REPBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA MINISTERIO DEL PODER POPULAR
PARA LA EDUCACIN UNIVERSITARIA ALDEA UNIVERSITARIA TAVERA ACOSTA
MISIN SUCRE CONSTRUCCIN CIVIL.
DISEO DE ELEMENTOS DE ACERO SOMETIDOS A TRACCIN.
PROFESOR: JOSE, CONTAST
INTEGRANTES: Ascanio Mara Gabriela Ascanio Marcos Gabriel Valor
Leomar
Upata, 18-01-2011
1
INTRODUCCIN
La Resistencia de Materiales o Mecnica de los Cuerpos
Deformables, estudia los efectos que las fuerzas aplicadas ejercen
sobre los cuerpos. De estos efectos, los ms importantes son los
esfuerzos, o fuerzas por unidad de superficie, y las deformaciones,
o desplazamientos por unidad de longitud.
El Clculo de Estructuras tiene por objeto el estudio de la
estabilidad y resistencia de las construcciones de manera que bajo
las acciones que aquellas soportan tanto las fuerzas internas
denominadas tensiones o esfuerzos como las deformaciones que se
presentan han de quedar dentro de ciertos lmites establecidos.
Lmites que se determinan ensayando los materiales de diversas
maneras traccin, compresin, fatiga, choque, etc., y observando el
comportamiento de estructuras ya conocidas.
Para hacer accesible mediante el clculo numrico la determinacin
de las tensiones y deformaciones de los cuerpos es necesario
idealizar sus caractersticas fsicas.
CONTENIDO
La traccin el esfuerzo es perpendicular a la seccin transversal
del cuerpo. Este tipo de esfuerzos tienden a alargar el cuerpo. En
la figura se puede observar como la cuerda est sometida a un
esfuerzo de traccin.
El trabajo en Traccin del acero corresponde a la forma de uso ms
eficiente, principalmente por las siguientes razones: 1. Toda la
seccin trabaja con un esfuerzo aproximadamente uniforme (las
variaciones se debern a la existencia de tensiones internas o a las
concentraciones de esfuerzos existentes en los extremos
conectados), a diferencia, por ejemplo, del trabajo en flexin.
2. NO hay falla por Inestabilidad. Puede alcanzarse por lo tanto
la resistencia ltima propia del material (en contraste con el
trabajo en compresin o flexin)
1. Esfuerzos Actuantes
Los esfuerzos son medida de las fuerzas que actan sobre un
cuerpo expresado en unidades de fuerza por unidad de rea
(Kg/cm2).
El esfuerzo actuante es el efecto de las acciones permanentes
(peso propio de las estructuras, de la mampostera, de los
revestimientos, etc.) y de las acciones variables (sobrecarga,
viento, etc.) en las estructuras.
Por lo comn, las normas tcnicas presentan los valores
recomendados para las acciones variables. Estos valores de baja
probabilidad de ocurrencia durante la vida til de la edificacin son
por regla general muy superiores a los valores medios encontrados
en el uso diario de la construccin, pero en aras de seguridad deben
ser utilizados.
Sin embargo, cuando hay necesidad de combinar ms de una accin
variable, en temperatura ambiente, se considera la baja
probabilidad de ocurrencia simultnea de los valores normalizados.
El valor de clculo de la accin variable (o de los esfuerzos
solicitantes) final es inferior a la simple suma de los valores
individuales de cada accin. En presencia de una accin trmica y por
su excepcionalidad, el valor de clculo de los esfuerzos
solicitantes variables ser an menor.
Debido a la variabilidad de la accin permanente, sta tambin
puede presentarse reducida en situacin de incendio.
