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• Jeferson Calderon Yalle

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Deflexion Se entiende por deflexión aquella deformación que sufre un elemento por el efecto de las flexiones internas. Para determinar la deflexión se aplican las leyes que relacionan las fuerzas y desplazamientos utilizando dos tipos de métodos de cálculo: los geométricos y los de energía. Métodos geométricos: aplicación directa de ecuaciones de equilibrio, ecuaciones de compatibilidad y leyes constitutivas del material (elástico-lineal). Métodos de energía: en estos métodos las ecuaciones de equilibrio o de compatibilidad se reemplazan por un principio de energía y se combinan con las leyes constitutivas del material. Aunque en vigas y marcos las deformaciones se presentan principalmente por flexión, las deformaciones por esfuerzos axiales en columnas de marcos y las deformaciones por cortante, sobre todo en elementos altos o profundos no dejan de ser importantes. En cerchas y armaduras las deflexiones se presentan por la combinación de las deformaciones por carga axial en cada uno de los elementos que la componen.

Trazado tentativo de la curva elástica Se denomina por curva elástica, la curva que representa la deformada del elemento en su línea centroidal. En vigas y marcos se puede hacer un trazado tentativo de la curva elástica considerando las curvaturas que se producen por flexión y las restricciones de los apoyos. Antes de trazar un diagrama de momentos se debe definir una convención de momentos positivos o negativos según la concavidad que estos produzcan en el elemento. En elementos horizontales se puede asumir la siguiente convención, que coincide con dibujar los momentos para el lado que producen tracción.

Para los elementos verticales se puede adoptar cualquier convención. Se sugiere que siempre se dibujen los diagramas de momento por el lado de tracción y de esta manera se sabe como es la concavidad.

Clases de curvaturas en apoyos y en juntas: Articulación: Tiene 1 grado de libertad libre, correspondiente a la rotación. Rodillo: Tiene dos formas de moverse, rotación y desplazamiento paralelo a la superficie. Las rotaciones tienen la misma convención que los momentos en las ecuaciones estáticas, positivo en el sentido contrario a las manecillas del reloj.

Apoyo con rodillos sin giro: un solo grado de libertad de desplazamiento vertical.

Empotramiento: El desplazamiento y el giro son nulos

Conexión rígida entre elementos: Por el equilibrio en la unión, si uno de los elementos termina con momento negativo en ese extremo el otro también tendrá momento negativo en ese extremo. Asociando los momentos con las deflexiones tendríamos que si las tracciones en uno de los elementos son en la cara exterior, en el otro también lo serán por lo tanto las concavidades de ambos deben ser similares, o ambas para afuera o ambas para adentro.

Marcos: En estas estructuras se cumple que la concavidad en los elementos que se conectan en un nudo debe ser la misma:

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Pandeo Pandeo es el proceso y el resultado de pandear. Este verbo refiere a la curva o flexión que se produce en la mitad de una viga o de un muro debido a la compresión. Pandeo, por lo tanto, es una noción frecuente en el ámbito de la construcción y la arquitectura. Hay que exponer además que existen numerosos elementos estructurales que se pueden ver afectados por un pandeo. Así, por ejemplo, este fenómeno se puede producir tanto en las barras de lo que son estructuras articuladas como en los pilares de un edificio. Puede calificarse al pandeo como un fenómeno que obedece a la inestabilidad de ciertos materiales al ser sometidos a una compresión. La manifestación de fenómeno se evidencia a partir de una deformación transversal. Si dicha deformación se incrementa hasta superar la resistencia de la estructura, se produce un quiebre o derrumbe. Los arquitectos e ingenieros, por lo tanto, deben analizar el pandeo para evitar que la compresión ponga en riesgo una construcción. Hay que exponer además que este fenómeno que nos ocupa desde hace tiempo se ha convertido en objeto de estudio por parte de entendidos en la materia. El resultado de todo eso es que existen análisis y teorías al respecto como, por ejemplo, el estudio teórico llevado a cabo por Euler, que también recibe el nombre de carga crítica de Euler. Aquel personaje lo que hizo es entender el pandeo como si de un problema de equilibrio se tratase. De esta manera, determinó que cualquier pieza que es sometida a un cierto grado de compresión puede contar con un equilibrio inestable, estable o indiferente. Existen diferentes tipos de pandeos. Puede hablarse de pandeo torsional, pandeo flexional, pandeo lateral-torsional y otros. Cada clasificación depende de la manera en que se produce la deformación a partir de una cierta compresión. Se habla de pandeo local para nombrar al desplazamiento que se produce en un componente aislado. El pandeo global, en cambio, tiene lugar cuando la deformación de una estructura no resulta proporcional a las cargas y, por lo tanto, el pandeo se produce a escala general sin que los componentes estructurales tengan cada uno su carga de pandeo. Veamos un ejemplo de pandeo. Tenemos dos columnas de aluminio: una mide tres metros y la otra, dos metros. Al colocar un peso encima de ellas (es decir, ejerciendo una presión vertical sobre cada columna), podemos observar cómo empiezan a deformarse. Si quitamos el peso, observaremos que la columna más pequeña ha sufrido una deformación menor. Esto se explica a partir de la deformación por pandeo. De la misma manera, existe lo que se da en llamar longitud de pandeo. Este es un término que se usa para indicar la longitud que sería recomendable que tuviera una barra articulada en

