fuerza cortante.

“Ingeniería Civil”

Estructuras Isostáticas: Práctica 2

“Fuerza Cortante y Momento Flexionante”




Práctica 1: “Fuerza Cortante y Momento Flexionante” Datos de la práctica
Alumno: _____________________
Elaboración: _____________
Recepción: ____________
Calificación: ____________________________________

Objetivos:

Al término de la práctica, el alumno:
Entiende que losfenómenos de fuerza cortante y momento se pueden comprobar de manera experimental
Entiende la distribución de las fuerzas de tensión y compresión producidas por el momento flexionante en vigas distinto material y distinta forma.
Comparará los resultados teóricos con los experimentales y calculará su variación.


Normas de seguridad:

Trabajar dentro del área delimitada por la línea deseguridad.
Mantener disciplina dentro de las instalaciones.
Acatar instrucciones de parte del personal del laboratorio.


Equipo de seguridad:

Bata.


Investigación previa:

Estudia y realiza un resumen de los siguientes temas:

Definición de Fuerza Cortante.
Definición de Momento Flexionante.









Equipo:



Marco de pruebas HI-TECH


Modelo de Viga HST 9para fuerza cortante instrumentada




Modelo de Viga HST 10 para momento flexionante instrumentada


Equipo HI-TECH HDA 200 para tomar lecturas de los Strain Gages


Pesas

Introducción.

Cuando una viga se carga con fuerzas o pares, en el interior de la viga aparecen esfuerzos y deformaciones. Para determinarlos, debemos encontrar primero las fuerzas internas y los paresinternos que actúan sobre las secciones transversales de la viga.

Para ilustrar como se encuentran estas fuerzas internas, consideremos una viga en voladizo (AB) cargada con una fuerza P en su extremo libre (Fig.).



Cortamos a través de la viga una sección transversal (MN) localizada a una distancia X del extremo libre y aislamos la parte izquierda de la viga como cuerpo libre. El cuerpolibre se mantiene en equilibrio sobre la fuerza P y los esfuerzos que actúan sobre la sección transversal cortada. Estos esfuerzos representan la acción de la parte derecha de la viga sobre la parte izquierda. En esta etapa del análisis no conocemos la distribución de los esfuerzos que actúan sobre la sección transversal; todo lo que sabemos es que la resultante de esfuerzos debe ser tal quemantenga el equilibrio del cuerpo libre.

De la estática, sabemos que la resultante de los esfuerzos que actúan sobre la sección transversal pueden reducirse a una fuerza cortante (V) y a un momento flexionante (M). Puesto que la carga P es transversal al eje de la viga, no existe ninguna fuerza axial en la sección transversal. La fuerza cortante y el momento flexionante actúan en el plano de laviga; es decir, el vector para la fuerza cortante se encuentra en el plano de la figura y el vector para el momento es perpendicular al plano de la figura.

Las fuerzas cortantes y los momentos flexionantes, al igual que las fuerzas axiales en barras y los pares internos de torsión en ejes o flechas, son resultantes de los esfuerzos distribuidos sobre la sección transversal; por tanto, estascantidades se conocen en forma genérica como resultantes de esfuerzos.

Las resultantes de esfuerzo en vigas estáticamente determinadas pueden calcularse a partir de ecuaciones de equilibrio. En el caso de la viga en voladizo de la figura, usamos el diagrama de cuerpo libre de la figura. Al sumar fuerzas en dirección vertical y tomar momentos respecto a la sección cortada, obtenemos:

∑FVERT=0P-V=0 ó V=P
∑M=0 M-Px=0 ó M=Px


Donde:

X= distancia desde el extremos libre de la viga hasta la sección transversal donde se va a determinar V y M.

Entonces, con el uso de un diagrama de cuerpo libre y de dos ecuaciones de equilibrio, podemos calcular sin dificultad la fuerza cortante y momento flexionante.

Un diagrama de fuerzas cortantes...