Subido por Lucia P.

Líneas de influencia

Anuncio
Líneas de influencia
en todas las estructuras nos concentramos en determinar esfuerzos internos,
incógnitas hiperestáticas o deformaciones. todos estos pueden determinarse a
través de funciones que nos permitan conocer su valor cuando las cargas se
desplazan a lo largo de una línea del elemento estructural.
una niña de influencia es un diagrama en el cual las ordenadas señalan la
magnitud y la característica de una función de una estructura cuando una carga
unitaria se desplaza. cada ordenada da un valor de la función que se corresponde
con la ubicación de la ordenada de la función cuando la carga se mueve.
La principal diferencia de un diagrama de esfuerzos internos con uno de líneas de influencias es
que el de líneas influencia muestra para una determinada sección la variación del esfuerzo cuando
la carga móvil se desplaza a lo largo de esta.
Las líneas de influencia nos permiten localizar puntos críticos de la ubicación de carga y calcular así
el valor de la función en estudio.
en estructuras hiperestáticas el trazado de la línea de influencia exige el cálculo de las ordenadas
correspondientes a un número de puntos que conforman un diagrama curvo.
usos de la línea de influencia
las líneas de influencia nos permiten conocer el efecto que provocan cargas móviles o un tren de cargas
a lo largo de la estructura es decir los puntos máximos y mínimos.
cuando hablamos de una carga concentrada Unitaria las ordenadas del gráfico de líneas de influencia leídas
bajo la carga y en una escala prefijada nos dan el valor del efecto provocado
en palabras más claras las líneas de influencia muestran la influencia que tiene una carga al variar su posición.
➔ Cuando la viga está sometida a una carga concentrada el efecto que esta genera será proporcional a
la intensidad de esta fuerza.
➔ si la viga está sometida a un grupo de cargas entonces el efecto vertical serán las ordenadas leído bajo
las cargas aplicado superposición de efectos
➔ cuando hablamos de un tren de cargas entonces el efecto máximo se obtiene por tanteo disponiendo
las cargas en distintas posiciones
➔ sí una viga está sometida a una carga repartida entonces lo que hacemos es descomponerla en
elementos infinitesimales para encontrar en el caso anterior una superposición de efectos
Cuando la línea de influencia tiene distintos signos por tramos esto señala que para la posición de la carga es
positivo o negativo el efecto calculado
El método Müller Breslau.
este método nos permite determinar la línea influencia de reacciones superabundantes y las solicitaciones en
una sección genérica. este método es aplicable a cualquier tipo de estructura particularmente queda limitado
bajo aquellas estructuras con materiales elásticos que sigan la ley de Hook.
este es un método que proporciona una forma de dibujar de aproximada la línea de influencia y determinar
con precisión la posición de la carga móvil para la cual nosotros obtenemos los efectos máximos de las diversas
funciones estructurales
Las ordenadas de la línea de influencia de una función de una estructura ser
proporcionales a la línea elástica que obtendría si suprimo en esta estructura la sujeción
correspondiente al elemento de la estructura y a su vez introdujo en su lugar la
deformación correspondiente a la estructura primaria.
Es decir, la línea elástica de una estructura representa a cierta escala la línea de influencia de una función si
se admite que la función considerada actúa a lo largo de una pequeña distancia o ángulo-giro o corrimientoentonces el principio de este método consiste en disminuir el grado de hiperactividad al introducir una
posibilidad de movimiento en el punto en el cual quiero conocer la línea de influencia. aplican restricciones
restricciones
Li de una reacción de vínculo vertical. se permite el movimiento en la dirección de la reacción
suprimiendo el apoyo correspondiente a la línea que deseo conocer permitiendo así el corrimiento.
Li de un momento. implica permitir el giro relativo con lo cual el método implica colocar una rótula en
la sección donde deseo conocer la influencia.
Li de un esfuerzo de corte. implica permitir el corrimiento relativo perpendicular a la directriz de la
pieza.
Li axiales. permite el deslizamiento relativo según el eje de la vida.
Procedimiento.
1. daba una estructura hiperestática sometida a la acción de una carga vertical P de carácter móvil de la
cual deseamos conocer la línea de influencia de la reacción de un vínculo, el primer paso es retirar el
apoyo sobre el cual queremos conocer su influencia conformando de esta forma una estructura
estáticamente determinada a la cual llamaremos estructura primitiva.
2. Establecer el estado de cargas 1. se hace el supuesto sobre la estructura primitiva donde actúa P en
un punto cualquiera n y además una fuerza vertical hacia arriba sobre la cual admitiremos que tiene
el mismo valor que la reacción vertical del vínculo que eliminamos. de esta forma podemos garantizar
que la deformación en la estructura primitiva y las tensiones serán iguales a las que estará sometida
la estructura real y en consecuencia la elástica de la primitiva será igual a la de la estructura real por
consiguiente el corrimiento en el punto del vínculo que nosotros eliminamos debería ser nulo.
