Resistencia Materiales

RESISTENCIA DE MATERIALES

En la antigüedad se tenían pocos conocimientos sobre el comportamiento mecánico de los materiales que se empleaban para las construcciones de casas, templos, auditorios, teatros y grandes monumentos que aún permanecen de pie en nuestros días.
Durante mucho tiempo las construcciones se elaboraron con base en una lógica estructural, sin las fórmulas matemáticas o elanálisis de las estructuras que permitieran cierta libertad en el diseño.
La resistencia de materiales es la parte de la mecánica que estudia las relaciones entre los esfuerzos y las deformaciones de los materiales. Por ejemplo, una viga apoyada con tres fuerzas concentradas. Las fuerzas producirán esfuerzos y deformaciones internas en el material.
Asimismo, la resistencia de materiales estudialas acciones internas de los materiales estructurales que dan forma a trabes, losas, columnas, zapatas, muros, elementos de unión como tornillos, remaches, soldaduras, placas, pasadores y otros (como podría ser el material del suelo en donde se desplantará una estructura).
Estas acciones internas (fuerzas) se producen de acuerdo a la magnitud, posición, dirección y sentido de las accionesexternas (fuerzas) aplicadas a los elementos de soporte.
El objetivo de la resistencia de materiales, nos dices que dado un sólido de cualquier forma en equilibrio, y que sea sometido a un sistema de fuerzas exteriores, nos determinará en cada punto del sólido el valor de la tensión originada, así como el corrimiento producido.
La resistencia de materiales define las condiciones que han de cumplirlos diferentes elementos de una construcción para soportar la acción de las fuerzas exteriores. Se apoya en hipótesis más o menos aproximadas para reducir los casos reales de la práctica a esquemas simplificados.
Los factores determinantes en el diseño de las estructuras serán el esfuerzo y la deformación de sus diferentes componentes como: trabes, columnas, losas, cimentaciones y muros. Éstospueden ser de concreto, madera o acero.
Las vigas de material flexible, como el acero, se deforman elásticamente bajo la acción de fuerzas. Cuando el eje recto longitudinal de la viga es deformado por las fuerzas, recibe el nombre de curva elástica.
Las vigas que no son de un material elástico, como el concreto simple, no permiten deformación, son frágiles y susceptibles a fallar. Es necesarioque a las vigas de concreto se les proporcione acero para hacerlas más flexibles y resistentes a las fuerzas. En una viga isostática se producen esfuerzos y deformaciones internas.
En el diseño de cualquier estructura arquitectónica es indispensable el conocimiento de las propiedades mecánicas de los materiales estructurales como: acero estructural, concreto simple, concreto reforzado, madera ymamposterías; así como los elementos de soporte: trabes, columnas, losas, cimientos, muros, tensores, barras, placas, bóvedas, cascarones y otros.
Las propiedades mecánicas de los materiales se determinan por medio de pruebas en el laboratorio (el material estructural se somete a una serie de exámenes en los que se obtiene su resistencia). Entre las pruebas más comunes que se aplican a ciertosmateriales destacan los de: tensión, comprensión, cortante, flexión, flexo-comprensión, flexo-tensión, torsión y dureza.
La prueba de tensión es la más utilizada y consisten en aplicar una determinada fuerza en una barra de acero llamada probeta de ensaye. A partir de esta prueba se pueden medir las siguientes propiedades mecánicas del material: resistencia elástica e inélastica, rigidez,ductilidad, capacidad energética, dureza y tenacidad.
Elasticidad: propiedad mecánica del material para recuperar su forma orignial, una vez suprimida la fuerza.
Plasticidad: propiedad mecánica del material para conservar su deformación, una vez suprimida la fuerza.
Deformación: se refiere al cambio de la forma de un material.
Esfuerzo: relación entre una fuerza y un área determinada.
Ductilidad:...