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• Jhon Cubas Calderon

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VIGAS

Las vigas son elementos estructurales muy usados en las construcciones para soportar cargas o darle estabilidad a las mismas. Para diseñar una viga es necesario conocer las fuerzas perpendiculares que va a soportar, su sección transversal y, en casos más especializados, las características del material que se utilizará en su construcción.

Esfuerzo en vigas: Cuando se aplica una carga transversal, que genera fuerzas internas axiales, se produce un esfuerzo normal en el elemento debido a flexión.

También se produce un correspondiente esfuerzo cortante, debido a la fuerza cortante.

Esfuerzo normal debido a flexión:

El esfuerzo normal en la sección transversal de la viga, sometida a flexión, comprime en una zona y tensiona en otra como muestra la distribución:

Esfuerzo normal debido a flexión Involucra el momento en el punto analizado, el momento de inercia de área y la distancia desde el centroide de la sección transversal al punto analizado.

Esfuerzo cortante en vigas a flexión: Particularizando la ecuación para secciones transversales circular y rectangular.

FUERZAS Y TIPOS DE ESFUERZOS Las estructuras deben soportar diferentes tipos de fuerzas que actúan sobre los elementos que la componen. Estas fuerzas tienen distintos orígenes: 1. Debidas a su propio peso, ya que, en principio, toda estructura debe soportarse a sí misma.

2. Debidas al peso, movimiento o vibraciones de los elementos que componen el conjunto del sistema técnico. Por ejemplo, el cuadro de una bicicleta no debe deformarse cuando una persona suba a ella o cuando coja baches mientras circula. 3. Debidas a agentes externos al propio sistema técnico. Por ejemplo, el tejado de una casa no debería venirse abajo cuando se acumule nieve sobre él, o un puente no debe caerse por el efecto del viento, etc. Esfuerzos en las estructuras Los elementos de una estructura deben de aguantar, además de su propio peso, otras fuerzas y cargas exteriores que actúan sobre ellos. Esto ocasiona la aparición de diferentes tipos de esfuerzos en los elementos estructurales, esfuerzos que estudiamos a continuación:

Tracción Decimos que un elemento está sometido a un esfuerzo de tracción cuando sobre él actúan fuerzas que tienden a estirarlo. Los tensores son elementos resistentes que aguantan muy bien este tipo de esfuerzos.

Compresión Un cuerpo se encuentra sometido a compresión si las fuerzas aplicadas tienden a aplastarlo o comprimirlo. Los pilares y columnas son ejemplo de elementos diseñados para resistir esfuerzos de compresión. Cuando se somete a compresión una pieza de gran longitud en relación a su sección, se arquea recibiendo este fenómeno el nombre de pandeo.

Flexión Un elemento estará sometido a flexión cuando actúen sobre el cargas que tiendan a doblarlo. Ha este tipo de esfuerzo se ven sometidas las vigas de una estructura.

Torsión Un cuerpo sufre esfuerzos de torsión cuando existen fuerzas que tienden a retorcerlo. Es el caso del esfuerzo que sufre una llave al girarla dentro de la cerradura.

Cortadura Es el esfuerzo al que está sometida a una pieza cuando las fuerzas aplicadas tienden a cortarla o desgarrarla. El ejemplo más claro de cortadura lo representa la acción de cortar con unas tijeras.