Conceptos Básicos TMsdfE

Conceptos Bsicos: Fundamentos de

Resistencia de Materiales

Escuela Tcnica Superior de Ingenieros Industriales de Ciudad Real

Universidad de Castilla-La Mancha

Brandenburger Tor, Berln

Carl Gotthard Langhans

Arco de la Dfense, Pars

Otto von Spreckelsen

Puente Luis I, Oporto

Thophile Seyrig

MATERIALES ESTRUCTURALES

Piedra, ladrillo, madera, acero, hormign, materiales compuestos,



PROPIEDADES MECNICAS BSICAS

Rigidez: MDULO DE ELASTICIDAD o MDULO DE YOUNG

Elasticidad y Plasticidad: LMITE DE ELASTICIDAD

Ductilidad y Fragilidad

Resistencia: Resistencia ltima

Isotropa y/o Anisotropa

Densidad



fu

fy

fp

eu (12% - 17%) ey (0,11% - 0,17%)

0,2%

emx (18% - 25%)

E

s

e

Zona de

estriccin (no

significativa) Rama plstica

Rama de descarga (siempre lineal

y paralela)

E

Deformacin remanente (no

recuperable)

Rama lineal y

reversible

Rama reversible no -

lineal

Lmite elstico

convencional

Endurecimiento

por deformacin

1,5 - 2,0 %

Incremento en el

lmite elstico del

material

Ensayo de traccin





Materiales Mdulo de

Elasticidad

E (MPa)

Densidad

(Kg/m3)

Tensin

ltima

s (MPa)

E /

(MPa) /

(Kg/m3)

s/

(MPa) /

(Kg/m3)

Acero

dulce

210000 7800 400-500 2.69 0.051/

0.064

Titanio 120000 4500 700-1400 26.66 0.15/0.31

Aluminio

aleado

73000 2800 140-600 26.07 0.05/0.21

Madera 14000 500 100 28 0.2

Hormign 15000 2500 3 6 0.0012

CFRP

(Fibra de

Carbono)

200000 2000 1600-4000 100 0.8/2

Propiedades elastoplsticas de diversos materiales estructurales



RESISTENCIA DE MATERIALES

OBJETIVO: Determinar la respuesta de las estructuras cuando stas se

ven sometidas a diferentes acciones (cargas) que deben soportar

durante su construccin y vida til.

ACCIONES: peso propio, sobrecargas, viento, nieve, sismo, acciones

trmicas, empujes del terreno,

RESPUESTA ESTRUCTURAL: Determinacin de los estados de

tensin (esfuerzos) y deformacin (desplazamientos) de la estructura

por efecto de las cargas.

Comprobacin de los criterios de RESISTENCIA, RIGIDEZ y

FUNCIONALIDAD



PRINCIPIOS DE RESISTENCIA DE MATERIALES

PRINCIPIO DE RIGIDEZ: Las ecuaciones de equilibrio se pueden

formular sobre la geometra indeformada (pequeos desplazamientos).

PRINCIPIO DE SUPERPOSICIN: Los efectos que un sistema de

fuerzas origina sobre una estructura son iguales a la suma de los efectos

que originan cada una de las fuerzas del sistema actuando por separado.

PRINCIPIO DE SAINT-VENANT: En una pieza prismtica, las tensiones

que actan sobre una seccin recta, alejadas de los puntos de aplicacin de

las cargas, slo dependen de la fuerza y momento resultantes de las

fuerzas situadas a un lado de la seccin considerada (efectos locales

(fuerzas, apoyos, variaciones de seccin) slo en zona localizada).



ESFUERZOS. ESTADOS BSICOS DE TENSIN

ESFUERZOS INTERNOS: Es la tensin (reaccin) interna que

experimentan los elementos estructurales sometidos a una o varias

acciones (cargas).

ESFUERZO = SUFRIMIENTO que experimenta la estructura



ESTADOS BSICOS DE TENSIN. Esfuerzo axil

Una pieza est sometida a traccin o compresin simple cuando

sobre sus secciones actan nicamente esfuerzos axiles, es

decir, fuerzas normales a las secciones y aplicadas en sus

respectivos centros de gravedad. Consideramos positivos los

axiles de traccin y negativos los de compresin.

Compresin: inestabilidad de pandeo en elementos esbeltos



ESTADOS BSICOS DE TENSIN. Esfuerzo Cortante

Una pieza est sometida a cizallamiento o cortadura cuando sobre ella

acta un esfuerzo cortante, es decir, una resultante de fuerzas paralelas

al plano de la seccin. Las partculas del material se deslizan con

movimiento relativo unas de otras. Por ejemplo, en uniones remachadas,

los remaches tienden a cortarse o el peso de una viga en voladizo,

empotrada en la pared, tiende a cortar la viga por su raz.



ESTADOS BSICOS DE TENSIN. Flexin simple

Existen tres estados bsicos de tensin: traccin, compresin y corte. La

flexin es una combinacin de compresin y traccin en distintas fibras

del mismo elemento estructural. Si no tenemos axiles, se denomina

flexin simple y si tampoco tenemos cortante, flexin pura.



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