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UNIVERSIDAD NACIONAL DANIEL ALCIDES CARRIONFACULTAD DE INGENIERIA
ESCUELA DE FORMACION PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL_____________________________________________________________________________
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INTRODUCCION
Para conocer mejor lo que es el cálculo estructural, uno de los temas
sencillos, pero de gran importancia, es el de las Líneas de Influencia. Ya que si
lo vemos desde el punto de vista estructural es útil para establecer las
condiciones más desfavorables de solicitación en estructuras que presentan un
comportamiento lineal y soportan cargas móviles, por ejemplo puentes. Una
carga móvil produce distintos efectos como son: reacciones, esfuerzos internos
(Mf; Mt; N; Q), desplazamientos, etc. Se denomina línea de influencia al
diagrama cuyas ordenadas en una cierta escala representan al coeficiente de
influencia definido.
Las líneas de influencia desempeñan un papel importante en el diseño
de puentes, vigas carrilera de grúas-puente, cintas transportadoras, y cualquier
otro tipo de estructura en las que el punto de aplicación de las cargas se mueve
a lo largo de su luz. Estas cargas se denominan cargas móviles. Un ejemplo
típico es el peso de un vehículo que circula por un puente. El caso contrario
sería el peso propio de una viga que es una carga que permanece
prácticamente constante, y es por tanto una carga permanente.
Considerando la forma en que actúan las cargas en una estructura
vemos que se pueden clasificar en cargas permanentes (muertas), cargas no
permanentes o vivas y/o cargas de construcción. La carga permanente, como
su nombre lo dice, siempre estará presente en la vida útil de la estructura y
producirá sobre esta efectos constantes; la carga viva o no permanente fluctúa
tanto en posición sobre la estructura como en su duración produciendo efectos
variables en ella. Podríamos concluir, de una manera apresurada, que
colocando la carga viva sobre toda la estructura produciríamos los efectos
máximos en ella, esta afirmación no es cierta y requiere de un estudio más
complejo.
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Un ejemplo simple de este efecto es el de una viga simplemente
apoyada con voladizo a un lado. Si la carga viva actúa sobre toda la viga,
producirá un momento positivo en la luz menor que si actúa solo en el tramo
apoyado; en este ejemplo sencillo nos percatamos de la importancia de saber
colocar la carga para que produzca los efectos máximos y así cuando
diseñemos no corramos el peligro de que nuestra estructura falle.
El presente trabajo se encamina principalmente a las líneas de influencia
para “vigas isostáticas”, presentando en su contenido las definiciones
principales, que corresponden a líneas de influencia para reacciones en vigas
simples, líneas de influencia para fuerzas cortantes en vigas simples y también
las líneas de influencia para momentos flexionantes en vigas simples. Además
se tratara las líneas de influencia cualitativas y su aplicación en el campo de la
ingeniería estructural.
Por lo tanto se estima que el presente contribuirá de una u otra forma al
mejor entendimiento de lo que son las líneas de influencia y su aplicación al
análisis estructural.
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I.-GENERALIDADES
1.1.-OBJETIVOS:
Comprender los conceptos fundamentales de líneas de influencia para
evitar equivocaciones por malas interpretaciones del tema.
Aprender a definir en forma correcta las líneas de influencia en vigas
isostáticas.
Aplicar correctamente las líneas de influencia a ejercicios, para realizar
su respectiva evaluación y resolución.
Entender la importancia del tema en el análisis de estructuras sometidas
a cargas móviles y a cargas fijas.
1.2.-LIMITACIONES DEL TRABAJO
El presente trabajo se rige exclusivamente al cálculo de líneas de
influencia en sistemas isostáticos, por lo tanto tendrá una visión amplia de lo
que es esta parte descrita anteriormente.
1.3.-JUSTIFICACIÓN
El presente trabajo nace por la necesidad de afianzar los conceptos
básicos que se tienen que tener en cuenta en el cálculo estructural por lo tanto
tiene un sustento científico, matemático y físico, ya que se utilizaran fórmulas
de cálculo experimental regidos por las leyes físicas y matemáticas,
conservando los estudios anteriores realizados por grandes investigadores.
1.4.-GLOSARIO DE TÉRMINOS
Fuerzas axiales.-Aquellas fuerzas que se dan en el interior de un
elemento de una estructura, perpendicular y en sentido de su eje.
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Esfuerzos internos.-Esfuerzos originados en los elementos
estructurales como consecuencia de las fuerzas internas, se expresan
en unidades de fuerza por unidad de área. Ej. Kg/m2, lb/pie2, etc.
Momentos flexionantes.-Es el trabajo que realiza una fuerza
perpendicular al elemento, que lo somete a flexión obligándolo a
desplazarse pequeñas distancias, se expresa en unidades de fuerza por
unidad de longitud. Ej. Kg-m, lb-pie, Ton-m, etc.
Esfuerzo cortante.-Es la fuerza por unidad de área que soporta un
material, oponiendo resistencia al corte, y que puede soportar antes de
fallar.
Esfuerzo normal.-Es la resistencia que opone un electo estructural a las
fuerzas que actúan en sentido a su eje, expresado en fuerza por unidad
de área, de este esfuerzo depende en la mayoría de los casos la
selección del material a usaren la construcción.
Principio de los trabajos virtuales.-Es el trabajo virtual efectuado por
las fuerzas externas a cada elemento, originando una energía de
deformación.
Momento Torsor.-Trabajo efectuado por aquellas fuerzas externas del
elemento que tienden a torcerlo como consecuencia de su aplicación.
Sistemas Hiperestáticos.-Elementos estructurales que contienen mas
incógnitas que las ecuaciones que nos brinda la estática, y que se
resuelven usando leyes especiales.
Sistemas Isostáticos.-Elementos estructurales que se pueden resolver
con las ecuaciones de la estática.
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