Actividad 2 Resistencia de materiales
Enviado por Fabian Nieto • 11 de Abril de 2019 • Trabajo • 2.102 Palabras (9 Páginas) • 228 Visitas
Actividad 2
Fabián Orlando Nieto Amézquita
Código: 2211455; e-mail: fabiannieto@ustadistancia.edu.co
Trabajo presentado como requisito para el espacio de formación de
Resistencia de materiales.
Tutora
Mónica Yaneth Macías Henao
Ingeniera civil
Universidad Santo Tomás de Aquino, Medellín
Vicerrectoría de Universidad Abierta y a Distancia
Facultad de Ciencias Básicas
Construcción en Arquitectura e Ingeniería
2019
Contenido
Lista de tablas 3
Lista de figuras 4
Objetivos 5
Objetivo general 5
Objetivos específicos 5
1. Ensayo sobre fuerza cortante (V) y momento flector (M) 6
Bibliografía 19
Cibergrafía 20
Lista de referencias 21
Lista de tablas
Tabla 1. Valores de fuerza cortante y momento flector del ejemplo 17
Lista de figuras
Figura 1. Tipos de conexiones y reacciones en apoyos 7
Figura 2. Tipos de apoyo 7
Figura 3. Tipos de vigas 8
Figura 4. Fuerza cortante (V) y Momento flector (M) en la viga 9
Figura 5. Deformaciones en un elemento de viga causadas por fuerzas cortantes (V) y momentos flectores (M). 11
Figura 6. Viga para análisis de fuerza cortante y momento flector 12
Figura 7. Diagrama de cuerpo libre 12
Figura 8. Diagramas de fuerza cortante y momento flector 18
Objetivos
Objetivo general
Conocer la fuerza cortante y el momento flector como conceptos fundamentales de la resistencia de materiales, los cuales son determinantes en los procesos de análisis y de diseño de diferentes elementos estructurales.
Objetivos específicos
- Repasar el concepto de viga y los efectos que causan la configuración de los apoyos y la aplicación de fuerzas externas.
- Entender la relación existente entre cargas aplicadas, fuerza cortante y momento flector.
- Aprender a trazar diagramas de fuerza cortante y momento flector para el análisis del comportamiento de un elemento estructural.
Ensayo sobre fuerza cortante (V) y momento flector (M)
En el presente texto se hace un recorrido conceptual de las fuerzas que se producen al interior de una viga sometida a fuerzas externas. Inicialmente se hace un repaso del análisis de vigas en dos dimensiones visto en el curso de estática, definiendo algunos de los tipos de vigas, cargas y apoyos para estructuras comunes. El enfoque se centra en los esfuerzos internos resultantes (cortante V y momento M) en cualquier punto de la estructura y se ponen en práctica mediante un ejemplo en el que se calculan sus valores y se trazan sus diagramas donde se identifican las ubicaciones y valores del cortante y del momento máximo necesarios para el diseño.
Lo primero es definir una viga como un elemento estructural sometido a cargas laterales, es decir, los vectores de las fuerzas o los momentos aplicados son perpendiculares al eje principal del elemento. Se disponen de forma horizontal o diagonal para soportar losas o techos y generalmente son prismáticas. Las cargas pueden ser puntuales o concentradas, idealizadas así cuando se aplican sobre un área muy pequeña de la viga, o pueden ser distribuidas, cuando las cargas se reparten a lo largo del elemento estructural, ya sea de manera uniforme, es decir, su intensidad es constante por unidad de distancia; o puede ser variable, cuya intensidad cambia a lo largo de la viga. Los efectos de esta aplicación de fuerzas son variables en todas las secciones transversales de una viga y corresponden a la fuerza cortante (V) y al momento flector (M) del elemento, generando valores máximos que definen sus posibles puntos de falla. Las vigas se clasifican de acuerdo con la disposición de sus apoyos, los cuales a su vez generan reacciones a sus conexiones. Las conexiones y sus diferentes reacciones pueden ser (Figura 1):
[pic 1]
Figura 1. Tipos de conexiones y reacciones en apoyos. Tomada de Beer, Johnston, Mazurek & Eisenberg, (2010).
Los tipos de apoyo se simbolizan de la siguiente manera (Figura 2):
[pic 2]
Figura 2. Tipos de apoyo. Tomada de https://www.areatecnologia.com/estructuras/calculo-de-vigas.html
De acuerdo con estas conexiones y reacciones podemos clasificar los diferentes tipos de vigas como muestro en la Figura 3:
[pic 3]
VIGAS ISOSTÁTICAS
VIGAS HIPERESTÁTICAS
Figura 3. Tipos de vigas. Tomado de Análisis de estructuras rígidas. (2011). http://hassoingenieriaydesarrollo.blogspot.com/2011/11/53-estructuras.html
De acuerdo con el número y configuración de los apoyos, así como del número de incógnitas generadas por las reacciones, a su vez podemos clasificar las vigas en isostáticas, cuando el número de incógnitas coincide con el número de ecuaciones disponibles para el análisis también llamadas estáticamente determinadas, o en vigas hiperestáticas, cuando las ecuaciones no superan las incógnitas a resolver o estáticamente indeterminadas.
Para determinar los esfuerzos y las deformaciones unitarias en el interior de una viga, primero se deben hallas las fuerzas y pares internos que actúan sobre las secciones transversales del elemento. Para determinar estas fuerzas internas, tomamos como ejemplo la viga AB de la Figura 4, donde se aplica una carga P en el extremo libre de la viga. Hacemos el corte transversal mn a una distancia x del extremo libre y analizamos la parte izquierda mediante un diagrama de cuerpo libre. El equilibrio de la pieza está dado por la fuerza P y por los esfuerzos que actúan sobre la sección transversal cortada, los cuales representan la acción de la parte derecha descartada de la viga.
...