Resistencia de Materiales
Aleman Ramirez, Tomas Wilson
Aleje cualquier posibilidad de colapso en sus estructuras con análisis y medios fiables Nada despierta más inquietud en un ingeniero civil que presenciar el desmoronamiento prematuro de un edificio. Esta angustiante realidad resalta la vital importancia de la resistencia de materiales en la ingeniería estructural. Más allá del mero sensacionalismo que genera hablar sobre el col...
Sinopsis
Aleje cualquier posibilidad de colapso en sus estructuras con análisis y medios fiables Nada despierta más inquietud en un ingeniero civil que presenciar el desmoronamiento prematuro de un edificio. Esta angustiante realidad resalta la vital importancia de la resistencia de materiales en la ingeniería estructural. Más allá del mero sensacionalismo que genera hablar sobre el colapso de estructuras, este libro se sumerge en lo verdaderamente esencial: las técnicas, métodos y normativas que garantizan construcciones confiables y duraderas. Resistencia de materiales presenta las herramientas necesarias para asegurar que los cálculos se traduzcan en estructuras que perduren en el tiempo, desafiando las adversidades y ofreciendo seguridad. Asimismo, en él se abordan, de manera pragmática y sencilla, los diversos tópicos de la mecánica de los materiales aplicados a la ingeniería civil: ' Aprenderá a identificar, calcular y controlar las tensiones que producen el colapso de una estructura. ' Controlará las deformaciones en los elementos que conforman el esqueleto de un edificio. ' Identificará las propiedades de los materiales que intervienen en el cálculo de resistencia y rigidez de un elemento estructural. ' Desarrollará la confianza necesaria para realizar proyectos relacionados con la resistencia de materiales. ' Tendrá una base sólida para abordar temas de mayor complejidad. Además, en la parte inferior de la primera página del libro encontrará el código de acceso que le permitirá descargar de forma gratuita los contenidos adicionales en www.marcombo.info. Emprenda este viaje de conocimiento y garantice la longevidad y solidez de sus proyectos estructurales. Tomás Wilson Alemán Ramírez es ingeniero civil, titulado por excelencia en la Universidad Autónoma Gabriel René Moreno. Tiene un máster en Educación Superior Tecnológica y más de veinte años de experiencia profesional en análisis y diseño de estructuras. Es director de Ingeniería Civil de la Universidad Católica Boliviana en su sede Santa Cruz y docente de las asignaturas: Estructuras Isostáticas, Estructuras Hiperestáticas, Resistencia de Materiales, Análisis Matricial de Estructuras, Elementos Finitos y Teoría de la Elasticidad.
Índice
Prólogo ......................................... ..XIII
Agradecimientos ......................... ..XV
CAPÍTULO 1
TENSIÓN SIMPLE .............................. 1
1.1. Esfuerzos internos ...................... 1
1.2. Tensión axial simple (tensión
normal).............................................. 15
1.3. Tensión máxima o resistencia
característica del material ............... 33
1.4. Tensión admisible o resistencia
de diseño de materiales .................. 34
1.5. Tipos de problemas en
resistencia de materiales ................ 35
1.6. Tensión simple en depósito
de pared delgada sometido a
una presión uniforme ...................... 48
1.6.1. Depósito cilíndrico de
sección circular ................................ 48
1.6.2. Depósito cilíndrico de
sección elíptica ................................. 54
1.6.3. Depósito esférico .................. 57
1.7. Tensión cortante simple .......... 66
1.7.1. Punzonamiento ..................... 69
1.8. Tensión de aplastamiento ....... 72
CAPÍTULO 2
DEFORMACIÓN SIMPLE .................. 93
2.1. Concepto de deformación ....... 93
2.2. Tipos de deformaciones ........... 94
2.3. Curva tensión-deformación ..... 95
2.4. Deducción de la fórmula para
calcular deformación axial .............. 98
2.5. Elementos deformables e
indeformables .................................. 99
2.6. Representación gráfica de
las deformaciones ......................... 100
2.6.1. Criterio de Williot ................. 100
2.6.2. Desplazamientos versus
deformaciones ............................... 101
2.7. Problemas hiperestáticos ..... 129
2.8. Cálculo de la deformación
axial por integrales ........................ 156
2.9. Ecuación diferencial de los
desplazamientos axiales ............... 164
2.10. Problemas hiperestáticos
resueltos por la ecuación
diferencial de los
desplazamientos ........................... 171
2.11. Carga térmica ...................... 179
2.12. Error de montaje o error
de longitud ..................................... 194
..
