Esbeltez Desplazamiento Y Deformaciones



REPUBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA
MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA EDUCACION SUPERIOR
INSTITUTO UNIVERSITARIO “SANTIAGO MARIÑO”
CATEDRA: PROY. DE EST. ACERO Y MADERA






ESBELTEZ, DESPLAZAMIENTO Y DEFORMACIÓN







Profesor: Autor:
Edilberto PedrazaGehimar Barbosa C.I.:22.046.781

Caracas, Julio de 2015
ESBELTEZ
Es la reducción de resistencia de un elemento sujeto a la compresión axial o a flexocompresión, debida a que la longitud del elemento es grande en comparación con las dimensiones de su sección transversal. Para ilustrar este efecto, considérese una columna articulada en sus extremos, sujeta a carga axial ymomento flexionante.






Momentos Adicionales en una Columna por Efecto de Esbeltez
Esta columna es equivalente al sistema mostrado en la figura (5.1 b), y tiene el diagrama de momentos felxionantes de la figura (5.1 c). Al aplicar la carga P al sistema de la figura (5.1 b), éste se deforma, como se muestra en la figura (5.1 d), y, como consecuencia de esta deformación, aumenta la distancia de lalínea de acción de las cargas P al eje de la columna, lo cual equivale a que crezca la excentricidad de la carga en una cantidad Py, por lo tanto, el momento flexionante real en una sección cualquiera de la columna es:
M = Pe + Py = P ( e + y)
El momento es máximo, para este ejemplo, a la mitad de la altura, donde alcanza el valor:
M = P ( e + y max)
Como consecuencia de los momentos adicionalesPy, la resistencia del elemento se reduce respecto a la resistencia que tendría si solo se aplicase el momento Pe. Esta reducción de resistencia se conoce como efecto de esbeltez.
Éste se presenta cualquiera que sea la longitud del elemento, pero es importante únicamente en elementos cuya relación longitud-peralte es grande, o sea, en elementos esbeltos. Solo en estos elementos la magnitud de losmomentos adicionales, Py, es significativa en relación con los momentos Pe.
La reducción de resistencia por esbeltez puede deberse también a desplazamiento lateral relativo entre los dos extremos de la columna, como sucede en marcos no contraventeados sujetos a carga lateral o que presentan asimetría en carga o en geometría. En la figura (5.2 a) se muestra un marco de este tipo. La columna A-B deeste marco tiene el diagrama de momentos de primer orden mostrado en la figura (5.2 b). (se entiende por momentos de primer orden los que no consideran las deformaciones de la columna).













Momentos Adicionales en una Columna por Desplazamiento Lateral Relativo
La esbeltez de una columna se expresa en términos de su relación de esbeltez kℓu/r, donde k es un factor de longitud efectiva(que depende de las condiciones de vínculo de los extremos de la columna), ℓu es la longitud de la columna entre apoyos y r es el radio de giro de la sección transversal de la columna. En general, una columna es esbelta si las dimensiones de su sección transversal son pequeñas en relación con su longitud.
A los fines del diseño, el término "columna corta" se usa para designar una columna quetiene una resistencia igual a la calculada para su sección transversal, usando las fuerzas y los momentos obtenidos de un análisis para combinación de flexión y carga axial. Una "columna esbelta" se define como una columna cuya resistencia se reduce debido a las deformaciones de segundo orden (momentos de segundo orden). Según estas definiciones, una columna con una determinada relación de esbeltez sepuede considerar como columna corta bajo un determinado conjunto de restricciones, y como columna esbelta bajo otro conjunto de restricciones. Con el empleo de hormigones y armaduras de mayor resistencia, y con métodos de análisis y diseño más precisos, es posible diseñar secciones de menores dimensiones, lo cual da origen a elementos más esbeltos. En consecuencia, la necesidad de contar con...