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FUERZA DE COMPRESIÓN

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Juan León Calle

on 4 June 2017

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TERCERA LEY DE NEWTON O PRINCIPIO DE ACCIÓN Y REACCIÓN
CARGAS
RESISTENCIA DE MATERIALES
Estas dos condiciones, resistencia y rigidez deberán asegurarse para que las estructuras cumplan su fin. En general podemos afirmar que una fuerza interna produce un esfuerzo actuante que trata de romper el elemento. Que se rompa depende del esfuerzo resistente que tenga el elemento el cual dependerá del material y de sus dimensiones transversales.

FUERZA DE COMPRESIÓN
PUENTES
Los puentes son estructuras destinadas a salvar obstáculos naturales, como ríos, valles, lagos o brazos de mar, y obstáculos artificiales, como vías férreas o carreteras, con el fin de poder transportar mercancías, permitir la circulación de las gentes y trasladar sustancias de un sitio a otro.
TIPOS DE PUENTE
PUENTES VIGA
Un puente viga es un puente cuyos vanos son soportados por vigas. Este tipo de puentes deriva directamente del puente tronco. Se construyen con madera, acero u hormigón (armado, pretensado o postensado).
Un puente en ménsula (en inglés cantilever bridge) es un puente en el cual una o más vigas principales trabajan como ménsula o voladizo. Normalmente, las grandes estructuras se construyen por la técnica de volados sucesivos, mediante ménsulas consecutivas que se proyectan en el espacio a partir de la ménsula previa.
Un puente de arco es un puente con apoyos a los extremos de la luz, entre los cuales se hace una estructura con forma de arco con la que se transmiten las cargas. El tablero puede estar apoyado o colgado de esta estructura principal, dando origen a distintos tipos de puentes ya que da lo mismo.
Un puente colgante es un puente sostenido por un arco invertido formado por numerosos cables de acero, del que se suspende el tablero del puente mediante tirantes verticales.
En términos de ingeniería civil, se denomina puente atirantado a aquel cuyo tablero está suspendido de uno o varios pilones centrales mediante obenques.
PUENTE EN MÉNSULA
PUENTES
EN ARCO
PUENTES
COLGANTES
PUENTES
ATIRANTADOS
FUERZAS EN UN PUENTE
COLGANTE
La gravitación es la fuerza de atracción mutua que experimentan los cuerpos por el hecho de tener una masa determinada. Las principales fuerzas son la carga que tiene que soportar el puente y el peso propio del puente (por supuesto ahí es donde interviene la gravedad).Después tienes la acción de los vientos, del agua si está construido sobre ella, etc.Digamos que el aspecto principal a tener en cuenta es que el puente debe soportar su propio peso y la carga transmitiéndolo a los cimientos a través de las columnas.
La tensión cortante o tensión de corte es aquella que, fijado un plano, actúa tangente al mismo. Se suele representar con la letra griega tau En piezas prismáticas, las tensiones cortantes aparecen en caso de aplicación de un esfuerzo cortante o bien de un momento torsor
La fuerza de compresión es la resultante de las tensiones o presiones que existe dentro de un sólido deformable o medio continuo, caracterizada porque tiende a una reducción de volumen o un acortamiento en determinada dirección.
Para el diseño de un puente colgante se debe tomar en cuenta las fuerzas que intervienen para que sea funcional. Sea cual sea su tamaño o complejidad los puentes colgantes son una prueba de la creatividad de la humanidad y de la aplicación de las leyes de la física en su elaboración. Tensión mecánica, es la fuerza interna aplicada, que actúa por unidad de superficie o área sobre la que se aplica. También se llama tensión, al efecto de aplicar una fuerza sobre una forma alargada aumentando su elongación.

FUERZA DE TRACCIÓN
FUERZA GRAVITATORIA
FUERZA CORTANTE
FUERZA DE COMPRESIÓN
La tercera ley de Newton establece que siempre que un objeto ejerce una fuerza sobre un segundo objeto, este ejerce una fuerza de igual magnitud y dirección, pero en sentido opuesto sobre el primero. Con frecuencia se enuncia así: A cada acción siempre se opone una reacción igual pero de sentido contrario. En cualquier interacción hay un par de fuerzas de acción y reacción situadas en la misma dirección con igual magnitud y sentidos opuestos. La formulación original de Newton es:
Con toda acción ocurre siempre una reacción igual y contraria: quiere decir que las acciones mutuas de dos cuerpos siempre son iguales y dirigidas en sentido opuesto.

