Estática d

INTRODUCCIÓN A LOS TIPOS ESTRUCTURALES

Tema:  Chapas y Vínculos

    Ing. José María Canciani

                Arq_a. Cecilia Cei

                                                                Ing.Alejandro Albanese

                                 

ESTÁTICA: Es la parte de la mecánica que se ocupa del equilibrio de los cuerpos.-

                     Más precisamente estudia las condiciones  que deben reunir los  sistemas de fuerzas para dejar en equilibrio a los cuerpos  sobre los cuales actúan.-

FÍSICA- MECÁNICA    _ ESTÁTICA: equilibrio

                                     _ CINEMÁTICA: movimiento

                                     _ DINÁMICA: estudia la relación entre las      fuerzas actuantes y el movimiento que estas  originan.-

ESTÁTICA ESPACIAL: Trata el equilibrio de las fuerzas en el espacio.-Las soluciones gráficas se realizan por medio de la geometría descriptiva.-

ESTÁTICA PLANA: Muchos problemas de la estática se resuelven en el plano.-Se  opera con un sistema de ejes cartesianos  ortogonales del plano

PRINCIPIOS DE LA ESTÁTICA

·         A) HIPÓTESIS DE RIGIDEZ: Se supone que los cuerpos sometidos a sistemas de fuerzas son cuerpos rígidos ideales.-

·         B) PRINCIPIO DE ACCIÓN Y REACCIÓN:  Toda acción genera una reacción igual y contraria.-

·         C) TRASLACIÓN DE UNA FUERZA SOBRE SU RECTA DE ACCIÓN: En todo  cuerpo rígido (estática espacial) o chapa rígida (estática plana) el efecto  de una fuerza no varía si esta se traslada sobre su recta de acción.-

·         D) PRINCIPIO DE INDEPENDENCIA DE ACCION O SUPERPOSICIÓN: Si  un conjunto de fuerzas o pares actúan sobre un cuerpo rígido cada una de ellas lo hace con total independencia  de las demás.-Las fuerzas pueden reemplazarse por una única fuerza y los pares por un único par.-

CONCEPTO DE CHAPA- CHAPA RIGIDA

Dado un cuerpo cualquiera, cada pequeña parte del mismo tiene un peso el cual se puede representar con una fuerza

Numerosas estructuras presentan un plano de simetría p en el cual yacen las resultantes  de las fuerzas actuantes sobre las mismas.-

·         Las fuerzas se pueden reemplazar por sus resultantes y el problema se reduce a considerar un conjunto plano de fuerzas (el de las resultantes)que sustituyen a las fuerzas de la estructura.-

·         Se pasa así de un problema de estática del espacio a un problema de estática en el plano.-

·         Chapa es el plano de simetría de una estructura en el cual actúan las resultantes  de las fuerzas actuantes en la misma

·         CHAPA RIGIDA: Es la que no cambia su configuración  frente a  fuerzas exteriores

·         CHAPA RIGIDA LIBRE: Es aquélla que puede desplazarse en cualquier dirección en el plano

·         CHAPA RIGIDA VINCULADA: Es aquélla  en la que uno o más de sus puntos se encuentran limitados en sus posibles  desplazamientos.-

GRADOS DE LIBERTAD DE UN PUNTO EN EL PLANO

Son las posibilidades  de desplazamiento arbitrario a dar  1 punto  para fijar una nueva posición en el plano.-

Un punto en el plano  tiene 2 grados de libertad.-

GRADOS DE LIBERTAD DE UNA CHAPA RIGIDA  EN EL PLANO

·         Una chapa rígida en el plano tiene 3 grados de libertad

·         Una chapa en la cual se han suprimido los 3 grados de libertad constituye un sistema Isostático

·         Es factible  suprimir un mayor numero de grados  de libertad  de manera de obtener sistemas en los cuales se han fijado  más condiciones que las 3 estrictamente necesarias para inmovilizar una chapa = tales sistemas reciben el nombre de Hiperestáticos.-

VINCULO: Es la condición impuesta a un punto de permanecer inmóvil o describir una determinada trayectoria

APOYOS

La forma de realizar los vínculos en la práctica es mediante los apoyos (materialización física de los vínculos).-

Los apoyos se clasifican en:

·         a) APOYOS DE PRIMER ORDEN: Apoyos  simples : Suprimen 1 grado de libertad        (biela o rodillo)

         Móvil

 

·          B) APOYOS DE SEGUNDO ORDEN: Apoyos dobles: Suprimen  2 grados de  

          Libertad

         Fijo

 

·         C) APOYOS DE TERCER ORDEN Empotramientos: Suprimen  3 grados de   libertad.-

 

INMOVILIZACION DE UNA CHAPA MEDIANTE APOYOS

Se deben suprimir  los 3 grados de libertad de una chapa

a) Mediante 3 apoyos simples

 

 

b) Mediante 1 apoyo doble  y 1 simple

  c) Mediante 1 empotramiento

 

 

REACCIONES DE VÍNCULO

Se denominan  reacciones de vínculo a las fuerzas que reemplazan a los mismos

La Reacción de Vínculo  (que reemplaza) correspondiente a un apoyo móvil. Es una fuerza  que pasa por el apoyo móvil  y es normal a la dirección de desplazamiento del mismo

 










La Reacción de Vínculo correspondiente a un apoyo fijo es una fuerza que debe pasar por dicho apoyo.-

 

 

La reacción de Vínculo correspondiente a un empotramiento  es 1 fuerza y un par

CONDICIONES DE EQUILIBRIO

S x  = 0 (sumatoria de proyecciones sobre el eje x = 0)

S y  = 0 (sumatoria de proyecciones sobre el eje y = 0)

S M = 0 (sumatoria de momentos = 0)