Estructura I

1) Explique los apoyos externos según la clase de restricción

- Apoyo externo verdadero: es aquél vínculo externo o apoyo que sí altera la posibilidad de movimiento de un cuerpo respecto a tierra.

- Apoyo externo aparente: es aquél vínculo externo o apoyo que no altera la posibilidad de movimiento de un cuerpo respecto a tierra. Una vez determinada la existencia de un vínculo externo aparente en una chapa, no se puede decir cuál de ellos es el aparente, sólo se sabe que uno está sobrando. Para la chapa de la figura se conoce que hay vínculos aparentes, ya que los cuerpos continúan moviéndose a pesar de tener tres restricciones y en otros casos hasta cuatro.

- Apoyo externo redundante: es también llamado superfluo o superabundante, se define como la cantidad en exceso sobre las necesarias y suficientes para mantener el cuerpo en equilibrio.

La chapa de la figura se encuentra equilibrada por la existencia de tres vínculos necesarios y suficientes, sin embargo, existen dos apoyos más, los que sobran. Es imposible identificar cuál de ellos sobra, ya que si se elimina el apoyo A y dejando los otros la chapa continua siendo estable, si se hace lo mismo con el apoyo B sigue siendo estable y por último si se elimina el apoyo C también lo es, por lo tanto, lo que se sabe es que sobran dos apoyos al mínimo número necesario y suficiente para el equilibrio estable, se dice que hay dos vínculos redundantes.

2) Explique los apoyos internos según la clase de restricción.

Los vínculos internos pueden ser de tres tipos:

- Una incógnita: restringe el movimiento en una sola dirección, por lo que permite que la estructura se mueva de forma horizontal o vertical, también permite el momento.

- Dos incógnitas: Resiste a una fuerza P en cualquier dirección más no resiste el momento.

- Tres incógnitas: Es capaz de resistir tanto el movimiento en cualquier dirección como el momento.

Los más usados son:

- Nudo rígido: Conexión entre dos miembros estructurales que impide la rotación y el desplazamiento en cualquier dirección de un miembro con respecto al otro. También llamado junta rígida, empotramiento, unión rígida. Este tipo de vínculo tiene 3 restricciones: movimientos verticales, movimientos horizontales y momento.

- Articulación: Este apoyo puede resistir una fuerza P en cualquier dirección, pero no puede resistir el momento de una fuerza respecto del punto de unión. La reacción en una articulación se supone que pasa por el centro del pasador de unión; su magnitud y pendiente deben ser determinadas. Es entonces una reacción con dos elementos desconocidos que podría representarse en forma equivalente por las magnitudes desconocidas de sus componentes horizontal y vertical que pasan ambas por el centro del pasador. Este tipo de vínculo tiene dos restricciones: horizontal vertical.

3) Defina el principio de estabilidad

La primera y más importante función de una estructura es la de soportar cargas. Las vigas, cerchas y pórticos rígidos tienen en común la característica de soportar ciertas cargas sin mostrar distorsiones apreciables. La estática en el análisis estructural supone que todos los sistemas de fuerzas actúan sobre cuerpos rígidos. En la realidad siempre se presentan deformaciones que pueden causar ligeros cambios en las dimensiones de las estructuras y desplazamientos en las líneas de acción de las fuerzas. Sin embargo, tales variaciones se desprecian en el análisis de los esfuerzos.

Una estructura es estable si, bajo la acción de fuerzas externas, permanece en reposo con respecto a la tierra. También se dice que cada parte de la estructura, tomada como un cuerpo libre aislado del conjunto, debe permanecer en reposo con relación a la tierra bajo la acción de las fuerzas internas actuantes sobre las secciones por donde se aisló del conjunto y de las fuerzas externas que actúen sobre ella. Si tal es el caso, el sistema de fuerzas se encuentra compensado o en equilibrio, lo cual significa que la resultante del sistema fuerzas (fuerza o momento resultante) aplicadas a la estructura, o parte de ella, debe ser igual a cero.

Estabilidad de una estructura: es la capacidad de una estructura de conservar una configuración frente a acciones exteriores; para que esto se cumpla se deben verificar las siguientes dos condiciones:

- Condición necesaria: Debe existir equilibrio de todas las fuerzas que actúen sobre la estructura, o sea, se debe cumplir la condición física del equilibrio total y relativo de todas las fuerzas activas y reactivas.

- Condición Suficiente: El equilibrio de las fuerzas debe ser estable.

La estabilidad de las

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