~

uPARTEUNO

1~

2

IPARTEDOS

3

H

nH

CONTENIDO

INTRODUCCiÓNALANÁLISISESTRUCTURALY A LASCARGAS

INTRODUCCiÓNALANÁLISISESTRUCTURAL1.1 Antecedentes históricos 4

1.2 Papel del análisis estructural en los proyectosde ingeniería estructural 6

1.3 Clasificación de las estructuras 7lA Modelos analíticos 12

Resumen 15

CARGASSOBRELASESTRUCTURAS

2.1 Cargas muertas 192.2 Cargas vivas 212.3 Impacto 24204 Cargas del viento 242.5 Cargas de la nieve 302.6 Cargas de los temblores de tierra 322.7 Presiones hidrostáticas y del suelo 342.8 Efectos térmicos y de otra clase 342.9 Combinaciones de cargas 34

Resumen 35Problemas 35

ANÁLISISDEESTRUCTURASESTÁTlCAMENTEDETERMINADAS

EQUILIBRIOY REACCIONESEN LOSAPOYOS

3.1 Equilibrio de las estructuras 423.2 Fuerzas externas e internas 44

3.3 Tipos de apoyos para las estructuras planas 45304 Determinación, indeterminación e inestabilidad estáticas 453.5 Cálculo de las reacciones 57

3.6 Principio de superposición 693.7 Reacciones de estructuras simplemente apoyadas

usando proporciones 70Resumen 71Problemas 72

3

17

39

41

ix

x Contenido

6~

4 ARMADURASPLANASY ESPACIALES

4.1 Hipótesis en relación con el análisis de armaduras 824.2 Disposición de los miembros de armaduras planas;

estabilidad interna 85

4.3 Ecuaciones de condición para las armaduras planas 894.4 Determinación, indeterminación e inestabilidad estáticas

de las armaduras planas 90Análisis de las armaduras planas por el método de los nodos 95Análisis de las armaduras planas por el método de las secciones 106Análisis de las armaduras compuestas 111Armaduras complejas 113Armaduras espaciales 114Resumen 123Problemas 124

79

4.54.64.74.84.9

5VIGASY ARMAZONES:FUERZACORTANTEY MOMENTOFLEXIONANTE

5.1 Fuerza axial, fuerza cortante y momento flexionante 1365.2 Diagramas de la fuerza cortante y del momento flexionante 1425.3 Formas flexionadas cualitativas 146

5.4 Relaciones entre cargas, fuerzas cortantesy momentos flexionantes 147

5.5 Determinación, indeterminación e inestabilidad estáticasde los armazones planos 162

5.6 Análisis de los armazones planos 167Resumen 178Problemas 179

135

DEFLEXIONESDELASVIGAS:MÉTODOSGEOMÉTRICOS

6.1 Ecuación diferencial para la deflexión de las vigas 1886.2 Método de integración directa 1916.3 Método de superposición 1936.4 Método del momento-área 193

6.5 Diagramas del momento flexionante por partes 2026.6 Método de la viga conjugada 206

Resumen 219Problemas 220

187

7 DEFLEXIONESDELASARMADURAS,VIGASY ARMAZONES:MÉTODOSDELTRABAJO-ENERGíA

7.1 Trabajo 2267.2 Principio del trabajo virtual 2287.3 Deflexiones de las armaduras por el método del trabajo virtual' 2327.4 Deflexiones de las vigas por el método del trabajo virtual 2397.5 Deflexiones de los armazones por el método del trabajo virtual 2467.6 Conservación de la energía y energía de deformación 2537.7 Segundo teorema de Castigliano 2567.8 Ley de Betti y ley de Maxwell de las deflexiones recíprocas 264

Resumen 265Problemas 267

225

,..

