SELECCIÓN DEL PERFIL ECONOMICO

2.4. SELECCIÓN DEL PERFIL ECONOMICO

El proceso de diseñar una viga requiere la consideración de muchos factores, entre ellos el tipo de estructura (avión, automóvil, puente , edificio, etc.), los materiales por usarse, las cargas que se van a soportar, las condiciones ambientales y los costos. Sin embargo, desde el punto de vista de la resistencia la tarea se reduce a seleccionar de forma y tamaño de viga tales que los esfuerzos reales en esta no excedan los esfuerzos permisibles del material. En el siguiente análisis, consideremos solo los esfuerzos de flexión (es decir, los esfuerzos obtenidos con la fórmula de flexión, ecuaciones).

Después, tomaremos en cuenta los efectos de los esfuerzos cortantes y las concentraciones de esfuerzos. Al diseñar una viga para resistir esfuerzos de flexión, por lo general comenzamos calculando el módulo de sección requerido; por ejemplo, si la viga tiene una sección transversal doblemente simétrica y los esfuerzos permisibles son los mismos en tensión y en compresión, podemos calcular el modulo requerido dividiendo el momento flexionante máximo entre el esfuerzo permisible en flexión del material

El esfuerzo permisible se basa en las propiedades del material y en el factor de seguridad deseado. Para garantizar que no se rebase este esfuerzo, debemos escoger una viga que suministre un módulo de sección por lo menos tan grande como el obtenido con la ecuación.

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Si la sección transversal no es doblemente simétrica, o si los esfuerzos permisibles son diferentes en tensión y en compresión, hay que determinar dos módulos de sección requeridos, uno basado en tensión y otro en compresión. Luego debemos proporcionar una viga que satisfaga ambos criterios. Para minimizar el peso y ahorrar material, solemos escoger una viga que tenga la menor área transversal y que suministre los módulos de sección requeridos( y que cumpla cualquier otro requisito de diseño impuesto) Las vigas se construyen en una gran variedad de formas y tamaños para satisfacer una gran cantidad de propósitos, por ejemplo, se fabrican grandes vigas de acero soldadas, se extruyen vigas de aluminio como tubos redondos o rectangulares, se recortan vigas de madera y se unen con pegamento para adecuarlas a requisitos especiales y se cuelan vigas de concreto reforzado en cualquier forma deseada por medio de una construcción apropiada de la cimbra. Además, pueden adquirirse vigas de acero, aluminio, plástico y madera en las formas y tamaños estándar considerados en los catálogos de distribuidores y fabricantes. Los perfiles de fácil obtención incluyen vigas de patín acho, vigas I, perfiles angulares, canales, vigas rectangulares y tubos. EFICIENCIA RELATIVA DE DIFERENTES FORMAS DE VIGAS Uno de los objetivos al diseñar una viga es usar el material con eficiencia dentro de las restricciones impuestas por la función, la apariencia, los costos de fabricación, etc. Desde el punto de vista solo de la resistencia, la eficiencia en flexión depende principalmente de la forma de la sección transversal. En particular, la viga más eficiente es aquella en que el material se localiza tan lejos como sea practico del eje neutro. Cuanto más lejos este una cantidad dada de material del eje neutro, mayor resulta el módulo de sección y cuanto mayor es el módulo de sección, mayor es el momento flexionante que puede resistirse ( para un esfuerzo permisible dado)-

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