CAPÍTULO 3
MOMENTO DE TORSIÓN .............. 207
3.1. Introducción ........................... 207
3.2. Concepto de momento de
torsión ............................................ 208
3.3. Conceptos generales ............. 209
3.3.1. Regla de la mano
derecha ......................................... 209
3.3.2. Distorsión angular .............. 209
3.3.3. Ley de Hooke para
tensiones tangenciales ................. 210
3.3.4. Inercia polar en sección
circular ........................................... 210
3.3.5. Giro torsional nulo .............. 211
3.3.6. Continuidad de giros .......... 211
3.4. Diagrama de torsión ............. 212
3.5. Deducción de las fórmulas
de tensión y giro torsional ............. 223
3.6. Ecuación diferencial del giro
torsional ........................................ 239
3.6.1. Cargas distribuidas de
torsión ............................................ 240
3.6.2. Barras de sección variable 254
3.6.3. Problemas hiperestáticos ... 258
3.7. Problemas usuales de la
resistencia de materiales .............. 266..
CAPÍTULO 4
TENSIÓN EN VIGAS ...................... 275
4.1. Introducción ............................ 275
4.2. Conceptos generales ............. 276
4.2.1. Concepto de viga ................. 276
4.2.2. Tensión ................................ 276
4.2.3. Inercia o momento de
inercia ............................................. 276
4.2.4. Momento estático ............... 277
4.2.5. Deformación unitaria .......... 278
4.2.6. Relación esfuerzo
cortante y momento flector ........... 278
4.3. Tensiones en vigas ................. 279
4.4. Tensión axial debido al
momento flector ............................ 280
4.5. Diagrama de tensiones
axiales para una sección ............... 282
4.6. Tensión tangencial debida
al esfuerzo cortante ....................... 294
4.7. Diagrama de tensión
tangencial ....................................... 297
4.8. Problemas de la resistencia
de materiales ................................. 322
4.8.1. Verificación de resistencia . 323
4.8.2. Carga máxima resistente ... 323
4.8.3. Sección mínima resistente ... 323
..
CAPÍTULO 5
DEFORMACIÓN EN VIGAS ........... 333
5.1. Introducción ............................ 333
5.2. Conceptos generales ............. 334
5.2.1. Partes de una viga
deformada ...................................... 334
5.2.2. Convenio de signos para
desplazamientos y giros ................ 335
5.2.3. Condiciones de borde o
contorno.......................................... 335
5.3. Deducción de la ecuación
de la línea elástica ......................... 336
5.4. Flecha de una viga ................. 340
5.5. Comportamiento de apoyos
y uniones frente a la
deformación de una viga ............... 341
5.6. Vigas hiperestáticas .............. 385
5.7. Deformaciones cortantes ...... 398
CAPÍTULO 6
VIGAS HIPERESTÁTICAS
CONTINUAS ................................... 409
6.1. Introducción ........................... 409
6.2. Viga hiperestática continua .. 410
6.3. Conceptos preliminares ........ 410
6.3.1. Desviación tangencial ........ 410
6.3.2. Coordenada xG del centro
de gravedad ................................... 411
6.3.3. Teorema de área de
momento para desviación
tangencial ...................................... 413
6.4. Ecuación de los tres
momentos para vigas
hiperestáticas continuas .............. 420
6.4.1. Casos de vigas
hiperestáticas continuas .............. 431
6.5. Cálculo del esfuerzo
cortante ......................................... .440
6.6. Cálculo de reacciones ........... 442
CAPÍTULO 7
ESFUERZOS COMBINADOS ......... 457
7.1. Introducción ........................... 457
7.2. Combinación de esfuerzos .... 458
7.3. Esfuerzo normal más
momento flector ............................ 458
7.4. Excentricidad del eje neutro . 460
7.5. Estado biaxial ......................... 466
7.5.1. Ecuación del eje neutro ..... 467
7.6. Núcleo central ........................ 485
7.6.1. Sección circular .................. 491
7.7. Combinación de esfuerzo
cortante y momento de torsión .... 494
7.8. Tensiones en un punto .......... 503
7.8.1. Generalización y convenio
de signos ........................................ 506
7.9. Tensiones en un punto
asociado a un plano oblicuo ......... 513
7.10. Tensiones máximas ............. 519
7.11. Círculo de Mohr para
tensiones ....................................... 523
7.11.1. Procedimiento para
construir el círculo de Mohr .......... 525
CAPÍTULO 8
ESTABILIDAD EN COLUMNAS ...... 547
8.1. Introducción ............................ 547
8.2. Conceptos previos .................. 548
8.2.1. Pandeo ................................. 548
8.2.2. Inestabilidad ........................ 548
8.2.3. Fuerza crítica de pandeo .... 549
8.3. Clasificación de las
columnas ........................................ 549
8.4. Carga crítica de Euler ............. 550
8.5. Fórmula de Euler .................... 552
8.5.1. Apoyo de la columna:
Articulado-Articulado ...................... 552
8.5.2. Apoyo de la columna:
Empotrado-Libre............................ .555
8.5.3. Apoyo de la columna:
Empotrado-Empotrado .................. 558
8.5.4. Apoyo de la columna:
Empotrado-Articulado .................... 561
8.6. Criterios de verificación de
resistencia y estabilidad en
columnas ........................................ 565..
ANEXO
GLOSARIO TÉCNICO ...................... 573
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