Conceptos Basicos En Estructuras

 Concepto:

 Rigidez

Es la propiedad de un cuerpo, elemento o estructura de oponerse a las deformaciones. También podría definirse como la capacidad de soportar cargas o tensiones sin deformarse o desplazarse excesivamente.

La Rigidez depende también del Módulo de Elasticidad, la sección, pero también de la Inercia y la longitud del elemento.

Ejemplo:

• Un ejemplo del caso es la horquilla de una bicicleta, las cuales al ser utilizadas presentan poca deformación debido a que son de estructura rígida (Obviamente cuenta con un módulo de elasticidad que le permite deformarse elásticamente, pero en pequeñas magnitudes).

• Cuando calculamos una viga para que soporte una determinada carga, P. Ej, una viga de madera que debe soportar una carga concentrada obtenemos una sección capaz de soportar dicha solicitación. Pero puede ocurrir que al estar operando las solicitaciones sobre la viga esta vibre demasiado y tengamos que aumentar la sección para evitar dichas vibraciones. También es posible que añadamos otro material que aumente la rigidez de la sección para lograr lo mismo. Este es el tipico caso del Diseno de Encofrados los cuales deben ser resistentes para no colapsar pero lo suficientemente rigido para no deformarse.

 Ductilidad

Es la capacidad de un elemento cualquiera en sufrir deformaciones plásticas sin perder su resistencia. Esta deformación o distorsión disipa energía del terremoto.

La ductilidad en las estructuras es absolutamente esencial para el buen desempeño de éstas durante un terremoto, especialmente en estructuras a porticadas, ya que éstas tienen poca resistencia lateral. Para lograr una mayor ductilidad en los elementos de concreto armado se debe evitar que los elementos fallen por cortante, esto se logra aumentando el requerimiento de acero transversal.

Los edificios son diseñados de tal forma que, en un raro caso de que las fuerzas sísmicas sean más altas que las que indican las normas, los elementos se deformen pero no se rompan. De esta forma la estructura disipará la energía del terremoto por medio de las grietas, y el edificio aunque posiblemente quede inhabitable, al menos no colapse.

En general, un edificio con gran resistencia es poco deformable, y el desplazamiento que sufre un edificio de poca resistencia es alto. Por lo tanto, se deberá proporcionar resistencia suficiente a un edificio con poca ductilidad y se deberá proporcionar ductilidad suficiente a un edificio con poca resistencia.

Ejemplo:

• La ductilidad de un acero sometido a tracción es la capacidad para deformarse bajo carga sin ser, una vez superado el límite elástico.

 Fragilidad

Es la cualidad de los objetos y materiales de perder su estado original con facilidad. Aunque técnicamente la fragilidad se define más propiamente como la capacidad de un material de fracturarse con escasa deformación. Por el contrario, los materiales dúctiles o tenaces se rompen tras sufrir acusadas deformaciones, generalmente de tipo deformaciones plásticas. La fragilidad es lo contrario de la tenacidad y tiene la peculiaridad de absorber relativamente poca energía, a diferencia de la rotura dúctil.

Ejemplo:

• Ejemplos típicos de materiales frágiles son los vidrios comunes (como los de las ventanas, por ejemplo), algunos minerales cristalinos, los materiales cerámicos y algunos polímeros como el polimetilmetacrilato (PMMA), el poliestireno (PS), o el poliácidolactico (PLA), entre otros. Es importante mencionar que el tipo de rotura que ofrece un material (frágil o dúctil) depende de la temperatura.

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