ejemplo de cálculo de viga


En la viga de la figura, a=b= 2 m, P= 2000 kg y q= 1200 kg/m. Se trata de un perfil de acero IPN 200. Determinar la flecha provocada en los puntos A y C. Estudiar la influencia del peso propio de la viga.

viga a calcular

Nota 1: para valorar adecuadamente la potencia del programa, le aconsejo que primero intente realizar este sencillo problema por sus propios medios. Después: !compare!

Nota 2: los simbolos introducidos entre corchetes [ ] son las diferentes pulsaciones que deberemos realizar en el teclado para seguir el ejemplo. El simbolo [«] representa la tecla INTRO, [ALT+ 1] indica pulsar simultaneamente las teclas ALT y 1, [ESC] representa la tecla Esc de su teclado.

Comenzamos: lo primero, seleccionar el tipo de apoyos de la viga...

Pulsar [F5] para entrar en el menu de vigas y [4«] para seleccionar la deseada. Introducir [6«] como longitud de viga y [2«] para la del voladizo.

seleccion de viga

En la VENTANA DE ESTADO aparecerá la viga seleccionada y los datos conocidos de la misma. 

Esta ventana se actualizará constantemente en función de lo realizado.

...continuamos con las características mecánicas...

Para introducir las características mecánicas se pulsa [F6]. Posteriormente [1] nos lleva al prontuario de vigas standard. Seleccionamos de esta biblioteca la tabla de vigas IPN pulsando [*]. Después nos desplazamos a la viga IPN 200 pulsando [+] las veces precisas y la seleccionamos con [«]. El valor del momento de inercia y la distancia de la fibra neutra son incorporados a los datos conocidos de la viga.

Debemos introducir el valor del módulo de elasticidad del material. Podriamos hacerlo desde la biblioteca de materiales, a la que se accede pulsando [7], pero en el caso del acero, el valor se obtiene directamente pulsando [6] y, sin introducir ningún valor, pulsar [«]. Con [ESC] volvemos al menú principal.

...introducir cargas...

La viga está ya definida. Pulsando [F7] podemos introducir las cargas. Seleccionando [1] se introduce la fuerza puntual de valor [2000«] y a una distancia del extremo izquierdo de [4«] m.

Seguidamente se selecciona la opción [2] para introducir la carga uniforme, dando el valor [1200«] a su módulo, [0«] (o directamente [«]) para su origen y [2«] para su final. Con [ESC] finalizamos la entrada de cargas.

Las cargas apareceran dibujadas en el DIAGRAMA DEL SOLIDO LIBRE.

En esta fase, salvamos nuestro archivo pulsando [F2], [1] e indicando el nombre [ejemplo].

...visualizar los resultados...    

Para la obtención de resultados basta pulsar [F8]. Se realizan los cálculos, incorporándose los valores de las reacciones tanto en la VENTANA DE ESTADO como en la de SOLIDO LIBRE. Las curvas de constante, momento, ángulo y deformada se muestran en la VENTANA DE DIALOGO.

La linea neutra de la viga deformada se dibuja con escala real sobrepuesta a la representación de la viga en la VENTANA DEL SOLIDO LIBRE lo que permite apreciar la mayor deformación en la parte izquierda de la viga.

...informe de resultados...

Para conocer datos más concretos pulsar [ESC] para, desde el menú principal, acceder a los datos de configuración pulsando [F3]. Activar la opción de valores a ON pulsando [4]. Salimos con [ESC] y con [F12] accedemos a la gráfica exclusiva de la deformada. Ahora tenemos datos adicionales, ya que, aparte de los valores máximos y mínimos, en la parte superior tenemos un valor de ordenada y la flecha en ese punto. Un pixel blanco en la viga señaliza dicho punto de estudio. Tenemos así el valor de la deformada en el punto A, equivalente a 1'068 cm.

Para obtener el valor solicitado en C, pulsamos [i], introducimos el valor [4«] y obtenemos el resultado: 0'059 cm.

Pulsando [ESC] 2 veces volvemos al MENU PRINCIPAL.

... obtener un informe impreso ...

Otro modo de obtener los resultados es pulsando [F4] informe. Indicar [s] a la pregunta para incluir puntos especiales, [1«] al número de puntos (el inicial y el final se incluyen siempre, por lo que solo es necesario indicar el punto intermedio) y [4«] para la ordenada de dicho punto. En la primera pantalla del informe apareceran todos los datos del cálculo, incluidas las deformaciones tanto en el punto A (x= 0m) como en el C (x= 4m).

Pulsando dos veces [ESC] finalizaremos el informe y regresaremos al menú principal.

... ¿hemos considerado el peso? ¿no?; calculemos variantes entonces...

En este ejemplo hemos despreciado el peso de la viga. Estudiemos la importancia de esta diferencia. Con [ALT+ 1] activamos otra página de cálculo (el programa puede mantener 10 páginas simultáneas). Los números sobre el DIAGRAMA DEL SOLIDO LIBRE nos indicaran con diversos colores las páginas ocupadas, las libres, la activa y el estado de espera para copiar o sumar otra página a la activa, así como alguna situación de error. Con [ALT+ c] indicamos que queremos copiar los datos de otra página en esta y pulsando a continuacion [0] indicamos que la página 0 sea copiada en la activa. Esto nos permitirá seguir varias lineas de estudio a partir de la viga que acabamos de calcular.

En el prontuario de vigas seleccionamos la misma viga IPN 200 pero en este caso, mediante [P], indicamos que se use el peso de la viga tambien en el traspaso de datos.

 

Pulsando [F12] podremos ver que la variación en el punto A es de apenas 0'1 mm. Desde el menú principal, pulsando [ALT+ 0] y [ALT+ 1] podremos cambiar de viga a placer.


Conclusiones

En este ejemplo se han mencionado algunas de las posibilidades del programa. Una descripción completa y detallada de todas las características y opciones se puede encontrar en el MANUAL DE USO. No lo dude: consiga una licencia del programa y permita que calcule VIGAS por usted.

Por cierto, ¿que tal su propio cálculo? :)