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Fuerzas de Fijación y Momentos en Vigas: Guía para Ingeniería Civil, Ejercicios de Análisis Estructural

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Tipo: Ejercicios

2019/2020

Subido el 28/11/2020

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Fuerzas de fijación y momentos
de empotramiento en vigas
43 y más
Ortiz David
Palomino Alex Henrry
Miranda Albert Richard
Martínez Hugo
Edición revisada
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𝑃𝑎𝑟á𝑏𝑜𝑙𝑎
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¡Descarga Fuerzas de Fijación y Momentos en Vigas: Guía para Ingeniería Civil y más Ejercicios en PDF de Análisis Estructural solo en Docsity!

Fuerzas de fijación y momentos

de empotramiento en vigas

43 y más

Ortiz David

Palomino Alex Henrry

Miranda Albert Richard

Martínez Hugo

Edición revisada

𝑊 𝑃𝑎𝑟á𝑏𝑜𝑙𝑎 𝐴 𝐵 𝐿/ 2 𝐿/ 2 𝑊 𝑃𝑎𝑟á𝑏𝑜𝑙𝑎 𝐴 (^) 𝐵 𝐿

Alex Henrry Palomino Encinas (Perú)

Bachiller en Ingeniería Civil de la Universidad Nacional de Cajamarca (UNC). Cuenta con especialización en cálculo y diseño de concreto armado y albañilería, estructuras de contención y cimentaciones, reservorios, puentes, así como en evaluación y diseño por desempeño de edificios. Ha participado en calidad de ponente de conferencias, cursos y talleres en diversos congresos y ciclos de conferencias nacionales e internacionales. Realizó su primera gira internacional en Bolivia, teniendo intervenciones destacadas en la UTO (Oruro) y la UPEA (La Paz) en el 2015. En ese mismo año disertó nuevamente en Bolivia. En enero del 2016 impartió su primera conferencia en América del Norte dentro del evento “Primera Jornada Internacional de Ingeniería Civil” en el Tecnológico Nacional de México, Instituto Tecnológico de Iztapalapa III. Es autor de los siguientes manuales, de los cuales ha compartido algunas de sus partes para su descarga gratuita: “Manual para los estudiantes del ETABS”, “Diseño de cimentaciones superficiales con el uso de SAFE- teoría y práctica”, “Diseño de reservorios apoyados de concreto armado con SAP 2000”, “Cálculo y diseño de edificios de concreto armado con ETABS”, “Manual de análisis estático y dinámico- NTE E.030”, “Manual de AutoCAD Estructural Detailing”, entre otros. Ha publicado diversos videos tutoriales de Ingeniería Estructural y actualmente se dedica a dictar cursos especializados de forma independiente sobre distintos temas de Ingeniería Estructural. Forma parte del equipo de editores de la web de Ingeniería civil más destacada de América Latina, civilgeeks.com.

Albert Richard Miranda Sivila (Bolivia)

Licenciatura en Ingeniería Civil en la Universidad Católica Boliviana “San Pablo” (Graduado por Excelencia). Maestría en Ingeniería Civil, área de Estructuras, en la ESIA UZ IPN, México (Graduado con Mención Honorífica). Dentro de su experiencia laboral está: a) Sub Gerente Técnico, Departamento de Ingeniería. VSL Corporation México SA de CV. Análisis y diseño de estructuras postensadas (Julio de 2014 - a la fecha); b) Ingeniero de Proyecto, Departamento de Ingeniería. VSL Corporation México SA de CV. Análisis y diseño de estructuras postensadas (Febrero de 201 4 - Junio de 2014); c) Consultor en Diseño de ingeniería y Supervisión de Proyectos de Obras Civiles (Puentes, Edificios, Colegios). Empresa Consultora Unión S.R.L-Bolivia. (Octubre de 2009- Diciembre 2011); d) Profesor de Asignatura, Universidad Católica Boliviana “San Pablo”, asignaturas: Estática I, Estática II, Fundaciones I. (Agosto de 2009- Diciembre 2011). Participó como ponente de una conferencia en la “Primera Jornada Internacional de Ingeniería Civil” en el Tecnológico Nacional de México, Instituto Tecnológico de Iztapalapa III.

