Ingenieria civil

Mecánica Estructural CAP. 1. Introducción

Escuela de Graduados PUCP

CAPITULO 1: INTRODUCCION 1.1 Conceptos Básicos
Partícula.- cantidad de materia (o masa) de tamaño despreciable, ocupa el lugar de un punto en el espacio. Cuerpo.- colección de partículas que pueden tratarse como un solo objeto. Estructura.- Conjunto de cuerpos conectados entre sí y apoyados de tal manera que puedanresistir y transmitir solicitaciones (cargas) hasta sus apoyos.

Las Figuras 1.1 y 1.2, muestran los conceptos de partícula, cuerpo y estructura sobre una presa en arco de concreto, apoyada sobre un macizo rocoso.

Figura 1.1. Presa en arco de concreto, que muestra una partícula

Figura 1.2. Presa en arco de concreto, que muestra una cuerpo

1.2 Objetivo de la Mecánica Estructural
Objetivo de lamecánica.- describir y predecir el comportamiento de partículas y cuerpos bajo la acción de solicitaciones externas. El “comportamiento” se refiere a la respuesta estructural: desplazamientos (δ,θ), deformaciones (ε,γ) y fuerzas internas (N, V, M, T) que pueden relacionarse con los esfuerzos (σ,τ). Las “solicitaciones externas” o del medio ambiente por ejemplo: cargas, cambios de temperatura,sismos, movimientos de apoyos, etc.

Profesor del curso: José Acero Martínez

1

Mecánica Estructural CAP. 1. Introducción

Escuela de Graduados PUCP

1.3 Clasificación de la Mecánica
Clasificación de la mecánica.1) Mecánica de sólidos - Mecánica de sólidos rígidos -Estática -Dinámica -Teoría Clásica Teoría de Elasticidad Teoría de Plasticidad

- Mecánica de sólidos deformables 2)Mecánica de fluidos

1.4 Breve Enfoque Histórico de la Mecánica o Resistencia de Materiales
En Egipto.- Se conoce al primer ingeniero cuyo nombre es: IMHOTEP, quien fue el constructor de la pirámide escalonada o con gradas de Sakkara alrededor de 3000 A.C. (Figura 1.3). Se construyeron monumentos, templos, pirámides y otras obras civiles.

Figura 1.3. Pirámide escalonada de Sakkara (3000 A.C.) EnBabilonia.- se da a conocer el Código Hamurrabi (1750 A.C), que incluye alrededor de 282 penalidades para aquellos “constructores” que provocaban el colapso de una casa. En Grecia.- se desarrolló el estudio de la Estática, como ciencia. Su máximo representante fue ARQUÍMEDES (287-212 A.C.), quien estudió las condiciones de equilibrio de la palanca, la ubicación de los centros de gravedad, elempuje, la flotación y construyó dispositivos de izaje. Arquímedes desarrolló la relación entre la superficie y volumen de esfera y cilindro (Ver Figura 1.4).

Profesor del curso: José Acero Martínez

2

Mecánica Estructural CAP. 1. Introducción

Escuela de Graduados PUCP

Figura 1.4. Relación entre la superficie y volumen de esfera y cilindro (Arquímedes) En Roma.- se construyeron grandestemplos, caminos, puentes y fortificaciones. Inventaron los arcos pero por falta de conocimientos teóricos, no siempre usaron la forma más eficiente. Marcus Vitrovius Pollio (70?-25 A.C.), es el autor de “De Architecture”, son 10 libros sobre construcciones de edificios y máquinas. Una de las notables construcciones romanas es el Pantheon, una edificación de concreto y albañilería, cuyo diámetro dela cúpula es de 43 m (Figura 1.5) y posee una abertura en el centro de la misma (Figura 1.6). El Pantheon fue construido inicialmente por Agrippa (30 A.C. aproximadamente) y culminado por Adriano (Entre 118 y 128 D.C.)

Figura 1.5. Vista aérea del Pantheon

Figura 1.6. Abertura en la cúpula

En la Edad Media.- El conocimiento acumulado por griegos y romanos se pierde en este período (o sededica a aplicaciones militares), este periodo es denominado el “periodo oscuro”. Se construyen edificaciones con muros de menor espesor de mampostería como la Hagia Sophia (Figura 1.7)

Profesor del curso: José Acero Martínez

3

Mecánica Estructural CAP. 1. Introducción

Escuela de Graduados PUCP

Figura 1.7. Hagia Sophia (construido entre los años de 532 a 537) En el Renacimiento.-...