Procedimientos de Cables

1. REPUBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA
MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA EDUCACIÓN
UNIVERSITARIA, CIENCIA Y TECNOLOGIA
INSTITUTO UNIVERSITARIO POLITECNICO
“SANTIAGO MARIÑO”
EXTENSIÓN BARINAS
INGENIERÍA INDUSTRIAL
Autor: Ing. Ronal Torres
C.I. 19.956.244

2. Los cables son elementos estructurales lineales (las dimensiones
de su sección son muy pequeñas comparadas con su longitud).
Los cables son uno de los tres elementos estructurales de forma
activa .
Ser Flexibles
Soportar cargas en forma axil,
con esfuerzos únicamente de
tracción

3. Propiedades de los cables Definición Los cables son elementos flexibles debido a
sus dimensiones transversales pequeñas en relación con la longitud, por los cual
su resistencia es solo a tracción dirigida a lo largo del cable. La carga de tracción
se divide por igual entre los hilos del cable, permitiendo que cada hilo quede
sometido a la misma tensión admisible. (Salvadori y Heller, 1998; Beer y
Johnston, 1977)

4. Siendo que la forma del cable depende de las cargas que actúen en él, para estudiar la
forma de un cable debemos distinguir diferentes acciones que lo solicitan.
Cargas verticales distribuidas por
unidad de longitud del cable (Ej.
peso propio del cable)
Cargas concentradas en
diferentes puntos de su
extensión
Cargas verticales distribuidas por
unidad horizontal de longitud (Ej. peso
del tablero de un puente colgante)
En general los cables se encuentran sometidos principalmente a:
Cuando un cable sujetado en
sus extremos es sometido a
cargas concentradas adopta
una forma poligonal.
Si el cable soporta una carga
distribuida por unidad
horizontal de longitud, su
forma es parabólica.
Mientras que si está sometido a
una fuerza uniformemente
distribuida por unidad de longitud
del mismo, toma la forma de
catenaria

5. Deben ser tales que permitan el equilibrio del conjunto. Para alcanzar
el equilibrio, las reacciones suministras por los vínculos tienen que ser
contrarias a las acciones ejercidas por el cable (principio de acción y
reacción).
Debido que los cables no poseen resistencia a flexión, no ejercen
momentos en los apoyos, sólo fuerzas cuyas
intensidades y direcciones dependerán de las cargas actuantes en el
sistema.
Las condiciones de vínculo en los extremos de
un cable sometido a la acción de un sistema de
fuerzas arbitrario

6. Considérese un cable que está unido a dos puntos fijos A y B y que soporta una carga
distribuida, para un cable que soporta cargas concentradas, la fuerza interna en cualquier
punto es una fuerza de tensión dirigida a lo largo del cable.
En el caso de un cable que
soporte una carga
distribuida, éste cuelga
tomando la forma de una
curva y la fuerza interna en
un punto D es una fuerza de
tensión T dirigida a lo largo
de la tangente de la curva.
En esta sección, se
aprenderá a determinar la
tensión en cualquier punto
de un cable que soporta una
carga distribuida dada.

7. Los cables se utilizan en
muchas aplicaciones
ingenieriles, tales como
puentes colgantes, líneas
de transmisión, teleféricos,
contravientos para torres
altas, entre otros. Los
cables pueden dividirse en
dos categorías de acuerdo
con las cargas que actúan
sobre estos.
Considérese un cable unido a dos puntos fijos A
y B y que soportan cargas concentradas
verticales P1, P2…….Pn. se supone que el cable
es flexible, esto es que su resistencia a la
reflexión es pequeña y puede despreciarse.
Además, también se supone que el peso del
cable es susceptible de ser ignorado en
comparación con las cargas que soporta
Por lo tanto, cualquier porción
del cable entre dos cargas
consecutivas se puede
considerar como un elemento
sometido a la acción de dos
fuerzas y, por consiguiente, las
fuerzas internas en cualquier
punto del cable se reducen a
una fuerza de tensión dirigida
a lo largo del cable.
Cada una de las cargas se encuentran en una
línea vertical dada, esto es, que la distancia
horizontal desde el apoyo A hasta cada una de
las cargas es conocida; además, también se
supone que las distancias horizontal y vertical
entre los apoyos son conocidas.

8. Se considera que el peso produce una
carga uniformemente distribuida en la
proyección horizontal, caso de cables
cuya relación flecha/longitud es
pequeña.
Llamando wpp la carga por unidad de longitud
(medida a lo largo del cable), encontramos que
la magnitud W de la carga total soportada por
una porción de cable de longitud s medida
desde el punto más bajo a un punto a lo largo
del cable es W = ws.

9. Cuando un hilo está sometido a una
carga uniforme por unidad de
proyección horizontal, dicho hilo
adquiere la forma de una parábola si se
desprecia su peso propio respecto al de
la carga que debe soportar. Este caso se
presenta, en la práctica, en el cálculo
de puentes colgantes, en los que el
peso del tablero es mucho mayor que
el del cable que lo sustenta.
El tablero, o base del puente colgante,
lo podemos representar por una carga
vertical, p (N/m), uniformemente
distribuida a lo largo de la proyección
horizontal del cable. La transmisión de
carga del tablero al cable se realiza
mediante unos cables verticales
denominados tirantes, también de
peso despreciable frente al del tablero.

10. Para determinar la tensión en
cada tramo se empieza por
determinar las reacciones. Estas
comprenden cuatro incógnitas
lo cual hace que el sistema sea
estáticamente indeterminado
Lo cual indica que la
componente horizontal de la
tensión en cualquier tramo es
constante.
Para poder obviar esta
indeterminación es necesario
conocer la posición de un punto
del cable. Supongamos que se
conoce la posición de la carga
P2 con coordenadas (x2, y2).
Se toman los momentos con respecto al
punto B se obtiene una relación entre Ax
y Ay. Luego, tomamos los momentos con
respecto al punto D se obtiene otra
relación entre Ax y Ay que con la
anterior se pueden resolver
simultáneamente para determinar Ax y
Ay.
Una vez determinadas las reacciones
en A se obtiene By, y como Bx = -Ax
quedan completamente las
reacciones. Habiéndose determinado
las reacciones se puede tomar
cualquier porción del cable para hallar
la tensión correspondiente.

11. Cable bajo la acción de cargas puntuales de
direcciones arbitrarias.

16. Cable bajo la acción de una
carga distribuida por unidad
horizontal de longitud.

21. Cable bajo la acción de cargas puntuales
verticales