Hugo Martínez Hernández (México)

Ingeniero Civil egresado del Instituto Politécnico Nacional (IPN), Escuela Superior de Ingeniería y Arquitectura (ESIA), UZ. Ahí mismo estudió la Maestría en Ingeniería Civil, área de estructuras, en la Sección de Estudios de Posgrado e Investigación, graduándose con mención honorífica. Actualmente efectúa el doctorado en la Escuela Superior de Ingeniería Mecánica (ESIME) del IPN. Desde el 2015 hasta la fecha es docente de la ESIA UZ IPN, en la que imparte asignaturas como Estructuras Isostáticas, Mecánica de Materiales y Análisis Estructural. Ha sido invitado por diversas Instituciones para impartir cursos y conferencias. Destacan sus participaciones en la FES Aragón (UNAM), ESIA Tecamachalco (IPN) e Instituto Tecnológico de Iztapalapa III. Es coautor en el libro” Estructuras Isostáticas en 2D: Problemas Resueltos”. Ha disertado sobre temas de Ingeniería en “Profesionistas por el progreso” de la televisora ASTL.TV del Consejo Nacional de Egresados Politécnicos, así como en el programa “Ingenio civil” de Nuestra Voz Radio: La voz del pueblo organizado.

Fuerzas de fijación y momentos de

empotramiento en vigas

43 y más

Datos de catalogación bibliográfica

Ortiz, D., Palomino, A. H., Miranda, A. R., et al.

Fuerzas de fijación y momentos de empotramiento en vigas

Primera edición

INDEPENDIENTE, México, 2016

Distribuidora virtual oficial: CivilGeeks

Número de Registro de Obra 03 - 2018 - 072610390400 - 01

Área: Ingeniería

Formato: Carta 21.6 cm x 27.9 cm

Reservados todos los derechos. Se aclara que los autores del presente libro han colocado el

contenido de este para su descarga gratuita y permiten su libre difusión sin fines lucrativos.

Únicamente ellos están facultados para la venta de esta obra en físico.

Por consiguiente, no está permitida la reproducción total o parcial de este libro, ni su

tratamiento informático, ni la transmisión de ninguna forma o cualquier medio, ya sea

electrónico, mecánico, por fotocopia, por registro u otros métodos con fines lucrativos u

otros propósitos que no tengan el consentimiento previo por escrito de los autores, según

sea el caso.

DERECHOS RESERVADOS 2018, por David Ortiz Soto, Alex Henrry Palomino Encinas, Albert

Richard Miranda Sivila y Hugo Martínez Hernández. Obra inscrita en el Registro Público del

Derecho de Autor, SEP, INDAUTOR.

Impreso en México

V

DEDICATORIAS Ortiz David Dedico de manera especial este libro a Dios, a mis padres Clara y Antonio, así como a mis hermanos José Carlos y Antonio. A mis abuelas Paulina Ramírez y Juana Marín. A mis sobrinos Diego y Antonio. A Fidel, Anahí y Guadalupe. He sido bendecido por el apoyo y afecto que me ha brindado cada uno de los miembros de mi familia a lo largo de mi vida, lo cual les agradezco infinitamente, incluyendo a aquellos que se han adelantado (abuelos Rafael y Antonio, y tía Lucía). A mis alumnos del Instituto Politécnico Nacional, Escuela Superior de Ingeniería y Arquitectura (UZ), y del Tecnológico Nacional de México, Instituto Tecnológico de Iztapalapa III. Con toda sinceridad, les doy las gracias a todos mis amigos, compañeros, profesores y colegas que siempre me han respaldado. A todas las personas de México y del extranjero que directa o indirectamente me han apoyado y/o han depositado su confianza en mí. A los lectores por su incondicional apoyo, pues gracias a ellos mi filosofía está más viva que nunca... “La información no es sólo para el que la paga, es para todos” y “No hay fronteras ni banderas para el conocimiento”. Palomino Alex Henrry Dedico este libro a todas las personas que con su apoyo sincero han contribuido a encaminar mi sendero hacia la superación constante, permitiéndome encontrar en la escritura una forma libre de expresarme, con ideas objetivas; con humildad, contribuyendo con la educación superior teniendo siempre en mente que tenemos cierta obligación de transmitir lo que sabemos a las nuevas generaciones de profesionales que nos siguen. Porque el conocimiento académico debe ser libre y sin políticas de restricción, dedico este libro a todos los estudiantes de ingeniería en el mundo. En lo personal, dedico este libro a mis padres, Edmundo Palomino Bazán y Rudí Encinas Vega y a mis hermanos Miguel, Franco, Dorisa, Carlos y hermana menor Iris. A todos los ingenieros del Perú y el extranjero que desde el inicio me han dado su apoyo y respaldo, en especial al Ing. Napoleón Franklin Cueva Guerra y compañero de promoción, el Ing. Christian Gonzalo Salcedo Malaver. A todos mis amigos de mi entorno, tanto del Perú como del extranjero, muchas gracias por esa confianza depositada.

