Estática cargas distribuidas

CARGAS DISTRIBUIDAS, CENTROIDES DE VOLUMENES Y LINEAS19 de agosto de 2015

UNIVERSIDAD ANDINA DEL CUSCO

Ingeniero : Eigner Román Villegas

Carrera : Ingeniería Civil Curso : Estática

Alumnos : Melissa Almendra Luna Marquina Andrés Gonzales Cavero

Cusco – Perú 2015ÍNDICE

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Cargas distribuidas, centroides de volúmenes y

líneas


1. Introducción

2. Presentación

3. Objetivos

4. Cargas distribuidas

5. Centroides de volúmenes y líneas

6. Aplicaciones de cargas distribuidas

7. Aplicaciones de volúmenes de líneas

8. Anexos

9. Conclusiones

10. Bibliografía

1. ÍNTRODUCCION

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El presente trabajo fue realizado por estudiantes de la carrera profesional de

ingeniería civil de la Facultad de ingenieras de la Universidad Andina del

Cusco, Dicho trabajo lleva el nombre de “CARGAS DISTRIBUIDAS ,

CENTROIDES DE VOLUMENES Y LINEAS ”, el cual le presento a usted Ing.

Eigner Román Villegas docente del curso de Estática.

Esperando que el informe del presente trabajo sea de su completo agrado

me despido de usted expresándole mi más sincera gratitud por tener en

grato revisar este informe.

2. PRESENTACIÓN ESTATICA Página 3


El trabajo realizado se hizo con los objetivos de que el estudiante de

ingeniera tenga las siguientes capacidades:

Aprender a utilizar fórmulas de cargas distribuidas.

Tener los conceptos claros de centroides de volúmenes.

Tener practica en cada ejercicio para poder realizarlo con exactitud.

Dichas capacidades se desarrollaron en el transcurso del informe, todos y

cada uno de datos puntos se encuentran expresados en las partes de este

trabajo.

3. OBJETIVOS DE CARGAS DISTRIBUIDAS

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Prevenir grietas en los pasillos o áreas no cargadas, debidas al momento negativo (tensión en la superficie de la losa).

Evitar asentamientos debidos a la consolidación del suelo de soporte.

Normalmente las cargas distribuidas colocadas directamente sobre la losa de concreto no son lo suficientemente grandes para provocar asentamientos excesivos compactados.

4. Cargas distribuidas

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Las cargas distribuidas son las cargas que convencionalmente actúan sobre un área grande del piso. Las cargas son el resultado del material almacenado directamente en el piso dentro del área de almacenamiento.

Las cargas concentradas son las que normalmente controlan el diseño del piso pues estas producen esfuerzos a tensión mayores que las cargas distribuidas.

Sin embargo, después que un espesor de losa ha sido seleccionado considerando el vehículo más pesado y las cargas por postes de racks, los efectos de las cargas distribuidas también deben ser examinados.

Un ejemplo de cargas distribuidas es mostrado en el diseño del piso, bajo la condición de cargas distribuidas

¿Qué es una carga distribuida?

Es una fuerza que involucra una porción substancial del área superficial del volumen del cuerpo sobre el que actúa.

El Ejemplo más conocido en la tierra es la gravedad.

5. Centroides de volúmenes y líneas

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Punto importante a tener en cuenta:

Un concepto importante que cabe recordar es la definición de estática: “Es la rama de la física que trata del balance de fuerzas sobre un objeto que permanece en reposo o en estado de movimiento uniforme”. Una parte principal de sus aplicaciones está en los edificios estáticos y tiene que ver con su definición como cuerpo rígido. Las fuerzas actuando sobre este tipo de objetos (cuerpo rígido) tienen dos efectos:No importa dónde se estén aplicando sobre el objeto, la suma vectorial de dichas fuerzas produce una aceleración lineal del centro de su masa. Dependiendo dónde se aplican, pueden producir torcas que actúan para rotar el objeto. Para calcular el centro de masa de un sistema de cuerpos es necesario conocer la masa de dicho cuerpo y la distancia respecto a la cual está actuando la fuerza externa; ésta depende de su posición de equilibrio; es decir:

Donde m1 es la masa del cuerpo uno y m2 es la masa del cuerpo dos, x1 y x2 son las distancias respectivas a cada una, tomando en cuenta su punto de equilibrio. La masa del cuerpo uno y m2 es la masa del cuerpo dos, x1 y x2 son las distancias respectivas a cada una, tomando en cuenta su punto de equilibrio.

