Esfuerzos cortantes y de Aplastamiento

 ESFUERZOS Cortantes y de Aplastamiento UNIVERSIDAD CENTROAMERICANA
Facultad de Ciencia, Tecnología y Ambiente
Departamento de Diseño y Arquitectura
Área de Arquitectura
Resistencia de Materiales
“Esfuerzos Cortantes y de Aplastamiento”
Integrantes:
• Nancy Sherezada Dipp Ramos
• Nadia Gabriela Fuentes Medina
• Luvianka Yahosca Cruz Suárez
• Iara Stephania Terrazas Alvarado
• Carmen Lissette Collado Solís
Revisa:
• Ing. Jimmy Vanegas
Managua, Nicaragua
9 de Febrero de 2009
Resistencia de Materiales
ESFUERZO CORTANTE
Las fuerzas aplicadas a un elemento estructural pueden inducir un efecto de
deslizamiento de una parte del mismo con respecto a otra. En este caso, sobre el
área de deslizamiento se produce un esfuerzo cortante, o tangencial. Análogamente
a lo que sucede con el esfuerzo normal, el esfuerzo cortante se define como la
relación entre las cargas de valor igual a F/2 y el área a través de la cual se
produce el deslizamiento, donde la fuerza es paralela al área. El esfuerzo cortante
(τ) ser calcula como:
Esfuerzo cortante = cargas / área donde se produce el deslizamiento
donde,
τ: es el esfuerzo cortante
V: es la fuerza que produce el esfuerzo cortante (F/2)
A: es el área sometida a esfuerzo cortante
Para tener una idea de este concepto considérese el elemento de material de
dimensiones X, Y, Z que se presenta en la figura siguiente:
Esfuerzo cortante y deformación angular
Los esfuerzos cortantes ocurren en pernos, pasadores y remaches usados para
unir diversos elementos estructurales y componentes de maquinas. Considérese
por ejemplo, las platina A y B unidas por un remache CD. Si las platinas están
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sometidas a fuerzas de tensión, de magnitud F se desarrollaran esfuerzos en la
sección de remaches que corresponde al plano EE´. Dibujando los diagramas del
remache y de la porción situada por encima del plano EE´, concluimos que la fuerza
cortante P en la sección es igual a F. el esfuerzo cortante medio se obtiene, según
la ecuación del esfuerzo cortante, dividiendo la fuerza cortante
V = F por el
área A de la sección transversal.
El remache que acaba de estudiarse esta sometido a cortante simple sin embargo
pueden ocurrir diferentes situaciones de cargas. Si se utilizan platinas de
separación C y D para la conexión, tendrán lugar esfuerzos cortantes en el remache
HJ, en los dos planos KK´ y LL´. Se dice entonces que los remaches están
sometidos a cortante doble. Para hallar el cortante medio en cada plano se dibujan
diagramas de cuerpo libre del remache HJ y de la porción del remache localizado
entre los dos planos. Como la fuerza cortante P en cada sección es P= F/2, se
deduce que el esfuerzo cortante medio es:
Tipos de Esfuerzo Cortantes
Esfuerzo cortante horizontal: se desarrolla a lo largo de un elemento estructural
que es sometido a cargas transversales que es igual al esfuerzo cortante vertical
en ese mismo punto. También llamado esfuerzo cortante longitudinal.
Esfuerzo cortante vertical: esfuerzo que se desarrolla a lo largo de la sección
transversal de un elemento estructural para resistir la cortante transversal.
Esfuerzo cortante de punzonamiento: esfuerzo cortante elevado, debido a la
reacción de la fuerza que desarrolla un pilar sobre una losa de hormigón armado.
Resistencia de Materiales
ESFUERZO DE APLASTAMIENTO EN CONEXIÓN
Tanto pernos como pasadores y remaches crean esfuerzos en los elementos, en
toda la superficie de aplastamiento de contacto. Por ejemplo, consideremos
nuevamente las dos platinas A y B, unidas por un remache CD, de las que se
muestra en la figura 2. El remache ejerce sobre la platina A una fuerza P igual u
opuesta a la fuerza F que ejerce la platina sobre el remache. P es la resultante de
fuerzas elementales distribuidas en la superficie interior de un semicilindro de
diámetro D y longitud T igual al espesor de la platina. Como la distribución de estas
fuerzas y los esfuerzos correspondientes es muy complicada, en la práctica se usa
un valor medio OB, llamado fuerza de
aplastamiento,
que
se
obtiene
dividiendo la carga P por el área
proyectada del remache en la platina.
Como esta área es igual a TD, en que T
es el espesor de la platina y D el
diámetro del remache, se tiene:
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BIBLIOGRAFÍA
-Hibbeler, R. C. 2005. Mechanics of materials, sixth edition. Prentice Hall.//
Obtenido de "http://es.wikipedia.org/wiki/Tensi%C3%B3n_cortante"
-http://www.arqhys.com/construccion/materiales-resistencia.html
-http://www.uclm.es/profesorado/porrasysoriano/elementos/Tema01.pdf