VII

MENSAJE DE DAVID ORTIZ SOTO Ante los recientes ataques que hemos sufrido algunos escritores altruistas en la escena de la Ingeniería Estructural, tales como los intentos de sabotaje a los cursos de Alex Henrry o el hecho de que webs oportunistas cobren dinero por descargar los aportes que Alex, Ph. D. Genner Villarreal y yo hacemos cuando nosotros mismos, teniendo los derechos de autor, los colocamos para su descarga gratuita, no me resta más que decir que seguiremos viendo a la literatura como una forma de expresión para evidenciar un sistema injusto y perseguir nuestros ideales, aunque a algunos no les parezca y por más que nos intenten derribar. Andaremos por la misma brecha de contribuir a "Una educación universal, de calidad y al alcance de todos" como dice Genner, siempre pensaremos que "La información no es sólo para el que la paga, es para todos", que "No hay fronteras ni banderas para el conocimiento" y que "La clave está en ver a tus alumnos como el futuro para el gran cambio que requerimos y no como tu competencia" como lo he venido promoviendo o como cita Alex "Seguiremos escribiendo en favor de la comunidad de ingeniería en todo el mundo fomentando el buen uso y las buenas prácticas"..."Larga vida a la escena autogestiva y altruista de la Ingeniería Civil".

VIII

MENSAJE DE ALEX HENRRY PALOMINO ENCINAS Empiezo este mensaje expresando mi infinito agradecimiento a todos ustedes que a través de mis publicaciones hemos podido entablar amistad y compartido experiencias sobre temas de Cálculo, Análisis y Diseño en la rama de Ingeniería Estructural. Todas nuestras publicaciones se realizan con el objetivo de hacer saber a la comunidad que existen procedimientos y documentos que nos permiten realizar ciertas acciones y ayudar en la toma de decisiones durante el proceso de diseño de un proyecto cualquiera, esto es, que todo lo que han podido consultar hasta ahora tiene un sustento técnico y criterios basados en los documentos que se hacen mención. La filosofía de difusión de conocimiento de forma libre la tenemos bien clara y eso es lo que nuestro grupo ha venido fomentando durante este corto tiempo que estamos activamente publicando a menudo y como resultado de ello hemos recibido la aprobación del público objetivo porque damos a conocer nuestra metodología y soluciones a inquietudes que muy pocas veces se logra encontrar o se encuentra restringida ya sea por cuestiones de idioma o por cuestiones económicas. Siempre nos realizan consultas, pero no a todos se les puede responder ese mismo día, ya que en mi caso particular no solamente estoy escribiendo sobre temas de ingeniería, sino que también me encuentro trabajando en el desarrollo de proyectos y eso suele hacerles pensar que somos mezquinos en cuanto a compartir conocimiento se refiere. En esta aclaración quiero que sepan que deben ser insistentes en cuanto a sus consultas ya que no son los únicos que preguntan. Recientemente me di cuenta de los cientos de solicitudes de mensajes que tenía y me apena no poderles haber respondido a tiempo y quiero pedirles disculpas por este inconveniente. Por otro lado, debido a la manera original de exponer los temas de ingeniería estructural sustentados de la mejor manera posible, nuestros seguidores nos han venido pidiendo desde el inicio que desarrollemos cursos con temas específicos aplicativos a proyectos reales de ingeniería, petición que gustosamente hemos sabido atender respondiendo con desarrollos detallados de uso y manejo adecuado de software acompañado siempre de la teoría que lo sustenta, permitiéndonos demostrar hipótesis y afirmaciones durante las exposiciones; acciones que nos han otorgado un prestigio y trayectoria como ponentes y escritores, ya que nuestro trabajo es reconocido en todas partes del mundo teniendo hasta peticiones de traducción al idioma inglés. Hemos recibido invitaciones a participar en diversos eventos académicos nacionales e internacionales, creo yo, en recompensa por nuestro trabajo realizado y reconocimiento que, por supuesto, en respuesta a ello no realizamos ningún cobro por impartir talleres o clases enfocadas. Este prestigio y trayectoria ganados de manera limpia, compitiendo siempre con conocimientos, ha llevado a algunas personas a tener actitudes indeseables con supuestas campañas de desprestigio y hasta decir que el material que entregamos es de otra persona, afirmación que para quienes nos conocen es del todo ridícula, demostrando la poca educación personal que tienen, ya que mediante cuentas de Facebook o correo electrónico sin identificación han intentado sabotear, sin éxito, nuestras actividades. Desde diversas partes del mundo les agradecemos el habernos tomado en cuenta. Seguiremos escribiendo en favor de la comunidad de ingeniería en todo el mundo fomentando el buen uso y las buenas prácticas. Saludos cordiales.

