sistema de vinculacion de estructural

UNIVERSIDAD DE ORIENTE

NUCLEO ANZOATEGUI EXTENSION CANTAURA

DEPARTAMENTO DE INGENIERIA CIVIL CATEDRA: ANALISIS ESTRUCTURAL I

"SISTEMAS DE VINCULACIÓN ESTUCTURAL”

Marzo de 2015

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Vínculo y Sistema de Vinculación

Un vínculo puede ser definido como toda condición geométrica que restringe una

movilidad de un cuerpo, de manera análoga podemos especificar que un sistema

de vinculación es el conjunto de condiciones geotérmicas las cuales impiden o

limitan los posibles movimientos de un cuerpo rígido o de un sistema estructural.

Clasificación de los Sistemas de Vinculación

Los sistemas de vinculación los podemos clasificar del puntos de vista de que

restringen, en vínculos internos los cuales limitan la capacidad de movimiento de un

cuerpo, barra o chapa con respecto a otra, este tipo de vínculo es conocido como

nodos o juntas. Los vínculos externos restringen el movimiento de un cuerpo o

estructura con respecto a la tierra, este tipo de vínculos por lo general se conocen

como apoyos.

Otra clasificación de los sistemas de vinculación es del punto de vista de cual grado

de libertad o dirección de movimiento restringen. Recordemos que los grado de

libertad como se define como el número de coordenadas generalizadas, libres o

independientes, necesarias para definir una configuración de un sistema

(Hernández, S. 1998). De acuerdo al tipo de limitación a la movilidad de cuerpo a

que estén unido se clasifican en tres clases o especies. Los de primera clase o

especie, restringen un solo (01) grado de libertad o direcciones, los de segunda



clase o especie dos (02) grados de libertad o direcciones, y por último los de tercera

clase o especie restringen tres (03) grados de libertad o direcciones.

Vínculos Internos

1. Rodillos Internos: El rodillo interno solo restringe una traslación, permitiendo

la otra traslación relativa, así como que exista rotación entre las barras o

miembros que conecta. Este vínculo es de primera especie.

Ejemplo real de un Rodillo, de viga metálica. Fuente (Murray T. 2012)

2. Rotula Interna: También se le llama articulación, solo permite la rotación

relativa entre laminas o chapas las cuales vincula. Este vínculo es de

segunda especie.

n Fx

Fx ∑Fx ≠ 0 ∑Fy = 0 Condiciones necesarias y suficientes

∑Mz = 0

n

n Fx

Fy

Fx Fy ∑Fx ≠ 0 ∑Fy ≠ 0 Condiciones necesarias y suficientes

∑Mz = 0

n



Ejemplo real de una articulación, de viga metálica. Fuente (Murray T. 2012)

3. El Empotramiento: Este tipo de vinculación no permite que haya

desplazamiento relativo. Es equivalente a considera ambas láminas o barras

como una sola. Este Vínculo es de Tercera Especie.

Ejemplo real de un empotramiento, conexión rígida de viga columna. Fuente

(Murray T. 2012)

4. El Empotramiento Móvil: Este tipo de vinculación restringe un

desplazamiento, y la rotación equivalente entre ambas láminas o barras.

Este Vínculo es de Segunda Especie.

n

n

Fx Fy

Fx Fy ∑Fx ≠ 0 ∑Fy ≠ 0 Condiciones necesarias y suficientes

∑Mz ≠ 0

M

M



5. Par de Bielas Paralelas: Este tipo de vinculación restringe un

desplazamiento, y la rotación equivalente entre ambas láminas o barras.

Este Vínculo es de Segunda Especie.

6. Empotramiento Libre: Esta vinculación permite toda traslación relativa,

restringiendo la rotación relativa entre ambas láminas o barras. Este Vínculo

es de Primera Especie.

Vínculos Externos

De acuerdo con los principios universales aceptados en la mecánica racional, La

resistencia de materiales y la Teoría de estructuras, hay tres tipos de apoyos

ideales. En mayor parte de las situaciones prácticas, las condiciones de apoyo de

la estructura pueden describirse por una de estas tres. La Figura (a) representa un

apoyo en el cual el movimiento horizontal y la rotación no están restringidos, pero sí

lo está el movimiento vertical. Por lo general este tipo de soporte se representa

mediante rodillos. En la figura (b) se representa un apoyo articulado o de pasador

en el cual se impiden los movimientos vertical y horizontal, aunque se permite

n Fx

Fx ∑Fx ≠ 0 ∑Fy = 0 Condiciones necesarias y suficientes

∑Mz ≠ 0

M

M



solamente la rotación. La figura (c) indica un apoyo empotrado, el cual no permite

traslación ni rotación. (R. Brockenbrough & F. Merritt)

1. Rodillos: El rodillo solo restringe una traslación, permitiendo la otra traslación

relativa, así como que exista rotación entre la barra o miembro que conecta.

Este vínculo es de primera especie.

Ejemplo real de vinculaciones externas tipo rodillos.

2. Articulación: También se le llama articulación, solo permite la rotación

relativa la lámina o chapa vinculada. Este Vínculo es de Segunda Especie.

∑Fx = 0 ∑Fy ≠ 0 Condiciones necesarias y suficientes ∑M = 0

∑Fx ≠ 0 ∑Fy ≠ 0 Condiciones necesarias y suficientes ∑M = 0



Casos reales de vinculaciones externas tipo articulación.

3. El Empotramiento: Este tipo de vinculación no permite que haya

desplazamiento relativo. Este Vínculo es de Tercera Especie.

Casos reales de vinculaciones externas tipo empotramientos.

4. Empotramiento Libre: Esta vinculación permite toda traslación relativa,

restringiendo la rotación relativa de la lámina o barra. Este Vínculo es de

Primera Especie.

Los Vínculos y sus reacciones

Los vínculos generan reacciones en las diferentes direcciones de los

desplazamientos que restringen. Es decir para un vínculo externo tipo

empotramiento que impide tres movimientos, tendrá tres reacciones, es decir:

∑Fx ≠ 0 ∑Fy ≠ 0 Condiciones necesarias y suficientes ∑M ≠ 0

∑Fx = 0 ∑Fy = 0 Condiciones necesarias y suficientes ∑M ≠ 0

M



Vínculos Aparentes

Son vínculos que no hacen falta en un sistema estructural, es decir vinculaciones

que no restringen ningún movimiento en el sistema estructural.

Vínculos Superfluos

Vínculos adicionales al número mínimo que se requiere para llevar a condiciones

de equilibrio un mecanismo cinemático.

∑Fx ≠ 0 → RX ≠ 0 ∑Fy ≠ 0 → Ry ≠ 0 ∑M ≠ 0 → M ≠ 0

Vinculo Aparente



BIBLIOGRAFIA

BARTOLON, C. (1989). Estructuras VOLUMEN I. Caracas.: USB.

BROCKENBROUGH, R. & MERRITT, F. (1998). Manual de Estructuras Acero. México D.F.: LIMUSA. Murray T. (2012). Diseño de Conexiones. México D.F.: LIMUSA. HERNANDE, S. (1998). Estática Aplicada. Caracas.: IMME-UCV.



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