MATERIAL RESISTANCE

MATERIAL RESISTANCE

MATERIAL RESISTANCE

The structure (from the Latin structūra) is the arrangement and ordering of the parts within a whole. 1 It can also be understood as a system of bounded coherent concepts, whose purpose is to specify the essence of the object of study. Structure is the set of elements that characterize a given realm of reality or system. The structural elements are permanent and basic, are not subject to circumstantial or conjunctural considerations, but are the essence and raison d’être of the same system. The elements that make up a structure are defined by some basic or characteristic features, and are differentiated or individualized with respect to each other by what we call distinctive features. There will be distinctive features that will allow us to isolate groups, groups between groups and individuals between groups. This concept is applicable to all sciences, and to social sciences, where they allow the analysis of the groups that integrate them and the dynamics they can generate. What is a Structure? “A structure is a set of elements united with each other, with the mission of supporting the forces that act upon them.” Look at the following image where you can see some of the elements of a structure:

 

que es una estructura

 

You can see all the parts of a structure of a building in the following link: Parts of a Structure

As we see, the structures serve to support forces, so let's first study the forces a little.

Force: is anything that can deform a body (static effect) or modify its state of rest or movement (dynamic effect). The forces acting on a structure are called Loads

 

 

tipos de fuerzas

Forces are represented by an arrow (vector), where the length of the vector is the strength of the force, the arrow the direction and the beginning of the vector is the point where the force is applied. Weight is also a force. If you want to know more about the vectors we recommend this link: Vectors.

vector fuerza

Tipos de Cargas en las Estructuras

 Las cargas son las fuerzas que tienen que soportar.

– Cargas Fijas: las que no varían sobre la estructura. Siempre tienen el mismo valor. Por ejemplo el propio peso de la estructura y el de los cuerpos que siempre están en la estructura.

– Cargas Variables: las que pueden variar sobre la estructura con el paso del tiempo. Ejemplos: la fuerza del aire, el peso de la gente, la nieve, etc.

cargas en las estructuras

En la figura anterior… ¿Qué cargas son fijas y variables?.

– Cargas Fijas: peso de la estructura y el peso del deposito.

– Cargas Variables: fuerza del viento y el peso del agua.

Esfuerzos en las Estructuras

Lo primero…..¿Qué es un esfuerzo?.

Un esfuerzo es la fuerza interna que experimentan los elementos de una estructura cuando son sometidos a fuerzas externas. Los elementos de una estructura deben soportar estos esfuerzos sin romperse ni deformarse.

Pongamos un ejemplo para que quede más claro.

Cuando te tiras de un dedo de la mano hacia fuera (fuerza externa), notas una tensión en su interior que te causa cierta molestia. Pues bien los elementos de una estructura (una viga por ejemplo), cuando están sometidos a una fuerza externa, también soportan en su interior unas tensiones internas o esfuerzos que no somos capaces de verlos, pero están ahí, al igual que las del dedo de la mano. A estas tensiones internas es a lo que se le llama esfuerzos.

Hay 5 tipos de esfuerzos diferentes.

– Esfuerzo de Tracción: Un elemento está sometido a un esfuerzo de tracción, cuando las fuerzas que actúan sobre él, tienden a estirarlo. Un ejemplo sería el cable de una grúa. Ojo tiende a estirarlo, pero un una estructura no debe conseguirlo nunca, por lo menos de forma visual (que se vea a simple vista). Esto debe pasar para todos los esfuerzos explicados a continuación.

– Esfuerzo de Compresión: Un elemento está sometido a un esfuerzo de compresión, cuando las fuerzas que actúan sobre él, tienden a comprimirlo (juntarlo). Ejemplo las patas de una silla.

– Esfuerzo de Flexión : Un elemento está sometido a un esfuerzo de flexión, cuando las fuerzas que actúan sobre él, tienden a curvarlo. Un ejemplo es la tabla de una mesa.

esfuerzos en las estructuras

Estos 3 tipos de esfuerzos son lo principales, pero hay más.