ambos extremos para conseguir que tuviera la misma carga crítica que otra barra inicial, con la que comparte idéntico material y sección. Asimismo no hay que pasar por alto la existencia de lo que se da en llamar curvas europeas de pandeo. Estas se utilizan para llevar a cabo los cálculos y estudios de este fenómeno. Se identifican porque se basan en el resultado de un total de más de mil ensayos realizados haciendo uso de distintos tipos de piezas.

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Soldadura Se denomina Soldadura al proceso en el cual se realiza la unión de dos materiales, generalmente metales o termoplásticos, usualmente obtenido a través de fusión, en la cual los elementos son soldados derritiendo ambos y agregando un material de relleno derretido (metal o plástico). Éste, al enfriarse, se convierte en un empalme fuerte. La soldadura puede ser hecha en diferentes ámbitos: al aire libre, bajo el agua y en el espacio. Existen aproximadamente cuarenta tipos distintos de soldaduras. La mayoría de las soldaduras se efectúan en forma manual, lo cual requiere mano de obra calificada e implica un coste considerable de obra.

Soldaduras por Fusión En las soldaduras por fusión se emplea calor para fundir los extremos de la piezas; cuando enfrían, las partes soldadas solidifican logrando la unión permanente. Las uniones soldadas con defectos de calidad son de difícil detección visual; dichos defectos reducen la resistencia de las uniones pudiendo comprometer la estabilidad de la estructura, por eso se requiere personal calificado. Los tipos de soldaduras por fusión más utilizados son: 

Soldadura Autógena

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Soldadura por Arco Eléctrico

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Termofusión

y para corte de piezas metálicas: 

Oxicorte

Soldadura de estado sólido Como el primer proceso de soldadura, la soldadura de fragua, algunos métodos modernos de soldadura no implican derretimiento de los materiales que son juntados. Uno de los más populares, la soldadura ultrasónica, es usada para conectar hojas o alambres finos hechos de metal o termoplásticos, haciéndolos vibrar en alta frecuencia y bajo alta presión. El equipo y los métodos implicados son similares a los de la soldadura por resistencia, pero en vez de corriente eléctrica, la vibración proporciona la fuente de energía. Soldar metales con este proceso no implica el derretimiento de los materiales; en su lugar, la soldadura se forma introduciendo vibraciones mecánicas horizontalmente bajo presión. Cuando se están soldando plásticos, los materiales deben tener similares temperaturas de fusión, y las vibraciones son introducidas verticalmente. La soldadura ultrasónica se usa comúnmente para hacer conexiones eléctricas de aluminio o cobre, y también es un muy común proceso de soldadura de polímeros.

Otro proceso común, la soldadura explosiva, implica juntar materiales empujándolos juntos bajo una presión extremadamente alta. La energía del impacto plastifica los materiales, formando una soldadura, aunque solamente una limitada cantidad de calor sea generada. El proceso es usado comúnmente para materiales disímiles de soldadura, tales como la soldadura del aluminio con acero en cascos de naves o placas compuestas. Otros procesos de soldadura de estado sólido incluyen la soldadura de coextrusión, la soldadura en frío, la soldadura de difusión, la soldadura por fricción (incluyendo la soldadura por fricción-agitación en inglés Friction Stir Welding), la soldadura por alta frecuencia, la soldadura por presión caliente, la soldadura por inducción, y la soldadura de rodillo.

Soldadura blanda y fuerte La soldadura blanda y la soldadura fuerte son procesos en los cuales no se produce la fusión de los metales base, sino únicamente del metal de aportación. Siendo el primer proceso de soldadura utilizado por el hombre, ya en la antigua Sumeria. 

La soldadura blanda se da a temperaturas inferiores a 450 ºC.

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La soldadura fuerte se da a temperaturas superiores a 450 ºC.

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Y la soldadura fuerte a altas temperaturas se da a temperaturas superiores a 900 ºC.

Soldadura por arco Se trata, en realidad, de distintos sistemas de soldadura, que tienen en común el uso de una fuente de alimentación eléctrica. Ésta se usa para generar un arco voltaico entre un electrodo y el material base, que derrite los metales en el punto de la soldadura. Se puede usar tanto corriente continua (CC) como alterna (AC), e incluyen electrodos consumibles o no consumibles, los cuales se encuentran cubiertos por un material llamado revestimiento. A veces, la zona de la soldadura es protegida por un cierto tipo de gas inerte o semi inerte, conocido como gas de protección, y, en ocasiones, se usa un material de relleno.