimo. 3. Deformación ante la prueba de carga (20% de la puntuación total). El puente se someterá a una prueba de carga de 2Kg situada en el punto del tablero que considere el tribunal. Así, se valorará el puente que menos se deforme. La puntuación de este apartado vendrá determinada por la siguiente fórmula: d dmin P carga = 0.2 [1 30 dmin ], donde P carga es la puntuación debida a los puntos utilizados en la prueba carga d (mm) es el valor de la deformación del tablero del puente, dmin (mm) es la deformación más baja de los equipos. La ecuación refleja que el puente tendrá máxima puntuación en este aspecto para el equipo con menor coste y un 0 si se deforma 30mm. 4. Valoración del puente por un tribunal (20% de la puntuación total). Un tribunal, compuesto por los profesores y alumnos del Master Ingeniero de Caminos de la Escuela, puntuará de 0 a 10 cada uno de los puentes, considerando su componente estética, sus fundamentos estructurales así como la exposición que cada equipo haga de su puente. La puntuación de este apartado vendrá determinada por la siguiente fórmula: N P tribunal = 0.2 [ Nmax ], 5

6 donde P tribunal es la puntuación del tribunal, siendo N la nota media de cada puente y Nmax la nota más alta de los equipos. La ecuación refleja que el puente tendrá máxima puntuación en este aspecto para el equipo con mayor nota del tribunal. A todos los participantes se les hará entrega de un certificado de participación y el premio al equipo ganador será un lote de libros relacionados con la Ingeniería Civil para cada uno de sus miembros. Finalmente, los puentes finalistas serán quedarán expuestos en la Escuela hasta el 12 de febrero de Inscripciones y fechas clave Los equipos deberán enviar un a santos.sanchez@uclm.es antes del día 18 de enero de 2016 indicando el nombre del equipo así como el listado de componentes (incluidos profesores) y el curso del Ingeniería Civil en el que más créditos tiene matriculados cada miembro 6