Estatica Y Resistencia De Materiales

Universidad Nacional del Noroeste de la Provincia de Buenos Aires

Departamento de Informática y Tecnología

Curso de

ESTRUCTURAS I
PRIMERA PARTE: ESTÁTICA
por

LUIS J. LIMA
Profesor Titular

La Plata
Agosto de 2011

Curso de Estructuras I
Primera parte: Estática

INTRODUCCIÓN
ÍNDICE
1. Introducción
1.1. Presentación del tema
1.2. Algunos casos significativos
1.2.1) Elconcepto de equilibrio
1.2.2) Las estructuras como cuerpos capaces de trasladar cargas
1.2.3) El concepto de trabajo
1.2.4) Formas básicas del comportamiento estructural
1.3. La Mecánica y su aplicación al estudio de las estructuras
1.4. El análisis estructural
1.4.1) Objeto del Análisis Estructural
1.4.2) Los Estados de Equilibrio de una estructura
1.4.3) La Resolución de una estructura1.4.4) Los límites de la solución encontrada
1.4.5) El sentido esencial del presente curso
1.5. El método de análisis adoptado
1.5.1) La transmisión de conocimientos
1.5.2) Características ingenieriles del método de análisis adoptado
1.5.3) Los fundamentos del método (la cuestión epistemológica)
1.6. Campo de estudio a cubrir

4
4
7
7
8
9
11
12
13
13
14
15
15
16
17
17
18
1922

Primera Parte: Estática

23

2. Principios y fundamentos
2.1. Definición de equilibrio
2.2. Consecuencias de la acción de una fuerza
2.3. Las hipótesis básicas de la Estática

23
23
24
25

3. Equilibrio

27

4. Equilibrio en un espacio unidimensional
4.1. Introducción
4.2. El concepto de equilibrio en un espacio unidimensional
4.3. El concepto de solicitación
4.4.Diagramas de solicitación
4.5. Composición de fuerzas
4.6. Ecuaciones de equilibrio
4.7. Diferencia entre las solicitaciones de compresión y tracción
4.8. Conclusiones

31
31
33
34
37
39
39
41
42

5. Equilibrio en un espacio bidimensional y análisis de algunas
propiedades geométricas y mecánicas de los cuerpos materiales
5.1. Introducción
5.2. Cuerpos mono y bidimensionales
5.3.El concepto de equilibrio en el plano
5.4. Los conceptos de composición de fuerzas en el plano y de momento
5.5. Algunas propiedades de los cuerpos en el plano
5.5.1) El concepto de centro de gravedad
5.5.2) Una rápida incursión en algunos problemas de la R. de los Cuerpos M.
5.6. El concepto de eje de un cuerpo

43
43
46
48
53
60
60
66
71

2

Curso de Estructuras I
Primeraparte: Estática
5.6.1) Cuerpos prismáticos de generatriz recta
5.6.2) Cuerpos lineales de sección variable
5.6.3) Cuerpos bidimensionales
5.6.4) Cuerpos tridimensionales
5.7. Las ecuaciones de equilibrio en el plano
5.8. Diagramas de solicitaciones en piezas de eje recto
5.8.1) Originados por fuerzas paralelas al eje d la pieza
5.8.2) Originadas por fuerzas perpendiculares al eje de la pieza5.8.3) Algunas conclusiones de interés práctico
5.8.4) Estados de solicitación compuestos
5.9. Solicitaciones en piezas de eje no recto
5.9.1) Cuerpos de eje poligonal
5.9.2) Cuerpos de eje curvo

71
73
74
76
76
78
79
81
85
89
90
91
93

6. Equilibrio en un espacio tridimensional
6.1. Ecuaciones de equilibrio en el espacio
6.2. Diferentes casos de solicitación de lasestructuras
6.3. Tipos de vínculo en el espacio

96
96
102
105

7. El equilibrio de los conjuntos de cuerpos rígidos (cadenas cinemáticas)
7.1. Vinculación de elementos estructurales entre sí
7.2. Un ejemplo aclaratorio
7.3. Grados de estaticidad de los cuerpos materiales
7.4. Grados de estaticidad en las estructuras compuestas

106
107
110
111
112

8. Propiedades geométricas ymecánicas de las figuras planas y los
cuerpos
8.1. Área
8.2. Momento Estático
8.3. Momento de Inercia
8.3.1. Definición del momento de inercia
8.3.2. Momentos de inercia baricéntricos
8.3.3. Momentos de inercia no baricéntricos
8.3.4. Momento de inercia de secciones compuestas
8.3.5. Momentos de inercia principales
8.3.6. El empleo del Círculo de Mohr para el cálculo de momentos de inercia...