2. Esfuerzo Cdete
Punto de cedencia: es el punto en donde la deformacin del
material se produce sin incremento sensible en el esfuerzo
La Cedencia o Fluencia es la deformacin brusca de la probeta sin
incremento de la carga aplicada. El fenmeno de fluencia se da
cuando las impurezas o los elementos de aleacin bloquean las
dislocaciones de
la red cristalina impidiendo su deslizamiento, mecanismo
mediante el cual el material se deforma plsticamente. Alcanzado el
lmite de fluencia se logra liberar las dislocaciones producindose
la deformacin bruscamente. La deformacin en este caso tambin se
distribuye uniformemente a lo largo de elemento pero concentrndose
en las zonas en las que se ha logrado liberar las dislocaciones. No
todos los materiales presentan este fenmeno, en cuyo caso la
transicin entre la deformacin elstica y plstica del material no se
aprecia de forma clara.
En otras palabras el punto en el cual el material sufre una
deformacin plstica, es decir, el material pasa la zona de
deformacin elstica y queda deformado permanentemente. 3. Esfuerzo
ltimo
Es el esfuerzo mximo basado en la seccin transversal original,
que puede resistir un material, Es decir, es la mxima ordenada del
diagrama esfuerzo deformacin.
El esfuerzo ltimo de un material esta relacionado con el
esfuerzo de cedencia, ya que una estructura con un comportamiento
ms all del lmite elstico es lo que se considera para la mayora de
los casos como un estado no deseado en la estructura
por las implicaciones de las deformaciones permanentes y la
prdida de la relacin lineal entre el esfuerzo y la deformacin. 4.
Deformaciones Limites
Deformacin se define como la resistencia del material no es el
nico parmetro que debe utilizarse al disear o analizar una
estructura; controlar las deformaciones para que la estructura
cumpla con el propsito para el cual se dise tiene la misma o mayor
importancia. El anlisis de las deformaciones se relaciona con los
cambios en la forma de la estructura que generan las cargas
aplicadas. El Estado Lmite de Deformacin se satisface si los
movimientos (flechas o giros) en la estructura o elemento
estructural son menores que unos valores lmites mximos. La
comprobacin del Estado Lmite de Deformacin tendr que realizarse en
los casos en que las deformaciones puedan ocasionar la puesta fuera
de servicio de la construccin por razones funcionales, estticas u
otras. El estudio de las deformaciones debe realizarse para las
condiciones de servicio que correspondan, en funcin del problema a
tratar. De acuerdo con lo anterior, los estados lmites pueden
clasificarse en dos grandes grupos:
Estados lmite ltimos. Son los correspondientes a la capacidad de
la estructura para resistir las cargas previstas. Estados lmite de
utilizacin. Son los correspondientes a la utilizacin normal de la
estructura y a su durabilidad.
Las deformaciones en elementos sometidos a traccin pura pueden
calcularse multiplicando el alargamiento medio unitario de las
armaduras esm por la longitud del elemento.
6. Factor de Seguridad
El factor de seguridad (tambin conocido como coeficiente de
seguridad) es el cociente entre un nmero que mide la capacidad
mxima de un sistema dividido de los requerimientos tericos o
asumidos como usuales.
La seguridad se determina controlando las deformaciones
excesivas que obligan a que salga de servicio o el rompimiento o
separacin de alguna de sus partes o de todo el conjunto.
Una de las condiciones de seguridad, la estabilidad, se puede
comprobar por medio de las leyes de equilibrio de Newton. En el
caso particular de fuerzas estticas la T T X F ! 0 y M ! 0 , las
cuales deben ecuaciones generales del equilibrio son: ser
satisfechas por la estructura en general y por cada una de sus
partes.
La condicin de seguridad de resistencia a la rotura de los
elementos que la componen y de las uniones entre estos, depende de
las propiedades mecnicas de los materiales utilizados. El diseo de
estructuras implica obtener dimensiones de elementos que sean tanto
econmicos como seguros durante la vida de la estructura.
