¿Qué es una carga concentrada?

Una carga concentrada es una fuerza aplicada en un solo punto sobre una viga o estructura. Las vigas se usan comúnmente para soporte estructural en casas, edificios comerciales y puentes. Una viga debe diseñarse para resistir fuerzas y tensiones, al mismo tiempo que minimiza el peso, los requisitos de espacio y el costo del material. Los haces mal diseñados pueden fallar prematuramente y tener efectos catastróficos.

Una carga o fuerza puede estar concentrada o distribuida. Una carga distribuida se extiende sobre un área grande. Puede distribuirse uniformemente, 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 a una carga concentrada. Se puede aplicar uno concentrado 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 lugar de 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 un tipo de carga concentrada, aunque el peso de la persona realmente se distribuye solo sobre el área cubierta por la parte inferior de sus pies.

Las dos características más importantes de una carga concentrada en el diseño de vigas son la magnitud de la fuerza y ​​el lugar donde se aplica. La forma en que se soporta 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 forma muy diferente a la misma carga aplicada en el 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 deflexión de una viga es una función de su sección transversal, cómo se apoya, el material del que está hecha y dónde se aplican las fuerzas. Las vigas de acero se usan más comúnmente en edificios comerciales debido a su fuerza 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 normalmente se diseñan 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.