aplicaciones de esfuerzos
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ELECTIVO DE FORMACIÓN PROFESIONAL
TALLER DE SAP2000
TLLS-TR-ICO362-001
APLICACIONES FISICAS DE LOS DISTINTOS TIPOS DE
ESFUERZOS.
NOMBRE Felipe Vega Morales
RUT 17.615.550-7
FECHA DE ENTREGA 02-09-2015
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ÍNDICE
1. ESFUERZO INTERNO ....................................................................................................... 3
2. ESFUERZO AXIAL. ........................................................................................................... 3
2.1. COMPRESIÓN. ................................................................................................................... 3
2.1.1. Columnas. ................................................................................................................ 4
2.1.2. Cerchas o Celosía. ................................................................................................... 5
2.2. TRACCIÓN. ........................................................................................................................ 7
2.2.1. Cables de Acero. ...................................................................................................... 7
2.2.2. Tensores ................................................................................................................... 7
3. ESFUERZO DE CORTE. .................................................................................................... 8
3.1. VIGAS. .............................................................................................................................. 8
3.2. MURO DE CORTE. .............................................................................................................. 9
4. MOMENTO FLECTOR. .....................................................................................................10
4.1. VIGAS. .............................................................................................................................10
4.2. LOSA. ..............................................................................................................................10
5. MOMENTO TORSOR. .......................................................................................................11
5.1. EJE DE MAQUINARIAS. ......................................................................................................11
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1. Esfuerzo Interno
En ingeniería se le denomina esfuerzo o esfuerzo interno a una magnitud física la cual relaciona
fuerza por unidad de área de una sección. 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 de una estructura, los
cuales son:
Esfuerzo Axial o Normal.
Esfuerzo de Corte o Cizalle.
Momento Torsor.
Momento Flector.
Figura 1. Tipos de Esfuerzos.
Los cuales se definirán y explicaran a continuación, además de dar ejemplos para cada caso.
2. Esfuerzo Axial.
El esfuerzo axial o normal es el esfuerzo interno o resultante de las tensiones perpendiculares
a la sección transversal de un elemento. Se diferencian dos tipos de esfuerzo axial; la
compresión y la tracción.
2.1. 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.
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Figura 2. Compresión
2.1.1. Columnas.
Una columna es un soporte vertical, que permite sostener el peso de una estructura. Producto
de la orientación con las cuales se ubican las columnas estas reciben la mayor parte del peso
propio de la estructura más la sobre carga, lo que hace que este esfuerzo vertical vaya
perpendicular a la sección de la columna, provocando una acortamiento del elemento, es decir,
una compresión.
Figura 2.1. Columnas de hormigón armado
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Figura 2.2. Columna de acero
2.1.2. Cerchas o Celosía.
Una celosía es una estructura reticular de barras rectas interconectadas en nodos formando
triángulos planos (2D) o pirámides tridimensionales (3D). En muchos países se les conoce
como armaduras o reticulados. Los elementos o barras de este tipo de estructura trabajan
predominantemente a compresión o tracción. El tipo de esfuerzo axial al que está sometido un
elemento de un enrejado tiene directa relación con la orientación del elemento y la ubicación de
las cargas sobre la estructura.
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Figura 2.3 Cercha metálica.
Figura 2.4. Cercha de madera.
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2.2. Tracción.
Un elemento está sometido a un esfuerzo de tracción cuando sobre él actúan fuerzas que
tienden a estirarlo.
Figura 2.5. Tracción
2.2.1. Cables de Acero.
Un cable de acero es un tipo de cable mecánico formado un conjunto de alambres de acero o
hilos de hierro que forman un cuerpo único como elemento de trabajo. Este tipo de elemento se
usa por ejemplo para la construcción de puentes colgantes, ya que poseen una gran resistencia
a la tracción.
Figura 2.6. Puente Juscelino Kubitschek, diseñado usando cables de acero.
2.2.2. Tensores
Son componentes que soportan peso colgante, transmitiendo el esfuerzo a columnas, losas o a
vigas. Contrariamente a las columnas, que se comprimen, los tensores sólo soportan esfuerzos
de tracción.
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Figura 2.7. Cercha con tensores.
3. Esfuerzo de Corte.
El esfuerzo cortante, de corte, de cizalla o de cortadura es el esfuerzo interno o resultante de
las tensiones paralelas a la sección transversal de un elemento.
Figura 3. Corte.
3.1. Vigas.
Los extremos de las vigas en una estructura están sometidos a un esfuerzo de cizalladura. Un
ejemplo claro de esto es una viga sometida a una carga vertical la cual genera una reacción en
los apoyos, ambas fuerzas, carga y reacción son perpendiculares al elemento por lo que
provocan corte en este.
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Figura 3.1. Vigas de acero.
3.2. Muro de corte.
Se denomina muro de corte a muros presentes en una estructura en la cual existe diafragma
rígido, de esta manera los muros son capaces de tomar cargas de corte y flexion en el plano de
mayor rigidez.
Figura 3.2. Edificio con diafragma rígido y muros de corte.
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4. Momento Flector.
Un elemento estará sometido a flexión cuando actúen sobre las cargas que tiendan a doblarlo.
Figura 4. Flexión.
4.1. Vigas.
Como se mencionó anteriormente las vigas son capaces de resistir esfuerzo de corte en sus
apoyos, pero en toda la longitud del elemento y producto de las fuerzas perpendiculares estas
se flexionan generando un momento de flexión.
Figura 4.1. Vigas de hormigón armado.
4.2. Losa.
Las losas son elementos estructurales cuyo principal objetivo es son resistir cargas verticales o
perpendiculares al plano de mayor área. De igual manera que en las vigas estas cargas
perpendiculares generan deflexiones en el elemento y producto de esto se generan momentos
flectores en ambos ejes de la losa.
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Figura 4.2. Losa de hormigón armado
5. Momento Torsor.
El momento torsor aparece cuando se someten elementos a la acción de un momento de
fuerza o torque paralelo al eje del elemento.
Figura 5.1. Torsión.
5.1. Eje de maquinarias.
La mayoría de los ejes de las maquinas estaban sometidos a torsión, como por ejemplo los de
un aerogenerador, en este ejemplo la fuerza del viento hace girar los ejes en un sentido,
mientras que el generador ejerce una resistencia a esta torsión, por lo que ejerce una fuerza en
sentido contrario.
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Figura 5.2. Rotor de un aerogenerador.