Cálculo de Estructuras – Tomo 1 – Ramón Arguelles
En los últimos años, la proliferación de las calculadoras electrónicas y los centros de cálculo ha transformado la manera en que se abordan los problemas en el campo de la ingeniería estructural. La facilidad para llevar a cabo un gran número de operaciones numéricas ha hecho indispensable un cambio en el enfoque y tratamiento de disciplinas técnicas, particularmente en el Cálculo de Estructuras. Esta transformación ha permitido que la resolución de estos problemas sea más accesible y eficiente, pero también ha llevado a cuestionar métodos tradicionales en favor de enfoques más automatizados.
Sin embargo, el abandono de ciertos métodos clásicos, donde el cálculo matemático estaba estrechamente ligado a la interpretación fisica del problema, ha generado una preocupación. La rutina mecanizada de resolver problemas mediante programas computacionales puede dejar a los estudiantes y profesionales dependientes de herramientas sin entender profundamente los conceptos fundamentales de comportamiento material y estructural. Esta situación subraya la necesidad de un equilibro entre el manejo de nuevas tecnologías y la sólida comprensión teórica que solo se obtiene a través de un estudio minucioso y detallado de los principios del cálculo estructural.
Ante esta necesidad, se propone este libro como una guía integral que combina el estudio básico y general del cálculo de estructuras con el análisis de tensiones y deformaciones. Enfocado en proporcionar una comprensión teórica sólida, este libro también capacita a los lectores para aplicar este conocimiento a problemas prácticos y a utilizar de manera judicativa las herramientas computacionales modernas. De esta manera, se busca preparar a los futuros ingenieros tanto para el análisis teórico como para la práctica diaria en el campo de la construcción y diseño estructural.
CONTENIDO
CAP. I. INTRODUCCION Y DEFINICIONES
I.A. Ideas generales sobre la elasticidad y el cálculo de estructuras.
I.B. Características elásticas de los principales materiales estructurales.
I.C. Ley de Hooke y coeficiente de Poisson.
I.D. Fuerzas, tensiones y deformaciones.
I.E. Hipótesis básicas y complementarias de la elasticidad.
I.F. Objetivos de la teoría de la elasticidad y de la resistencia de materiales.
CAP. II. TENSIONES Y DEFORMACIONES
II.A. Estados de tensiones de los cuerpos elásticos.
II.B. Recorridos y deformaciones de los cuerpos elásticos.
II.C. Relaciones entre tensiones y deformaciones.
II.D. Elasticidad plana.
CAP. III. PRINCIPIOS FUNDAMENTALES Y ELASTICIDAD PLANA
III.A. Principios fundamentales.
III.B. Problemas de elasticidad plana.
CAP. IV. TEOREMAS SOBRE EL TRABAJO DE LA DEFORMACION
IV.A. Energía potencial de deformación.
IV.B. Teoremas.
IV.C. Aplicaciones de los teoremas energéticos a las piezas prismáticas.
CAP. V. CLASIFICACION Y ENLACE DE LAS ESTRUCTURAS
V.A. Introducción.
V.B. Apoyos y enlaces.
V.C. Isostatismo e hiperestatismo de los sistemas de barras.
CAP. VI. FUERZAS DE SECCION Y TENSIONES EN LAS PIEZAS PRISMATICAS
VI.A. Fuerzas de sección.
VI.B. Evaluación de las tensiones en las piezas prismáticas.
VI.C. Piezas de pared delgada: tensiones tangenciales provocadas por los esfuerzos cortantes y centro de esfuerzos cortantes.
VI.D. Tensiones normales y tangenciales debidas a la torsión no uniforme.
CAP. VII. DETERMINACION DE LAS FUERZAS DE SECCION EN LAS VIGAS ISOSTATICAS
VII.A. Introducción.
VII.B. Viga articulada en un extremo y libremente apoyada en el otro.
VII.C. Voladizos.
VII.D. Viga isostática con los extremos volados.
VII.E. Vigas Gerber.
VII.F. Estudio de las fuerzas de sección provocadas por trenes móviles de cargas.
CAP. VIII. DEFORMACIONES DE LAS VIGAS
VIII.A. Introducción.
VIII.B. Traslaciones angulares.
VIII.C. Ecuación diferencial de la elástica.
VIII.D. Teoremas de Mohr y aplicaciones.
VIII.F. Deformaciones y tensiones debidas a la torsión.
CAP. IX. VIGAS HIPERESTATICAS DE UN SOLO VANO
IX.A. Piezas con cargas contenidas en su plano medio.
IX.B. Piezas torsionadas.
CAP. X. PIEZAS PRISMATICAS DE DIRECTRIZ CURVA
X.A. Arcos.
X.B. Anillos.
X.C. Resortes.
CAP. XI. SISTEMAS PLANOS DE BARRAS DE NUDOS RIGIDOS
XI.A. Vigas continuas.
XI.B. Sistemas de barras de nudos rígidos.
XI.C. Desplazamientos de los nudos en los sistemas de barras.
XI.D. Leyes de esfuerzos.
XI.E. Ejemplos.
CAP. XII. EL METODO DE CROSS
XII.A. Generalidades.
XII.B. Estructuras sin desplazamiento de nudos y momento de inercia constante.
XII.C. Estructuras sin desplazamiento de nudos y momento de inercia variable.
XII.D. Estructuras con nudos desplazables.
XII.E. Compensación simultánea de fuerzas horizontales y momentos.
CAP. XIII. SISTEMAS DE BARRAS ARTICULADAS
XIII.A. Sistemas articulados planos.
XIII.B. Sistemas articulados espaciales.
CAP. XIV. CALCULO MATRICIAL DE LOS SISTEMAS DE BARRAS
XIV.A. Generalidades.
XIV.B. Álgebra de matrices.
XIV.C. Resolución de sistemas de ecuaciones lineales.
XIV.D. Vectores.
XIV.E. Método de la rigidez.
XIV.F. Complementos para el cálculo matricial.
XIV.G. Ejemplos.
CAP. XV. LINEAS DE INFLUENCIA
XV.A. Generalidades.
XV.B. Sistemas isostáticos.
XV.C. Sistemas hiperestáticos.
