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Instituto Universitario politécnico “Santiago Mariñ o” Escuela Ing. Civil Maturín Edo Monagas

Tracción y Flexo-tracción Alumna Yaderlys Cordova CI.24.715.673

Maturín junio 2019

Tracción y flexo-tracción: Tracción      En el cá lculo de estructuras e ingeniería se denomina tracció n al esfuerzo interno a que está sometido un cuerpo por la aplicació n de dos fuerzas que actú an en sentido opuesto, y tienden a estirarlo. Ló gicamente, se considera que las tensiones que tiene cualquier secció n perpendicular a dichas fuerzas son normales a esa secció n, y poseen sentidos opuestos a las fuerzas que intentan alargar el cuerpo.

Flexo-tracción     La Flexo-tracció n se da principalmente en las vigas y como resulta complicado realizar los ensayos de tracció n pura en el concreto, se simplifican a través del Ensayo de Flexo-tracció n, el cual consiste en someter a una deformació n plá stica una probeta recta de secció n plena, circular o poligonal, mediante el pliegue de ésta, sin inversió n de su

sentido de flexió n, sobre un radio especificado al que se le aplica una presió n constante.     Los esfuerzos de flexo-tracció n se dan en una viga, para aquellos elementos de la misma que está n situados debajo del plano neutro. Los situados por encima sufrirá n esfuerzos de flexo compresió n. Si consideramos una secció n de la viga serían los puntos ubicados debajo de la línea neutra.

Conexiones para elementos a tracción: Área total El á rea total de la secció n transversal en un punto cualquiera de un miembro se determina sumando las á reas obtenidas al multiplicar el espesor y el ancho de cada uno de los componentes, midiendo los anchos perpendicularmente al eje del miembro. Área neta  El á rea neta se determina sumando las á reas obtenidas al multiplicar el espesor y el ancho neto de cada uno de los elementos componentes.

Área neta efectiva El á rea neta efectiva de un miembro estructural conectado, se obtiene de multiplicar el á rea neta de calculada, por un coeficiente de reducció n Ct≤1: Ct depende del tipo y forma de los elementos conectados, de las características de la conexió n y del nú mero de conexiones por fila. Se designa fila a la línea en la direcció n de las tensiones. Conexiones para cerchas  En Venezuela, usualmente se emplea la soldadura como elemento de unió n en cerchas. Caso contrario ocurre en la unió n de vigas entre columnas y de los apoyos de unas estructuras en donde sí se aprecia las conexiones apernadas. El proceso de diseñ o de conexiones soldadas consiste en el aná lisis de: 

Determinació n el tipo de soldadura a utilizar



Determinació n de los electrodos



Cá lculo del á rea efectiva de soldadura



 Verificació n de la resistencia de diseñ o de la soldadura empleada

Planchas de nodos: Los miembros de estructuras reticulares, que soportan fuerzas axiales de tracció n y compresió n, se conectan entres si mediante pernos y soldaduras a las planchas de nodos. Normalmente las hipó tesis de cá lculo suponen las barras articuladas en esos nodos, si bien en la realidad está n allí elá sticamente entradas, por exigencia constructiva, lo cual, sumado a la excentricidad de las cargas aplicadas, originan esfuerzos secundarios. Por lo general, sin embargo, estos esfuerzos secundarios son despreciables y el cá lculo analítico de las tensiones deben soportar las planchas de nodo debido a flexiones

adicionales, no se realiza en la mayoría de los casos, por considerarse innecesario.      Ademá s, no existe un método directo de diseñ o o verificació n de las planchas de nodos, y la complejidad en la determinació n del estado tensional, ha llevado a simplificar el problema, aplicando criterios aproximados. En miembros traccionados coplanares con las planchas de nodo, el espesor de las planchas debe cumplir exigencias mínimas de resistencia para soportar: 

Los esfuerzos de tracció n impuestos por las barras que convergen

al nodo. 

Los esfuerzos de aplastamiento en las conexiones empernadas o

remachadas. 

Los esfuerzos cortantes en el á rea definida a lo largo de la longitud

efectiva del Cordó n de soldadura en las conexiones soldadas.

Área efectiva      El á rea efectiva del acero es el producto de la superficie de secció n transversal de una armadura de acero por el coseno del á ngulo que viene determinada por su eje y la direcció n para la que se considera efectiva.

Pandeo    El pandeo es un fenó meno de inestabilidad elá stica que puede darse en elementos comprimidos esbeltos y que se manifiesta por la aparició n de desplazamientos importantes transversales a la direcció n principal de compresió n. 

    Puede calificarse al pandeo como un fenó meno que obedece a la inestabilidad de ciertos materiales al ser sometidos a una compresió n. La manifestació n de fenó meno se evidencia a partir de una deformació n transversal.

