Cuando se estudian elementos en compresión. Estos podrían llegar a ser tan delgados que no se comportarían en la forma considerada. Por ejemplo, un a regla ordinaria de un metro sometida a una fuerza de compresión axial bastante pequeña, tiene una tendencia notoria a pandearse lateralmente y sufrir la falla o ruptura; por tanto se aplicara solo a elementos de compresión con carga axial, que son mas bien cortos, es decir, a bloque de poca altura. PRINCIPIO DE SAINT – VENANT Este Este princi principio pio establ establec ecee que el valor valor de las fuerza fuerzass interi interiore oress en los puntos puntos de un sólido sólido,, situad situados os suficiente suficientemente mente lejos de los lugares de aplicaci aplicación ón de las cargas, cargas, depende depende muy poco del modo concreto concreto de aplicación de las mismas. Merced a este principio en muchos casos podremos sustituir un sistema de fuerzas por otro estáticamente equivalente, lo que puede conducir a la simplificación del cálculo. ESFUERZOS ESFUERZOS AXIALES, son aquellos debidos a fuerzas que actúan a lo largo del eje del elemento. Los esfuer esfuerzos zos normal normales es axiale axialess por lo genera generall ocurre ocurren n en eleme elemento ntoss como como cables cables,, barra barrass o column columnas as sometidos a fuerzas axiales (que actúan a lo largo de su propio eje), las cuales pueden ser de tensión o de compresión. Además de tener resistencia, los materiales deben tener rigidez, es decir tener capacidad de oponerse oponerse a las deformaciones deformaciones (d) puesto puesto que una estructur estructuraa demasiado demasiado deformable deformable puede llegar llegar a ver comprometi comprometida da su funciona1idad funciona1idad y obviament obviamentee su estética estética.. En el caso de fuerzas fuerzas axia1es (de tensión tensión o compresión), se producirán en el elemento alargamientos o acortamientos, respectivamente, como se muestra en la figura 10
Figura 10: Deformación debida a esfuerzos de tensión y de compresión, respectivamente.
Una forma de comparar la deformación entre dos elementos, es expresarla como una deformación porcentual, o en otras palabras, calcular la deformación que sufrirá una longitud unitaria del material, la cual se denomina deformación unitaria e. La deformación unitaria se calculará como (SALAZAR, 2001): e
=
d / L0 (5)
; donde,
e
: deformación unitaria,
d
: deformación total. Lo: longitud inicial inicial del elemento
deformado. LEY DE HOOKE La mejor manera de entender el comportamiento mecánico de un material es someterlo a una determinada determinada acción (una fuerza) fuerza) y medir su respuesta respuesta (la deformación deformación que se produzca) produzca).. De este procedimiento se deducen las características acción – respuesta del material. Debido a que la fuerza y la deformación absolutas no definen adecuadamente para efectos comparativos las características de un material, es necesario establecer la relación entre el esfuerzo ( s ) y la deformación unitaria ( e ). Muestra una relación directa entre el esfuerzo aplicado y la deformación producida: a mayor esfuerzo, mayor deformación •
esfuerzo axial (normal o perpendicular al plano considerado), es el que viene dado por la resultante de tensiones normales σ, es decir, perpendiculares, al área para la cual pretendemos determinar el esfuerzo normal.
LA FUERZA AXIAL, será aquella que actúe perpendicularmente al plano axial. Por ejemplo, presionando con los dedos de ambas manos contra los extremos del lápiz se indicará que se está ejerciendo un esfuerzo axial, de compresión. Estirando de los extremos, se hará entender que se está ejerciendo esfuerzo axial, de tracción. No olvidar que el esfuerzo axial actúa constantemente, a lo largo del elemento, y siempre es, o bien tracción o bien compresión. La carga axial se define como una fuerza de compresión cuando actúa sobre un elemento de manera que tienda a acortarlo y de tensión cuando tiende a alargarlo. En el caso de elementos de concreto (hormigón armado) su capacidad esta ligada con la resistencia a la compresión del concreto, a su confinamiento con refuerzo transversal y al refuerzo longitudinal. Las fallas se presentan debido a una deficiencia en alguna de estas características UN EJEMPLO REAL DE ELEMENTOS ESTRUCTURALES BAJO CARGA AXIAL ES DADO POR LOS ELEMENTOS DE LA ARMADURA DEL PUENTE. La cantidad máxima de fuerza que se puede aplicar al eje de un encoder en dirección paralela al eje. carga axial: Fuerza que actúa a lo largo del eje longitudinal de un miembro estructural aplicada al centroide de la sección transversal del mismo produciendo un esfuerzo uniforme. También llamada fuerza axial. Se puede decir que carga axial es aquella que aparece como resultante de un sistema de cargas, misma que transcurre por el eje centroidal de la sección del elemento cargado, ya sea en tensión o compresión
CARGA AXIAL. La compresión pura es lo que conocemos como “carga axial”, es decir una fuerza que se aplica a un miembro estructural exactamente en coincidencia con su centroide o eje principal. En este caso la tendencia del elemento es a encogerse hasta fallar; es decir, cundo se desquebraja en la dirección de los esfuerzos aplicados. Pero en la realidad, esto nunca sucede, por dos circunstancias.
En primer lugar, porque los el ejes o centroides de la carga, y del elemento resistente nunca coinciden, en vista de que el proceso constructivo de los elementos o de montaje de éstos, se puede describir como bastante imperfecta. En segundo lugar, porque la un elemento sujeto a compresión como una columna, difícilmente esta solo, siempre esta interactuando con otros elementos constructivos, que al funcionar como sistema, le transmiten esfuerzos de flexión. El simple hecho de que los ejes de carga no coincidan, produce necesariamente un momento de volteo, que provoca lo que conocemos como pandeo. Aunque éste último no únicamente depende de las excentricidades de la carga respecto al elemento resistente, sino también respecto a la relación de esbeltez del miembro. Es decir, entre mayor sea el largo del elemento respecto a su ancho, mayor es la posibilidad de que este elemento sufra pandeo, o lo que conocemos como pandeo local.
ESFUERZO AXIAL: Esfuerzo que es perpendicular al plano sobre el que se aplica la fuerza de tracción o compresión, que es distribuido de manera uniforme por toda su superficie. También llamado esfuerzo normal.
