Cable suspendido:

        Los cables a menudo son usados en estructuras ingenieriles para soportar y transmitir cargas de un miembro a otro. Cuando se utilizan para soportar puentes colgantes y ruedas de tranvía. Los cables constituyen el elemento principal de carga de la estructura.

En el análisis de fuerzas de tales sistemas, el peso del cable puede ser ignorado por ser a menudo pequeño comparado con la carga que lleva. Por otra parte, cuando los cables se usan como líneas de transmisión y retenidas para antenas de radio y grúas, el peso del cable puede llegar a ser importante y debe ser incluido en el análisis estructural. En el análisis que se presenta en seguida serna considerados tres casos:

• un cable sometido a cargas concentradas.
• un cable sometido a una carga distribuida.
• un cable sometido a un propio peso. Independientemente de qué condiciones de cargas estén presentes, siempre que la carga sea completa con el cable, los requisitos de equilibrio son formulados de manera idéntica.

Cables con Cargas Distribuidas:

Considérese un cable que está unido a dos puntos fijos A y B y que soporta una carga distribuida. En la sección anterior se vio que, para un cable que soporta cargas concentradas, la fuerza interna en cualquier punto es una fuerza de tensión dirigida a lo largo del cable. En el caso de un cable que soporte una carga distribuida, éste cuelga tomando la forma de una curva y la fuerza interna en un punto D es una fuerza de tensión T dirigida a lo largo de la tangente de la curva. En esta sección, se aprenderá a determinar la tensión en cualquier punto de un cable que soporta una carga distribuida dada.

                            

Cables Sometidos a Cargas Uniformemente Distribuidas en la Proyección Horizontal:

Se considera que el peso produce una carga uniformemente distribuida en la proyección horizontal, caso de cables cuya relación flecha/longitud es pequeña.

       Cable parabólico:

         Es un caso particular del anterior, en el que la densidad de carga es constante. Podemos ver muchos ejemplos de este tipo de cables en la vida real (puentes y otras estructuras). Su configuración es la siguiente:

Ahora, teniendo en cuenta que la distribución w es constante, podemos particularizar las ecuaciones que rigen el comportamiento de este cable a partir del caso 2, obteniendo así la altura es función del cuadrado de x, es decir, sigue una curva tipo parábola, y de ahí su nombre.

      Cables en forma catenaria:

        El modelo de cable por excelencia, ya que aparece en una infinidad de casos en la naturaleza. Por ejemplo los tendidos eléctricos, una cadena, o una tela de araña son ejemplos de catenaria. En este caso, el cable solo está sujeto a su propio peso. El concepto parece sencillo, sin embargo es el que contiene una mayor carga matemática.

     Para determinar completamente la catenaria es necesario conocer su longitud. Para este fin se pueden considerar las tensiones verticales y horizontales siguiendo el siguiente esquema:

       Por último, hay que saber determinar la altura en cualquier punto del cable, lo que además es necesario para calcular la tensión vectorial en cada punto. Esta es proporcional a su altura (T = cy).

       Cables con cargas concentradas:

     Considere un cable unido a dos puntos fijos A y B que soportan cargas concentradas verticales P1, P2……….Pn. se supone que el cable es flexible, esto es, que su resistencia a la flexión es pequeña y se puede despreciar. Además, también se supone que el peso del cable es susceptible de ser ignorado en comparación con las cargas que soporta.
Por tanto, cualquier porción del cable entre dos cargas consecutivas se puede considerar como un elemento sujeto a dos fuerzas y, por consiguiente, las fuerzas internas en cualquier punto del cable se reducen a una fuerza de tensión dirigida a lo largo del cable.
Se supone que cada una de las cargas se encuentra en una línea vertical dad, esto es, que la distancia horizontal desde apoyo A hasta cada una de las cargas es conocida; además, también se supone que se conocen las distancias horizontal y vertical entre los apoyos.
Se busca determinar la forma del cable, esto es, la distancia vertical desde el apoyo A hasta cada uno de los puntos C1, C2………Cn y también se desea encontrar la tensión T en cada uno de los segmentos del cable.

      Ejercicios:

1. Los puntos A y B del puente colgante representado en la figura distan 40 m. La flecha en su centro es de 5 m. Los cables pueden resistir una tensión máxima de 44,72 kN. Determinar: a) Tensión mínima y la carga q distribuida uniformemente según la horizontal que puede resistir b) Componentes vectoriales de la tensión en los puntos A y B