Analisis de Estructuras Rígidas

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ANALISIS DE ESTRUCTURAS RÍGIDAS Definición Viga Una viga es un miembro estructural donde las cargas aplicadas son principalmente perpendiculares al eje, por lo que el diseño predominante es a flexión y corte si las cargas no son perpendiculares se produce algo de fuerza axial, pero esta no es determinante en el diseño. Figura 1. Flexión (a) y corte en vigas (b) y (c) (Nota: Según Ingeniería Pórtico Se conoce como pórtico al conjunto de vigas y columnas en el cual las uniones son rígidas y su diseño está gobernado por flexión en las vigas y flexocompresión en las columnas Ecuaciones de equilibrio El equilibrio es uno de los requisitos que debe cumplir una estructura, lo cual implica que la resultante de las fuerzas externas es cero y no existe un par de fuerzas; al descomponer en un plano cada fuerza y cada par en sus componentes rectangulares, se encuentra las condiciones necesarias y suficientes para el equilibrio de un cuerpo rígido se pueden expresar también por las tres ecuaciones siguientes: Σ = 0x F ; Σ = 0y F ; Σ = 0 pto M Estas ecuaciones expresan el hecho de que las componentes de las fuerzas externas en las direcciones x y y, así como los momentos de las fuerzas externas están en equilibrio. Por tanto, el sistema de fuerzas externas no impartirá ni movimiento de traslación ni de

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ANALISIS DE ESTRUCTURAS RGIDASDefinicinVigaUna viga es un miembro estructural donde las cargas aplicadas sonprincipalmente perpendiculares aleje, por lo que el diseo predominante es a flexin y corte si las cargas no son perpendiculares se produce algo defuerza axial, pero esta no es determinante en el diseo.Figura 1. Flexin (a) y corte en vigas (b) y (c) (Nota: Segn IngenieraPrticoSe conoce como prtico al conjunto de vigas y columnas en el cual lasuniones son rgidas y su diseoest gobernado por flexin en las vigas y flexocompresin en lascolumnasEcuaciones de equilibrioEl equilibrio es uno de los requisitos que debe cumplir una estructura,lo cual implica que la resultantede las fuerzas externas es cero y no existe un par de fuerzas; aldescomponer en un plano cada fuerza y cadapar en sus componentes rectangulares, se encuentra las condicionesnecesarias y suficientes para el equilibriode un cuerpo rgido se pueden expresar tambin por las tresecuaciones siguientes: = 0xF; = 0yF; = 0pto M

Estas ecuaciones expresan el hecho de que las componentes de lasfuerzas externas en las direcciones xy y, as como los momentos de las fuerzas externas estn enequilibrio. Por tanto, el sistema de fuerzasexternas no impartir ni movimiento de traslacin ni de rotacin alcuerpo rgido considerado El uso de la condicin de equilibrio en una estructura permite realizarel proceso analtico esencial enun problema estructural. En la etapa inicial se pueden conocer lasfuerzas que se generan en los apoyos parahacer que la estructura este en equilibrio.Tipos de apoyosLos apoyos de vigas, son los elementos que le proporcionan laestabilidad a la viga y por lo general, seencuentran en los extremos o cerca de ellos. Las fuerzas en losapoyos que se generan son productos de lascargas aplicadas y se llaman reaccionesy equilibran las cargasaplicadas. Analticamente estas reaccionesrepresentan las incgnitas de un problema matemtico.Las reacciones se pueden dividir en tres grupos que corresponden altipo de apoyo que se estempleando

Reacciones formada por una fuerza de direccin conocidaLos apoyos y conexiones que causan reacciones de este tipo son:rodillos,balancines, superficieslisas, bielas y cables cortos. Estos apoyos solo impiden el movimientoen una direccin. Las reacciones de este grupo solo proporcionan una incgnita, que consiste en la magnitud de la reaccin y se pueden dirigir en uno u otro sentido a lo largo de la direccin conocida.

BIDIMENCIONALLas reacciones ejercidas sobre una fuerza bidimensional pueden ser divididas en tres grupos que corresponden a tres tipos diferentes de apoyo o conexiones.1. reacciones equivalentes a una fuerza cuya lnea de accin es conocida. los apoyos y las conexiones que originan reacciones de este tipo incluyen rodillos, balancines, superficies sin friccin, eslabones y ranuras lisas. Cada uno de estos apoyos pueden impedir el movimiento solo en una direccin. Cada una de estas acciones involucran a una sola incgnita, es decir la magnitud de la reaccin; dicha magnitud debe de representarse por una letra apropiada. La lnea de la accin y la reaccin es conocida y debe indicarse claramente en el diagrama del cuerpo rgido. La reaccin puede ser dirigida a uno u otro sentido en el caso de rodillos de doble carril, eslabones, collarines, etc. Generalmente se supone que los rodillos de un carril y los balancines son irreversibles y, por lo tanto, las reacciones correspondientes tambin pueden estar dirigidas en uno u otro sentido.

2. reacciones equivalentes a una fuerza de la magnitud y direccin desconocidas. Los apoyos y las conexiones que originan reacciones de este tipo incluyen pernos sin friccin en orificios ajustados, articulaciones o bisagras y superficies rugosas. Estos pueden impedir la traslacin del cuerpo rgido en todas las direcciones, pero no pueden impedir la rotacin del mismo con respecto a la conexin. Las reacciones de este grupo involucran dos incgnitas que usualmente se representan por ser componentes x y y. en este caso de superficie rugosa, la componente perpendicular a la superficie debe dirigirse alejndose de esta.

3. reacciones equivalentes a una fuerza y un par. Estas reacciones se originan por apoyos fijos los culpes se oponen a cualquier movimiento del cuerpo libre, y, por lo tanto, lo restringen completamente. Los soportes fijos producen fuerzas sobre toda la superficie del contacto; sin embargo, estas fuerzas forman un sistema que se puede reducir a una fuerza y un par. Las reacciones de este grupo involucran tres incgnitas, las cuales consisten en las dos componentes de la fuerza y en el momento par