Análisis de vivienda unifamiliar aplicando el teorema de Castigliano
Introducción
Este trabajo
analiza una estructura la
cual esta representada por marcos doblemente empotrados con
varios tipos de cargas aplicadas sobre esta. Se sabe que para
estos cálculos existen programas
computacionales pero siempre es bueno saber que método
puedo aplicar para analizarla sin tener un programa
computacional eso es lo que se muestra
básicamente en este trabajo.
En este trabajo damos a conocer algunos términos
básicos y la forma de distribución de cargas según su
función. También Mediante la
aplicación del teorema de Castigliano analizamos la
estructura basándonos en el potencial interno del
material, con el cual podemos resolver las incógnitas
mostradas y proceder con un análisis más a fondo como lo es el
cálculo
del momento flector y fuerzas cortantes. Con respecto al
análisis de las vigas calculamos también la
deflexión producida por las cargas actuantes en esta, y
con respecto a las columnas también se ha calculado la
deformación unitaria de la longitud y variación
unitaria del área de la sección transversal, todos
estos datos importantes
para un ingeniero para hacer un buen diseño.
Justificación
La resistencia de
materiales es
materia
básica de la rama de las estructuras.
El
conocimiento de las propiedades de los diferentes materiales
que se usan en el campo de la construcción y las fuerzas que
actúan sobre ellas nos permiten establecer los principios
fundamentales que servirán para comprender el
análisis y diseño estructural.
OBJETIVOS
Que sirva para que el lector adquiera los conocimientos
necesarios para comprender el comportamiento
mecánico de los materiales en términos de esfuerzos
y deformaciones. Algunos de nuestros objetivos
también es responder a las siguientes preguntas:
¿Qué es una carga muerta?, ¿Qué es
una carga viva?, ¿Cuál es el área tributaria
de una columna y una viga?, ¿Qué método
puedo usar para analizar un marco? ¿Qué me
determina un momento flector y una fuerza
cortante?
CAPÍITULO I
Marco
teórico
I. CONCEPTOS
BÁSICOS
1. ESTRUCTURA:
Dentro del ámbito de la ingeniería, se conoce con el nombre de
estructura a toda construcción destinada a soportar su
propio peso y la presencia de acciones
exteriores (fuerzas, momentos, cargas térmicas, etc.) sin
perder las condiciones de funcionalidad para las que fue
concebida ésta. Una estructura tiene un número de
grados de libertad
negativo o cero, por lo que los únicos desplazamientos que
puede sufrir son resultado de deformaciones internas. La
ingeniería estructural es la rama de la ingeniería
que abarca el proyecto de
estructuras y el cálculo de su equilibrio y
resistencia.
2. FUERZAS:
Magnitud física vectorial que
se define como la causa de los movimientos y de la
deformación de los cuerpos. La acción
de una fuerza sobre los cuerpos depende de su módulo,
dirección (línea de acción),
sentido y punto de aplicación.
Las fuerzas en la naturaleza
son: Gravitacionales (siempre de atracción, tal es el caso
del peso de un cuerpo); Electromagnética (se deben a las
cargas eléctricas en reposo o en movimiento);
Nucleares fuertes (son las que mantienen juntos a los protones
con los neutrones); Nucleares débiles (su acción se
reduce a dirigir los cambios de identidad de
las partículas subatómicas)
Las fuerzas internas se manifiestan al interior de
cuerpos flexibles y rígidos cuando éstos son
sometidos a la acción de fuerzas externas que tratan de
deformarlo por alargamiento o estiramiento y por aplastamiento o
compresión. Estas fuerzas internas se clasifican en:
tensión, compresión, torsión, y fuerza
elástica.
a. Tensión (T): Es aquella fuerza
generada internamente en un cuerpo (cable, soga, barras)
cuando tratamos de estirarla. Para graficar la tensión
se realiza previamente un corte imaginario. La tensión
se caracteriza por apuntar al punto de corte. Si el peso de
la cuerda es despreciable, la tensión tiene el mismo
valor en todos los puntos del cuerpo.
b. Compresión (C): Es aquella fuerza
interna que se opone a la deformación por aplastamiento de
los cuerpos rígidos. Para graficar la compresión se
realiza previamente un corte imaginario, se caracteriza por
alejarse del punto de corte. Si el peso del cuerpo rígido
es despreciable, la compresión es colineal con el cuerpo y
tiene el mismo valor en todos
los puntos.
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