Analisis Estructural

ANALISIS ESTRUCTURAL
El Análisis Estructural es la parte de la Mecánica que estudia
las ESTRUCTURAS, consistiendo este estudio en la determinación de los
esfuerzos y deformaciones a que quedan sometidas, por la acción de
agentes externos (cargas gravitatorias, fuerzas sísmicas, de vientos,
variaciones térmicas, etc.)
Las estructuras se componen de una o más piezas ligadas entre sí y almedio exterior, de modo de formar un conjunto estable. Esto es, un
conjunto capaz de recibir cargas externas, resistirlas internamente y
transmitirlas a sus apoyos, donde esas fuerzas externas encontrarán su
sistema estático equilibrante.
Las piezas que componen una estructura poseen evidentemente tres
dimensiones. En general pueden ocurrir dos casos:
Dos dimensiones son pequeñas con relación ala tercera: le llamaremos
barra y estará representada por su eje (lugar geométrico del centro de
gravedad de su sección transversal), por ejemplo: vigas, columnas (figura
MI-1a).

Una dimensión es pequeña con relación a las otras dos. Es el caso de las
losas o placas, cuyo espesor es pequeño respecto a su superficie (figura MI 1b).
En nuestro curso, en su primera parte, realizaremos elestudio de estructuras
diseñadas con material homogéneo (madera, hierro) y en la segun da parte,
estructuras en hormigón armado como material heterogéneo.

CONCEPTOS FUNDAMENTALES - Fuerza

El concepto de fuerza es un concepto primario, su definición no es sencilla.
La noción de fuerza es fundamentalmente intuitiva: podemos ejercer una
fuerza sobre un cuerpo por medio de un esfuerzo muscular;una locomotora
ejerce fuerza sobre los vagones que arrastra; un resorte estirado ejerce
fuerza sobre las piezas que fijan sus extremos etc. En todos los casos son
fuerzas por contacto.

Hay también fuerzas de acción a distancia, es
decir, sin contacto, debidas a la existencia de
campos gravitatorios, eléctricos, magnéticos, etc.
De todas maneras la noción intuitiva sugiere que
la fuerzaes una cantidad VECTORIAL, es decir,
con dirección, magnitud o
intensidad
y sentido (figura MI-2).

Momento de una fuerza
En general, una fuerza aplicada sobre un cuerpo produce una traslación, si
está en reposo y no impedido su movimiento.
En el caso de la figura MI -3, hay un
punto O impedido de trasladarse,
entonces el cuerpo girará alrededor
del punto O por acción de la fuerza P.La
rotación
se
mide
por
el MOMENTO que es el producto de la
intensidad de la fuerza P por la
mínima distancia que va desde el
punto O hasta la línea de acción de
la fuerza:
M = P * d (la mínima distancia desde
un punto hasta una recta se mide
sobre la perpendicular a dicha recta)

Fuerzas concurrentes coplanares: Resultante
Supongamos un muro de mampostería el cual está solicitadopor las fuerzas
P1, P2, P3, y P4, las que están contenidas en su plano (figura MI -4).

Hay también fuerzas de acción a distancia, es
decir, sin contacto, debidas a la existencia de
campos gravitatorios, eléctricos, magnéticos, etc.
De todas maneras la noción intuitiva sugiere que
la fuerza es una cantidad VECTORIAL, es decir,
con dirección, magnitud o
intensidad
y sentido (figura MI-2).Sea S el punto de concurrencia de sus rectas de acción. El efecto de estas
fuerzas es equivalente al de una fuerza resultante única R, cuya recta de
acción debe pasar, naturalmente, por S.
Para encontrar la magnitud, dirección y sentido de la resultante se procede
de la siguiente manera:
Partir de un polo M (figura 5), se lleva a escala de fuerzas, una a
continuación de la otra, lasfuerzas P1, P2, P3, P4. La recta que une el origen
de la primera con el extremo de la última define la resultante del sistema
(suma de vectores gráficamente).
Se comprende que el muro, con las fuerzas actuantes, no está en equilibrio,
sino que tiende a desplazarse en la dirección de la resultante, y podemos
establecer que:
“Para que un sistema de fuerzas concurrentes esté en equilibrio, es...