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Estática · Nivel básico

Reacciones en una viga simplemente apoyada

Enunciado

La viga AB de 6 m está apoyada en A con un apoyo fijo (articulación) y en B con un apoyo móvil (rodillo). Soporta una carga puntual de 30 kN a 2 m de A y una carga distribuida uniforme de 4 kN/m entre los 3 m y los 6 m. Desprecia el peso propio de la viga. Halla las reacciones en A y en B.

Viga de 6 m con carga puntual de 30 kN a 2 m de A y carga distribuida de 4 kN/m entre 3 m y 6 m w = 4 kN/m P = 30 kN A B 2 m1 m3 m
Figura 1. Viga y cargas.

Datos

Paso 1. Diagrama de cuerpo libre

Quitamos los apoyos y los reemplazamos por sus reacciones. El apoyo fijo A puede dar una fuerza horizontal Ax y una vertical Ay. El rodillo B solo da una fuerza vertical By.

La carga distribuida se reemplaza por su resultante, que es el área del rectángulo de carga y actúa en su centro:

W = w · 3 m = 4 kN/m · 3 m = 12 kN

Su punto de aplicación está en la mitad del tramo cargado: x = 3 m + 3 m / 2 = 4,5 m desde A.

Diagrama de cuerpo libre: reacciones Ax, Ay y By, carga de 30 kN a 2 m y resultante de 12 kN a 4,5 m 30 kN W = 12 kN Ay Ax By 2 m2,5 m1,5 m
Figura 2. Diagrama de cuerpo libre.

Paso 2. Suma de fuerzas horizontales

No hay cargas horizontales, así que:

ΣFx = 0 → Ax = 0

Paso 3. Suma de momentos en A

Tomamos momentos respecto de A para que Ax y Ay no aparezcan en la ecuación. Usamos positivo el giro antihorario.

ΣMA = 0 → By · 6 − 30 · 2 − 12 · 4,5 = 0

6 By = 60 + 54 = 114 → By = 19 kN (hacia arriba)

Paso 4. Suma de fuerzas verticales

ΣFy = 0 → Ay + By − 30 − 12 = 0

Ay = 42 − 19 → Ay = 23 kN (hacia arriba)

Paso 5. Comprobación

Tomamos momentos respecto de B, una ecuación que no usamos para resolver. Si los resultados están bien, debe dar cero:

ΣMB = −Ay · 6 + 30 · 4 + 12 · 1,5 = −138 + 120 + 18 = 0 ✓

Resultado

  • Ax = 0
  • Ay = 23 kN ↑
  • By = 19 kN ↑

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