1 clase cargas internas (1)
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7/25/2019 1 Clase Cargas Internas (1)
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WA 1 Ingeniera Civil
Curso: Esttica
Tema:
Docente: Ing. Edwin Cuadros Camposano
CARGAS INTERNAS RESULTANTES:
Para disear un elemento estructural o mecnico es necesario conocer la carga que acta dentro
de l para asegurarnos de que el material puede resistir esta carga. Las cargas internas pueden
determinarse por el mtodo de secciones.
Estn dadas por fuerzas momentos resultantes que son responsa!les de mantener unidas dos
secciones del cuerpo cuando est sometido a fuerzas e"ternas. #on de $ tipos:
A)
Fuerza Normal (N):
% Acta
perpendicularmente al
rea de la secci&n.
%
#e presenta siempre que
las fuerzas e"ternas
tienden a empu'ar o 'alar
los dos segmentos del
cuerpo.
B) Fuerza Cortante (V):
% Acta en el plano del rea
de la secci&n.
%
#e desarrolla cuando las
fuerzas e"ternas tienden
a que los dos segmentos
del cuerpo se deslicen uno so!re el otro.
C)
Momento Torsor (T):
%
#e desarrolla cuando las fuerzas e"ternas tienden a torcer un segmento del cuerpo respecto al
otro.
D)
Momento Fletor (M):
% #e desarrolla cuando las fuerzas e"ternas tienden a fle"ionar (do!lar) el cuerpo respecto a un
e'e dentro del plano del rea de la secci&n.
Im!ortante: #i el elemento est sometido a un sistema coplanar de fuerzas* s&lo actan en la
secci&n: N" V M#
Con$en%&n 'e s%nos:
% Los ingenieros suelen usar una con+enci&n de signos para e"presar las tres cargas
internas N* V M. Aunque esta con+enci&n de signos puede asignarse de manera
ar!itraria.
CARGAS INTERNAS
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WA , Ingeniera Civil
% #e dice que la uerza normales !os%t%$asi crea
tensin.
%
-na uerza ortante es !os%t%$a cuando
ocasiona que el segmento de +iga so!re el que
acta gire en el sent%'o *orar%o.
%
-n momento le+%onantese considera !os%t%$ocuando tiende a do!lar el segmento so!re el
que acta de una forma &na$a *a%a arr%,a.
%
Las cargas opuestas a las descritas
anteriormente se consideran negati+as.
M-to'o 'e las se%ones: El mtodo de secciones se emplea para determinar las cargas
internas en una u!icaci&n especfica de un elemento* para lo cual se puede tener encuenta el siguiente procedimiento.
% Antes de seccionar el elemento* puede ser necesario determinar primero las
reacciones en sus soportes
%
/razar el 0L* manteniendo todas las cargas distri!uidas* momentos de par
fuerzas que actan so!re el elemento en sus u!icaciones e"actas.
% /razar una secci&n imaginaria por el elemento* perpendicular a su e'e en el punto en
que de!e determinarse la carga interna.
%
-na +ez 2ec2a la secci&n* trazar el 0L del segmento que tenga el menor nmero de
cargas* e indicar las componentes de la fuerza el momento de par resultantes en la
secci&n trans+ersal que actan en sus direcciones positi+as de acuerdo con la
con+enci&n de signos esta!lecida.
%
Aplicar la suma de fuerzas en am!os e'es* para determinar las fuerzas normal
cortante.
%
Es recomenda!le aplicar la ecuaci&n de momentos en la secci&n. 0e esta manera se
eliminan las fuerzas normal cortante en la secci&n se puede o!tener una soluci&n
directa para el momento fle"ionante.
% #i la soluci&n de las ecuaciones de equili!rio resulta un escalar negati+o* el sentido
supuesto de la carga determinada* es contrario al del 0L.
.ro,lemas 'e D%sus%&n:
1)
Para una secci&n recta que pasa
por el punto * determina la
fuerza normal* la fuerza cortante
el momento fle"ionante.
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,)
0etermina la fuerza normal interna* la
fuerza cortante el momento
fle"ionante en una secci&n recta que
pasa por el punto E de la viga.
3) Para la !arra determina la fuerza
normal interna* la fuerza cortante el
momento fle"ionante en las secciones
a%a !%! que pasan por el punto .
DIAGRAMA DE FUER/A C0RTANTE 1 M0MENT0 FLE2I0NANTE:
Las +igas son elementos estructurales diseados
para soportar cargas aplicadas de maneraperpendicular a sus e'es
Las +igas son miem!ros es!eltos (largos rectos) con
un rea de secci&n trans+ersal constate que
soportan cargas perpendiculares a su e'e
longitudinal. #e clasifican segn la forma de los
apoos: +igas simplemente apoadas* +igas en
+oladizo +igas con +oladizo.
Para el diseo apropiado de una +iga* es
importante conocer la +ariaci&n de la fuerza cortante V* del momento fle"ionante M* a
lo largo de su e'e e identificar los puntos en que esos +alores son m"imos. Estas +ariaciones de V M a lo largo de la +iga pueden o!tenerse por el mtodo de
secciones analizado en la secci&n. #in em!argo* en este caso es necesario seccionar la +iga
a una distancia ar!itraria " de un e"tremo para despus aplicar las ecuaciones de
equili!rio al segmento que tiene la longitud +. Al 2acer esto es posi!le o!tener 4 5
como funciones de +.
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En general* las funciones de fuerza cortante de momento fle"ionante sern
discontinuas* o sus pendientes sern discontinuas en puntos donde una carga distri!uida
cam!ia o donde se aplican fuerzas o momentos de par concentrados.
.ro,lemas 'e D%sus%&n:
1) 0i!u'a los diagramas de fuera cortante momento fle"ionante para la +iga mostrada.
1. lculo de las reacciones en los apoos:
67" = 6A 8 =
679 =
65A =
,.
7unciones de fuerza cortante momento fle"ionante:
6= YF
Semento AB
65A =
6= YF
Semento BC
65A =
3. rfica de las funciones o!tenidas.
,m 3m
16;
6@>
+=
=+
kNV
V
=
6161=
=
=
)recta(!
!)(V)(
=>>
6,16@>
+=
=+
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WA > Ingeniera Civil
,) /raza los diagramas de fuerza
cortante de momento
fle"ionante para la +iga
mostrada:
3)
/race los diagramas de
fuerza cortante de
momento fle"ionante para la
+iga.