RESISTENCIA DE MATERIALES ByN- gs

RESISTENCIA DE MATERIALES
Catedra Canciani
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Estructuras I
RESISTENCIA: capacidad de un material para resistir
las cargas y para soportar esfuerzos sin sufrir
deformación permanente o ruptura
RESISTENCIA de MATERIALES: disciplina que
estudia la relación entre las fuerzas externas y los
efectos que estas fuerzas producen en su interior
ENSAYO DE TRACCIÓN: prueba para determinar el
comportamiento de un material a la tracción, en la
cual se amordazan los extremos de una muestra y se
estira de ellos hasta provocar la rotura. Es la prueba
más corriente para materiales estructurales.
Estiramiento
Estiramiento
Reducción
de sección
Reducción de Sección
Período Elástico
Rotura
Fluencia
TENSIÓN
Deformación Plástica
Límite Elástico
DEFORMACIÓN
DUCTIBILIDAD:
Fluencia
Período Elástico
Rotura
Deformación Plástica
Período Elástico
Rotura
Permite tener
una deformación plástica después de
haber estado sometido a un esfuerzo
superior al límite elástico y antes de
romperse. Es una propiedad deseable
en
un
material
ya
que
el
comportamiento plástico es un aviso
visual que permite prevenir el colapso
TENSIÓN
TENACIDAD:
DURO PERO FRÁGIL
Permite absorber
energía antes de romperse. Viene
representada por el área de la curva
de esfuerzos y deformaciones. Los
materiales
DÚCTILES
son
mas
TENACES que los FRAGILES
DUCTIL Y TENAZ
DEFORMACIÓN
Un material tiene un comportamiento elástico
cuando la deformación producida por la acción de
una carga, cesa al desaparecer la misma.
Un material se comporta como linealmente elástico
cuando la deformación que experimenta bajo la acción
de una carga es directamente proporcional a la
magnitud de la misma.
Los materiales que se utilicen en una
estructura resistente deben comportarse en
forma LINEALMENTE ELASTICA durante
toda la vida útil de la misma.
Materiales Linealmente Elásticos
el acero, el hormigón, la mampostería, la
madera, las membranas textiles y el
aluminio.
TENSIÓN
TENSIÓN
Período Elástico
Límite Elástico
DEFORMACIÓN
DEFORMACIÓN
La relación entre la tensión a que está
sometido un material y su deformación se
denomina módulo de elasticidad E.
Deformación = Tensión / E (ley de Hook)
E del acero
E del aluminio
E del hormigón
=
=
=
2.100.000 Kg/cm2
700.000 Kg/cm2
220.000 Kg/cm2
Esto significa que a la misma tensión el
aluminio se deforma 3 veces mas que el
acero.
El período elástico de un material se verifica hasta una
determinada tensión, a partir de la cual las deformaciones dejan de
ser proporcionales a la carga. En este punto el diagrama deja
de ser recto y se denomina Límite de Fluencia.
En el período de
fluencia se
experimentan grandes
deformaciones con
pequeños incrementos
de cargas.
TENSIÓN
Fluencia
Límite Elástico
DEFORMACIÓN
Al seguir incrementando la tensión, se produce la rotura, en un
punto denominado Tensión de Rotura.
TENSIÓN
Fluencia
Rotura
Límite Elástico
DEFORMACIÓN
Esta forma de rotura se la denomina rotura dúctil, porque antes que
ocurra la misma se producen grandes deformaciones, hecho muy
conveniente porque la estructura nos “avisa” que está teniendo
problemas, dándonos tiempo para repararla y evitar el colapso.
Ejemplos: acero, hormigón, madera y aluminio entre otros.
En el cálculo y dimensionamiento de una
estructura se busca que las tensiones de
trabajo no superen, en ningún elemento de
la misma y durante toda la vida útil, las
tensiones de falla.
A fin de asegurarnos de que esto se cumpla
se adoptan coeficientes de seguridad que
dependen de varios factores:
La función de la estructura: un hospital o una
central eléctrica tienen coeficientes de
seguridad mayores que un depósito de
mercaderías.
El tipo de elemento considerado: las
columnas, cuya falla podría traer aparejado el
colapso de la estructura, tienen coeficiente
de seguridad mayor que las losas.
Los materiales con calidad constante
asegurada
mediante
un
proceso
de
producción controlado, como ser el acero,
tiene coeficiente de seguridad menor que los
de calidad variable, como ser la madera.
Período Elástico
LEY DE HOOKE
Período Elástico
Fluencia
Rotura
LEY DE HOOKE
TENSIÓN
Establece que el esfuerzo de un
cuerpo
es
directamente
proporcional a la deformación que
produce, siempre y cuando el
esfuerzo no supere el límite
elástico.
Límite Elástico
TENSION ADMISIBLE
σ
FALLA
/ ɤ (1,5 a 2)
TENSION ADMISIBLE
σ
FALLA
DEFORMACIÓN
/ ɤ (4 a 5)
Son materiales cuya resistencia no
depende de la dirección en la cual se
aplican las cargas .
Son materiales isotrópicos el acero y el
aluminio.
Son materiales cuya resistencia depende de la
dirección en la cuál se aplican las cargas.
Ejemplos:
La Madera, cuya resistencia varía si la carga se
aplica en la dirección de la veta o
perpendicular a la misma.
El Hormigón Armado, cuya resistencia varía de
acuerdo a la posición de las armaduras.
Muchas gracias