CURSO DE ESTÁTICA APUNTES DE CLASE ING. SERGIO HERRERA RAMÍREZ

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1 CURSO DE ESTÁTICA APUNTES DE CLASE ING. SERGIO HERRERA RAMÍREZ "No nos hace falta valor para emprender ciertas cosas porque sean difíciles, sino que son difíciles porque nos falta valor para emprenderlas" Séneca ESTÁTICA - Ing. Sergio Herrera 1

2 E S T Á T I C A ( EC 111 I ) DOCENTES: Ing. Sergio Herrera Ramírez (sherrera@foncodes.gob.pe) Ing. Carlos Vega de la Cruz HORARIO DE CLASES: Teoría : Miércoles 6 8 pm J2 192 Viernes 6 8 pm G2 122 Práctica : Viernes 4 6 pm COPRESA OBJETIVO: Comprender los principios básicos de la Estática. Desarrollar la capacidad para analizar cualquier problema de manera simple y lógica. SYLLABUS: Capítulo 1 Capítulo 2 Capítulo 3 Capítulo 4 Capítulo 5 Capítulo 6 Capítulo 7 Capítulo 8 Capítulo 9 Introducción. Estática de partículas. Equilibrio de sólidos rígidos. Fuerzas internas en reticulados. Centro de gravedad. Momentos de inercia. Fuerzas internas en vigas. Líneas de influencia en vigas. Esfuerzo y deformación en cables. ESTÁTICA - Ing. Sergio Herrera 2

3 Capítulo 1 INTRODUCCIÓN 1.1 Objetivos 1.2 Conceptos previos 1.3 Sistemas de unidades 1.4 Definición de la mecánica 1.5 Clasificación de la mecánica 1.6 Principios de la mecánica elemental Capítulo 2 ESTÁTICA DE PARTÍCULAS 2.1 Fuerzas en un plano 2.2 Ley del paralelogramo 2.3 Vectores 2.4 Suma de vectores 2.5 Resultante de varias fuerzas concurrentes 2.6 Descomposición de una fuerza en sus componentes 2.7 Componentes rectangulares de una fuerza Vectores unitarios 2.8 Suma de fuerzas por adición de componentes X e Y 2.9 Momento de una fuerza con respecto a un punto 2.10 Teorema de Varignon Capítulo 3 EQUILIBRIO DE SÓLIDOS RÍGIDOS 3.1 Equilibrio de una partícula 3.2 Equilibrio de sólidos rígidos 3.3 Equilibrio de un sólido rígido de dos dimensiones 3.4 Reacciones en los apoyos de una estructura bidimensional 3.5 Tipos de apoyos 3.6 Restricción isostática de un sólido bidimensional 3.7 Vinculación hiperestática de un sólido bidimensional 3.8 Problemas de cálculo de reacciones en los apoyos de una estructura bidimensional Capítulo 4 FUERZAS INTERNAS EN RETICULADOS 4.1 Definición de reticulado 4.2 Análisis de reticulados Método de los nudos 4.3 Análisis de reticulados Método de las secciones Capítulo 5 CENTRO DE GRAVEDAD 5.1 Fuerzas distribuidas de un cuerpo Centro de gravedad 5.2 Métodos para determinar centroides 5.3 Centroides de áreas más comunes 5.4 Problemas de cálculo de centroides ESTÁTICA - Ing. Sergio Herrera 3

