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4.1 Esfuerzo y deformación debido a cargas externas: esfuerz

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by

Eduardo Martinez

on 13 May 2015

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Transcript of 4.1 Esfuerzo y deformación debido a cargas externas: esfuerz

Esfuerzos térmicos
Se denomina viga a un elemento constructivo lineal que trabaja principalmente a flexión.

En las vigas, la longitud predomina sobre las otras dos dimensiones y suele ser horizontal.
Vigas con dos apoyos cargadas en puntos

Ley de Hooke
Ley de elasticidad de Hooke o ley de Hooke, originalmente formulada para casos del estiramiento longitudinal, establece que el alargamiento unitario que experimenta un material elástico es directamente proporcional a la fuerza aplicada F :



siendo el alargamiento, L la longitud original, E el módulo de Young, A la sección transversal de la pieza estirada.
Se dice que un esfuerzo es térmico cuando varía la temperatura del material.

Al presentarse un cambio de temperatura en un elemento éste experimenta una deformación axial, denominada deformación térmica.
Esfuerzo y deformación
En general es un esfuerzo es el resultado de la división entre una fuerza y el área en la que se aplica.

Se distinguen dos direcciones para las fuerzas, las que son normales al área en la en la que se aplican y las que son paralelas al área en que se aplican.
Los esfuerzos con dirección normal a la sección, se denota como (sigma) y representa un esfuerzo de tracción cuando apunta hacia afuera de la sección, tratando de estirar al elemento analizado. En cambio, representa un esfuerzo de comprensión cuando apunta hacia la sección, tratando de aplastar al elemento analizado.
Las columnas representan el elemento vertical de soporte para la mayoría de las estructuras a base de marcos.
Clasificación de columnas
RESISTENCIA DE MATERIALES
Un cambio de temperatura puede ocasionar que un material cambie sus dimensiones. Si la temperatura aumenta, generalmente un material se dilata, mientras que si la temperatura disminuye, el material se contrae.
Si este es el caso y el material es homogéneo e isotrópico, se ha encontrado experimentalmente que la deformación de un miembro de longitud "L" puede calcularse utilizando la formula:
Donde es propiedad del material llamada coeficiente lineal de dilatación térmica.
es el cambio algebraico en la temperatura del miembro y es el cambio algebraico en la longitud del miembro
La ley de Hooke recibe su nombre de Robert Hooke, físico británico contemporáneo de Isaac Newton
La forma más común de representar matemáticamente la ley de Hooke es mediante la ecuación del muelle o resorte, donde se relaciona la fuerza F ejercida sobre el resorte con la elongación o alargamiento producido :
Donde K se llama constante elástica del resorte y es su elongación o variación que experimenta su longitud.
Vigas con cargas uniformes:
Considerando una porción de una viga sometida a un a carga uniforme W, cada segmento dx de la carga W crea una fuerza concentrara igual a dF - Wdx sobre la viga.
Vigas hiperestáticas :
Son aquellas vigas que, para su cálculo, presentan más incógnitas que ecuaciones.
En general, una estructura es hiperestática o estáticamente indeterminada cuando está en equilibrio pero las ecuaciones de la estática resultan insuficientes para determinar todas las fuerzas internas o las reacciones.
Vigas en Cantiliver :
También se les llama "vigas en voladizo". En estas vigas un extremo esta fijo para impedir la rotación, también se conoce como un extremo empotrado, debido a la clase de apoyo.
La columna clásica se compone de tres partes :
* La base : protege a la columna de los golpes que podrían deteriorarla, al mismo tiempo queda una superficie de sustentación mayor.
* El fuste
* El capitel : es necesario para proporcionar un asiento capaz de recibir mejor el entablamiento.
Atendiendo a su disposición en relación con otros componentes de un edificio, pueden distinguirse estos tipos de columnas :
Columna aislada o exenta : La que se encuentra separada de un muro o cualquier elemento vertical de la edificación
Columna adosada : La que está yuxtapuesta a un muro y otro elemento de la edificación.
Columna embebida : La que aparenta estar parcialmente incrustada en el muro u otro cuerpo de la construcción.
Problemas!!!


15. Sobre un dinamómetro de constante elástica K=200 N/m se cuelga una masa m=4kg. Calcular alargamiento.


16. Si cuando aplicamos a un determinado muelle una fuerza F=20 N le provocamos un alargamiento de x=30 cm. Calcular la fuerza F que provocara un alargamiento de x=20 cm.




17. Para una viga estática con dos apoyos y dos voladizos con carga uniforme de 1900 kg/m y carga puntual de 3200 kg. Determinar valor de RA y RB .


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