79 8

6

9~

135

10

187

PARTE/TRES

11

225

12

Contenido xi

LíNEASDEINFLUENCIA

8.1 Líneas de influencia para las vigas y los armazonespor el método del equilibrio 277

8.2 Principio de MüIler-Breslau y líneas cualitativasde influencia 289

Líneas de influencia para vigas maestras con sistemas de pisos 300Líneas de influencia para armaduras 308Líneas de influencia para deflexiones 319Resumen 322Problemas 322

275

8.38.48.5

APLICACiÓNDELASLíNEASDEINFLUENCIA

9.1 Respuesta en un lugar en particular debida a una solacarga concentrada en movimiento 330

9.2 Respuesta en un lugar en particular debida a una carga vivauniformemente distribuida 331

9.3 Respuesta en un lugar en particular debida a una seriede cargas concentradas en movimiento 334

9.4 Respuesta máxima absoluta 341Resumen 347Problemas 347

329

ANÁLISISDEESTRUCTURASSIMÉTRICAS

10.1 Estructuras simétricas 35010.2 Componentes simétricas yantisimétricas

de las cargas 35610.3 Comportamiento de las estructuras simétricas bajo

cargassimétricasy antisimétricas36310.4 Procedimientopara el análisisde las estructurassimétricas 366

Resumen 373Problemas 373

349

ANÁLISISDEESTRUCTURASESTÁTICAMENTEINDETERMINADAS

INTRODUCCiÓNA LASESTRUCTURASESTÁTICAMENTEINDETERMINADAS

11.1 Ventajas y desventajas de las estructurasindeterminadas 380

11.2 Análisis de las estructuras indeterminadas 383Resumen 387

377

379

ANÁLISISAPROXIMADOSDEARMAZONESRECTANGULARES-PARAEDIFICIOS

12.1 Hipótesis para el análisis aproximado 39112.2 Análisis para las cargas verticales 39312.3 Análisis para las cargas laterales; método del portal 39812.4 Análisis para las cargas laterales; método de la viga en voladizo 409

Resumen 416Problemas 417

389

,--xii Contenido

13~

14

15~

16~

17.......

MÉTODODELASDEFORMACIONESCOHERENTES;MÉTODODELASFUERZAS

13.1 Estructuras con un solo grado de indetenninación 42013.2 Fuerzas y momentos internos como elementos redundantes 43913.3 Estructuras con grados múltiples de indetenninación 45113.4 Asentamientos de los apoyos, cambios de temperatura

y errores de fabricación 47013.5 Método del trabajo mínimo 476

Resumen" 481Problemas 482

líNEAS DE INFLUENCIA PARA LAS ESTRUCTURASESTÁTICAMENTEINDETERMINADAS

14.1 Líneas de influencia para vigas y annaduras 49214.2 Líneas cualitativas de influencia

por el principio de Müller-Breslau 505Resumen 509Problemas 510

MÉTODODELASPENDIENTES-DEFlEXIONES

15.1 Ecuaciones de las pendientes-deflexiones 51415.2 Concepto básico del método de las

pendientes-deflexiones 52215.3 Análisis de vigas continuas 52915.4 Análisis de annazones sin ladeo 54315.5 Análisis de annazones con ladeo 551

Resumen 569Problemas 570

MÉTODODEDISTRIBUCiÓNDEMOMENTOS

16.1 Definiciones y tenninología 57616.2 Concepto básico del método de

distribución de momentos 585

16.3 Análisis de vigas continuas 59216.4 Análisis de annazones sin ladeo 60216.5 Análisis de annazones con ladeo 605

Resumen 620Problemas 621

INTRODUCCiÓNAl ANÁLISISESTRUCTURALMATRICIAl

17.1 Modelo analítico 628

17.2 Relaciones de rigidez de los miembrosen coordenadas locales 632

17.3 Transfonnaciones de coordenadas 639

17.4 Relaciones de rigidez de los miembrosen coordenadas globales 645

17.5 Relaciones de rigidez de la estructura 64617.6 Procedimiento para el análisis 653

Resumen 669Problemas 670

419

491

513

575

627

419

9

491

513

575

~

627

,..

Contenido xiii

APÉNDICEA ÁREASY CENTROIDESDEFORMASGEOMÉTRICAS.........

APÉNDICE B.........

673

REPASODEÁLGEBRADEMATRICES

B.l Definición de matriz 678B.2 Tipos de matrices 678B.3 Operaciones con matrices 680B.4 Resolución de ecuaciones simultáneas por el método de Gauss-Jordan 687

Problemas 690

677

BIBUOGRAFíA

RESPUESTASA PROBLEMASSELECCIONADOS

691

693

íNDICE 701