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Vigas sometidas a flexión

Estructuras
by

Miguel Angel Peralta Arevalo

on 18 January 2013

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Transcript of Vigas sometidas a flexión

ESTRUCTURAS II VIGAS SOMETIDAS A FLEXION VIGAS CARACTERISTCAS FLEXION ESTABILIDAD Y GRADO DE DETERMINACION: FALLAS POR FLEXION
Definición:Se define como viga a un elemento estructural que trabaja sometido principalmente a esfuerzos de flexión, compuesto por tensiones de tracción y compresión. Son elementos que poseen una dimensión dominante frente a las demás.

Las tensiones máximas se encuentran en la parte inferior y en la superior.

En los sectores cercanos a los apoyos, se producen esfuerzos cortantes, y pueden también producirse torsiones.

El material de las vigas, es elástico linealmente. Dónde:
NI: número de incógnitas
B: número de barras
R: número de reacciones
NE: número de ecuaciones
N: número de nodos
C: número de articulaciones Se produce por el desplazamiento vertical (flecha) del eje centroidal longitudinal de la viga. Este desplazamiento es directamente proporcional a la magnitud de la carga y a la longitud de la viga. Los valores de la flexion en cualquier sitio de la viga se conocen como momentos flectores (Mf). INTEGRANTES : BRAVO JEFFERSON
CASTELO RAUL
JIMENEZ JILLY
PERALTA MIGUEL
SANCHEZ JIMMY TIPOS DE VIGAS. • Vigas estáticamente determinadas

Viga empotrada – Simplemente apoyada

Viga Bi-empotradas .Vigas estáticamente indeterminadas. • Vigas continuas
Son aquellas vigas que tienen varios apoyos, yasean simples o empotrados •Viga empotrada – Simplemente apoyada
Son vigas que estánempotradas en un extremo y apoyada en el otro •Viga Bi-empotrada
Es aquella viga con ambos extremos empotrados NI=NE NI=3B+R NE=3N+C GT=NI-NE ISOSTATICA Como regla general las fuerzas dirigidas hacia arriba producirán momentos positivos y las dirigidas hacia abajo producirán momentos flectores negativos en cualquier lado de la sección. La flexión origina sobre la sección transversal esfuerzos de compresión (C) y de tracción (T), a ambos lados del centroide de la viga y cuyas posiciones determinaran flexiones positivas o negativas Cuando la viga flexa cóncava hacia arriba, la flexión es positiva, en este caso las fibras de la sección por encima del eje centroidal están sometidas a esfuerzos de compresión y las fibras de la sección debajo del eje están sometidas a esfuerzos de tracción 2 4 5 • Cuando la viga flexa cóncava hacia abajo, la flexion es negativa, en este caso las fibras de la sección por encima del eje centroidal están sometidas a esfuerzos de tracción y las fibras de la sección por debajo del eje están sometidas a esfuerzos de compresión. • La viga puede fallar por cedencia de las fibras extremas. Cuando el punto de cedencia es alcanzado en las fibras extremas, la deflexión de la viga aumenta más rápidamente con respecto a un incremento de carga; y si la viga tiene una sección gruesa y fuerte o está firmemente empotrada de tal modo que no pueda torcerce o flambearse, la falla se verifica con un pandeo gradual que finalmente se torna tan grande que la utilidad de la viga como miembro sustentante queda destruida. El "flambeo" lateral puede ser una causa primaria de la falla de la viga, caso en el cual el esfuerzo en las fibras no alcanza la resistencia hasta el punto de cedencia del material antes de que el flambeo ocurra. El flambeo frecuentemente limita la resistencia de las vigas angostas. •La falla de los miembros de alma delgada, como una vigueta, puede ocurrir debido a los esfuerzos excesivos en el alma o por el flambeo del alma bajo los esfuerzos compresivos diagonales que siempre acompañan a los esfuerzos cortantes •En aquellas partes de vigas adyacentes a los datos de apoyo que transmiten las cargas concéntricas o las reacciones las vigas, pueden establecer esfuerzos compresivos altos, y en las vigas I o canales el esfuerzo local en aquella parte del alma más cercana a un lado de apoyo puede tornarse excesivo. •La falla de las vigas de material quebradizo como el hierro fundido y el concreto simple siempre ocurre por ruptura súbita. De acuerdo a numerosos estudios experimentales, los modos de falla de una viga de hormigón armado reforzada a flexión, se clasifican EN:
a) "Falla por flexión" producida por la rotura del hormigón en la zona de compresión
b) "Falla POR rotura"
c) "Falla por corte"
d) Desprendimiento del recubrimiento de hormigón
e) Despegue del extremo final del refuerzo
f) Despegue del refuerzo inducido por fisura de flexión
g) Despegue del refuerzo inducido por fisura de corte. La falla por corte (c), es una rotura frágil, lo cual puede ser crítico en el caso de refuerzo a flexión.
En tales casos, la capacidad de corte de la viga no reforzada determina su resistencia al corte, mientras que el refuerzo a flexión proporciona una pequeña contribución a dicha resistencia.


