Miembro de la fuerza cero

En el campo de la mecánica de la ingeniería , un elemento de fuerza cero es un elemento (un solo segmento de armadura) en una armadura que, dada una carga específica , está en reposo: ni en tensión ni en compresión .

En una cercha, un elemento de fuerza cero se encuentra a menudo en las articulaciones (cualquier conexión dentro de la cercha) donde no se aplica ninguna carga externa y donde convergen tres o menos elementos. Los elementos básicos de fuerza cero se pueden identificar analizando las fuerzas que actúan sobre una articulación individual en un sistema físico.

Si al pasador se le aplica una fuerza o momento externo , entonces todos los elementos unidos a ese pasador no son elementos de fuerza cero a menos que la fuerza externa actúe de una manera que cumpla con una de las siguientes reglas: ^{[ 1 ]}

• Si dos elementos no colineales se encuentran en una unión sin carga , ambos son elementos de fuerza cero.
• Si tres elementos se unen en una junta sin carga, de los cuales dos son colineales, entonces el tercer elemento es un elemento de fuerza cero.

Reformulado para mayor claridad, cuando no hay cargas externas en una unión articulada, las dos reglas que determinan los elementos de fuerza cero son: ^{[ 2 ]}

• Si una unión en una cercha tiene solo dos elementos no colineales y no se aplica ninguna carga externa ni reacción de apoyo en esa unión, entonces ambos elementos son elementos de fuerza cero.
• Si tres elementos forman una unión y dos de estos elementos son colineales mientras que el tercero no lo es, y no se aplica ninguna carga externa ni reacción de apoyo en la unión, el tercer elemento no colineal es un elemento de fuerza cero.

Es práctica común eliminar los elementos de fuerza cero de una cercha para simplificar el análisis. Si bien un diseño minimalista absoluto podría eliminar todos los elementos de fuerza cero de una cercha, aún existen razones válidas para conservar algunos de estos componentes en sistemas construidos reales:

• Estos elementos pueden contribuir a la estabilidad de la estructura al evitar el pandeo de elementos largos y delgados sometidos a fuerzas de compresión.
• Estos elementos pueden aumentar la rigidez cuando se introducen variaciones en la configuración normal de carga externa, incluidas fuerzas dinámicas y variables.

• Ingeniería estructural
• Plano neutro

• Descripción general de la estructura de celosía
• Descripción general de otra estructura de celosía