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Análisis de Fuerzas en un Arco

Proceso de Trazado de Rayos

• Se inicia el proceso trazando el rayo uno a partir de la recta acción de la fuerza uno, y se continúa con los rayos subsecuentes hasta el rayo seis.

• La resultante de las cinco fuerzas se determina mediante la intersección del rayo uno y el rayo seis, lo que indica la dirección de la resultante en el lado derecho del arco.

Dibujo del Arco

• Se redibuja el arco original, comenzando desde un punto B hasta un punto C, representando así la mitad del arco.

• Desde el punto M, donde una línea horizontal cruza con la recta acción de la resultante, se traza una línea inclinada hacia el punto B.

Modificación del Polígono de Fuerzas

• Se introducen nuevos rayos (nuevo rayo uno y nuevo rayo seis), creando un nuevo polígono que permite armar un antifunicular modificado.

• Los nuevos rayos son trazados sobre las cinco fuerzas originales para determinar su interacción con el arco.

Excentricidad y Curvatura

• Al analizar los rayos azules (antifunicular), se observa que hay una pequeña excentricidad que debe ser corregida para evitar problemas estructurales.

• La modificación del arco original es necesaria para igualar su curvatura al antifunicular, asegurando que no haya excentricidad en estado uno.

Verificación en Estado Dos

• Una vez modificado el arco, se procede a analizarlo en estado dos considerando también las cargas adicionales como viento.

• El análisis incluye dividir nuevamente el arco en partes iguales para evaluar cómo las cargas laterales afectan cada tramo.

Análisis de fuerzas en estructuras

Medición y cálculo de fuerzas

• Se discute la medición de los largos de los tramitos sobre el arco, anotando L1 a L10 para un total de 10 tramitos. La simetría se mantiene en los largos hacia el otro lado.

• El peso propio se calcula multiplicando el peso específico por la superficie del arco, considerando también la carga del viento que se obtiene mediante una fórmula específica (20 kg/m²).

• Las cargas del viento tienen valores positivos en un sector y negativos en otro, lo que implica que al sumar las fuerzas finales, algunas restarán y otras sumarán.

Polígono de fuerzas

• Se generan 10 fuerzas distintas que se grafican en escala para formar un polígono de fuerzas. Este es un paso crucial para visualizar las interacciones entre las diferentes cargas.

• Se traza una línea horizontal desde la mitad entre las fuerzas cinco y seis, marcando un nuevo polo (polo tres), lo cual es esencial para determinar las resultantes.

Resultantes y rayos

• Se identifican dos resultantes: una del lado derecho (entre fuerza uno y cinco) y otra del lado izquierdo (entre fuerza seis y diez). Esto permite conocer tanto la magnitud como la ubicación de estas resultantes.

• Se trazan rayos desde cada fuerza hacia su respectiva recta de acción. Esto ayuda a identificar cómo interactúan las diferentes fuerzas dentro del sistema estructural.

Modificación del arco

• Con el nuevo estado modificado del arco, se introducen nuevos puntos A, B y C. Es necesario trazar cuatro nuevos rayos basados en este nuevo diseño.

• Los nuevos rayos son trazados desde los puntos A a B y B a C, cruzándose con las resultantes previamente calculadas. Esto establece nuevas relaciones entre las fuerzas actuantes.

Reacciones en apoyos

• Al establecer el nuevo polo cuatro, se pueden calcular las reacciones RA y RB en los apoyos. Estas reacciones son fundamentales para entender cómo responde la estructura ante diversas cargas aplicadas.

• La interacción entre los rayos generados permite crear paralelogramos que ayudan a definir mejor el comportamiento estructural bajo condiciones específicas.

Antifunicular y Excentricidad en Arcos

Procedimiento para el Antifunicular

• Se menciona la importancia de entender el procedimiento para calcular el antifunicular de peso propio y viento, aunque no se espera que los estudiantes realicen cálculos numéricos.

• Se destaca que la excentricidad generada por succión y depresión es constante, pero puede variar en magnitud entre diferentes lados del arco.

Medición de Excentricidad

• La medición de la excentricidad se realiza en escala, utilizando centímetros, y se compara con la altura del núcleo central para determinar si está dentro o fuera del mismo.

• Es crucial tener una noción general del procedimiento y qué acciones realizar en cada estado: modificar el arco original con el antifunicular de peso propio.

Deformación por Carga Lateral

• Se explica cómo la carga lateral del viento genera deformaciones en el arco; presiona de un lado y succiona del otro.

• El antifunicular representa siempre la inversa de la deformación; si hay presión por un lado, el antifunicular se eleva en ese punto.

Gráficos Teóricos

• Al graficar el antifunicular bajo carga lateral, este debe ser representado como opuesto a la deformación generada por dicha carga.

• La próxima clase abordará verificaciones relacionadas con esfuerzos en cubiertas, incluyendo compresión y pandeo.

Recursos Adicionales

• Se mencionan grabaciones de clases anteriores que serán compartidas para ayudar a los estudiantes a repasar conceptos previos.

Discusión sobre el repaso de temas

Propuesta de revisión de materiales

• Se sugiere que al final de cada tema se realice un repaso, lo cual podría ser beneficioso para la comprensión.

• Existe la opción de compartir los materiales antes del repaso, permitiendo a los participantes revisarlos con anticipación.

• La persona que habla está abierta a recibir los materiales para ir viendo algo antes del repaso formal.

• Se menciona la importancia de revisar por si acaso, sugiriendo una actitud proactiva hacia el aprendizaje.

• Se confirma que Flor también compartirá sus materiales, indicando colaboración entre los participantes.