Estructuras Indeterminadas

Capítulo 10
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Introducción a las estructuras estáticamente indeterminadas, métodos aproximados de análisis.
10.1 GENERALIDADES.
Cuando una estructura tiene más reacciones externa o fuerzas internas que las que pueden determinarse con las ecuaciones de la estática, la estructura es estáticamente indeterminada ohiperestática o continua producirá fuerzas cortantes, momentos flexionantes y deflexiones en las otras partes de la estructura. En otras palabras, cargas aplicadas a una columna afectan a las vigas, a las losas, a otras columnas y viceversa.
Hasta ahora este texto se ha dedicado por completo a las estructuras determinadas y el lector podría considerar, equivocadamente que tales estructuras son las máscomunes en la práctica. La verdad es que es difícil encontrar una viga real simplemente apoyada; las conexiones atornilladas o soldadas entre vigas y columnas no son en realidad condiciones verdaderas de apoyo simple con momento nulo.
Lo mismo puede decirse de las armaduras estáticamente determinadas. Los nudos atornillados o soldados no son en realidad pasadores de fricción, como se supusopreviamente con fines de análisis. Las otras suposiciones hechas sobre las armaduras en los primeros capítulos tampoco son realmente verdaderas y, en un sentido estricto, todas las armaduras son estáticamente indeterminadas ya que contienen momentos y fuerzas secundarias.
Casi todas las estructuras de concreto reforzado son hiperestáticas. Las losas de concreto, las vigas de apoyo, así como parte delas columnas pueden colarse al mismo tiempo. Las barras de refuerzo se extienden de elemento a elemento estructural así como de claro a claro. Cuando se tienen juntas de construcción, las barras de refuerzo se dejan sobresalir del concreto para poder ser empalmadas a las barras del concreto para colarse posteriormente. Además, el concreto viejo se limpia de manera que el nuevo se adhiera a éltanto como sea posible. El resultado de todo esto es que las estructuras de concreto reforzado son generalmente monolíticas o continuas y por ello estáticamente indeterminadas.
Tal vez la única manera de construir una estructura de concreto reforzado estáticamente determinada sea a base de elementos prefabricados en una planta y ensamblados en el lugar de la obra. Sin embargo, aun estructuras comoéstas tienen cierta continuidad en sus nudos.
Hasta los primeros años del siglo XX, los ingenieros en Estados Unidos evitaron, siempre que fue posible, el empleo de las estructuras estáticamente indeterminadas. Tres grandes desarrollos cambiaron esta actitud: (1) las estructuras monolíticas de concreto reforzado, (2) la soldadura de arco en las estructuras de acero y (3) los métodos modernos deanálisis.

10.2 ESTRUCTURAS CONTINUAS
En la medida en que se incrementan los claros de las estructuras simples, sus momentos flexionantes aumentan rápidamente. Si el peso de una estructura por unidad de longitud permanece constante, independientemente del claro, el momento por carga muerta variará en proporción con el cuadrado de la longitud del mismo (M=wl28). Sin embargo, esta proporción no escorrecta, debido a que el peso de las estructuras debe aumentar a medida que los claros son más grandes, con el fin de que sean lo suficientemente fuertes y resistan el incremento de los momentos flexionantes; por tanto, el momento por carga muerta crece más rápidamente que el cuadrado del claro.
Por economía, en el caso de grandes distancias entre apoyos se justifica la utilización de tipos deestructuras que tengan momentos menores que los de gran intensidad que aparecen en las estructuras simplemente apoyadas de grandes claros. En el capitulo 2 se presentó un tipo de estructura que reduce considerablemente los momentos flexionantes: da de voladizo. A continuación se presentan otros dos tipos de estructuras que reducen los momentos de flexión.

Puente de arco sobre el rio...