Torsion Simple
Páginas: 16 (3926 palabras)
Publicado: 26 de noviembre de 2012
Torsión simple
El caso de torsión simple es poco frecuente en la práctica, porque la torsión se presenta casi siempre acompañada de flexión y fuerza cortante. Sin embargo, para calcular la resistencia de un elemento sujeto a torsión combinada con flexión y cortante, es conveniente conocer previamente el comportamiento y la resistencia de un elemento sujeto a torsión simple.
Comportamiento ymodos de falla en vigas de concreto simple
En una viga de concreto simple, la falla ocurre súbitamente para valores pequeños del ángulo de giro; es una falla de tipo frágil, similar a la de una viga ensayada a flexión; Para detectar el mecanismo de falla, Hsu (8.3) filmó el ensaye de una viga con una cámara de cine de alta velocidad. La proyección en cámara lenta de la película reveló elproceso de falla representado esquemáticamente en la figura 8.2. En tal proceso, la falla se inicia al formarse una grieta inclinada de tensión en una de las caras mayores de la viga. Esta grieta se abre rápidamente y se extiende a las caras menores de la viga. La falla ocurre finalmente por aplastamiento del concreto en la cara mayor opuesta.
El proceso de falla descrito es similar al de una vigade concreto simple ensayada a flexión, en la que la grieta de tensión se inicia en la cara inferior, se extiende después a las caras laterales, y se aplasta el concreto de la cara superior. Por consiguiente, puede afirmarse que la falla por tensión ocurre por flexión en un plano inclinado a
45" con respecto al eje longitudinal de la viga [8.3].
En la figura 8.3 se muestra la superficie defalla. Puede verse que la inclinación de las grietas en las dos caras mayores es aproximadamente la misma.
Resistencia de elementos sujetos a torsión
Comportamiento y modos de falla en vigas de concreto reforzado
El comportamiento, modo de falla y resistencia de vigas con refuerzo longitudinal únicamente, es similar al de vigas de concreto simple.
Por lo tanto, el refuerzo longitudinal, sino está combinado con refuerzo transversal, no constituye un refuerzo eficiente desde el punto de vista de la torsión. En vigas con refuerzo longitudinal y transversal, el comportamiento puede dividirse en dos etapas: una anterior al agrietamiento y otra posterior a él. El comportamiento anterior
Al agrietamiento es similar al de una viga de concreto simple. La gráfica momento torsionante-giroes prácticamente lineal en esta etapa, como se ve en la figura 8.4, y los esfuerzos en el acero longitudinal y transversal son muy pequeños. Las primeras grietas de torsión se forman en una de las caras mayores. Cuando esto ocurre, el momento torsionante, Tagrr es igual o ligeramente mayor que el momento resistente de un elemento de concreto simple Trs.
Gráfica momento torsionante-giro de unelemento con refuerzo transversal sujeto a torsión pura.
Cuando se agrieta el elemento, el giro, 8, aumenta rápidamente bajo un momento constante, Tagrr como indica la rama horizontal de la figura 8.4. Los esfuerzos en el refuerzo longitudinal y transversal también aumentan rápidamente [8.4]. La influencia del agrietamiento es diferente en vigas sujetas a flexión y en vigas sujetas a torsión. Enlas primeras, los esfuerzos en el refuerzo aumentan gradualmente antes y después del agrietamiento y la pendiente de la gráfica carga-deflexión se modifica ligeramente, como se ve en la figura 8.5a. Por el contrario, en vigas sujetas a torsión, el estado interno de equilibrio cambia totalmente al formarse la primera grieta. La pendiente de la gráfica momento torsionante-giro cambia bruscamente(figura 8.5b), y el momento externo que era resistido sólo por el concreto, es resistido ahora por el concreto y el acero conjuntamente.
Durante este cambio en el estado interno de equilibrio ocurre una transferencia de carga del concreto al acero. Como el momento externo permanece constante mientras ocurre esta transferencia, la fracción del momento total, que es resistida por el concreto...
