Estructuras de nudos

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INTRODUCCIÓN
EL EQUILIBRIO ESTATICO EN ESTRUCTURAS PLANAS DE NUDOS RIGIDOS
ESQUEMA GENERAL DEL CÁLCULO DE LAS ESTRUCTURAS DE NUDOS RÍGIDOS


Estructura de nudos rígidos en el Polígono El Manchón - Tomares - (Sevilla)
1. INTRODUCCIÓN

Los conceptos generales desarrollados en el apartado anterior, referentes a la aplicación del equilibrio estático para el cálculo de las estructuras debarras de nudos articulados son válidos en el caso que nos ocupa ahora: estructuras de barras de nudos rígidos.

No obstante se producen una serie de peculiaridades que justifican un tratamiento diferenciado de ambas tipologías estructurales, por cuanto en las estructuras de barras de nudos articulados, con cargas en los nudos, solamente se producen en las barras solicitaciones por axiles (traccióno compresión simple) mientras que en las estructuras de nudos rígidos las barras se encuentran sometidas a axiles pero también a cortantes, a flectores y a torsores.

Los nudos así como las barras y conjuntos de barras que forman estas estructuras de barras de nudos rígidos deberán cumplir las leyes del equilibrio estático, en cuanto constituyen elementos, sólidos y conjuntos de sólidossometidos a sistemas de fuerzas y de momentos tales que sus posicionamientos son invariables en el tiempo (lo que implica sistemas inerciales nulos) y ello implica que la resultante y momento resultante de tales sistemas han de ser cero.

Como hemos referido en el apartado anterior las barras que forman las estructuras no son sólidos rígidos, desde el punto de vista de su solicitación interior, sino quecumplen las leyes de la Elasticidad y de la Resistencia de Materiales y por ello mientras que en el caso de barras sometidas a axiles las deformaciones que se producen son solamente de alargamiento y acortamiento, en el caso de barras sometidas a flectores y torsores, se producirán también deformaciones de flexión y torsión.

Insistimos en que una estructura, conjunto de barras, se deforma ypor tanto hemos de analizarla no sólo desde el punto de vista de los esfuerzos sino también desde el punto de vista de las deformaciones, ahora bien en algunos aspectos podemos considerarla como un sólido rígido y susceptible de aplicársele las leyes del equilibrio estático propias de la Mecánica del sólido rígido.

Vemos que las estructuras de barras de nudos rígidos presentan una mayorcomplejidad por ser mayor, que en el caso de las estructuras de nudos articulados, tanto el conjunto de solicitaciones en nudos, barras, conjuntos de barras, etc. como el conjunto de desplazamientos, deformaciones y arrastres que definen el comportamiento en deformación de tales estructuras.

Aquí nos vamos a referir a estructuras de barras rectas, que son la gran mayoría, de manera que quedan excluidasotras formas como los arcos, etc.

( Pulse sobre la imagen para ampliar)
Algunos ejemplos de estructuras de nudos rígidos

2. EL EQUILIBRIO ESTATICO EN ESTRUCTURAS PLANAS DE NUDOS RIGIDOS

El equilibrio estático puede aplicarse en forma análoga a como hemos referido en el apartado anterior (estructuras planas de nudos articulados) para el caso que nos ocupa de estructuras planas de nudosrígidos.

Lo anterior se produce dado que cualquier sólido ó conjunto de sólidos sea rígido o elástico, que no sufre variación en su sistema inercial es debido a que está sometido a un sistema de fuerzas y momentos, de resultante y momento resultante cero, lo cual no quiere decir que no haya fuerzas y momentos.
1. APLICACIÓN AL CONJUNTO DE LA ESTRUCTURA

En una estructura como la que podemosver en la figura siguiente formada por barras unidas entre sí mediante nudos rígidos y sometida a un conjunto de cargas distribuidas y puntuales en las barras, las vinculaciones exteriores que actúan son A1, A2 y A3 (empotramientos).

Vamos a utilizar el equilibrio estático, que es en definitiva la expresión matemática de que no hay movimiento, debido a que el conjunto de fuerzas y momentos que...
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