clase3

ESTADOS BÁSICOS

DE TENSIÓN

• Las estructuras y cada una de sus partes se deforman cuando se le aplican cargas.

• Los materiales reaccionan internamente para resistir las cargas y no romperse, generando tensiones internas.

•TENSIÓN :• es la capacidad de los materiales de

desarrollar determinada fuerza por unidad de superficie.

• La unidad más frecuente de tensión es Kg/cm2.

Superficie

FuerzaTensión

Los estados básicos

de tensión son:

• Tracción.

• Compresión.

• Corte.

Plano de la sección:

• Las tensiones de tracción y compresión:Están originadas por fuerzas que son perpendiculares al plano de la sección.

• Son tensiones normales.

Las tensiones de corte:

Están originadas por fuerzas que están contenidas en el plano de la sección.

Son tensiones tangenciales

TRACCIÓN• Es el efecto de tirar.

• Las partículas del material tienden a separarse.

• El alargamiento es típico de la tracción.

• Un cable que soporta un peso está traccionado.

• Al imaginar como se deforma la estructura, podemos imaginar el estado de tensión.

Deformaciones por tracción

Alargamiento:

• Es directamente proporcional a la carga.

•Es inversamente proporcional a la superficie de la sección.

• Disminución del diámetro:

La medición del cable antes y después de aplicar la carga, registra que disminuye el diámetro.

El físico francés Poissóndescubrió este cambio lateral de dimensión.

bbb bbb

COMPRESIÓN• Es el efecto de empujar.

• Las partículas del material tienden a apretarse entre sí.

• El acortamiento es típico de la compresión.

• Una columna sobre la cual apoya un peso está comprimida.

•Las deformaciones provocadas por compresión son de sentido contrario a las producidas por tracción: hay un acortamiento en la dirección de la carga y un ensanchamiento perpendicular a esa dirección, debido al efecto de Poisson.

• La piedra, la mampostería, el mortero, el hormigón pueden desarrollar tensiones de compresión muy elevadas. El acero tiene una elevada resistencia a la compresión.

• Se necesita menos sección.

• Las columnas resultan mas delgadas, mas esbeltas.

• Esa delgadez introduce un nuevo tipo de limitación en el proyecto de elementos sometidos a compresión: el pandeo.

PandeoCuando la carga de compresión aumenta lentamente, llega a un valor en el cual el elemento delgado, en lugar de limitarse a acortar su longitud se dobla y rompe con una carga menor que la prevista.

CORTE• Es el efecto de desgarrar, cortar.

• Las partículas del material tienden a deslizarse entre si.

• Una parte de la pieza se desliza respecto de la otra.

El material

genera

tensiones

tangenciales

de corte.

• Produce deformaciones capaces de cambiar la forma de un elemento rectangular, convirtiéndolo en un paralelogramo.

• La distorsión se mide por el ángulo de inclinación del rectángulo deformado y no por la variación de longitud, tal como sucede en el caso de tracción o compresión.

•Las fuerzas que producen esta deformación actúan sobre los planos en los cuáles se produce el deslizamiento

•Una característica fundamental del corte es producir deslizamiento no en un solo plano, sino en dos planos, siempre perpendiculares entre sí.

•El corte en planos verticales implica necesariamente, cortes en planos horizontales y a la inversa.

• La existencia de las fuerzas horizontales de corte puede deducirse también analizando la deformación del elemento rectangular.

• La inclinación del elemento produce un alargamiento en una de sus diagonales y el acortamiento en la otra.

• Como el alargamiento lo acompaña siempre una tracción y al acortamiento una compresión, la misma deformación podría obtenerse comprimiendo este elemento en el plano de la diagonal corta y sometiéndolo a tracción en el de la diagonal larga.

• La consideración del corte como efecto de compresión y tracción tiene gran importancia práctica:

• Un material de baja resistencia a la tracción no puede ser resistente al corte, pues se romperá por tracción en una dirección inclinada a 45º respecto de la de corte.

• Análogamente una hoja delgada no puede tener resistencia al corte, pues pandeará en la dirección del esfuerzo de compresión equivalente.

TORSIÓN• Se produce torsión en un elemento estructural

cada vez que las cargas aplicadas tienden a torcerlo.

• La tendencia al deslizamiento, característica del corte, se encuentra en elementos estructurales torsionados por acción de pares aplicados en sus extremos.

• Si se torsiona la barra de modo que una sección extrema gire respecto de la otra, los cuadrados dibujados sobre su superficie se transforman en cuadriláteros inclinados.

• Como la torsión desarrolla tensiones de corte, debe ser equivalente a tracción y compresión perpendiculares entre sí.

• Cuando retorcemos un trapo mojado antes de colgarlo hacemos que la compresión introducida por torsión expulse el agua del trapo.

• Se produce torsión en un elemento estructural cada vez que las cargas aplicadas tienden a torcerlo.

• Como el mismo tipo de deformación puede deberse sólo al mismo tipo de esfuerzo, la torsión debe producir distorsiones y por lo tanto, tensiones de corte en la sección de la barra; para mantener el equilibrio debe producir también tensiones de corte en los planos perpendiculares a la sección.

FLEXIÓN •Es el

efecto de

curvarse.

•Tenemos

compresión

y tracción

en distintas

fibras del

mismo

elemento

estructural.

La parte superior se acorta. (compresión)

• La parte inferior se alarga. (tracción)

• Dada la resistencia a la compresión de la mayor parte de los materiales usados en estructuras, es relativamente fácil canalizar las cargas verticalmente hacia la tierra.

• El problema fundamental consiste, en cambio, en transferir cargas verticales horizontalmente, con el fin de salvar la distancia entre apoyos verticales.

• La flexión es entonces un factor de importancia primordial como mecanismo estructural.

• Un buen material de flexión debe tener resistencias prácticamente iguales a la tracción y la compresión.

• Maderas.

• Acero.

• Hormigón armado: la resistencia a la compresión del hormigón se usa en las fibras comprimidas del elemento y la resistencia a la tracción del acero en las fibras traccionadas.

• En los elementos estructurales de hormigón, LA ARMADURA SE COLOCA EN LA PARTE TRACCIONADA.

• En los voladizos la armadura va SIEMPRE ARRIBA.