Comportamiento de miembros comprimidos    La compresió n ocurre cuando dos fuerzas actú an en la misma direcció n y sentido contrario haciendo que el elemento se acorte y se deforme. Cada pieza falla bajo diferente magnitud de carga. La cantidad de carga bajo la cual falla un elemento en compresió n depende del tipo de material, la forma del elemento y la longitud de la pieza. El problema es que si se presionan dos extremos de una barra delgada la misma no permanece recta, se acorta y se flexiona fuera de su eje (PANDEO).      Los miembros en compresió n, tales como las columnas, está n sujetas principalmente a carga axiales. Entonces, las tensiones principales en un miembro comprimido son las tensiones normales. La falla de un miembro

en compresió n, tiene que ver con la resistencia, la rigidez del material y la geometría (relació n de esbeltez) del miembro. La consideració n de columna corta, intermedia o larga depende de estos factores.    Casi todos los miembros de una estructura está n solicitados a una combinació n de momento y carga axial. Cuando la magnitud de alguna de ellas es relativamente pequeñ a, su efecto se desprecia y el miembro se diseñ a como una viga, una columna axialmente cargada o un miembro a tracció n. En muchas situaciones ningú n efecto puede despreciarse y el diseñ o debe considerar el comportamiento del miembro bajo carga combinada.     Como la flexió n forma parte del juego, todos los factores considerados en ella aplican, particularmente los relacionados con estabilidad (pandeo lateral-torsional y pandeo local de miembros a compresió n). Cuando la flexió n se combina con tracció n axial, se reduce la posibilidad de inestabilidad y la cedencia usualmente gobierna el diseñ o. Para el caso de flexió n combinada con compresió n axial se incrementa la posibilidad de inestabilidad; ademá s cuando está presente la compresió n axial, aparece un momento flector secundario, igual a la fuerza de compresió n por el desplazamiento, la cual a su vez es funció n de la magnitud del momento.

Criterios y métodos de diseño en elementos a tracción y compresión      Los elementos estructurales son diseñ ados, es decir, calculados o dimensionados para cumplir una serie de requisitos, que frecuentemente incluyen:

Criterio de resistencia, consistente en comprobar que las tensiones má ximas no superen ciertas tensiones admisibles para el material del que está hecho el elemento.

Criterio de rigidez, consistente en que bajo la acció n de las fuerzas aplicadas las deformaciones o desplazamientos má ximo obtenidos no superan ciertos límites admisibles.

Criterios de estabilidad, consistente en comprobar que desviaciones de las fuerzas reales sobre las cargas previstas no ocasionan efectos auto amplificados que puedan producir pérdida de equilibrio mecá nico o inestabilidad elá stica.

Criterios de funcionalidad, que consiste en un conjunto de condiciones auxiliares relacionadas con los requisitos y solicitaciones que pueden aparecer durante la vida ú til o uso del elemento estructural.

Aplicaciones de tablas y normas para el diseño de estructuras a tracción y compresión

Métodos de diseños    La resistencia de los miembros estructurales, sus juntas y conexiones se determinará mediante     Métodos aceptados de aná lisis estructural para las acciones contempladas en el Capítulo 10. El diseñ o se hará para la hipó tesis de solicitaciones que sea crítica y también deberá verificarse para las otras

hipó tesis para demostrar que el diseñ o es adecuado. En el aná lisis se tomará n en cuenta las excentricidades adicionales que se espera ocurran durante la vida ú til de la estructura en aquellos miembros, elementos o conexiones que tiendan a acumular deformaciones residuales bajo cargas repetidas de servicio.    En el diseñ o se permitirá tanto el aná lisis elá stico como el aná lisis plá stico. El aná lisis plá stico estará limitado solamente para los aceros con tensiones de cedencia inferiores a 4570 kgf /cm2 y que cumplan con los requisitos de la Secció n 4.1.1, los Artículos 9.4 y 15.4, la Secció n 16.2.3, y los Artículos 18.2 y 24.2    Alternativamente, durante el lapso de provisionalidad de esta Norma, se podrá utilizar el Método de las Tensiones Admisibles segú n la Norma venezolana COVENIN- MINDUR 1618-82 con las modificaciones indicadas en las Disposiciones Transitorias al final del Articulado.

Ejercicio Determine el á rea neta de la placa de 3/8” x 15 cm de ancho, como se muestra en la figura. La placa está agujereada en sus extremos por dos filas de pernos de (3/4)” de diá metro.

Solució n:

espesor de la placa = 3/8” x 2,54 = 0,95 cm Diá metro del agujero: da = d + 1/8” = (3/4” + 1/8”)x 2,54 = 2,22 cm An = 15 cm x 0,95 cm – 2(2.22 cm)(0,95 cm) = 10,03 cm^2