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Esfuerzo cortante

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Estudio del esfuerzo cortante, tipos de esfuerzo cortantes y su clasificación.

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Esfuerzo cortante

  1. 1. ‘’AÑO DE LA CONSOLIDACIÓN DEL MAR DE GRAU’’ TEMA: ESFUERZO CORTANTE MATERÍA: COMPORTAMIENTO DE LOS MATERIALES DOCENTE: ING. ANAYA MORALES ROGER ALUMNO: RINZA LUCERO JORDAN JHONY SANTISTEBAN SUCLUPE DAMIÁN INFANTES HUGO MAX SORIANO MONTALVO WILLIAM SALDARRIAGA QUESQUEN JOSÉ VICTOR CICLO: II° GRUPO: B CHICLAYO – 2016
  2. 2. ESFUERZO CORTANTE COMPORTAMIENTO DE LOS MATERIALES EDIFICACIONES II° ‘B’ 3 ESFUERZO CORTANTE DEFINICIONES  ESFUERZO Es la fuerza que actúa sobre un cuerpo para deformarlo. En este sentido, el comportamiento de la materia variará dependiendo de cómo se aplique esta fuerza. Así, esta puede causar diferentes deformaciones en los cuerpos: estirarlo (esfuerzo de tracción), aplastarlo (esfuerzo de compresión), doblarlo (esfuerzo de flexión), cortarlo (esfuerzo cortante o de corte), o retorcerlo (esfuerzo de torsión). ESFUERZO = FUERZA/ÁREA  ESFUERZO DE TRACCIÓN Es el esfuerzo interno a que está sometido un cuerpo por la aplicación de dos fuerzas que actúan en sentido opuesto, y tienden a estirarlo. Lógicamente, se considera que las tensiones que tiene cualquier sección perpendicular a dichas fuerzas son normales a esa sección, y poseen sentidos opuestos a las fuerzas que intentan alargar el cuerpo. Fig. N° 001: Esfuerzo de Tracción Fuente: http://es.slideshare.net/aicvigo1973/tipos-de-esfuerzos-16235282
  3. 3. ESFUERZO CORTANTE COMPORTAMIENTO DE LOS MATERIALES EDIFICACIONES II° ‘B’ 4  ESFUERZO DE COMPRENSIÓN El esfuerzo de compresión es la resultante de las tensiones o presiones que existen dentro de un sólido deformable o medio continuo, caracterizada porque tiende a una reducción de volumen del cuerpo, y a un acortamiento del cuerpo en determinada dirección. Fig. N° 002: Esfuerzo de Comprensión Fuente: http://es.slideshare.net/aicvigo1973/tipos-de-esfuerzos-16235282  ESFUERZO DE FLEXIÓN Combinación de las fuerzas de tracción y de compresión que se desarrollan en la sección transversal de un elemento estructural para resistir una fuerza transversal. Fig. N° 003: Esfuerzo de Flexión
  4. 4. ESFUERZO CORTANTE COMPORTAMIENTO DE LOS MATERIALES EDIFICACIONES II° ‘B’ 5 Fuente: http://es.slideshare.net/aicvigo1973/tipos-de-esfuerzos-16235282  ESFUERZO CORTANTE Es el esfuerzo interno o resultante de las tensiones paralelas a la sección transversal de un prisma mecánico como por ejemplo una viga o un pilar. Dicho esfuerzo está impidiendo que el objeto se deforme y así pueda mantener su rigidez. De esta forma, internamente en el acero dentro de una viga ─por ejemplo─, está procurando que no se flexione; lo contrario a ello seria ─imaginariamente suponiendo─ que el peso sobre la viga exceda la resistencia a la flexión del acero y este terminé deformandose. Fig. N° 004: Esfuerzo Cortante Fuente: http://es.slideshare.net/mujica91/fuerza-cortante-momento-flector  ESFUERZO DE TORSIÓN Es la solicitación que se presenta cuando se aplica un momento sobre el eje longitudinal de un elemento constructivo o prisma mecánico, como puede ejes o, en general, elementos donde una dimensión predomina sobre las otras dos, aunque es posible encontrarla en situaciones diversas.
  5. 5. ESFUERZO CORTANTE COMPORTAMIENTO DE LOS MATERIALES EDIFICACIONES II° ‘B’ 6 La torsión se caracteriza geométricamente porque cualquier curva paralela al eje de la pieza deja de estar contenida en el plano formado inicialmente por las dos curvas. en el lugar de eso una curva paralela al eje se retuerce alrededor de el. Fig. N° 005: Esfuerzo de Torsión Fuente: http://es.slideshare.net/aicvigo1973/tipos-de-esfuerzos-16235282
  6. 6. ESFUERZO CORTANTE COMPORTAMIENTO DE LOS MATERIALES EDIFICACIONES II° ‘B’ 7 ESFUERZO CORTANTE Como ya habiamos dicho, el Esfuerzo Cortante es el esfuerzo interno o resultante de las tensiones paralelas a la sección transversal de un prisma mecánico como por ejemplo una viga o un pilar. La fuerza cortante es positiva cuando la parte situada a la izquierda de la sección tiene a subir con respecto a la parte derecha. ESFUERZO CORTANTE = FUERZA CORTANTE/ÁREA Fig. N° 006: Esfuerzo Cortante Fuente: http://es.slideshare.net/aicvigo1973/tipos-de-esfuerzos-16235282 1.- Clasificación de Esfuerzo Cortante a.- Esfuerzo Normal Directo Se denota por la letra σ (sigma), el esfuerzo actúa de manera perpendicular, o normal, a la sección transversal del miembro de carga, y además el esfuerzo es uniforme sobre el área de resistencia, es decir, es el mismo en un punto cualquiera de la sección transversal. Un esfuerzo de compresión es aquel que tiende a aplastar el material del miembro de carga, y a acortar el miembro en sí. Un esfuerzo de tensión es aquel que tiende a estirar al miembro y romper el material. ESFUERZO NORMAL = FUERZA AXIAL/ÁREA DE LA SECCIÓN