El caso de torsión simple es poco frecuente en la práctica, porque la torsión se presenta casi siempre acompañada de flexión y fuerza cortante. Sin embargo, para calcular la resistencia de un elemento sujeto a torsión combinada con flexión y cortante, es conveniente conocer previamente el comportamiento y la resistencia de un elemento sujeto a torsión simple.
Comportamiento ymodos de falla en vigas de concreto simple
En una viga de concreto simple, la falla ocurre súbitamente para valores pequeños del ángulo de giro; es una falla de tipo frágil, similar a la de una viga ensayada a flexión; Para detectar el mecanismo de falla, Hsu (8.3) filmó el ensaye de una viga con una cámara de cine de alta velocidad. La proyección en cámara lenta de la película reveló elproceso de falla representado esquemáticamente en la figura 8.2. En tal proceso, la falla se inicia al formarse una grieta inclinada de tensión en una de las caras mayores de la viga. Esta grieta se abre rápidamente y se extiende a las caras menores de la viga. La falla ocurre finalmente por aplastamiento del concreto en la cara mayor opuesta.
El proceso de falla descrito es similar al de una vigade concreto simple ensayada a flexión, en la que la grieta de tensión se inicia en la cara inferior, se extiende después a las caras laterales, y se aplasta el concreto de la cara superior. Por consiguiente, puede afirmarse que la falla por tensión ocurre por flexión en un plano inclinado a
45" con respecto al eje longitudinal de la viga [8.3].
En la figura 8.3 se muestra la superficie defalla. Puede verse que la inclinación de las grietas en las dos caras mayores es aproximadamente la misma.
Resistencia de elementos sujetos a torsión
Comportamiento y modos de falla en vigas de concreto reforzado
El comportamiento, modo de falla y resistencia de vigas con refuerzo longitudinal únicamente, es similar al de vigas de concreto simple.
Por lo tanto, el refuerzo longitudinal, sino está combinado con refuerzo transversal, no constituye un refuerzo eficiente desde el punto de vista de la torsión. En vigas con refuerzo longitudinal y transversal, el comportamiento puede dividirse en dos etapas: una anterior al agrietamiento y otra posterior a él. El comportamiento anterior
Al agrietamiento es similar al de una viga de concreto simple. La gráfica momento torsionante-giroes prácticamente lineal en esta etapa, como se ve en la figura 8.4, y los esfuerzos en el acero longitudinal y transversal son muy pequeños. Las primeras grietas de torsión se forman en una de las caras mayores. Cuando esto ocurre, el momento torsionante, Tagrr es igual o ligeramente mayor que el momento resistente de un elemento de concreto simple Trs.
Gráfica momento torsionante-giro de unelemento con refuerzo transversal sujeto a torsión pura.
Cuando se agrieta el elemento, el giro, 8, aumenta rápidamente bajo un momento constante, Tagrr como indica la rama horizontal de la figura 8.4. Los esfuerzos en el refuerzo longitudinal y transversal también aumentan rápidamente [8.4]. La influencia del agrietamiento es diferente en vigas sujetas a flexión y en vigas sujetas a torsión. Enlas primeras, los esfuerzos en el refuerzo aumentan gradualmente antes y después del agrietamiento y la pendiente de la gráfica carga-deflexión se modifica ligeramente, como se ve en la figura 8.5a. Por el contrario, en vigas sujetas a torsión, el estado interno de equilibrio cambia totalmente al formarse la primera grieta. La pendiente de la gráfica momento torsionante-giro cambia bruscamente(figura 8.5b), y el momento externo que era resistido sólo por el concreto, es resistido ahora por el concreto y el acero conjuntamente.
Durante este cambio en el estado interno de equilibrio ocurre una transferencia de carga del concreto al acero. Como el momento externo permanece constante mientras ocurre esta transferencia, la fracción del momento total, que es resistida por el concreto...
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