resistencia materiales

¿Qué es una fuerza axial?

Una fuerza axial es una fuerza que actúa directamente sobre el centro axial de un objeto en la dirección del eje longitudinal. Estas fuerzas pueden ser de compresión o de tensión, dependiendo de la dirección de la fuerza. Cuándo una fuerza axial actúa a lo largo del eje longitudinal y este eje pasa por el centro geométrico del objeto, será además una fuerzaconcéntrica; en caso contrario será un fuerza excéntrica. Las fuerzas perpendiculares al eje longitudinal del objeto se denominan normalmente como fuerzas verticales.
Una de las partes importantes al analizar una fuerza axial es el concepto de centro geométrico y de centro axial. El centro geométrico es un punto dentro del espacio delimitado por la forma del objeto y que es el centro perfecto de su masa,en otras palabras, desde este punto encontraremos la misma cantidad de masa del objeto en cualquier dirección. En un objeto simple y simétrico, como un cilindro, es fácil encontrar exactamente el centro geométrico realizando unas simples medidas de sus lados. En un objeto complejo, por ejemplo una bicicleta, encontrar el centro geométrico es mucho más complicado; para encontrarlo existen series deecuaciones matemáticas realmente complejas.
El centro geométrico en un objeto complejo puede estar prácticamente en cualquier lugar dentro del espacio definido por su forma, esto incluye espacio no ocupado por masa del objeto. Por ejemplo, el centro geométrico de una bicicleta podría estar en el espacio entre los tubos de la estructura central. Factores como la densidad, que puede ser nohomogénea en todo el objeto, y estructuras no simétricas pueden hacer que el centro geométrico se sitúe en el interior de la forma, en su superficie e incluso fuera.
El eje axial de un objeto va de un lado a otro del objeto pasando por el llamado centro axial. Esta línea depende de la forma del objeto y no de su masa. Por tanto, el centro axial y el centro geométrico pueden coincidir en el mismo punto opuede que no.
Cuándo una fuerza actúa directamente sobre el centro axial, coincida o no con el centro geométrico, es una fuerza axial. Una fuerza axial actúa comprimiendo o tensionando (estirando) el eje axial en dos direcciones opuestas. Una fuerza axial, por tanto, no hace moverse al objeto. Un ejemplo típico de fuerza axial se puede observar en las columnas de un edificio. La columna tiene uneje axial que la atraviesa desde arriba hacia abajo. La columna está sometida constantemente a una fuerza axial de compresión ejercida por el techo del edificio.
Fuerza Cortante (V) y Momento Flector (M)

Momento flector
El momento flector es positivo cuando considerada la sección a la izquierda tiene una rotación en sentido horario.


Todo análisis estructural se realiza para:

a)Determinar la capacidad de soportar las cargas para las cuales fue diseñada la estructura

b) Determinar las dimensiones más adecuadas para resistir, (comparar los esfuerzos que soporta el material contra los esfuerzos actuantes o los previstos.).

Los Esfuerzos en una sección dada pueden ser determinados sí se hace una sección imaginaria en un punto de interés, y se considera como un cuerporígido en equilibrio cada una de las partes en las que fue dividido el total. Estos esfuerzos podrán ser conocidos si se conocen todas las fuerzas externas.

Diagramas de fuerza cortante y momento flector
•Estos permiten la representación grafica de los valores de “V”y “M”a lo largo de los ejes de los elementos estructurales.
•Se construyen dibujando una línea de base que corresponde en longitud aleje de la viga (Elemento Estructural, ee) y cuyas ordenadas indicaran el valor de “V” y “M” en los puntos de esa viga.

Diagramas de fuerza cortante y momento flector
•La Fuerza cortante (V) se toma positiva por encima del eje de referencia.
Los valores de momento flector (M) se consideran positivos por debajo del eje de referencia, es decir los diagramas se trazan por el lado de la...