Mecanica de los solido deformable

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Índice General

Introduccion                                                                                       .              1

Idealizacion de la Viga en Estudio                                                   .              2

Comportamiento Estatico de la Viga Ensayada                              .              2

Datos Deducidos y Determinados de la Viga Ensayada.               .              3

Determinacion del Esfuerzo de Flexion en Zonas Elastica.           .              4

Hipotesis Establecidas.                                                                                    5

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1. Introducción

     A continuación se explicara de manera breve y clara el comportamiento que tiene una viga de concreto armado sometida a flexión: La viga estudiada en el laboratorio de materiales es de sección rectangular, simplemente apoyada en una longitud de 6 metros, las dimensiones de su sección transversal son  20 cm de ancho y 50 cm de alto, cuenta con refuerzo en la zona de tracción.

     Está sometida a la acción de dos cargas concentradas iguales  situados a un tercio de sus apoyos, el momento flector máximo del tramo se aprecia en el diagrama de momento flector realizado. A lo largo de todo el elemento, la fibra superior esta comprimida y la inferior traccionada.Si las cargas se incrementan hasta la falla por flexión, la sección central de la viga, donde la fuerza cortante es nula, atraviesa por varias etapas:

2. Idealización de la Viga en Estudio

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     La viga se estudia como una entidad sólida( considerándola como si fuera un material isotrópico) para que de la sección transversal se determine las siguientes propiedades como sección rectangular.

Módulo de sección elástico de la viga: S = , [pic 9]

Donde  C es la posición del eje neutro C= 50/2 = 25 cm,

 la inercia I = 20cm x 503 cm3/12 =208333.33 cm4

     S= 8333.33 cm3

     Estas propiedades son importantes en el análisis estructura establecido.

3. Comportamiento Estático de la Viga Ensayada

     Inicialmente se observa que la aplicación paulatina de la carga externa es pequeña y se incrementa gradualmente, en este caso a través de 2 gatos hidráulicos, los esfuerzos de compresión y tracción en la sección no superan la resistencia del concreto, por lo que no se observan fisuras, ni hay evidencia de deformación por flexión aparente, esta situación permanece desde la aplicación de 0 a 1950 kilogramos fuerza, el comportamiento de la estructura presenta un desempeño excelente.

     En la etapa que va desde los 1950 kg – 3700 kg el elemento ensayado continua con la distribución de esfuerzos a lo largo y ancho de la viga,. La zona de tracción del concreto está llegando a su límite, casi alcanza su resistencia a la tracción. Antes que se presente la primera fisura toda la sección de concreto es efectiva y el refuerzo de acero absorbe el esfuerzo ocasionado por la deformación, ya se evidencia una deformación por flexión que todavía está por debajo de la deformación permisible, la ductilidad de la sección es aun fuerte, corroborando que acero y concreto se deforman igual por la adherencia que existe entre ellos.

    Al superar ligeramente los 3700 kg hasta los 6500 kg, la viga experimenta un comportamiento elástico plástico, se alcanza el denominado momento crítico, bajo el cual se desarrollan las primeras grietas en la zona central de la viga. El eje neutro asciende conforme la carga aumenta, el concreto al agrietarse, no resiste el esfuerzo de tracción y este es absorbido íntegramente por el acero de refuerzo. La sección es menos rígida pues su momento de inercia disminuye. esto ocasiona que las deflexiones sean progresivamente mayores. En esta etapa, el concreto deja la distribución de esfuerzos lineales. Los esfuerzos en el concreto llegan 50% de su capacidad. Conforme aumenta la carga las grietas y fisuras se van ensanchando y se dirigen hacia el eje neutro. Si se retira la carga repentinamente, las grietas formadas se cerraran pero si el elemento se recarga éstas reaparecerán rápidamente. El comportamiento estructural de la viga es diferente con respecto a su etapa inicial, ya que la magnitud de las cargas en esta fase corresponde a las propias de las condiciones de servicio. El refuerzo de acero alcanza el esfuerzo máximo de fluencia aunque el concreto no llega a su resistencia máxima.

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