Unidad 2 Ten

UNIDAD 2. ELEMENTOS EN TENSIÓN Y COMPRESIÓN DISEÑO DE ELEMENTOS DE ACERO

Tensión Axial Fuerza de tensión que actúa a lo largo del eje centroidal del elemento. Esfuerzo de tensión: ft = F/A F: Fuerza de tensión A: Área de la sección transversal normal a la fuerza

Elementos en Tensión Es común encontrar elementos sujetos a tensión en: Puentes

Armaduras

Torres

Elementos en Tensión Arriostramientos

Tirantes

Tipos de miembros a Tensión Algunos tipos de miembros a tensión de uso general son:

Fallas en Tensión Un miembro dúctil de acero, sin agujeros y sometido a una carga de tensión, puede resistir, sin fracturarse, una carga mayor que la correspondiente al producto del área de su sección transversal y del esfuerzo de fluencia del acero, gracias al endurecimiento por deformación.

Fallas en Tensión Si tenemos un miembro a tensión con agujeros para tornillos, éste puede fallar por fractura de la sección neta que pasa por los agujeros; esta carga de falla puede ser más pequeña que la carga requerida para plastificar la sección bruta alejada de los agujeros.

Fallas en Tensión Al diseñar elementos a tensión se debe considerar también el fenómeno conocido como bloque de cortante. Esto quiere decir que la falla de un miembro a tensión puede ocurrir a lo largo de una trayectoria que implique tensión en un plano y cortante en otro plano perpendicular. En estas situaciones es posible que un bloque de acero se desgarre.

Esfuerzos permisibles a tensión Al diseñar elementos a tensión se debe considerar: a) Fluencia en la sección total b) Fractura en la sección neta

c) Bloque de cortante (tensión y corte combinados)

Áreas netas La presencia de un agujero en un miembro sujeto a tensión incrementa los esfuerzos, aún si el agujero está ocupado por un tornillo. Se tiene menos área de acero sobre la que puede distribuirse la carga y habrá concentración de esfuerzos en el borde el agujero. Área neta = Área total – Área de agujeros

Agujeros alternados La presencia de agujeros alternados en un miembro sujeto a tensión puede generar diferentes líneas de falla. Área neta = Área total – Área de agujeros + ((s2 / 4g)*t) s: espaciamiento longitudinal entre dos agujeros (paso) g: espaciamiento transversal entre los mismos agujeros

Área neta efectiva Área neta efectiva = Coeficiente de tensión*Área neta.

Relación de esbeltez La relación de esbeltez, l/r, de elementos en tensión que no sean barras, no deberá exceder: a) Para miembros principales l/r ≤ 240 b) Para miembros de arrostramiento lateral y secundarios l/r ≤ 300

Área neta efectiva Área neta efectiva = Coeficiente de tensión*Área neta.

Bloque de cortante