CAPITULO_1_INTRODUCCION1 Mecanica Materiales

Mecánica Estructural
CAP. 1. Introducción

Escuela de Graduados PUCP

CAPITULO 1: INTRODUCCION
1.1 Conceptos Básicos
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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 puedan resistiry 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 la mecánica.-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

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1.3 Clasificación de la Mecánica
Clasificación de la mecánica.1) Mecánica de sólidos
- Mecánica de sólidos rígidos

-Estática
-Dinámica

- Mecánica de sólidos deformables

-Teoría Clásica
Teoría de Elasticidad
Teoría de Plasticidad

2) Mecánica de fluidos

1.4Breve 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.)
En Babilonia.- se da aconocer 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, el empuje, la flotación
yconstruyó 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

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Figura 1.4. Relación entre la superficie y volumen de esfera y cilindro (Arquímedes)
En Roma.- se construyeron grandes templos, caminos, puentes yfortificaciones.
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 de la cúpula es de 43 m (Figura 1.5) yposee 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 se dedica a aplicaciones militares), esteperiodo 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

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Figura 1.7. Hagia Sophia (construido entre los años de 532 a 537)
En el Renacimiento.- Muchos artistas se dedican a la arquitectura y la...