Concepto de Coeficiente de Seguridad
El coeficiente de seguridad y minoración es el valor utilizado para no alcanzar el pico máximo de resistencia del material. Se establecen valores de 0,8 para madera y 0,9 para acero.
Deformación en Piezas a Tracción
La deformación característica de una pieza solicitada a tracción es el alargamiento, el cual provoca una disminución de su sección, ya que las cargas actúan de forma normal a la sección y en sentido contrario, tratando de alejarse.
Solicitación de Flexión Plana
Se produce cuando el eje de acción de las cargas no coincide con el eje del elemento estructural, sometiendo a la pieza a un momento flector y a un esfuerzo de corte. La deformación característica es la curvatura de su eje, presentando una zona sometida a compresión, otra a tracción y un eje neutro donde las tensiones son nulas.
Solicitación Axil y Pandeo
Solicitación Axil
Ocurre cuando la resultante de todas las cargas aplicadas en una sección transversal pasa por el eje baricéntrico de la pieza.
Pandeo por Compresión
Se produce como consecuencia de la esbeltez del elemento estructural y no por el agotamiento de la resistencia del material. Consiste en la modificación (deformación) del eje longitudinal de la pieza.
Resistencia de Materiales: Conceptos Básicos
Los materiales estructurales son el conjunto de materias primas utilizadas para construir estructuras y edificios.
- Elasticidad: Propiedad de un elemento de deformarse bajo la acción de cargas y recuperar su forma original al retirarlas.
- Plasticidad: Comportamiento donde el material, al retirarse la carga, no recupera totalmente su forma y dimensiones originales.
- Fragilidad: Materiales elásticos hasta la rotura, que fallan sin deformación previa.
- Resistencia: Grado de oposición que presenta un material ante las fuerzas que actúan sobre él.
Cargas y Esfuerzos
La carga es toda causa capaz de producir estados tensionales. Las fuerzas interiores que equilibran a las exteriores se definen como esfuerzos. Si las cargas de servicio exceden los valores propios del material, la cohesión desaparece y el cuerpo se rompe.
Los elementos estructurales suelen responder a la forma denominada «sólido prismático».
Clasificación de Esfuerzos
- Producidos por fuerzas: Tracción, compresión, corte.
- Producidos por pares: Flexión, torsión.
Análisis de Esfuerzos Específicos
Tracción
La carga actúa de forma normal a la sección y tiende a separar dos secciones próximas, aumentando la distancia intermolecular. La deformación característica es el alargamiento.
Compresión
La carga actúa de forma normal a la sección y tiende a acercar dos secciones próximas. La deformación característica es el acortamiento, aumentando la sección transversal.
Flexión
Al aplicar cargas en un plano perpendicular a la sección transversal y no coincidir la recta de acción con los apoyos, la pieza se curva. Si el apoyo no permite generar la reacción sobre la recta de acción, aparece un momento flector.
Durante la flexión, las fibras extremas sufren las máximas tracciones y compresiones. A medida que las fibras se acercan al centro, las tensiones disminuyen hasta anularse en el plano neutro. La combinación de estos esfuerzos genera un par interno que se opone a la acción de las cargas.