Mecanica de Materiales - 7ma.Ed_James

secCiÓn 8.4 Esfuerzos máximos en vigas 639
A
E
D
(a)
A
E
C B
D
A
E
B
C
D
A
B
C
D
E
(b)
(c)
(d)
Figura 8.16 Esfuerzos en una viga de
patín ancho.
A B C D E
(e) (f)
(g) (h) (i)
A
B
C
D
E
(b)
Figura 8.13b (Repetida.)
Vigas de patín ancho
Los esfuerzos principales de vigas que tienen otras formas de sección transversal,
como las vigas de patín ancho, se pueden analizar de una manera similar
a la descrita antes para vigas rectangulares. Por ejemplo, considere la
viga de patín ancho simplemente apoyada que se muestra en la figura 8.16a.
Procedemos igual que para una viga rectangular, identificamos los puntos
A, B, C, D y E desde la parte superior a la inferior de la viga (figura 8.16b).
Los puntos B y D están en el alma, donde se une al patín, y el punto C está
en el eje neutro. Podemos considerar estos puntos como ubicados sobre el
lado de la viga (figuras 8.16b y c) o bien dentro de la viga a lo largo de un
eje vertical de simetría (figura 8.16d). Los esfuerzos determinados con las
fórmulas de la flexión y del cortante son las mismos en los dos conjuntos
de puntos.
Los elementos de esfuerzo en los puntos A, B, C, D y E (según una
vista lateral de la viga) se muestran en las partes (e) a (i) de la figura 8.16.
Estos elementos tienen la misma apariencia general que los de una viga
rectangular (figura 8.13b).
Los esfuerzos principales máximos por lo general ocurren en la parte
superior e inferior de la viga (puntos A y E) donde los esfuerzos obtenidos
con la fórmula de la flexión tienen sus valores máximos. Sin embargo, dependiendo
de las magnitudes relativas del momento flexionante y de la
fuerza cortante, los esfuerzos máximos algunas veces ocurren en la unión
del alma con el patín (puntos B y D). La explicación se basa en el hecho de
que los esfuerzos normales en los puntos B y D sólo son ligeramente menores
que los de los puntos A y E, en tanto que los esfuerzos cortantes (que son
cero en los puntos A y E) pueden ser significativos en los puntos B y D debido
al alma delgada. (Nota: en la figura 5.38 del capítulo 5 se muestra cómo
varían los esfuerzos cortantes en el alma de una viga de patín ancho).