X

POEMAS Y FRASES POR DAVID ORTIZ SOTO David Ortiz Soto, de nacionalidad mexicana, es un novel escritor de Ingeniería. Su pasión por la poesía lo ha llevado a componer poemas empleando un lenguaje propio de la Ingeniería Civil. El amor a su profesión también ha propiciado que ingenie frases acordes a la misma. A continuación, se presentan algunos de sus poemas y frases con más acogida por el público de la carrera citada. Enamórate de un Ingeniero Civil o de una Ingeniera Civil "Enamórate de un Ingeniero Civil para que te construya una gran historia de amor, te diseñe espacios hermosos en tu vida, te modele un mundo lleno de felicidad y haga que vivas momentos máximos junto a él…Él será siempre un soporte para ti y opondrá máxima resistencia ante solicitaciones negativas, no permitiendo grandes deformaciones en una relación que siempre llevará al esfuerzo admisible, incluso hasta el esfuerzo último, pero nunca a la falla, debido a que el límite del amor cuando de él tienda hacia ti, será simple y sencillamente infinito". "Enamórate de una Ingeniera Civil para que te construya una gran historia de amor, te diseñe espacios hermosos en tu vida, te modele un mundo lleno de felicidad y haga que vivas momentos máximos junto a ella…Ella será siempre un soporte para ti y opondrá máxima resistencia ante solicitaciones negativas, no permitiendo grandes deformaciones en una relación que siempre llevará al esfuerzo admisible, incluso hasta el esfuerzo último, pero nunca a la falla, debido a que el límite del amor cuando de ella tienda hacia ti, será simple y sencillamente infinito”. By David Ortiz Soto

XI

Un Ingeniero Civil sin limitantes "No trates de ponerme un muro de longitud infinita para detener mis sueños, porque hallaré la escalera de longitud ideal y la inclinaré a un ángulo necesario con respecto a la horizontal para esquivarlo y seguir adelante." By David Ortiz Soto "Para un Ingeniero civil o una Ingeniera civil la distancia no sería un problema en una relación de amor dado que puede despejarla de cualquier ecuación que la contenga, como la de la velocidad." By David Ortiz Soto "Ingeniería Civil, más que una profesión, una pasión e inspiración y un estilo de vida en sí." By David Ortiz Soto

"Ingeniería Civil, tu habilidad de razonamiento e ingenio serán exigidos al máximo...Ahí donde

rendirse está prohibido." By David Ortiz Soto

XIII

PREFACIO El libro se ha escrito con la finalidad de contribuir en la formación académica de los estudiantes de Ingeniería Civil, Arquitectura, Ingeniería Mecánica u otras carreras con afinidad, no obstante, también se pretende que esta obra sirva de apoyo a los profesores que dictan los cursos de Análisis Estructural y Mecánica de Materiales. El énfasis de este libro es deducir las fórmulas de las “Fuerzas de Fijación y los Momentos de Empotramiento” en vigas sometidas a distintos tipos de cargas con base en el método de flexibilidades (de igual forma conocido como el método de las fuerzas). El uso de estas fórmulas es necesario cuando se realiza el análisis estructural de una viga o un pórtico con el método de la rigidez matricial o el método de Cross. El método de flexibilidades es útil para determinar las fuerzas reactivas en los soportes de estructuras hiperestáticas y se basa en el principio de superposición. Básicamente, plantea que una estructura estáticamente indeterminada es equivalente a la suma de causas y efectos de una serie de estructuras isostáticas, considerando la compatibilidad del desplazamiento de las mismas. Cabe mencionar que solo es aplicable a un sistema estructural que responde en su rango elástico y lineal. A continuación, se proporciona el enfoque seguido en esta obra. Exactamente 32 vigas hiperestáticas son analizadas minuciosamente hasta el cálculo de sus reacciones en los apoyos. Las solicitaciones aplicadas a las estructuras obedecen a fuerzas puntuales y distribuidas, y momentos distribuidos y puntuales. Las cargas distribuidas actúan total o parcialmente sobre la longitud de la estructura y pueden adquirir las siguientes formas: uniforme, variación lineal, parabólica, senoidal, circular, elíptica, logarítmica, entre otras.