Estática - Elementos de fuerza cero

1. UNIVERSIDAD DE LAS FUERZAS
ARMADAS ESPE
SEDE - LATACUNGA
CINEMATICA
NRC 4132
NOMBRE: Cordova Vargas Darwin Alexis
DOCENTE: Ing. Diego Proaño
FECHA: 26 de Enero de 2021

2. Elementos de Fuerza Cero
o Nula

3. Análisis estructural
Se refiere al uso de las ecuaciones de la resistencia de materiales para
encontrar los esfuerzos internos, deformaciones y tensiones que actúan
sobre una estructura resistente, como edificaciones o puentes

4. Armadura
La armadura es uno de los principales tipos de estructuras que se
usan en la ingeniería. Esta proporciona una solución práctica y
económica para muchas situaciones abarcadas en el ámbito de la
ingeniería, en especial para el diseño de puentes y edificios.

5. Cuando se va a aplicar una carga concentrada entre dos
nodos o cuando la armadura debe soportar una carga
distribuida, como en el caso de la armadura de un puente, se
debe proporcionar un sistema de piso, el cual, mediante el
uso de travesaños y largueros, transmite la carga a los nodos

6. En ocasiones se agregan a la armadura miembros con fuerza
nula para evitar el pandeo de los miembros sujetos a compresión,
y reforzar o arriostrar miembros delgados sujetos a tensión y para
mantener la rigidez de la armadura.

7. Miembros: Son los elementos rectos conectados
entre sí por medio de nodos. Por lo general, los
miembros de una armadura son delgados y
pueden soportar poca carga lateral, por lo tanto,
las cargas deben aplicarse sobre los nudos y no
directamente sobre los miembros.
Armadura
Nodos: Son las conexiones entre cada miembro.
Las fuerzas que actúan sobre ellos se reducen a
un solo punto porque son las mismas fuerzas
transmitidas desde los ejes de los miembros
Apoyos: Toda estructura necesariamente debe
estar apoyada en uno o más puntos los cuales
se llaman puntos de apoyo y cómo transmiten
su carga a través de sus puntos en el diagrama
de fuerzas debemos considerar los vectores
que indiquen las reacciones en esos apoyos.

8. Reacción: Son las fuerzas generadas en los
apoyos, son opuestas en dirección de las
fuerzas de la estructura que actúan en ese
punto.
Armadura
Equilibrio: Cuando las fuerzas y el par
son ambos iguales a cero forman un
sistema equivalente nulo se dice que el
cuerpo rígido está en equilibrio.

9. Método de nodos
Para analizar o diseñar una armadura, es necesario determinar la
fuerza en cada uno de sus elementos. Una forma de hacer esto
consiste en emplear el método de nodos. Este método se basa en el
hecho de que toda la armadura está en equilibrio, entonces cada uno
de sus nodos también está en equilibrio.

10. Método de nodos

11. Cuando se usa el método de los nodos, siempre se
debe comenzar en un nodo que tenga por lo menos
una fuerza conocida y cuando mucho dos fuerzas
desconocidas. Por lo que la sumatorias de fuerzas
de x y y resulta en dos ecuaciones algebraicas de
las cuales se pueden despejar las dos incógnitas.

12. Elementos de Fuerzo Cero
o Nula
El análisis de armaduras por el método de nodos se simplifica de manera
considerable si podemos identificar primero aquellos elementos que
no soportan carga. Esos elementos de fuerza cero se usan para
incrementar la estabilidad de la armadura durante la construcción y
proporcionar soporte adicional si se modifica la carga aplicada

13. Por lo general, los elementos de fuerza cero de
una armadura se pueden encontrar
por inspección de cada uno de sus nodos,
haciendo un diagrama de cuerpo libre a la
armadura y haciendo una sumatoria de fuerzas.

14. Puede simplificarse considerablemente el análisis de las
armaduras al identificar, por inspección, miembros con fuerza
nula (es decir, sin trazar los diagramas de cuerpo libre de las
juntas de las juntas ni aplicar las ecuaciones de equilibrio).
Los dos arreglos que dan lugar a miembros con fuerza nula
son los siguientes:
1) Cuando hay solo dos miembros no coloniales conectados a
una junta y no hay alguna carga externa ni reacción de apoyo
aplicada a la misma.; en este caso la fuerza en cada miembro
es cero.

15. En el siguiente ejemplo se muestra los miembros DE, DC, AF,
y AB son miembros de fuerza cero.
Al aplicar las ecuaciones de equilibrio a las juntas D y A. Los
miembros de fuerza cero se pueden remover (como se
muestra en la figura) al analizar la armadura.
Ejemplo 1
Dado la armadura, identificar los elementos de fuerza cero

19. Podemos definir que en el primer caso, la
armadura nos quedara de esta forma al
eliminar los elementos de fuerza cero

20. 2) Cuando hay tres miembros conectados a una junta, de los
cuales dos son colineales y no hay carga externa alguna ni
reacción de apoyo aplicada a la misma; en este caso, la
fuerza que actuaría en el tercer miembro, no colineal es cero.
En este caso también se puede remover el miembro de
fuerza cero, como se muestra a continuación, esto para
analizar más la armadura. Por lo que se puede definir que
los miembros de fuerza cero se usan para aumentar la
estabilidad y rigidez de la armadura, y para proveer soporte
para varias diferentes condiciones carga.

21. Ejemplo 2
Dado la armadura, identificar los elementos de fuerza cero

23. Podemos definir que en el segundo caso, la
armadura nos quedara de esta forma al
eliminar los elementos de fuerza cero

24. GRACIAS POR SU
ATENCION