Principios básicos de la mecánica estática

INTRODUCCIÓN

El presente trabajo se centra en el estudio de algunos conceptos de la mecánica estática, entiéndase: el tipo y la clasificación de las estructuras, recuentos y el caculo de las fuerzas, así como también el cálculo de las reacciones. La Estática es la rama de la mecánica que estudia el equilibrio de fuerzas y analiza las cargas (fuerza, par / momento) en los sistemas físicos enequilibrio estático, es decir, en un estado en el que las posiciones relativas de los subsistemas no varían con el tiempo.

El estudio de la estática está dirigido hacia la descripción cuantitativa de fuerzas que se ejercen sobre estructuras de ingeniería. Las matemáticas establecen las relaciones entre las diversas cantidades y permite predecir a partir de estas relaciones. Su importancia resideen que una vez trazados los diagramas y obtenidas sus ecuaciones, se puede decidir el material con el que se construirá, las dimensiones que deberá tener, límites para un uso seguro, etc. mediante un análisis de materiales. Por tanto, resulta de aplicación en ingeniería estructural, ingeniería mecánica, construcción, siempre que se quiera construir una estructura fija. Para el análisis de unaestructura en movimiento es necesario considerar la aceleración de las partes y las fuerzas resultantes.

LAS ESTRUCTURAS

Las Estructura es el conjunto de elementos de un cuerpo destinados a soportar los efectos de las fuerzas que actúan sobre él. La estructura impide, así, que el cuerpo se rompa o se deforme en exceso. Una estructura es un elemento o conjunto de elementos unidos entre sí con lafinalidad de soportar diferentes tipos de esfuerzos. Las estructuras, además de soportar diferentes tipos de fuerzas (cargas), también han de soportar propio peso y han de ser resistentes para que no se desmoronen ni vuelquen. Las estructuras han de ser resistentes, ligeras y estables.

Los elementos presentes en la mayoría de las estructuras son las barras. Por lo general, las barras no sonmacizas; se elimina material de las zonas donde estas no oponen resistencia al esfuerzo, con lo cual se reduce su peso. Las barras soportan esfuerzos de compresión cuando están colocadas en posición horizontal, apoyadas en sus extremos.

La resistencia de los elementos que componen una estructura depende de las propiedades mecánicas de los materiales utilizados y del tipo de esfuerzo al queestarán sometidos. Las principales propiedades mecánicas de los materiales son: su resistencia mecánica, su dureza, su elasticidad, su plasticidad y su tenacidad.

Las estructuras en cuanto concierne a su comportamiento estático pueden clasificarse como estables o inestables.

Estructuras Estables.
Son aquellas capaces de soportar un sistema de cargas cuyos valores están limitados a que noocurra una falla por deformación excesiva.

Estructuras Inestables.
Son aquellas que no son capaces de soportar un sistema general de cargas porque ocurren deformaciones o desplazamientos excesivos, a no ser que dichas cargas sean de una naturaleza especial.
Las estructuras estables tienen una clasificación de la siguiente manera:
a) Estáticamente determinadas o isostáticas.
b)Estáticamente indeterminadas o hiperestáticas.

Una estructura es estáticamente determinada o isostática cuando las ecuaciones de equilibrio son por sí solas suficientes para determinar las reacciones así como las fuerzas internas. Una estructura es estáticamente indeterminada o hiperestática cuando las ecuaciones de equilibrio no son por sí solas suficientes para determinar tanto las reacciones como lasfuerzas internas. Se presenta cuando el número de las componentes de las reacciones es mayor que el número de ecuaciones independientes de equilibrio.

Estructura Indeterminada Interiormente.
Se presenta cuando algunas fuerzas internas del sistema no pueden determinarse por estática a pesar de que todas las reacciones sean conocidas. En cualquiera de estos dos casos, su análisis depende de...