Elementos Proyecto

ESFUEZO NORMAL EN VIGAS

En vigas se presentan dos esfuerzos, esfuerzos cortantes y esfuerzos normales. Para diseñar una viga siempre consideramos el esfuerzo normal ya que el esfuerzo cortante en valores máximos es muy pequeño en comparación con el esfuerzo normal por lo que tenemos la siguiente ecuación:La ecuación anterior representa el esfuerzo en cualquier punto de la viga, considerando a M que es el momento flexionante en ese punto, I momento de inercia de la sección transversal e y que es la distancia del centroide a la fibra más alejada en la sección transversal.
Si se tienen los valores máximos de M que lo obtenemos del diagrama y la máxima distancia “Y” que le vamos allamar C, entonces tendremos el máximo esfuerzo normal en la viga. Para diseño en perfiles de acero nos valemos de un módulo que llamamos módulo de sección y lo representamos con la letra S y su ecuación es:

Por lo que la ecuación queda:

Para diseño tendremos que:


Obteniendo el módulo de sección buscamos en lastablas del apéndice A y determinamos las dimensiones y tipo de elemento a utilizar

GENERALIDADES ACERCA DE ELEMENTOS A TENSION.

Es común encontrar elementos sujetos a tensión en puentes, armaduras, torres y miembros usados como tirantes. Una ventaja es que en estos elementos no existe pandeo, es decir, para su análisis suponemos que la línea de acción de la carga que afecta a dicho elementopasa por todos los centroides de las secciones transversales resistentes, a este tipo de carga se le llama carga axial y es la forma más simple en el análisis de elementos mecánicos. Este tipo de carga se muestra en la siguiente figura:

Elemento sometido a carga axial

Este tipo de elemento nos ayuda a determinar algunas propiedades mecánicas de materiales mediante la prueba de tensiónsimple.




ESFUERZO EN ELEMENTOS A TENSIÓN.

Como es obvio en elementos a tensión sólo se presentan esfuerzos normales y la ecuación para carcularlos simplemente es la fuerza axial entre el área resistente. Cabe aclarar que el área resistente siempre es perpendicular a la fuerza y la ecuación es:


Para diseño requerimos el área mínima por lo que el esfuerzo será el esfuerzo de trabajo y laecuación queda:


ELEMENTOS A TENSIÓN CON BARRENOS.

Un elemento sin agujeros y sometido a una carga de tensión puede resistir, sin fracturarse perfectamente la carga para la que fue concebido. Pero por otra parte tenemos un elemento a tensión con agujeros para tornillos, éste puede fallar por fractura en la sección neta que pasa por los agujeros. Esta carga de falla puedeser más pequeña que la carga para el cual se diseñó.
Se debe tomar en cuenta que la parte del elemento que tiene un área transversal reducida por los agujeros, es muy corta comparada con su longitud total y que seguramente la falla se presentaría dónde están dichos agujeros.
En éste trabajo los elementos a tensión los diseñaremos bajo dos criterios, mediante el área neta o efectiva yconcentración de esfuerzos.


ÁREAS NETAS O EFECTIVAS.

La presencia de un agujero en un elemento a tensión, incrementa los esfuerzos, aún si el agujero está ocupado por un tornillo. Se tiene menos área sobre la que puede distribuirse la carga y habrá concentración de esfuerzos a lo largo del borde del agujero.
La tensión se supone uniformemente distribuida sobre la sección neta delelemento. El término área neta de la sección transversal o simplemente área neta se refiere al área bruta de la sección transversal menos las de las ranuras, muescas y agujeros. Por ejemplo en la fabricación de estructuras de acero para conectarse con tornillos, los agujeros se hacen con diámetro 1/16 pulgadas mayor que el correspondiente al tornillo. Además se considera que el punzonado del agujero...