Secciones de estructuras para mecanica general

CÁLCULO DE TENSIONES EN LAS ESTRUCTURAS Se denomina estructura a cualquier sistema de cuerpos unidos entre sí que sea capaz de ejecer, soportar o transmitir esfuerzos. Las estructuras están formadas por partes interconectadas entre sí llamadas barras, las cuales se diseñan determinando las fuerzas y los pares (momentos) que actúan sobre ellas. Las barras están unidas en sus extremos por medio dearticulaciones o nudos. Por lo tanto, las barras son elementos sometidos a dos fuerzas, que son iguales y opuestas y están dirigidas a lo largo de la barra. Para que la capacidad resistente de una estructura se haga máxima, las cargas externas se deben aplicar en los nudos, para evitar problemas de flexión o pandeo. Cada barra se puede considerar como un sólido sometido a dos cargas equivalentesen sus extremos. Cuando estas fuerzas se alejan una de la otra la barra está trabajando a tracción (T), mientras que si las fuerzas se acercan entre sí, la barra se dice que está a compresión (C).

Tipos de apoyos Las estructuras se apoyan sobre elementos que, dependiendo de su naturaleza, tendrán diferentes tipos de reacciones. - El apoyo móvil permite el desplazamiento horizontal, por lo tanto,tendrá una única reacción que será vertical. - El apoyo fijo o articulación no permite desplazamientos y tendrá 2 reacciones: una vertical y otra horizontal.

Mecánica General –UTEM Profesor: Alejandro Fuentes

Todas las estructuras articuladas simples, compuestas y complejas son isostáticas interiormente, y en ellas se puede calcular las tensiones en las barras, empleando distintosprocedimientos gráficos o analíticos. A continuación se estudiará método de los nudos y el de las secciones Con carácter general, cualquiera que sea el método utilizado, deberá aislarse previamente la estructura y calcular las reacciones, para conocer todas las fuerzas exteriores.

MÉTODO DE LOS NUDOS Este método consiste en desmontar la estructura, dibujando por separado los diagramas de sólido librede cada una de las partes (barras y nudos), y aplicar las condiciones de equilibrio a cada una de ellas. Cada una de las tensiones se simbolizará con una T afectada de subíndice que identifican a los nudos extremos de la barra. Así, por ejemplo, mediante el símbolo TAB se representa la tensión de la barra que une los nudos A y B. El sentido de dicha fuerza vendrá dado por el signo correspondiente:si este signo es positivo significa que la fuerza tiene el sentido que se le asignó en el diagrama de sólido libre, mientras que si es negativo, el sentido de la fuerza será opuesto al asignado. Las fuerzas que apuntan hacia fuera de la barra tienden a estirarla y se dice que son fuerzas de tracción. Por el contrario, las que apuntan hacia la barra tienden a comprimirla y son fuerzas decompresión. De antemano no suele saberse si una barra está sometida a compresión o a tracción. De acuerdo con el principio de acción y reacción, la fuerza que un pasador ejerce sobre una barra es igual y opuesta a la que la barra ejerce sobre el pasador. Por lo tanto, se utilizará el mismo símbolo T AB para la fuerza que la barra AB ejerce sobre el pasador B que para la fuerza que este pasador ejerce sobrela barra AB. Si en el diagrama de sólido libre para una barra se representan las dos fuerzas que actúan en sus extremos, con ello ya se asegura el equilibrio de la barra; por este motivo, las barras pueden suprimirse en el resto del análisis y considerar tan sólo el equilibrio de los nudos. Este equilibrio se expresa dibujando un diagrama de sólido libre para cada nudo y aplicando las ecuaciones deequilibrio: ΣFX=0 ΣFY=0

Como las fuerzas que actúan en cada nudo son concurrentes y coplanarias, el equilibrio de momentos no suministrará información útil alguna; por ello, se utilizan solamente las dos ecuaciones anteriores.

Mecánica General –UTEM Profesor: Alejandro Fuentes

En la práctica se comienza aislando un nudo en el que haya un enlace exterior y se continúa luego con los...