ESTRUCTURAS

ESTRUCTURAS

Materiales

Propiedades Mecnicas Las propiedades mecnicas de los materiales son las que definen el comportamiento de estos. Las ms importantes son elasticidad, rigidez, plasticidad, dureza, fragilidad, tenacidad, resistencia a la fatiga, resiliencia y resistencia mecnica.

La elasticidad es la capacidad que tienen los materiales elsticos de recuperar la forma primitiva cuando cesa la carga que los deforma. Si se rebasa el lmite elstico, la deformacin que se produce es permanente.

La rigidez es su opuesto, en este caso se rebasara antes el lmite de elasticidad y el material se fracturara.

La plasticidad es la capacidad que tienen los materiales de adquirir deformaciones permanentes bajo la accin de esfuerzos exteriores, sin llegar a la ruptura.

La dureza es la mayor o menor resistencia que oponen los cuerpos a ser rayados o penetrados.

La fragilidad es la propiedad opuesta a la tenacidad; el intervalo plstico es muy corto y por tanto, sus lmites elsticos y de rotura estn muy prximos.

La tenacidad es la capacidad de resistencia a la rotura por la accin de fuerzas exteriores.

La resistencia a la fatiga es la resistencia que ofrece un material a los esfuerzos repetitivos.

La resistencia mecnica es la capacidad de los materiales a soportar esfuerzos de traccin o compresin, cizalladura o esfuerzos cortantes, flexin y torsin.

Esfuerzos a que pueden ser sometidos los materialesLos materiales slidos responden a fuerzas externas como la tensin, la compresin, la torsin, la flexin o la cizalladura. Los materiales slidos responden a dichas fuerzas con:

Una deformacin elstica (en la que el material vuelve a su tamao y forma originales cuando se elimina la fuerza externa)

Una deformacin permanente

Una fractura

La tensin es una fuerza que tira; por ejemplo, la fuerza que acta sobre un cable que sostiene un peso. Cuando un material esta sometido a tensin suele estirarse, y recupera su longitud original (deformacin elstica), si esta fuerza no supera el lmite elstico del material. Bajo tensiones mayores, el material no vuelve completamente a su situacin original (deformacin plstica), y cuando la fuerza es an mayor, se produce la ruptura del material.

La compresin es una fuerza que prensa, esto tiende a causar una reduccin de volumen.

Si el material es rgido la deformacin ser mnima, siempre q la fuerza no supere sus limites; si esto pasa el material se doblara y sobre el se producira un esfuerzo de flexin.

Si el material es plstico se producira una deformacin en la que los laterales se deformaran hacia los lados.

La flexin es una fuerza en la que actan simultneamente fuerzas de tensin y compresin; por ejemplo, cuando se flexiona una varilla, uno de sus lados se estira y el otro se comprime.

Si estas fuerzas no superan los limites de flexibilidad y compresin de del material este solo se deforma, si las supera su produce la ruptura del material.

La torsin es una fuerza que dobla el material, esto se produce cuando el material es girado hacia lados contrarios desde sus extremos. En este tipo de fuerza tambin actan simultneamente tensin y compresin.

Si no se superan sus limites de flexin este se deformara en forma de espiral, si se superan el material sufrir un ruptura.

La cizalludura es una fuerza que corta, esto se produce cuando el material presionado (en dos partes muy cercanas) por arriba y por abajo. En este tipo de fuerza tambin actan simultneamente tensin y compresin.

Si esta fuerza no supera los lmites de flexin y compresin del material este se deformara, si los supera la fuerza producir un corte en este.

Ensayos y sus tiposLos ensayos son procedimientos normalizados que permiten conocer o comprobar las caractersticas y propiedades de los materiales.

Debido a la gran cantidad de tipos de ensayos que se realizan en la industria, se han clasificado en tres criterios para clasificarlos.

1. Dependiendo de la rigurosidad de sus ejercicios:

Ensayos tcnicos de control. Son aquellos que se realizan con rapidez y simplicidad.

Ensayos cientficos. Son aquellos que se realizan con gran precisin, fidelidad y sensibilidad; para investigar caractersticas tcnicas de nuevos materiales.

2. Dependiendo de la forma de realizar los ensayos:

Ensayos destructivos. Son aquellos en los que los materiales sometidos a este tipo de experimentos ven alteradas su forma y presentacin inicial.

Ensayos no destructivos. Son aquellos en los que los materiales sometidos a este tipo de experimentos no ven alteradas su forma y presentacin inicial.