Algunos ejemplos donde actúan las fuerzas acción-reacción son los siguientes:
Si una persona empuja a otra de peso similar, las dos se mueven con la misma velocidad pero en sentido contrario. Cuando saltamos, empujamos a la tierra hacia abajo, que no se mueve debido a su gran masa, y esta nos empuja con la misma intensidad hacia arriba. Una persona que rema en un bote empuja el agua con el remo en un sentido y el agua responde empujando el bote en sentido opuesto. Cuando caminamos empujamos a la tierra hacia atrás con nuestros pies, a lo que la tierra responde empujándonos a nosotros hacia delante, haciendo que avancemos.


APLICANDO LA LEY DE NEWTON

Son aquellas que permanecen en el puente por un periodo de tiempo largo, inclusive durante su vida de servicio.
Las cargas permanentes incluyen:
• Carga muerta de elementos estructurales y elementos no estructurales unidos (DC).
Los elementos estructurales son los que son parte del sistema de resistencia. Los elementos no estructurales unidos se refieren a parapetos, barreras, señales, etc. En caso de no contar con las especificaciones técnicas o manuales que den información precisa del peso, sepueden usar los pesos unitarios de AASHTO presentados en la tabla

• Carga muerta de superficie de revestimiento y accesorios (DW).
La carga muerta de la superficie de revestimiento (DW) puede ser estimada tomando el peso unitario para un espesor de superficie.

CARGA VIVA
Las cargas que estudiaremos a continuación comprenden las cargas del tráfico vehicular, del tráfico peatonal, de fluidos, de sismo, de hielo, de deformaciones y las causadas por colisiones.
CARGA PERMANENTE
IMPACTO
Las fuerzas provocadas por la carga viva se deben incrementar para tener en cuenta la vibración y la aplicación súbita de cargas. Este incremento según las normas AASHTO
RESISTENCIA HORMIGÓN PRETENSADO
Se denomina hormigón pretensado (en algunos lugares de Hispanoamérica concreto preesforzado) a la tecnología de construcción de elementos estructurales de hormigón sometidos intencionadamente a esfuerzos de compresión previos a su puesta en servicio. Dichos esfuerzos se consiguen mediante barras, alambres o cables de alambres de acero que son tensados y anclados al hormigón.
El objetivo es el aumento de la resistencia a tracción del hormigón, introduciendo un esfuerzo de compresión interno que contrarreste en parte el esfuerzo de tracción que producen las cargas de servicio en el elemento estructural.
En el hormigón armado convencional se proporciona resistencia a la tracción a los elementos estructurales colocando acero de refuerzo (pasivo) en las zonas de los elementos estructurales donde pueden aparecer tracciones. Esta forma de proporcionar resistencia a la tracción puede garantizar una resistencia poco adecuada al elemento y presenta el inconveniente de no impedir el agrietamiento del hormigón para ciertos niveles de carga.
El acero como material estructural, tiene muchas ventajas para la construcción de estructuras, ya que su relación resistencia-peso es muy alta, lo que contribuye a disminuir el peso de las estructuras, y con esto disminuir notablemente las fuerzas que se generan durante un sismo.
RESISTENCIA DE ACERO
EL PANDEO
El pandeo es un fenómeno de inestabilidad elástica que puede presentarse en elementos que trabajan a compresión, se caracteriza por un desplazamiento súbito trasversal al plano de carga a compresión, por lo tanto es una falla frágil
CARGA CRITICA
Teniendo claro que un elemento sometido a compresión tiene riesgo de pandeo, es importante determinar la magnitud de la carga con la cual se presentará el pandeo lateral, también llamada carga crítica, cuyo fenómeno fue explicado Leonhard Euler. De aquí que también sea denominada como carga crítica de Euler explico.
• El módulo de elasticidad del material es el mismo a tensión y a compresión
• El miembro es perfectamente recto inicialmente y la carga se aplica concéntricamente al eje.

La fuerza de tracción es el esfuerzo a que está sometido un cuerpo por la aplicación de dos fuerzas que actúan en sentido opuesto, y tienden a estirarlo. En un puente colgante la fuerza de tracción se localiza en los cables principales. Un cuerpo sometido a un esfuerzo de tracción sufre deformaciones positivas (estiramientos) en ciertas direcciones por efecto de la tracción.
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