7. Determinacin de perfiles o Tubos Estructurales Considerando
Fallas Dctiles, Fallas Frgiles, reas Gruesas, reas Netas de acuerdo
a las normas vigentes. Fallas Dctiles: es la habilidad de un
material para deformarse antes de fracturarse. Es una caracterstica
muy importante en el diseo estructural, puesto que un material
dctil es usualmente muy resistente a cargas de impacto. Tiene adems
la ventaja de avisar cuando va a ocurrir la fractura, al hacerse
visible su gran deformacin. Fallas Frgiles o Fragilidad: es lo
opuesto de ductilidad. Cuando un material es frgil no tiene
resistencia a cargas de impacto y se fractura an en carga esttica
sin previo aviso. Los mecanismos de fractura suelen clasificarse en
frgiles o dctiles segn la deformacin plstica que acompaa a la
rotura: una gran cantidad de deformacin plstica suele estar
asociada con la fractura dctil, mientras que lo opuesto es sinnimo
de fractura frgil.
y
y
En el caso de los metales la fractura ocurre comnmente por uno
de los siguientes mecanismos: a) Fractura dctil b) Descohesin
transgranular (clivaje) c) Fractura intergranular
Existe un gran nmero de materiales que a temperaturas altas o
velocidades de deformacin pequeas se deforman plstica o
visco-plsticamente, pero que a bajas temperaturas o velocidades de
deformacin elevadas muestran fractura frgil. Este comportamiento
es
exhibido por metales con estructura cristalina BCC, polmeros en
estado vtreo, vidrios y sales inicas. rea gruesa : rea Gruesa o
bruta esta rea identifica con las siglas Ag, es el rea sin
descontar agujeros, aberturas y cortes, determinada como rea Total,
ya que no se sin reducir. Es el rea total de la seccin, A,
calculada sin reducir los anchos de los elementos componentes por
su ancho efectivo. Puede tratarse de un rea sin reducir bruta o
neta, segn corresponda. y rea neta: Es el rea An, igual al rea
bruta menos el rea de los agujeros, aberturas u cortes. Esta rea es
la cantidad de seccin en una posible lnea de ruptura cuando se
restan las perforaciones; se obtiene sumando los productos del
grueso de cada una de las partes que lo componen por su ancho neto,
que se determina como sigue: a) En el clculo del rea neta de barras
en tensin, el ancho de los agujeros para pernos o tornillos se toma
1.5 mm mayor que el dimetro nominal del agujero, medido normalmente
a la direccin de los esfuerzos.
y
Para determinar el rea neta en cortante se utilizan las
dimensiones nominales de los agujeros. b) Cuando hay varios
agujeros en una normal al eje de la pieza, el ancho neto de cada
parte de la seccin se obtine restando al ancho total la suma de los
anchos de los agujeros. c) Cuando los agujeros estn dispuestos en
una lnea diagonal al eje de la pieza o en zigzag, se deben estudiar
todas las trayectorias posibles para determinar a cual de ellas le
corresponde el ancho neto menor, que es el que se utiliza para
calcular el rea neta. El ancho neto de cada una de las partes que
forman la seccin, correspondiente a cada trayectoria, se obtiene
restando del ancho total la suma de los anchos de todos los
agujeros que se encuentran sobre la trayectoria escogida y sumando
para cada espacio entre agujeros la cantidad s2/4g, donde s es la
separacin longitudinal centro a centro entre los dos agujeros
considerados (paso) y g la separacin transversal centro entre ellos
(gramil).
CONCLUSIN
El estudio de los elementos que actan en una estructura de acero
permite conocer la capacidad de resistencia de los materiales que
se pueden utilizar en la estructura.
En la construccin es necesario realizar clculos de Ingeniera
para garantizar que los materiales utilizados son los ms adecuados
a la exigencia de la edificacin.
El conocer los diferentes factores de seguridad y los esfuerzos
que persisten en la estructura obligara al constructor a indagar a
fin de garantizar la estructura y evitar perdidas econmicas y hasta
humanas en un futuro.
BIBLIOGRAFA
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