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Tema las estructuras

ÍNDICE CARGAS Y ESFUERZOS ............................................................ 2 CARGA Y TIPO ................................................................... 2 TIPOS DE CARGAS:............................................................ 2 ESFUERZOS Y TIPOS ............................................................. 4 TIPOS DE ESFUERZO. ......................................................... 4 TRACCIÓN .................................................................. 5 COMPRESIÓN ............................................................... 6 FLEXIÓN .................................................................... 8 TORSIÓN .................................................................... 9 CORTANTE O CIZALLADURA ........................................... 10 PANDEO ................................................................... 14


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CARGAS Y ESFUERZOS CARGA Y TIPO Se denominan cargas a las fuerzas que actúan sobre una estructura. Ejemplos de cargas: el peso propio de la estructura, el peso de otros elementos externos como la lluvia, la nieve, un niño sobre un columpio, un coche sobre un puente, etc. TIPOS DE CARGAS: Las cargas que actúan sobre una estructura pueden ser de dos tipos: • Cargas fijas o permanentes: Son aquellas que no varían con el paso del tiempo. (peso propio, peso de objetos que siempre están en el mismo lugar, etc ) • Cargas variables: son aquellas que unas veces actúan sobre una estructura y otras veces no. (un coche al pasar por el puente, carretilla subida por una grúa, etc)


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ESFUERZOS Y TIPOS Un esfuerzo es la tensión interna que experimentan los cuerpos sometidos a la acción de una o varias fuerzas

TIPOS DE ESFUERZO. Los materiales sólidos responden a fuerzas externas como la tensión, la compresión, la torsión, la flexión o la cizalladura. Los materiales sólidos responden a dichas fuerzas con: • Una deformación elástica (en la que el material vuelve a su tamaño y forma originales cuando se elimina la fuerza externa) • Una deformación permanente • Una fractura Los elementos que componen las estructuras pueden estar sometidos a los siguientes tipos de esfuerzos principales: - Tracción. - Compresión. - Flexión. - Torsión. - Cizalladura.


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TRACCIÓN

Tracción (↔): tirante, goma de tirachinas Son aquellos esfuerzos que tienden a estirar o alargar el cuerpo sobre el que actúan.

Tracción (provoca el estiramiento de la pieza): Decimos que un elemento está sometido a un esfuerzo de tracción cuando sobre él actúan fuerzas que tienden a estirarlo. Hace que se separen entre sí las distintas partículas que componen una pieza, tendiendo a alargarla. Los tensores son elementos resistentes que aguantan muy bien este tipo de esfuerzos. Cuando se cuelga de una cadena una


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lámpara, la cadena queda sometida a un esfuerzo de tracción, tendiendo a aumentar su longitud. La tracción es una fuerza que tira; por ejemplo, la fuerza que actúa sobre un cable que sostiene un peso. Cuando un material está sometido a tensión suele estirarse, y recupera su longitud original (deformación elástica), si esta fuerza no supera el límite elástico del material. Bajo mayor tensión, el material no vuelve completamente a su situación original (deformación plástica), y cuando la fuerza es aún mayor, se produce la ruptura del material.

COMPRESIÓN

Compresión (→←): patas de silla, pilares Son aquellos esfuerzos que tienden a aplastar o acortar el cuerpo sobre el que actúan. Compresión (provoca el aplastamiento de la pieza: Un cuerpo se encuentra sometido a compresión si las fuerzas aplicadas tienden a aplastarlo o comprimirlo. Hace que se aproximen las diferentes partículas de un material, tendiendo a producir acortamientos o aplastamientos. Cuando nos sentamos en una silla, sometemos a las patas a un esfuerzo de compresión, con lo que tiende a disminuir su altura.


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Los pilares y columnas son ejemplo de elementos diseñados para resistir esfuerzos de compresión. Cuando se somete a compresión una pieza de gran longitud en relación a su sección, se arquea recibiendo este fenómeno el nombre de pandeo. La compresión es una fuerza que prensa, esto tiende a causar una reducción de volumen. Si el material es rígido la deformación será mínima, siempre que la fuerza no supere sus límites; si esto pasa el material se doblaría y sobre él se produciría un esfuerzo de flexión. Si el material es plástico se produciría una deformación en la que los laterales se deformarían hacia los lados.


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FLEXIÓN Son aquellos esfuerzos que tienden a doblar el cuerpo sobre el que actúan. Flexión (↓):vigas, baldas

Flexión (tiende a doblar la pieza): Un elemento estará sometido a flexión cuando actúen sobre él cargas que tiendan a doblarlo. Es una combinación de compresión y de tracción. Mientras que las fibras superiores de la pieza sometida a un esfuerzo de flexión se alargan, las inferiores se


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acortan, o viceversa. Al saltar en la tabla del trampolín de una piscina, la tabla se flexiona. También se flexiona un panel de una estantería cuando se carga de libros o la barra donde se cuelgan las perchas en los armarios. A este tipo de esfuerzo se ven sometidas las vigas de una estructura. La distancia en vertical entre la línea de los apoyos y el punto de máxima deformación se denomina flecha. La flexión es una fuerza en la que actúan simultáneamente fuerzas de tensión y compresión; por ejemplo, cuando se flexiona una varilla, uno de sus lados se estira y el otro se comprime. Si estas fuerzas no superan los límites de flexibilidad y compresión de del material este solo se deforma, si las supera su produce la ruptura del material.

TORSIÓN Son aquellos esfuerzos que tienden a retorcer el cuerpo sobre el que actúan. Torsión(↓↑):llave al abrir, eje de motor (provoca el retorcimiento de la pieza). Un cuerpo sufre esfuerzos de torsión cuando existen fuerzas que tienden a retorcerlo. Las fuerzas de torsión son las que hacen que una pieza tienda a retorcerse sobre su eje central.


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Están sometidos a esfuerzos de torsión los ejes, las manivelas y los cigüeñales. Es el caso del esfuerzo que sufre una llave al girarla dentro de la cerradura. La torsión es una fuerza que dobla el material, esto se produce cuando el material es girado hacia lados contrarios desde sus extremos. En este tipo de fuerza también actúan simultáneamente tensión y compresión. Si no se superan sus límites de flexión este se deformara en forma de espiral, si se superan el material sufrirá un ruptura.

CORTANTE O CIZALLADURA Cortante (↓ ↑):tijeras, guillotina Son aquellos esfuerzos que tienden a cortar el objeto sobre el que actúan(tiende a desgarrar o cortar la pieza). .


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Se produce cuando se aplican fuerzas perpendiculares a la pieza, haciendo que las partículas del material tiendan a resbalar o desplazarse las unas sobre las otras. Es el esfuerzo al que está sometida a una pieza cuando las fuerzas aplicadas tienden a cortarla o desgarrarla. Los puntos sobre los que apoyan las vigas están sometidos a cizallamiento. El ejemplo más claro de cortadura lo representa la acción de cortar con unas tijeras. La cizalladura o corte es una fuerza que corta, esto se produce cuando el material presionado (en dos partes muy cercanas) por arriba y por abajo. En este tipo de fuerza también actúan simultáneamente tensión y compresión. Si esta fuerza no supera los límites de flexión y compresión del material este se deformara, si los supera la fuerza producirá un corte en este. Las fuerzas de cizallamiento actúan sobre elementos que soportan tracción y empuje, como los remaches de una gran estructura metálica.


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PANDEO Pandeo(↓↓):pilar descentrado


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