Caracteristicas del acero

1.- Transmisión de cargas.

Las vigas transmiten cargas transversales a sus ejes longitudinales.
Las columnas o miembros a compresión transmiten fuerzas de compresión a lo largo de sus ejes longitudinales. Los miembros a compresión usualmente deben soportar algunas cargas transversales y por ello se les llama vigas-columna.
Los miembros a tensión transmiten de la manera más eficiente lasfuerzas de tensión.

1.2.- Definiciones.

Para fabricar un miembro estructural en acero, es necesario conocer las características elásticas, inelásticas, de fractura y de fatiga de dicho metal.

Elasticidad: capacidad de un metal de regresar a su forma original después de ser cargado y subsecuentemente descargado.
Fatiga de un metal: ocurre cuando se somete a esfuerzos repetidos por mediode muchos ciclos de carga y descarga, por encima de su límite de fatiga.
Ductilidad: capacidad de un cuerpo de deformarse sin fracturarse en el rango inelástico, esto es, más allá de su límite elástico.
Resistencia Ultima a Tensión: es la carga de tensión en la fractura dividida entre el área original de la probeta descargada.
Módulo de Elasticidad: es la pendiente de la curvaesfuerzo-deformación unitaria en el rango elástico. Para aceros estructurales, es igual a 29 000 kips por pulgada cuadrada (ksi) o 200 000 N/mm2 (MPa).
Tenacidad: es una combinación de resistencia y ductilidad.
Estricción: es una constricción local que sucede después de que se inicia el endurecimiento por deformación en una prueba de tensión, y el esfuerzo continúa creciendo y la extensión inelástica delespécimen de prueba continúa en forma uniforme hasta alcanzar la carga máxima.
Resistencia Ultima a la Tensión Fu: es el esfuerzo nominal basado en el área original.
Factor de Seguridad: es la relación de la resistencia del miembro al máximo esfuerzo previsto. Para materiales dúctiles, el factor de seguridad se basa en los esfuerzos en los puntos de fluencia, mientras que para materialesfrágiles o vítreos, se basa en la resistencia a la ruptura.

Repaso de diagramas de cortante y momento.


1.3.- Pruebas de tensión al acero estructural y curvas típicas esfuerzo-deformación.

Cuando se realizan pruebas de laboratorio al acero estructural utilizando probetas, y es cargado en un estado de esfuerzo de tensión simple, aparece un marcado punto de fluencia a un esfuerzo ligeramentemayor que el límite elástico. Cuando se carga más allá del punto de fluencia, la ductilidad el acero, le permite tener grandes alargamientos inelásticos. Finalmente se alcanza la resistencia última de ruptura y la probeta se fractura.
Si una pieza laminada de acero estructural se somete a una fuerza de tensión, comenzará a alargarse. Si la fuerza de tensión se incrementa en forma constante, elalargamiento aumentará constantemente, dentro de ciertos límites. Cuando el esfuerzo de tensión alcanza un valor aproximadamente igual a la mitad del esfuerzo en la ruptura, el alargamiento empezará a incrementarse en una proporción mayor que el correspondiente incremento de esfuerzo.
El mayor esfuerzo para el cual tiene aplicación la Ley de Hooke, o el punto más alto sobre la porción de línearecta del diagrama esfuerzo-deformación, es el llamado Límite de Proporcionalidad. El mayor esfuerzo que puede soportar el material sin ser deformado permanentemente, es llamado Límite Elástico. Al esfuerzo que corresponde un decisivo incremento en el alargamiento o deformación, si el correspondiente incremento en el esfuerzo, se conoce como Límite de Fluencia. Este es también el primerpunto, sobre el diagrama esfuerzo-deformación, donde la tangente a la curva es horizontal. Más allá de este límite, existe una zona en la cual ocurre un considerable incremento en la deformación, sin incremento en el esfuerzo. La deformación que ocurre antes del punto de fluencia, se conoce como deformación elástica; la deformación que ocurre después del punto de fluencia, sin incremento en el...