Equilibrio de fuerzas en estructuras

Vista previa del material en texto

Equilibrio de fuerzas en estructuras
Introducción:
El equilibrio de fuerzas en estructuras es un principio fundamental en el diseño y
análisis de estructuras. Este principio establece que una estructura está en equilibrio
si la suma de todas las fuerzas que actúan sobre ella es igual a cero.
Condiciones de equilibrio:
Para que una estructura esté en equilibrio, se deben cumplir dos condiciones:
● Primera condición de equilibrio: La suma de todas las fuerzas horizontales
que actúan sobre la estructura debe ser igual a cero.
● Segunda condición de equilibrio: La suma de todas las fuerzas verticales
que actúan sobre la estructura debe ser igual a cero.
Diagrama de cuerpo libre:
Para analizar el equilibrio de fuerzas en una estructura, se utiliza un diagrama de
cuerpo libre. Un diagrama de cuerpo libre es un dibujo de la estructura que muestra
todas las fuerzas que actúan sobre ella.
Tipos de fuerzas en estructuras:
Las fuerzas que actúan sobre una estructura se pueden clasificar en dos tipos:
● Fuerzas internas: Son las fuerzas que actúan entre los diferentes elementos
de la estructura.
● Fuerzas externas: Son las fuerzas que actúan sobre la estructura desde el
exterior.
Ejemplos de fuerzas en estructuras:
● Peso propio: Es la fuerza de la gravedad que actúa sobre la estructura.
● Carga viva: Es la fuerza que produce la ocupación de la estructura por
personas, muebles y otros objetos.
● Carga de viento: Es la fuerza que produce el viento sobre la estructura.
● Carga de nieve: Es la fuerza que produce la nieve sobre la estructura.
● Carga de sismo: Es la fuerza que produce un sismo sobre la estructura.
Aplicaciones del equilibrio de fuerzas en estructuras:
El equilibrio de fuerzas se utiliza en el diseño y análisis de diferentes tipos de
estructuras, como:
● Edificios
● Puentes
● Obras de ingeniería civil
● Maquinaria
Importancia del equilibrio de fuerzas en estructuras:
El equilibrio de fuerzas es fundamental para garantizar la seguridad y la estabilidad
de las estructuras. Una estructura que no está en equilibrio puede sufrir
deformaciones, colapsos o incluso derrumbes.
Ejemplos de aplicación del equilibrio de fuerzas en estructuras:
● Cálculo de las reacciones en los apoyos de una viga simplemente
apoyada bajo la acción de una carga puntual.
● Cálculo de los esfuerzos internos en una columna bajo la acción de la
carga axial de un edificio.
● Verificación de la estabilidad de un muro de contención bajo la acción
del empuje del terreno.