¿Qué es una carga concentrada?

Una carga concentrada es una fuerza aplicada en un solo punto en una viga o estructura. Las vigas se usan comúnmente para soporte estructural en casas, edificios comerciales y puentes. Una viga debe estar diseñada para resistir fuerzas y tensiones, mientras se minimiza el peso, los requisitos de espacio y el costo del material. Las vigas diseñadas incorrectamente pueden fallar prematuramente y tener efectos catastróficos.

Una carga o fuerza puede concentrarse o distribuirse. Una carga distribuida se extiende sobre un área grande. Se puede distribuir uniformemente, en donde la cantidad de fuerza es la misma en toda el área a la que se aplica; o no uniforme, lo que significa que no se distribuye uniformemente. Una carga distribuida influirá en el diseño de una viga de manera diferente que una carga concentrada. Se puede aplicar una carga concentrada en más de una ubicación en una viga, y pueden existir múltiples puntos de carga en una sola viga.

En realidad, todas las cargas se aplican sobre un área finita, en comparación con un solo punto. Cuando el área es pequeña, normalmente se supone que es una carga concentrada, para simplificar los cálculos de diseño de ingeniería. Por ejemplo, el peso de una persona en el extremo de un trampolín se consideraría una carga concentrada, a pesar de que el peso de la persona se distribuye realmente solo en el área cubierta por la parte inferior de sus pies.

Las dos características más importantes de una carga concentrada en el diseño de la viga son la magnitud de la fuerza y ​​la ubicación donde se aplica. La forma en que se admite una viga o estructura juega un papel importante en su capacidad para soportar este tipo de carga. Una carga concentrada aplicada en el centro de una viga larga, que se apoya en ambos extremos, se comportará de manera muy diferente a la misma carga aplicada al extremo de una viga en voladizo.

Una carga concentrada puede hacer que una viga se desvíe o se doble cuando se aplica la fuerza. El diseño y la construcción de una viga influirán en su capacidad para resistir la flexión cuando se exponga a dicho peso. La desviación de una viga es una función de su sección transversal, cómo se apoya, el material del que está hecho y dónde se aplican las fuerzas. Las vigas de acero se usan más comúnmente en edificios comerciales debido a su resistencia y resistencia a la flexión, pero las vigas también se fabrican con otros materiales, como madera y aluminio.

Las cargas concentradas son una consideración importante en ingeniería mecánica y diseño. Las vigas y estructuras generalmente están diseñadas con un factor de seguridad que les permite soportar cargas u otras fuerzas que no se pueden predecir en el diseño. El software de ingeniería está fácilmente disponible para analizar vigas y otras estructuras en función de su carga y otros criterios de diseño, para garantizar que cumplan con los requisitos de rendimiento.