– Esfuerzo de Torsión: Un elemento está sometido a un esfuerzo de torsión, cuando las fuerzas que actúan sobre él, tienden a retorcerlo. Ejemplo: una llave abriendo una cerradura.

– Esfuerzo de Cortadura: Un elemento está sometido a un esfuerzo de cortadura, cuando las fuerzas que actúan sobre él, tienden a cortarlo o rasgarlo. Ejemplo: trampolín de una piscina en la parte de su unión con la torre.

esfuerzo de torsion y cortadura

Veamos todos los ejemplos en una estructura para un columpio:

ejemplos de esfuerzos en una estructura
esfuerzos estructura

Cuando queremos construir una estructura, esta, tiene que cumplir unas condiciones. Las 4 siguientes son obligatorias en todas las estructuras.

Condiciones de las Estructuras

1ª) que sea rígida: es decir que no se deforme o se deforma dentro de unos límites. Para conseguirlo se hace triangulando, es decir con forma de triangulo o con sus partes en forma de triangulo.

estructura rigida

2ª) que sea estable: es decir que no vuelque cuando está sometida a fuerzas externas. Se puede conseguir haciendo más ancha la base, o colocando tirantes.

estabilidad en las estructuras

3ª) debe ser resistente: es decir que cada elemento de la estructura sea capaz de soportar el esfuerzo al que se va a ver sometido (que no rompa). El tamaño y la forma de cada elemento es lo que hará que soporten los esfuerzos. Para que aguanten más las vigas se construyen con perfiles (formas).

4º) debe ser los más ligera posible, así ahorraremos en material, tendrá menos cargas fijas y será más barata. Hay elementos que solo cambiando su forma son más ligeros y aguantan incluso más peso.

La forma de las vigas se llama perfil. Aquí tienes algunos ejemplos de los perfiles de los diferentes tipos de vigas metálicas más comunes:

tipos de perfiles en vigas

El perfil en H y en T son de los más usados, ya que con poco material aguantan grandes esfuerzos.

 Tipos de Estructuras

Las más importantes desde el punto de vista de la tecnología son las estructuras entramadas, aunque hay más tipos de estructuras, como veremos a continuación.

Estructuras Entramadas

Son las estructuras que se utilizan en nuestros edificios de hoy en día. Están constituidas por barras de hormigón armado (hormigón con varillas de acero en su interior) o acero unidas entre si de manera rígida.

tipos de estructuras

Las casas y edificios actuales son todos estructuras entramadas.

En este tipo de estructuras es muy importante la construcción de pilares (elementos verticales) y vigas (elementos horizontales).

Los pilares suelen hacerse de hormigón armado y se construyen en el mismo sitio donde se hace la estructura. Mira como se hace un pilar de hormigón armado:

construccion pilar de hormigon armado

Si quieres saber todos los pasos para la construcción de una estructura entramada te recomendamos este enlace: Partes Estructura de una Vivienda.

Estructuras Trianguladas

Están formadas por barras unidas entre sí en forma de triángulo. Por ejemplo las grúas de la construcción.

estructuras trianguladas

Estructuras Colgantes

Se emplean cables de los que cuelgan parte de la estructura. Los cables se llaman tirantes y suelen tender a estirarse. Los tirantes llevan en sus extremos unos tensores para tensar el cable o destensarlo a la hora de colocarlo.

tipos de estructura

DESCARGA EJERCICIOS RESUELTOS DE RESISTENCIA DE MATERIALES II

MÉTODO DE ÁREA MOMENTO

https://goo.gl/JheDYX

MÉTODO DE ENERGÍA – ARMADURA

https://goo.gl/SKoBSn

MÉTODO DE FLEXIBILIDAD

https://goo.gl/AVMXmY

SECCIÓN TRANSFORMADA

https://goo.gl/y5Yoxm

VIGA COMPUESTAS – SANDWICH

https://goo.gl/9aMjKj

MÉTODO DE SUPERPOSICIÓN – PÓRTICOS

https://goo.gl/4RAx4a

octubre 26, 2017

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