Fundamentos de Análisis y Diseño Estructural para estudiantes de Arquitectura

Fundamentos de Análisis y Diseño Estructural para estudiantes de Arquitectura

punto más bajo y el más alto del cable. Para entender la acción de soporte del cable, primero se forma un subsis tema (Figura 48.b), que incluye los dos segmentos de cable y la carga F. En los límites del subsistema actúan las dos fuerzas de reacción A y B en la dirección de los segmentos de cable correspondientes. Estas dos fuerzas se transfieren en paralelo al diagrama de fuerzas; sus intensidades se deri van de la condición de que deben estar en equilibrio con la fuerza F, es decir, las tres fuerzas F, A y B deben anularse vectorialmente. Las tres fuer zas F, A y B son las fuerzas externas que actúan sobre el cable. Luego de determinar las fuerzas externas, se examinan las fuerzas internas del cable (Figura 48.b). Para este propósito, primero se define un subsiste ma N1 que incluye a la fuerza F y dos partes cortas del cable. En los límites del subsistema se introducen las fuerzas internas T1 y T2 en la dirección de los segmentos de cable correspondientes. Estas fuerzas son ejercidas por el cable sobre el nudo y, por lo tanto, se denominan fuerzas internas del nudo. Se transfieren nuevamente al diagrama de fuerzas de tal manera que se cumpla la primera condición de equilibrio, que es la anulación vectorial de las fuerzas. La segunda condición de equilibrio, que los puntos de acción de las tres fuerzas se corten en un punto común, exige que el punto de intersección de los dos segmentos de cable esté sobre la línea de acción de la fuerza F. Las magnitudes de las fuerzas internas T1 y T2 se miden a partir del triángulo formado en el diagrama de fuerzas. Debido a la simetría del sistema, las fuerzas internas son igual en magni tud en ambos lados del nudo.

Figura 48

Efecto estructural de un cable bajo una carga concentrada única.

Los cables son elementos de soporte que solo pueden transferir fuerzas en la dirección del cable, es decir, fuerzas internas de tracción. Considere mos un cable que está atado por ambos extremos a la misma altura y que está sometido a una carga F en el centro del tramo (Figura 48.a). La propia carga del cable se ignora por el momento. Para investigar el efecto estruc tural del cable, este se representa a escala en el diagrama de forma. Las inclinaciones de ambos segmentos del cable deben corresponder a la realidad. Las estructuras de cable se deforman hacia abajo bajo la influencia de la carga para encontrar una posición de equilibrio adoptan do una forma de triángulo. La geometría del cable está definida en el diagrama de forma por la distancia entre los dos puntos de apoyo y la diferencia de altura entre el

A continuación, se examinan los dos subsistemas correspondientes a los segmentos de cable. Como se puede ver en la Figura 48.b, por razones de

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04 - cables