Estructuras isostáticas e hiperestáticas

publicación por suzy gonzalez 


Antes de empezar con los temas principales de Acero y Madera es importante conocer algunos conceptos sobre estructuras isostática y una estructura hiperestática. 

• definicion de estructura Isostática:  es que el numero de fuerzas actuantes es igual al numero de fuerzas actuantes es igual al numero de ecuaciones en equilibrio, digamos que si le quitas una atadura queda inestable. 

ej: una cancha de football 

• definicion de estructura Hiperstática: (super quieta, necesita liberarse de varios apoyos para liberarse de la atadura),  en esta estructura existen mas fuerzas actuantes que ecuaciones en equilibrio, por lo tanto se necesita platear ecuaciones adicionales con los desplazamientos o giros en un punto especifico para conocer estas fuerzas (ecuaciones de compatibilidad).

ej: una viga con dos apoyos 

se puede encontrar esta clase de información en un libro de análisis estructural

Se debe comparar las siguientes ecuaciones para determinar / clasificarla: si es isostática o hiperstática. 

• grado de indeterminación
• grado de libertad
• redundantes
• ecuaciones de compatibilidad
• equilibrio de una estructura 

Ventajas y desventajas de las estructuras isostáticas

Las ventajas de las estructuras isóstaticas, 

Las principales ventajas  son su peso ligero y su alta resistencia a la corrosión. se usa para revestimientos.

Desventajas: si los calculos de una seccion (viga), marco, etc... falla, la estructura se viene abajo al contrario con las hiperestaticas tienen una reserva para alcanzar el mecanismo de seguridad

Ventajas y desventajas de las estructuras hiperestáticas. 

ventajas: 

• menor costo del material ya que permite obtener estructuras con menor secciones transversales en sus elementos constitutivos. 
• continuidad entre los distintos miembros estructurales, con lo que se logra una mejor distribución de los esfuerzos interiores producidos por cargas aplicadas. Asimismo, la continuidad permite materializar elementos de mayores luces y por ende menor cantidad de apoyos a igualdad de sección, o el uso de menores secciones para luces iguales.
• mayor factor de seguridad a comparaciones de las isostáticas 
• mayor rigidez, menor deformaciones
• ante un sismo, mejora el aumento en el grado de hiperestaticidad, por medio de "rótulas plásticas" que un isostatico es imposible de coincibir. 
• muchas veces el material de la estructura hiperestática responde a los pocos errores en una obra 
• (arcos empotrados)
  
  
  Desventajas
•  variaciones de temperatura
• fabricación deficiente 
• desajustes de colocación generan deformaciones 
• usualmente se requiere secciones reforzadas 

aqui podras tener mas acceso a informacion sobre: metodos, analisis de las estructuras hiperstaticas e isostaticas... http://es.wikipedia.org/wiki/An%C3%A1lisis_estructural

Método abreviado de análisis de cargas mediante una 

estructura de modelo isostático 

·         El análisis de cargas (suma de fuerzas) 
Carga= distribuida o puntual (fuerzas o momentos aplicados en la estructura expresadas en unidades de fuerza como (N, Lb, N*m Lb*pie, etc.)

·         Resultado de reacciones (cargas totales concentradas en apoyos)
En el cual usamos apoyo móvil y otro fijo (en nuestras estructuras isostáticas)

·         diagrama de corte y momento estos diagramas nos servirá para visualizar como se deformará la viga isostática en qué punto y porqué valor después de realizar el análisis de cargas como también el esfuerzo máximo que realizará la viga por medio de las cargas propuestas.

Por este medio obtenemos la fuerza y la carga a lo largo de la pieza (viga) y trazados estos diagramas y ecuaciones decidiremos el material con el que se construirá, dimensiones, punto de deformación.

Por ende usamos el estudio de resistencia de materiales, elegimos el material a usar ( en este caso elegimos madera u acero)  en el cual damos cálculos de un material por medio de su resistencia y peso a través de cálculos/ análisis de flexión, esfuerzo, corte, trabajo  y deflexión  para que cumpla los requisitos de resistencia, rigidez, estabilidad y cuanto se deformará  en la estructura diseñada por nosotros; comparamos los resultados del material propuesto por medio de tablas que contiene las propiedades estructurales su flexión corte y esfuerzos máximos; nuestros cálculos deben quedar por debajo a estos. 

Métodos estáticos de calculo, para la resolución de una

 estructura  de modelo hiperstática 

Hardy Cross o distribución de momentos:

Este método toma en cuenta los marcos estructurales y deben contarse por medio de las reacciones los esfuerzos y deflexiones de cada marco, este método de cross también se le conoce como distribución de momentos en el cual  primero se toman en cuenta:

·         Los momentos en los extremos fijos de los marcos y son distribuidos a lo largo de sus miembros hasta alcanzar un equilibrio por medio de porcentajes; es un método próximo para evaluar la estructura, su flexibilidad y deflexión

·         por lo cual luego encontraremos el Mmáx y Vmáx

·         continuando con el análisis de esfuerzo, flexión y corte

·         con determinado material referente a sus propiedades estructurales 

Estos métodos podemos visualizarlo en pasarela, marcos, edificios.

Método

Tambien ver publicacion :                                                              

• EJEMPLOS DE RESOLUCIÓN DE VIGAS CONTINUAS CON 2 APOYOS
•  CON 3 APOYOS, 4 Y 5 APOYOS CON LA RESOLUCIÓN DE CÓRTATE Y MOMENTO FLEXIONANTE  
  (publicacion por Samantha bedoya)
  
  >sección de Diseño de interiores y exteriores