3. Dependiendo de los mtodos empleados en la determinacin de as propiedades de los materiales:

Ensayos qumicos. Son aquellos que nos permiten conocer la composicin qumica cualitativa y cuantitativa del material, as como su comportamiento ante los agentes qumicos.

Ensayos metalogrficos. Son aquellos en los que se estudia la estructura interna del material con ayuda del microscopio.

Ensayos fsicos y fsico-qumicos. Son aquellos que nos permiten determinar las propiedades fsicas, las imperfecciones y las malformaciones del material.

Ensayos mecnicos. Son aquellos que determinan las caractersticas elsticas y de resistencia de los materiales sometidos a esfuerzos o deformaciones.

Tipos de estructuras Las estructura es un elemento o conjunto de elementos unidos entre si, con la finalidad de soportar diferentes tipos de esfuerzos.

- Las estructuras se pueden dividir en dos grupos segn la posicin de sus elementos (horizontal-vertical) o la movilidad de sus elementos (rgidas-verticales).

-Para el diseo y construccin de estas hay que tener en cuenta las propiedades mecnicas de los materiales y el tipo de esfuerzos al que van a estar sometidos estos.

-Algo que tambin hay que tener en cuenta es la estabilidad de la estructura, para ello hay que tener en cuenta la situacin centro de gravedad y la amplitud de su base de apoyo.

Centro de gravedad es el punto donde confluye la fuerza resultante de la suma de todas las fuerzas que constituyen el peso del cuerpo o estructura. Para hallarlo hay que hacer las medianas de cada uno de sus lados (hallar el baricentro). Contra ms cerca del suelo este ms estabilidad tendr la estructura.

Estructuras horizontales y verticalesLas estructuras verticales son aquellas en las que los elementos que soportan los mayores esfuerzos estn colocados en posicin vertical.

Estructura de base vertical

Las estructuras horizontales son aquellas en las que los elementos que soportan los mayores esfuerzos se hallan colocadas horizontalmente. En este tipo de estructuras los elementos sometidos a mayor esfuerzo trabajan a flexin.

En las estructuras horizontales se emplean figuras geomtricas curvas como el arco

Estructuras rgidas y estructuras articuladas.Las estructuras rgidas son aquellas que no se deforman cuando se les aplica diferentes fuerzas, excepto si sus elementos se rompen.

Las estructuras articuladas son aquellas en las que cuando se les aplica una fuerza, la estructura se deforma, controladamente, al desplazarse los elementos que la integran.

El triangulo es un estructura rgida, en cambio las formas como el cuadrado, pentgono, hexgono, etc...pueden articularse por sus vrtices. A pesar de ello se pueden transformar en estructuras rgidas si les aadimos algn elemento como puede ser una escuadra, cartelas, arcos, tirantes, barras puestas de forma que la figura quede compuesta de varios tringulos, etc... que dan rigidez a la figura .

Bibliografa Diccionario Larousse Ilustrado

Encarta 99

Tecnologa Industrial, 2 Bachillerato; Edit. Mc Graw Hill

Tecnologa , 2 ciclo; Edit. Bruo

Paginas Web

6

Torre Eiffel en ParsLa torre Eiffel, es una obra maestra de la

construccin en hierro. El ingeniero francs

Alexandre Gustave Eiffel proyect esta

impresionante estructura reticulada y vertical

que contiene unas 6.300 t de hierro colado

ESTRUCTURAS

TIPOS DE ESTRUCTURAS

PROPIEDADES DE LOS MATERIALES

DUREZA

ELASTICIDAD

PLASTICIDAD

TENACIDAD

RESISTENCIA

MECANICA

RESISTENCIA A LA FATIGA

ESFUERZO

ENSAYOS

RGIDAS

ARTICULADAS

TRACCIN COMPRESIN

FLEXIN

TORSIN

CIZALLADURA

DUREZA

TRACCIN

COMPRESIN

TORSIN

RESISTENCIA AL CHOQUE

FLEXIN

VERTICALES

HORIZONTALES

MOMENTO ESTTICO DE UNA FUERZA.

Definicin

Toda fuerza tiende a mover un cuerpo en la direccin en la cual ella acta, bien desplazndolo de su posicin original o girndolo respecto a un punto del mismo.

Se define como momento al efecto de rotacin de una fuerza o la tendencia de girar de esa fuerza alrededor de un punto determinado. Segn esta afirmacin es necesario para que exista un momento, tener previamente establecidos el valor de la fuerza y la ubicacin del punto en referencia; dependiendo as la magnitud del momento M del valor de la fuerza F y de la distancia d de ella al punto, tomando como distancia la menor posible entre la direccin de la fuerza y el punto; es decir la definida por la lnea perpendicular posible de