Resistencia

INTRODUCCIÓN

Las vigas son elementos

cuya disposición en las estructuras es principalmente

horizontal, aunque también pueden ser inclinadas, pero que en todo caso tienen la importante función de servir de apoyo de otros miembros estructurales que le transmiten las cargas verticales generadas por la gravedad, las cuales actúan lateralmente a lo largo de su eje. Gracias a estos elementosse pueden construir todo tipo de maquinarias y estructuras, tales como chasis de vehículos, soporte de maquinarias, vigas de puentes y edificaciones, etc. Esta condición hace que las vigas estén sometidas a esfuerzos diferentes a la tensión simple, representados por los esfuerzos de flexión. En este caso las fuerzas externas pueden variar de una sección a otra a lo largo de la viga, además ladisposición de ellas, las condiciones de soporte y la geometría, genera en el interior de la misma la aparición de cuatro fuerzas llamadas resistentes. Si consideramos un sistema espacial tenemos:

1- Fuerza Cortante: se produce con dirección perpendicular al eje de la viga y su efecto es similar al generado por una tijera al cortar un papel, es decir una fuerza cortante paralela a la cara de lasección de la viga.

2- Fuerza Axial: se produce cuando la disposición de las fuerzas externas no es totalmente perpendicular al eje de la viga, existiendo componentes de ellas a lo largo del eje. Cuando aparece esta fuerza junto con la flexión, se genera un esfuerzo combinado de flexión con esfuerzo axial. Este estudio esta fuera del alcance del presente trabajo. 3- Momento Flector: es una fuerzadel tipo “par”, que contribuye a equilibrar la rotación del sólido en un eje perpendicular a su eje y fuera de su plano, y que produce sobre la viga un efecto de curvatura a largo de su eje. 4- Momento Torsor: es una fuerza del tipo “par”, que contribuye a equilibrar la rotación del sólido según un eje paralelo al eje longitudinal de la viga, y que produce sobre la misma un efecto de giro alrededorde su propio eje. La aparición de esta fuerza

interna depende de la aplicación de las fuerzas externas, de tal manera que generen alguna componente de momento alrededor del eje de la viga. Esta fuerza no se considera en este estudio.

En el presente trabajo solo se considera el estudio de vigas a flexión pura y no uniforme, es decir bajo la aplicación de cargas externas que generan en suinterior fuerzas cortantes y momentos flectores. Se estudia la relación que existe entre las fuerzas externas y las internas. Como varían estas ultimas a lo lago de la viga, mediante la elaboración de diagramas de fuerzas cortantes y momentos flectores, a los fines de poder diseñar su dimensionado de manera económica con la condición mas crítica de fuerza interna. Se estudia también por variosmétodos, lo relacionado a las deformaciones producidas por el efecto de las fuerzas externas. Finalmente se aborda el tema de las vigas hiperestáticas, y la forma de encontrar las reacciones externas, utilizando las ecuaciones adicionales proporcionadas por las deformaciones.

Los primeros cuatro capítulos comprenden un estudio teórico muy simplificado, de los conceptos arriba descritos, teniendo comobase los planteamientos del libro texto recomendado en clases, del profesor Ferdinand L. Singer, abundando en aquellas explicaciones, en donde por mi experiencia docente, presentan más dudas los alumnos.

En los últimos cuatro capítulos, se resuelven problemas relacionados con casos prácticos de utilización de vigas en la Ingeniería, haciendo énfasis tanto en los aspectos conceptuales de losprincipios que rigen la resistencia de materiales, como de aquellos conceptos prácticos relacionados con el diseño y verificación de secciones, destacando la importancia de los aspectos económicos que siempre están relacionados con la Ingeniería. Se hace más énfasis en la explicación de la resolución de problemas que en la cantidad de problemas resueltos.

Por último se incluye un disco, que...