Diseño Plastico O Resistencia Ultima

DISEÑO PLASTICO O RESISTENCIA ÚLTIMA

INTRODUCCION

Las estructuras se han diseñado por muchas décadas por el método elástico con resultados insatisfactorios. Sin embargo los ingenieros sabemos que las materiales dúctiles no fallan a menos que se encuentren en una amplia plastificación después de que exceden el esfuerzo de fluencia.

Cuando el esfuerzo en un punto dúctil de una estructura de acero alcanza el punto de fluencia, esa parte de la estructura fluirá localmente permitiendo así el reajuste de los esfuerzos en alguna medida.

Si la carga se incrementa, el esfuerzo en el punto considerado permanecerá aprox. Constante por lo que las partes menos esforzadas de la estructura tendrán que soportar el incremento de carga.

Las estructuras estáticamente determinadas resisten poca carga en exceso de la causa que se desarrolle el esfuerzo de fluencia en algún punto de ellas.

Sin embargo en las estructuras estáticamente indeterminadas el incremento de la carga puede ser bastante grande, tales estructuras tienen la capacidad de distribuir en ellas las sobrecargas gracias a la ductilidad del acero.

ANTECEDENTES

Hacia 1914 el doctor Gabor kazinczy de Hungria percibió que la ductilidad del acero permitía una redistribución de esfuerzos cuando se sobrecargan estructuras indeterminadas.

En E.U. el profesor J. A. Van der Broek presento su teoría de plasticidad que denomino Diseño al límite.

VENTAJAS

 Ahorro considerable de acero (10% - 15%)

 Permite estimar con precisión la carga máxima que una estructura pueda soportar. Es más fácil en su aplicación.

 Toma en cuenta esfuerzos por asentamientos, permitiendo deformación plástica.

DEVENTAJAS

 Es de poco valor cuando se usan aceros frajiles de alta resistencia.

 No es adecuado en los casos en que se presenten esfuerzos por fatiga.

 Para el diseño de columnas ofrece ahorros de poca importancia.

 Es difícil detectar una estructura plásticamente inestable que una estructura elásticamente inestable.

TEORIA DEL ANALISIS PLASTICO

La teoría plástica básica tiene que ver con la distribución de esfuerzos en una estructura, después de que en ciertos puntos de esa se ha alcanzado el esfuerzo de fluencia.

Según la teoría plástica aquellas estructuras que han alcanzado el esfuerzo de fluencia no pueden resistir esfuerzos adicionales, más bien esas partes fluirán lo que sea necesario para que esas cargas se distribuyan donde los esfuerzos se encuentran por debajo del esfuerzo de fluencia y son capaces de absorber esfuerzos adicionales.

Se puede decir que la plasticidad sirve para igualar los esfuerzos en casos de sobrecarga.

En este método las cargas de trabajo se estiman y se multiplican por ciertos factores o de sobrecapacidad y los elementos se diseñan entonces en base a su resistencia al colapso. Otro nombre que se da a este método es el de diseño al Colapso.

Los proyectistas saben desde hace mucho tiempo que la mayor parte de la curva esfuerzo-deformación se encuentra más allá del límite elástico del acero.

a) Límite de proporcionalidad:

Se observa que va desde el origen O hasta el punto llamado límite de proporcionalidad, es un segmento de recta rectilíneo, de donde se deduce la tan conocida relación de proporcionalidad entre la tensión y la deformación enunciada en el año 1678 por Robert Hooke. Cabe resaltar que, más allá la deformación deja de ser proporcional a la tensión.

b) Limite de elasticidad o limite elástico:

Es la tensión más allá del cual el material no recupera totalmente su forma original al ser descargado, sino que queda con una deformación residual llamada deformación permanente.

c) Punto de fluencia:

Es

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