  7. 7. ESFUERZO CORTANTE COMPORTAMIENTO DE LOS MATERIALES EDIFICACIONES II° ‘B’ 8 Fig. N° 007: Esfuerzo Normal Directo Fuente: http://resistenciadelosmaterialeseip445.blogspot.pe/2012/10/capitulo-1_4514.html b.- Esfuerzo Cortante Directo Es un tipo de esfuerzo en el que la fuerza cortante aplicada se resiste uniformemente por el área de la parte que se corta, lo que produce un nivel uniforme de fuerza cortante sobre el área. Se denota con la letra griega minúscula ‫(ح‬tau). Este tipo de esfuerzo es muy común en las operaciones de perforación, en donde el área de corte se obtiene de la siguiente manera: As=perímetro x espesor=p x t  Cortante simple: cuando se aplican fuerzas perpendiculares al eje del perno, existe la tendencia de cortarlo a través de su sección transversal, produciendo un esfuerzo cortante. Si una sola sección transversal del perno resiste la fuerza aplicada, se dice que se produce un efecto de cortante simple. El área de corte se obtiene de la siguiente manera: As= Πd2/4  Cortante doble: el perno está a cortante doble cuando dos secciones transversales resisten la fuerza aplicada. El área de corte se calcula mediante la siguiente expresión: As= 2(Πd2/4)
  8. 8. ESFUERZO CORTANTE COMPORTAMIENTO DE LOS MATERIALES EDIFICACIONES II° ‘B’ 9 Fig. N° 008: Cortante Doble Fuente: http://resistenciadelosmaterialeseip445.blogspot.pe/2012/10/capitulo-1_4514.html A.- Esfuerzo Cortante en Viga El esfuerzo cortante transversal en vigas se determina de manera indirecta mediante la formula de flexión y la relación entre el momento y la fuerza cortante. (V=dM/dx) El resultado es el esfuerzo cortante. En particular el valor de Q es el momento del área A’ respecto del eje neutro Q=yÀ esta área es la parte de la sección trasversal que se mantiene en la viga, por encima o por debajo del grosor t donde debe determinarse T. Fig. N° 009: Esfuerzo cortante en viga Fuente: http://lazcanomechanics.weebly.com/uploads/2/2/6/0/22604892/esfuerzo_cortante_en_vigas.pdf
  9. 9. ESFUERZO CORTANTE COMPORTAMIENTO DE LOS MATERIALES EDIFICACIONES II° ‘B’ 1 0 Si la viga tiene una sección transversal rectangular, entonces la distribución de esfuerzo cortante es parabólica, con un valor máximo en el eje neutro. El esfuerzo cortante máximo puede determinarse mediante T=1.5(V/A). Fig. N° 010: Esfuerzo cortante en viga rectangular Fuente: http://lazcanomechanics.weebly.com/uploads/2/2/6/0/22604892/esfuerzo_cortante_en_vigas.pdf B.- Esfuerzo Cortante en el Suelo Esta resistencia del suelo determina factores como la estabilidad de un talud, la capacidad de carga admisible para una cimentación y el empuje de un suelo contra un muro de contención. Aplicando al suelo una fuerza normal, se puede proceder a cizallarlo con una fuerza cortante. El movimiento vertical de la muestra se lee colocando un deformímetro en el bastidor superior. El molde no permite control de drenaje, que en el terreno pueden fallar en condiciones de humedad diversas (condición saturada no drenada, parcialmente drenadas o totalmente drenadas), para reproducir las condiciones de campo se programa la velocidad de aplicación de las cargas. En arenas, como el drenaje es libre, el ensayo se considera drenado. Para arcillas, la incertidumbre queda, por lo que se recurre al TRIAXIAL. 2.- MOMENTO FLEXOR Se denomina momento flector (o también "flexor"), o momento de flexión, a un momento de fuerza resultante de una distribución de tensiones sobre una
  10. 10. ESFUERZO CORTANTE COMPORTAMIENTO DE LOS MATERIALES EDIFICACIONES II° ‘B’ 1 1 sección transversal de un prisma mecánico flexionado o una placa que es perpendicular al eje longitudinal a lo largo del que se produce la flexión. Es una solicitación típica en vigas y pilares y también en losas ya que todos estos elementos suelen deformarse predominantemente por flexión. El momento flector puede aparecer cuando se someten estos elementos a la acción de un momento(torque) o también de fuerzas puntuales o distribuidas. Fig. N° 011: Momento flexor en una viga Fuente: https://es.wikipedia.org/wiki/Momento_flector
  11. 11. ESFUERZO CORTANTE COMPORTAMIENTO DE LOS MATERIALES EDIFICACIONES II° ‘B’ 1 2 BIBLIOGRAFIA http://es.slideshare.net/mujica91/fuerza-cortante-momento-flector https://es.wikipedia.org/wiki/Esfuerzo_de_compresi%C3%B3n http://lazcanomechanics.weebly.com/uploads/2/2/6/0/22604892/ esfuerzo_cortante_en_vigas.pdf http://es.slideshare.net/aicvigo1973/tipos-de-esfuerzos-16235282

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