DIAGRAMAS DE FUERZA CORTANTE Y MOMENTO FLEXIONANTE

Del análisis de una viga, puede observarse como la fuerza cortante y el momento flexionante varían de una sección a otra a lo largo de la viga dependiendo de las condiciones de carga de la misma, por lo tanto se hace necesario determinar dicho comportamiento y la mejor forma de hacerlo es mediante el trazo de los diagramas de fuerzas cortantes y momentos flexionantes, los cuales pueden lograrse mediante dos maneras: a) Por el método de ecuaciones. b) Por el método de suma de áreas.

Los diagramas de fuerza cortante y de momento flexionante ofrecen al ingeniero una gran cantidad de información útil para el diseño; de éstos se puede obtener información sobre el comportamiento en conjunto de un miembro, las posiciones en las cuales pueden cambiar las secciones transversales estructurales requeridas y aun los lugares donde puede usarse una articulación.

En la mayoría de los casos, los diagramas son bastante fáciles de dibujar; puede ser a través de los gráficos de las ecuaciones o usando relaciones entre carga, fuerza cortante y momento flexionante.

CONSTRUCCIÓN DE LOS DIAGRAMAS 1.El método usual para obtener los diagramas de fuerza cortante y de momento flexionante es construirlos a base de las siguientes relaciones:

La razón de cambio de la fuerza cortante en cualquier posición en una viga es igual al negativo de la carga distribuida aplicada en ese mismo punto:

La razón de cambio de momento, es decir la pendiente del diagrama de momentos, en cualquier punto a lo largo de la viga, es igual a la fuerza cortante en ese mismo punto.

DIAGRAMA EN FUERZA VIGAS

Todo análisis estructural se realiza para: 1-Determinar la capacidad de soportar las cargas para las cuales fue diseñada la estructura 2-Determinar las dimensiones más adecuadas para resistir, (comparar los esfuerzos que soporta el material contra los esfuerzos actuantes o los previstos.). Los Esfuerzos en una sección dada pueden ser determinados Sí se hace una sección imaginaria en un punto de interés, y se considera como un cuerpo rígido en equilibrio cada una de las partes en las que fue dividido el total. Estos esfuerzos podrán ser conocidos si se conocen todas las fuerzas Elemento estructural de la viga. Cuando el diagrama de fuerzas cortantes cruza al eje horizontal, entonces el diagrama de momentos flexionantes en ese punto debe cambiar de pendiente, ya sea de negativa a positiva o viceversa. Esto significa que cualquier punto, donde el diagrama de fuerzas cortantes cruce el eje horizontal, debe ser un máximo o un mínimo en el diagrama de momentos flexionantes. Un momento externo aplicado en un punto de la viga origina una línea vertical en el diagrama de momentos flexionantes, Convención de signos: Se ha convenido que la fuerza cortante “V” y el momento flexionante “M” en un punto dado de una viga son positivos si están dirigidos como se muestra a continuación: Nota: Esta guía presenta un “método práctico” para la construcción de los diagramas de fuerzas cortantes y momentos flectores en vigas estáticamente determinadas.

DIAGRAMA DE FUERZA EN COLUMNA

Cuando hablamos de fuerzas estructurales, nos referimos al esfuerzo que debe soportar. Una estructura predeterminada, se analizan muchos esfuerzos, pero los esfuerzos estructurales que más se consideran son los esfuerzos de compresión, y el esfuerzo de flexión de los materiales. El esfuerzo de compresión se calcula con la siguiente fórmula: e = F / A Dónde: e = Esfuerzo (Ej. Newton sobre metro cuadrado, Kilogramo fuerza sobre milímetro cuadrado, etc.) F = Fuerza (Ej. Newton o Kilogramo Fuerza. 1 Newton = 1 Kilogramo por metro sobre segundo al cuadrado, y 1 Kilogramo Fuerza = 9.81 Newton) A = Área (Ej. metro cuadrado, pié cuadrado, centímetro cuadrado, etc.) El cálculo de los esfuerzos de compresión, se utilizará para los casos en que la fuerza se aplica sobre el eje de la estructura. En este caso, vemos una columna que sostiene la vía de una Montaña Rusa. En el momento que el tren pasa por la columna, el peso ejerce una fuerza sobre el eje de la columna. El área que se tiene que considerar, es área que tenga la sección de la columna. En este caso es una sección circular cómo se muestra en el círculo con la A. El esfuerzo de flexión máxima es el esfuerzo que se aplica sobre alguna de las caras laterales de una viga. Este esfuerzo se calcula con diferentes fórmulas según diferentes casos. Pero antes de analizar cada caso, es importante mencionar el concepto de momento de inercia: El momento de inercia es una propiedad geométrica de un área con respecto a un eje de referencia.

Simarys Mendoza 17699170