3. estado de cargas dos. suponemos que la estructura primitiva se encuentra sometida únicamente a la
acción de una carga vertical desconocida a la cual llamaremos x en el punto del vínculo que
eliminamos. en este caso la estructura se flexionará y experimentará un desplazamiento vertical.
4. obtenidos los dos Estados de carga independientes para la estructura primitiva y aplicando la ley de
Betis encontramos el valor de la reacción de vinculo en función de los desplazamientos verticales.
Comentarios:
•
•
la reacción de vinculo de la estructura primitiva bajo el primer estado de cargas será proporcional al
desplazamiento que se produce en la estructura sometida bajo la acción de cargas dos. es decir, existe
una proporcionalidad entre la reacción de vínculo del Estado 1 con las deformaciones del Estado dos
la línea de influencia de la reacción de vínculo es igual a la línea elástica de la estructura primitiva
cuando la misma se encuentra sometida al estado de carga dos. las ordenadas de esta línea de
influencia se pueden obtener dividiendo el desplazamiento Del Estado dos en un punto aleatorio por
el desplazamiento Del Estado dos del punto del vínculo.
Si la estructura real es estáticamente indeterminada de grado superior a 1 la estructura
primitiva al suprimir la restricción sigue siendo estáticamente indeterminada sin
embargo esto no es un problema ya que antes de calcular las deformaciones lo que
hacemos es resolver la estructura primitiva hiperestática ya sea con el método de Cross
o deformaciones.
Convención de signos. positivo cuando el producto de una fuerza y un desplazamiento coincidan en
sentido es decir si ambos son positivos el signo será positivo y tienen signos distintos el producto será negativo.
-
Si utilizamos el método de la viga conjugada entonces hay que tener en consideración que el signo
positivo se dará cuando hablamos de desplazamientos que implican descensos y giros horarios.
en las ecuaciones surgen del planteo de Estados de cargas 1 de la estructura primitiva en la cual el
sentido de una función es incorrecto.
el signo de las ordenadas de la línea de influencia será independiente del signo de la ecuación
fundamental.
-
Müller Breslau en estructuras porticadas.
si se desea trazar la línea influencia de una estructura apolítica el cálculo de las deformaciones se debe realizar
mediante la aplicación del principio de trabajos virtuales es decir planteando la función de los desplazamientos
para el estado de carga dos sobre la estructura primitiva.
líneas de influencia para deformaciones-desplazamientos y girosse obtiene mediante la aplicación de un método deducido a partir del teorema de Maxwell.
•
cuando se desea conocer la línea de influencia de los desplazamientos verticales en una sección
generados por una carga móvil lo que se hace es aplicar el método directo suponiendo una carga
unitaria en distintas posiciones y calculando el descenso. luego se unen los puntos obteniendo la línea
de influencia buscada.
Para obtener la línea de influencia del desplazamiento de una sección medida en una dirección cualquiera se
aplica una fuerza unitaria según la dirección y se construye un diagrama de desplazamientos verticales de
todos los puntos del eje.
La línea influencia de un desplazamiento en una sección se reduce a la construcción de la elástica
correspondiente a una fuerza vertical u horizontal de valor unitario aplicado en la sección.
Comentarios sobre método directo e indirecto.
•
•
En general no utilizamos el método de cálculo directo ya que no es apto para el trazado de forma
cualitativa de una línea de influencia con lo cual lo que nosotros hacer es aplicar los principios de los
trabajos virtuales y en especial la ley de Maxwell nos permite transformar el efecto que genera en una
sección fija una carga móvil en otro efecto en una posición variable debido a una carga fija es decir
que calculamos los desplazamientos verticales que se producen debido a la acción de una carga
vertical actuando en el extremo de la viga coincidiendo con la reacción de un vínculo cuya influencia
deseo conocer.
método indirecto: nos permite conocer el efecto en una posición variable debido a una causa fija de
una única vez; la obtención del diagrama es más simple e intuitivo y es posible hacer un trazado a
mano de la línea de influencia
líneas de influencia cualitativas y cuantitativas.
cuando la línea de influencia es trazada con ayuda de ciertos valores numéricos hablamos de líneas
cuantitativas en cambio si lo que hacemos es un bosquejo de estos diagramas sin tener en cuenta ningún valor
numérico este diagrama se llama línea de influencia cualitativa este último grupo es el que utilizamos para
aplicar el principio de Müller Breslau.
Descargar