Falla a la rotura por desprendimiento del recubrimiento de hormigón (d), se produce por concentración de tensiones cerca de los extremos de la placa de refuerzo. Una vez que la fisura se forma en o cerca del extremo final del refuerzo, se propaga hasta el nivel de la armadura de acero y luego progresa horizontalmente a lo largo de dicho refuerzo, provocando la separación del recubrimiento de hormigón. Falla de despegue del extremo final del refuerzo (e), se produce el despegue entre el adhesivo y la viga. En general este modo de falla se produce debido a altas tensiones interfaciales normales y de corte cerca del extremo del refuerzo, que exceden la resistencia del elemento más débil, en la mayoría de los casos el hormigón. La falla por despegue (f), puede iniciarse por una fisura de flexión o una mixta de flexión y corte y luego propagarse hacia uno de los extremos de la placa. El despegue generalmente ocurre en la capa de hormigón adyacente a la interfaz hormigón-adhesivo. Falla del mecanismo de rotura (g), puede ser descrito del siguiente modo: cuanto mayor es la fisura formada en el hormigón, las tensiones de tracción generadas por el hormigón fisurado se transfieren a la placa. En consecuencia se producen tensiones interfaciales locales muy altas entre el refuerzo y el hormigón en las cercanías de la fisura. Con el incremento de la carga aplicada, las tensiones de tracción en el refuerzo y las tensiones interfaciales entre el hormigón y aquél en las cercanías de la fisura también aumentan. Cuando estas tensiones alcanzan valores críticos, se inicia el despegue del refuerzo en la fisura y se propaga hacia uno de los extremos del mismo. DISEÑO DE VIGAS
Uno de los objetivos más importantes del estudio de vigas sometidas a flexión es realizar su respectivo diseño, encontrando la forma y los elementos constitutivos que cumplan las condiciones básicas de RESISTENCIA y RIGIDEZ, para así poder evitar que se puedan presentar fallas por flexión en las mismas. Resistencia: Es la condición más importante, puesto que el perfil seleccionado debe ser capaz de soportar las cargas externas a las que va a estar sometido, con un cierto grado de seguridad o confianza. Para esto, se considera la teoría elástica, donde el factor de seguridad es un número que rebaja los esfuerzos críticos del límite elástico, y los convierte en admisibles. Rigidez: Es la condición que permite que el uso del elemento estructural, sehaga de manera agradable, con una satisfactoria sensación de seguridad. Secciones Económicas.
Una sección ideal es aquella que permite utilizar toda el área “A”, en dos franjas delgadas distanciadas lo más posible del eje neutro para lograr el mayor momento de inercia, puesto que así la mayor parte de los diferenciales de área tienen una distancia mayor al eje centroidal, en este caso el momento de inercia seria varias veces mayor que el de la sección rectangular Utilización:Los perfiles de ala estrecha al igual que los tubos rectangulares son colocados principalmente como VIGAS, debido a su característica de mucha mayor inercia del eje x-x, respecto al eje y-y. Mientras que los perfiles de ala ancha al igual que los tubos cuadrados y circulares, son utilizados principalmente como COLUMNAS, debido a sus propiedades de inercia más semejantes en ambos sentidos, lo cual reduce las posibilidades de pandeo de estos elementos flexo-comprimidos.
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