1. Centroides de líneas:

Si la simetría del objeto es parecida a la de una barra delgada o alambre, la relación sería con respecto a una línea, el equilibrio de las torcas o momentos de los diferenciales dL con respecto a cada uno de los ejes coordenados x, y, z resulta en:

2.Centroides de superficies o áreas:

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De manera similar el centroide del área superficial de un objeto, como una placa o un cascarón, se puede determinar subdividiendo el área en elementos dA y calculándolos de esos elementos de área con respecto a cada uno de los ejes coordenados, esto es:

El área es una medida de extensión de una superficie, expresada en unidades de medida denominadas Unidades de superficie. Para superficies planas el concepto es más intuitivo. Cualquier superficie plana de lados rectos, por ejemplo un polígono, puede triangularse y se puede calcular su área como suma de las áreas de dichos triángulos. Ocasionalmente se usa el término "área" como sinónimo de superficie, cuando no existe confusión entre el concepto geométrico en sí mismo (superficie) y la magnitud métrica asociada al concepto geométrico (área).

3. Centroides de volúmenes:

Si un objeto es subdividido en elementos de volumen dV, la ubicación del centroide para el volumen del objeto puede ser determinada calculando los momentos con respecto a cada uno de los ejes coordenados. Las fórmulas resultantes son las siguientes:

El volumen es una magnitud escalar; definida como la extensión en tres dimensiones de una región del espacio. Es una magnitud derivada de la longitud, ya que se halla multiplicando la longitud, la anchura y la altura. Desde un punto de vista físico, los cuerpos materiales ocupan un volumen por el hecho de ser extensos, fenómeno que se debe al principio de exclusión de Pauli. La capacidad y el volumen son términos equivalentes, pero no iguales. Se define la capacidad de un recipiente como la "propiedad de una cosa de contener otras dentro de ciertos límites”. La capacidad se refiere al volumen de espacio vacío de alguna cosa que es suficiente para contener a otra u otras cosas.

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Debemos recordar que el centro de gravedad de un objeto es:

También llamado "centro de masas" de un objeto.

El punto donde el objeto mantiene el equilibrio si se le pone en el filo de una navaja. El único punto donde los momentos de equilibrio estático respecto de tres ejes mutuamente perpendiculares son todos cero.

El centroide del volumen del objeto, si el objeto es homogéneo. El punto donde se concentra toda la masa del objeto al realizar cálculos estáticos.

El punto alrededor del cual el objeto gira en el espacio. El punto a través del cual se considera que actúa la fuerza de la gravedad.

El punto donde se debe aplicar una fuerza externa para producir traslación pura de un objeto en el espacio.

6. Aplicaciones de cargas distribuidas

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Mecánica para ingeniería Bedford, Anthony – Fowler, Wallace Editorial Progreso, México DF. 200 Dinámica.

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7. Aplicaciones de volúmenes de líneas

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Mecánica para estudiantes de Ingeniería. Branson,Lane K. Física Fundamental. Valero, Michel. Editorial Norma, Bogotá – Colombia. 1986 Estática.

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Mecánica para estudiantes de Ingeniería. Branson,Lane K. Física Fundamental. Valero, Michel. Editorial Norma, Bogotá – Colombia. 1986 Estática.

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Mecánica para ingeniería Bedford, Anthony – Fowler, Wallace Editorial Progreso, México DF. 200 Dinámica.

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8. Anexos

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9. Conclusiones

Para finalizar concluimos que la fuerza gravitatoria en un cuerpo es generalmente en su centro dependiendo de la morfología geométrica de este y las dimensiones con las que el cuerpo cuente.

Se deberá tener en cuenta todos estos datos adjuntos al informe para poder realizar un buen trabajo como futuros ingenieros saber sobre las cargas distribuidas, los centroides de volúmenes para tomarlo en consideración en nuestras futuras construcciones las cuales favorecerán al ser humano sin dañarlo o afectarlo para eso se deberá considerar los conceptos y fórmulas para poder realizar una buena estructura.

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10. Bibliografía

Mecánica para estudiantes de Ingenieria. Branson,Lane K. Física Fundamental. Valero, Michel. Editorial Norma, Bogotá –

Colombia. 1986 Estática. Mecánica para ingeniería Bedford, Anthony – Fowler, Wallace

Editorial Progreso, México DF. 200 Dinámica. Mecánica para ingeniería Bedford, Anthony –

Fowler, Wallace Editorial Progreso, México DF. 200 Fundamentos de Física Tomo 1, Sexta edición Frederick J.

Buecche – David A. Jerde McGraw – Hill Interamericana Editores S.A. México. 1995.

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