Esfuerzo Cortante

ESFUERZO CORTANTE
La fuerza de cortante o esfuerzo cortante es el esfuerzo interno o resultante de las tensiones paralelas a la sección transversal de un prisma mecánico como por ejemplo una viga o un pilar. Este tipo de esfuerzo formado por tensiones paralelas está directamente asociado a la tensión cortante.

Hay dos esfuerzos o solicitaciones que se denominan tangenciales debido a que lasfuerzas o acciones que los originan están situadas en un plano perpendicular al elemento estructural, es decir, en el plano de la sección.
Dichos esfuerzos son:

- Esfuerzo cortante.
- Torsión.

Esfuerzo cortante

Esta solicitación tangencial se da cuando sobre un cuerpo actúan fuerzas iguales, con la misma dirección y sentido contrario. Dichas fuerzas están situadas en el mismo plano o enplanos muy próximos.

Un claro ejemplo de secciones situadas a esfuerzo cortante son los apoyos de vigas sobre pilares. El pilar ejerce una respuesta al peso que lleva la viga. Ambas fuerzas deben ser iguales y opuestas para que nos encontremos en una situación de equilibrio estático.

Torsión

Esta solicitación se produce cuando sobre un cuerpo actúan fuerzas iguales, con la misma direccióny sentido contrario. Dichas fuerzas están situadas en planos paralelos
 Las fuerzas aplicadas a un elemento estructural pueden inducir un efecto de deslizamiento de una parte del mismo con respecto a otra. En este caso, sobre el área de deslizamiento se produce un esfuerzo cortante, o tangencial, o de cizalladura (figura 13). Análogamente a lo que sucede con el esfuerzo normal, el esfuerzocortante se define como la relación entre la fuerza y el área a través de la cual se produce el deslizamiento, donde la fuerza es paralela al área. El esfuerzo cortante (t) ser calcula como (figura 14) (SALAZAR, 2001):
Esfuerzo cortante = fuerza / área donde se produce el deslizamiento (8)
t = F / A (9)
Donde,
t: es el esfuerzo cortante
F: es la fuerza que produce el esfuerzo cortante
A: es elárea sometida a esfuerzo cortante
 
   Esfuerzos cortantes.
 
 

 
 La fuerza P debe ser paralela al área A
Figura 14: Cálculo de los esfuerzos cortantes.
 
Las deformaciones debidas a los esfuerzos cortantes, no son ni alargamientos ni acortamientos, sino deformaciones angulares , como se muestra en la figura 15:

Figura 15: Deformación debida a los esfuerzos cortantes.
 
1.2-DEFINICIÓN DE FUERZA CORTANTE Y MOMENTO FLECTOR.
En la figura se muestra una viga horizontal elemental, isostática de un solo tramo, con una carga puntual “P”, en la sección a-a se hace un corte imaginario para observar las fuerzas internas que aparecen para satisfacer las condiciones de equilibro, tal como se muestra en el diagrama de cuerpo libre de abajo.

1.2.1 - Fuerza Cortante: del equilibrio defuerzas verticales practicado a cualquiera de los dos segmentos de viga separados, aparece una fuerza interna “Va-a”, llamada resistente, debido a que se opone al efecto de las fuerzas activas externas, cuya dirección es perpendicular al eje longitudinal de la viga AB, el cual coincide a su vez con el eje “X” del sistema de referencia particular “XY”5de la viga . Para el caso de vigasinclinadas la fuerza cortante Va-a, tiene la misma inclinación, puesto que se orienta según el eje particular de la viga y no según el sistema global vertical-horizontal.
En este sentido se define la fuerza cortante como la sumatoria de la componente perpendicular al eje, de las fuerzas externas situadas a la izquierda o a la derecha de la sección de viga estudiada:
Va-a = ΣFy izq a-a = ΣFy dera-a.
La convención de signos más común, es aquella que considera positiva la fuerza cortante que hace deslizar hacia arriba, la porción de viga situada a la izquierda de la sección estudiada, en caso contrario se considera negativa. En otras palabras cuando la sumatoria de fuerzas a la izquierda de la sección es positiva la fuerza cortante tiene el mismo signo, igual para el caso contrario, tal...