ANALISIS EXPERIMENTAL ANALISIS EXPERIMENTAL DE

ANALISIS EXPERIMENTAL
DE ESTRUCTURAS
OBJETO
Se entiende como el conjunto
j
de técnicas q
que, p
por medio de estudios
experimentales ó técnico experimentales, permiten obtener los datos
necesarios para realizar el análisis ó el proyecto de cualquier construcción que
tenga un cometido resistente.
La solución del problema se encuentra en la comparación de los valores
característicos de las tensiones y/o deformaciones que se producirán en la
estructura bajo un sistema de cargas dado
dado, con las propiedades límites del
material utilizado en las condiciones que se presentan en la estructura.
El estudio de las características de material es netamente experimental.
El problema de la determinación de tensiones y deformaciones de la estructura
puede resolverse, en principio, por medios teóricos, utilizando la Resistencia
de Materiales ó la Teoría Matemática de la Elasticidad. La p
primera debe
limitarse a resolver las estructuras a fibra media. Todo otro caso debe
resolverse mediante la segunda que en principio puede encarar todos los
problemas de la mecánica del sólido pero que afronta la dificultad de resolver
las ecuaciones planteadas.
Los métodos experimentales aportan la colaboración indispensable para
resolver estos problemas y son necesarios en la resolución de los casos más
complejos.
Experimentalmente puede llegarse a la determinación completa de tensiones y
deformaciones pero en muchos casos se limita a guiar ó indicar el camino del
tratamiento teórico mediante resultados de carácter genérico como ofrece
especialmente la fotoelasticidad.
La gran utilidad
L
tilid d práctica
á ti consiste
i t en lla resolución
l ió d
de problemas
bl
que aunque
perfectamente tratables por métodos teóricos son de un manejo muy pesado y
laborioso, como en el caso de estructuras hiperestáticas de grado muy elevado.
Tenemos así en un extremo los casos que exigen un estudio detallado y
minucioso de las tensiones en todos los puntos. Estos casos constituyen
especialmente el grupo de estructuras de máquinas y en general de equipos
industriales con estado tensionales muy complejos muchas veces en tres
dimensiones, alejados totalmente de los estados puros de la Resistencia de
Materiales. A ellos se suma el problema de la fatiga y de los choques o de las
condiciones
di i
ambientales
bi t l anormales
l que alteran
lt
llas características
t í ti
d
de llos
materiales.
En el otro extremo p
por el contrario tenemos el estudio de estructuras q
que no
necesitan en general nada más que el conocimiento de las distribución general
de las tensiones mediante la determinación de su efecto integral, puesto que por
tratarse de estructuras a fibra media podremos utilizar las fórmulas simples de la
Resistencia de materiales.
Pertenecen a este grupo las estructuras civiles prácticamente en su totalidad,
aunque serían excepciones a esta regla las estructuras macizas, como las vigas
pared,
d grandes
d acartelamientos,
t l i t
nudos
d d
de pórticos
ó ti
y apoyos d
de estructuras.
t t
Dentro de este tipo se utiliza otro estudio experimental de características muy
especiales,
p
, que
q es el de una estructura existente p
para determinar su capacidad
p
real de carga. Son los ” Ensayos de carga ” muy utilizados desde el punto de vista
normativo.
Los métodos experimentales pueden dividirse en dos grupos basados en
conceptos netamente distintos:
1 ) Aquellos que utilizan la misma estructura ó modelos geométricamente similares
a ella sometidos a acciones exteriores similares a las reales. Es el grupo
predominante.
2) Aquellos que utilizan la observación de otro fenómeno físico diferente al
buscado pero que está regido por ecuaciones matemáticamente iguales a las que
rigen las magnitudes elásticas, operando sobre objetos similares o no a la
estructura dada. Son los designados
g
como “ analogías
g
“,, q
que utilizan también
problemas elásticos, eléctricos ó hidrodinámicos.
Además las medidas pueden ser estáticas ó dinámicas. En las primeras basta con
aparatos de lectura directa.
directa Para las segundas es necesario utilizar aparatos
registradores o inscriptores basados en principios y características diferentes
segín la magnitud y frecuencia de la oscilación