estudiante

Escuela Politécnica Superior de Ávila
Ingeniería Técnica de Topografía

Asignatura: Ingeniería Civil
Tema 8: Teoría y Cálculo de Estructuras

8. TEORIA Y CÁLCULO DE ESTRUCTURAS
8.1 INTRODUCCIÓN
Puede definirse, en general, una estructura como conjunto de elementos resistentes capaz de mantener
sus formas y cualidades a lo largo del tiempo, bajo la acción de las cargas y agentesexteriores a que ha
de estar sometido.
La estructura soporta las cargas exteriores (acciones y reacciones), las cuales reparten su efecto por los
diferentes elementos estructurales que resultan sometidos a diferentes esfuerzos, los cuales inducen un
estado tensional, que es absorbido por el material que la constituye.
El estudio de las estructuras se lleva acabo por dos disciplinas la MecánicaRacional y la Resistencia de
Materiales. La Mecánica Racional estudia el modelo del sólido rígido, que es aquel que cumple que no
se deforma y tiene resistencia infinita. Dentro de la Mecánica Racional a su vez existen varias disciplinas;
una de ellas es la Estática que nos indica que el sólido rígido ante cualquier fuerza o momento tiene
que cumplir las condiciones de equilibrio. Con lo que laEstática no nos proporciona ninguna información
sobre los efectos que las acciones pueden producir sobre el sólido en concreto, como las deformaciones
o como la capacidad de resistir tales esfuerzos.
Por lo que es la Resistencia de Materiales la que estudia el modelo del sólido deformable donde se
tiene en cuenta los fenómenos de deformación y rotura, ya que cumple que tiene resistencia finita y quese deforma, además se les supone una serie de cualidades como son la isotropía, homogeneidad y
continuidad
La Resistencia de Materiales se puede definir como la ciencia que trata del cálculo de la resistencia
mecánica, rigidez y estabilidad de las piezas de una estructura. Entendiendo como:
Resistencia mecánica: las fuerzas internas máximas o tensiones que es capaz de desarrollar dichocuerpo. Dependerá de las dimensiones del mismo y del material del que esté hecho.
Rigidez: la capacidad de oposición a las deformaciones.
Estabilidad: la capacidad de un elemento de oponerse a perturbaciones, manteniendo el equilibrio.

Es decir, que la resistencia de materiales nos permitirá determinar el material más adecuado, la
forma y dimensiones más convenientes que hay que dar a loselementos de una construcción o
máquina para que puedan resistir la acción de fuerzas exteriores que los solicitan, así como
para obtener este resultado de la forma más económica.
Estudiando la resistencia mecánica conseguiremos diseñar los elementos del material y medida
adecuadas para evitar su rotura.
Profesor: Alberto Villarino Otero
Ingeniero de Caminos, Canales y Puertos

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Ingeniería Técnica de Topografía

Asignatura: Ingeniería Civil
Tema 8: Teoría y Cálculo de Estructuras

Estudiando la rigidez, que se estudia cuantificando los esfuerzos interiores y las deformaciones,
obtenemos las condiciones en las cuales la estructura o la pieza puede ser utilizada sin peligro de fallo.
Para terminar de explicar los conceptosanteriores se propone el siguiente ejemplo:
Se quiere levantar un cuerpo de 100 Kg de peso y para hacer menor el esfuerzo a realizar, se utiliza una
barra, que a través de un apoyo intermedio O, se usará como una palanca. Se desea en un principio
calcular el esfuerzo P que se deberá aplicar en el extremo de la barra

P

100 Kg
O
1m

2m

Suponiendo la barra utilizada, como rígida, es laMecánica la que resuelve el problema. Así por la
ecuación de equilibrio:

∑M

O

=0

P.2 = 100.1

→

P = 50 Kg

Pero la barra, en realidad, es un sólido deformable y como tal, podría ocurrir que se rompiese o que se
deformase demasiado y por tanto no nos sirviese para elevar el peso de 100 Kg.

100 Kg
O
1m

100 Kg

La barra se rompe

2m

La barra se deforma demasiado...