4 Capítulo 6 MOMENTOS DE INERCIA 6.1 Momento de segundo orden o momentos de inercia de áreas 6.2 Momentos de inercia de un área por integración 6.3 Radio de giro de un área 6.4 Teorema de Steiner o de los ejes paralelos 6.5 Teorema de áreas compuestas 6.6 Momentos de inercia de formas geométricas comunes 6.7 Producto de inercia de áreas 6.8 Momentos de inercia respecto a ejes inclinados 6.9 Ejes principales y momentos principales de inercia 6.10 Ejes para un producto de inercia máximo 6.11 Problemas de cálculo de momentos de inercia Capítulo 7 FUERZAS INTERNAS EN VIGAS 7.1 Definición de viga 7.2 Fuerza cortante y momento flector en vigas 7.3 Diagramas de fuerza cortante y momento flector 7.4 Relación entre carga, fuerza cortante y momento flector 7.5 Problemas de cálculo de fuerza cortante y momento flector 7.6 Pórticos isostáticos Capítulo 8 LÍNEAS DE INFLUENCIA EN VIGAS 8.1 Conceptos previos 8.2 Definición de la línea de influencia 8.3 Líneas de influencia para las reacciones 8.4 Líneas de influencia para fuerzas cortantes en una sección 8.5 Líneas de influencia para momentos flectores en una sección 8.6 Valores máximos para cargas móviles en una viga simple 8.7 Líneas de influencia en vigas con volado en el extremo 8.8 Líneas de influencia en vigas Gerber (1 fijo, 2 móviles) 8.9 Líneas de influencia en vigas continuas Capítulo 9 ESFUERZO Y DEFORMACIÓN EN CABLES 9.1 Conceptos previos 9.2 Cables con cargas concentradas 9.3 Cables con cargas distribuidas (forma general) 9.4 Cable parabólico 9.5 Cable catenaria 9.6 Cable que soporta su peso propio simulado como cable parabólico 9.7 Problemas de repaso ESTÁTICA - Ing. Sergio Herrera 4

5 COPIAS DEL CURSO: Aula Virtual BIBLIOGRAFÍA: Mecánica Vectorial para Ingenieros Estática Ferdinand P. Beer, E. Russell Johnston, Jr. y Elliot R. Eisenberg Mecánica para Ingenieros Estática Russell C. Hibbeler Resistencia de Materiales William A. Nash Colección Shaum Resistencia de Materiales Nicholas Willems, John T. Easley y Stanley T. Rolfe Análisis de Estructuras Método Clásico y Matricial Jack C. Mc Cormac y James K. Nelson SISTEMA DE EVALUACIÓN: Sistema F Peso Examen Parcial : 1 Examen Final : 2 Promedio de Prácticas (8) : 1 [ Se anula el 25% ] 8 6 Prácticas de Aula 40 Ptos. 2 Trabajos Domiciliarios Mínimo para aprobar el curso Examen Sustitutorio: Reemplaza la nota del Examen Parcial ó del Final, la que favorece más al alumno. Condición: - Promedio de Prácticas Promedio Total 6.0 ESTÁTICA - Ing. Sergio Herrera 5

6 Al final de éste curso usted debería poder: Analizar cualquier Reticulado Isostático con cargas aplicadas en sus nudos Elaborar diagramas de fuerza cortante y momento flector de Vigas Isostáticas Aplicar Líneas de Influencia en vigas simplemente apoyadas sujetas a cargas móviles Analizar Cables con cargas concentradas y distribuidas (parabólico y catenaria) Capacidad de Síntesis Dominio Tecnológico Adaptación a los cambios Espíritu Emprendedor COMPETENCIAS A DESARROLLAR EN EL CURSO Adaptación a la Diversidad Cultural Inteligencia Social Transdisciplinariedad Trabajar en Equipo ESTÁTICA - Ing. Sergio Herrera 6

7 No usen una ecuación que no puedan demostrar Si una persona tiene cinco minutos para resolver un problema del cual dependiera su vida, el individuo debe de emplear tres minutos leyendo y entendiendo claramente el problema Con respecto a la ingeniería estructural moderna uno puede reformular esas observaciones como: No utilicen un programa de análisis estructural a menos que usted entienda completamente la teoría y aproximaciones contenidas en el programa Para resolver un problema usando un programa mediante un modelo matemático, se debe tener claramente definidas las cargas, propiedades de los materiales y condiciones de frontera de la estructura Edward L. Wilson, Dr. Ing. ESTÁTICA - Ing. Sergio Herrera 7