grado de libertad

CHAPA: La superficie "material" plana, de forma
indeterminada que utilizaremos en nuestro estudio general,
se designa con la denominación de "chapa".
Así, una viga de hierro de sección doble T, puede ser
representada por la chapa S, en el desarrollo del estudio de
sus condiciones de estabilidad.
Como hemos dicho, para el estudio general se utilizará en
el dibujo una superficie de contornoirregular, que
designaremos como "chapa" S.

CLASIFICACION DE LOS VINCULOS
a) Vínculos internos. Son 'los que "vinculan entre sí las
diferentes partes constitutivas de una estructura. Así tenemos
en figura el caso típico de una articulación que vincula las
chapas S1 y S2. Podemos citar como caso de vínculo interno,
vínculo de la rigidez: los puntos A y B pertenecientes a la
misma chaparígida S1 se encuentran vinculados entre sí
rígidamente.
b) Vínculos exteriores. Vinculan o limitan las posibilidades de desplazamiento de una
estructura, con respecto a la "Tierra".
c) Tipos de vínculos.
Vínculos simples: reducen al sistema un solo grado de libertad. Pertenecen a este
grupo la biela y el apoyo móvil, aplicados respectivamente en los puntos A y .B de la
chapa S.
Cada uno deestos elementos limita una sola
posibilidad de movimiento de la chapa: la biela no
permite movimientos según la dirección de su eje AO y,
análogamente, el apoyo móvil impide al punto B
desplazarse según la normal n-n a su plano de apoyo.

Vínculos dobles: reducen dos grados de libertad al sistema al cual se encuentran
aplicados. Como caso típico tenemos la articulación fija: impide eldesplazamiento del
punto A de la chapa en que se encuentra aplicada o sea, limita las posibilidades de
desplazamiento de dicho punto en cualquier dirección, lo que es lo mismo decir que las
dos componentes de un desplazamiento del mismo sobre dos ejes cualesquiera m-m y
n-n son siempre nulas. Equivalen a una articulación fija, dos bielas o dos apoyos móviles
aplicados al mismo punto A. Casos b) yc) de la misma figura.
La chapa puede girar, únicamente, alrededor de A.

Vínculos triples: Suprimen tres grados de libertad, en el sistema sobre el que actúan.
Si el sistema en cuestión consta de una chapa única, ésta quedará inmovilizada, ya que,
como hemos visto en el plano, tiene solamente tres grados de libertad.
Como caso típico tenemos el denominado empotramiento.
La pieza S empotradaen la sección A-A, no puede tener
ningún desplazamiento (componentes de desplazamiento
según los ejes x e y u otros cualquiera, nulas) ni girar y
con ello, la pieza rígida S, tampoco puede tener ningún
movimiento. Han sido suprimidos sus tres grados de
libertad.

SISTEMAS ISOSTATICOS E HIPERESTATICOS.

Se dice que una estructura o sistema de cuerpos o de chapas,
es isostático, cuando elnúmero de vínculos a tierra es el
necesario y suficiente para suprimir todos sus grados de
libertad.

Efectuando, como es de nuestra práctica, el estudio en el plano, si tenemos una chapa
cualquiera S, de acuerdo a lo tratado anteriormente, sabernos que la misma tiene tres
grados de libertad. Si la vinculamos a tierra mediante un apoyo fijo, que suprime dos
grados de libertad, y un apoyomóvil, que suprime otro, tenemos la chapa en cuestión,
isostáticamente sustentada.

Si hay superabundancia de condiciones de vínculo, se
dice que el sistema es hiperestático, tres grados de
libertad y cinco condiciones de vínculo.


Bajo la acción de un sistema de cargas exteriores activas aplicadas sobre la
chapa, los vínculos "REACCIONAN". Debemos determinar el valor de dichas reaccionesde vínculo.
Ahora bien, si el sistema es isostático, la determinación indicada no ofrece
ninguna dificultad, como veremos para diferentes casos y se reduce a efectuar una
serie de composiciones y descomposiciones de fuerzas. Caso contrario, si el sistema es
hiperestático, hay indeterminación estática y mediante los procedimientos a nuestro
alcance, no podemos determinar el valor de las...