Fallas En Elementos Estructurales

Fallas en elementos estructurales
Las estructuras tienden a fallar de diferentes maneras de acuerdo a la carga, o la situación en que dicho elemento se encuentra.
Al momento en que hay una condición no deseada que hace que un elemento estructural no desempeñe una función para la cual existe, se le llama falla.
Mecanismo de falla:
Cuando un elemento estructural falla, ocurre un proceso osecuencia. Puede haber un mecanismo de falla o varios que se acoplan.
Modo de falla:
Cuando un elemento estructural falla, este adopta una configuración geométrica, a eso se llama modo de falla.
Parámetro crítico:
Son indicadores como la tensión, deformación, desplazamiento, carga, numero de ciclos de carga, energía, los cuales se usan para definir la falla.
Criterios de falla:
Estos permitenpredecir el modo de falla.
Debemos estar consientes de que la falla estructural que existe puede significar la falla del sistema al que pertenece este elemento.
Ahora describiremos los modos de falla más frecuentes, estos son plasticidad, fractura, fatiga, desplazamientos, creep y corrosión.
Plasticidad:
Se manifiesta con deformaciones en la forma del elemento. En una plasticidad local, se haceuna redistribución de cargas a zonas con menores tensiones.
Los materiales ductiles son capaces de desarrollar grandes deformaciones.
La plasticidad fluye por una parte considerable del elemento. Los factores que influyen principalmente son los procesos de carga y descarga, estados multiaxiales y las altas temperaturas.
Fractura:
Cuando un material se rompe, antes de tener deformacionesgrandes, se llama fractura. Esta falla se origina por defectos locales en el material a nivel microestructural.
La fractura se puede propagar de manera continuada. El modo de falla es una separación de la estructura en partes.
Los factores principales que influyen para ocasionar una fractura son las bajas temperaturas, cargas dinámicas, y depende también de la habilidad que tiene el material paraabsorber energía.
Fatiga:
Se manifiesta por medio de una fractura progresiva. La causa son estados tensionales o cíclicos. Influyen la concentración de tensiones, cambios abruptos de sección, fisuras, entre otras.
Desplazamientos:
El origen es la esbeltez del objeto estructural. Se da en diferentes modos:
1. Desplazamientos grandes con equilibrio estable.
2. Pandeo (equilibrio inestable),falla en la forma estructural. No se consideran dentro las fallas por modos de pandeo, los dominados por la geometría y no por el material.
3. Vibraciones: por consecuencias de ruido, golpes entre partes que se mueven, grandes desplazamientos transitorios.
4. Modelos: constitutivas elásticas, cinematicas no lineales.
5. Reducción de desplazamientos: modificación de la forma,redimensionar secciones. No influye tanto cambiar el material.
Los factores que influyen principalmente son las relaciones geométricas.
Las consecuencias pueden ser: problemas operativos, colapso, inseguridad del usuario.
Creep:
Se manifiesta por medio de desplazamientos diferidos en tiempo.
El origen, en metales y cerámicos ocurre una difusión de vacancias, con cambio de forma en los granos.Deslizamiento de granos, formación de cavidades a lo largo de los bordes de granos.
La causa para dicha falla son tensiones actuando durante tiempos largos.
Influyen factores como la temperatura, problemas de material.
Corrosión:
Se manifiesta como la perdida de material en el espesor de un elemento y la reducción de dimensiones de una sección.
Se origina por una acción química o ambiental.
Influye laagresividad del medio.
Fallas en estructuras de concreto reforzado y mampostería
Las fallas que en el concreto reforzado se presentan, suelen deberse a:
-          Una inadecuada resistencia al cortante de los entrepisos debido a la escasez de elementos estructurales como columnas o muros.
-          Grandes esfuerzos de cortante y tensión diagonal en columnas o en vigas.
-          Falla...