Fundamentos de Análisis y Diseño Estructural para estudiantes de Arquitectura

Fundamentos de Análisis y Diseño Estructural para estudiantes de Arquitectura

En otro experimento, los dos resortes se colocan en paralelo (Figura 26.b). De esta manera, el área transversal del resorte se duplica. Cada uno de los dos resortes soporta la mitad de la fuerza T, por lo que la elongación ∆L se reduce a la mitad en comparación con el caso de un solo resorte. Por lo tanto, la rigidez se ha duplicado. Esto significa que la rigidez es directa mente proporcional al área transversal A. La rigidez de un elemento estructural, definida como la relación entre la fuerza T y la elongación ∆L, es por lo tanto directamente proporcional al área transversal A e inversa mente proporcional a la longitud L.

Fuerzas internas en un material. De las dos primeras columnas de la izquierda representadas en la Figura 27, la de la derecha tiene un área transversal el doble de grande que la de la izquierda. Si inicialmente se ignoran los pesos propios de las columnas y ambas se cargan con la misma fuerza externa W, la fuerza interna C es independiente de la longitud y del área transversal de las columnas. Por lo tanto, la fuerza interna en ambas columnas es idéntica. Si la segunda columna se divide verticalmente en dos partes iguales, estas dos partes tendrán una fuerza interna que es la mitad de la primera columna. Por lo tanto, la fuerza interna en la columna depende únicamente de la intensidad de la fuerza de compresión interna. En contraste, la fuerza interna C en el material siempre está también relacionada con el área transversal A. Por lo tanto, se define una fuerza relacionada con el área transversal: σ = C/A. La fuerza interna relativa es, por lo tanto, dos veces mayor en la primera columna que en la segunda, porque la columna derecha tiene un área transversal el doble de grande que la izquierda. Esta fuerza interna relati va es denominada en ingeniería como tensión o esfuerzo unitario y describe la tensión interna del material. Puede interpretarse como la fuerza que actúa sobre una sección con un área unitaria A = 1.

Figura 27

25

02 - dimensionamiento