Resistencia a compresión y a cortadura

Hoy vamos determinar la resistencia a compresión y a cortadura de una estructura, y para ello nos moveremos por la estrecha frontera que separa la ciencia de materiales de la Resistencia de materiales. De paso aprovecharemos para repasar algunos conceptos de estática. Veremos que al final todas las disciplinas están de alguna forma relacionadas. Vamos a resolver el siguiente problema: tenemos una viga cargada con un sistema de fuerzas tal y como se muestra a continuación:

  viga

También es conocida la sección de la viga anterior, en este caso una sección tipo caja:

seccion

El objetivo del problema, es el de determinar cuál de los dos materiales disponibles (ver enunciado en pdf), ambos con distintas propiedades, es el más adecuado para diseñar la viga, teniendo en cuanta unos coeficientes de seguridad dados.

El planteamiento, tal y como se lo explicaríamos a alguien sin nociones de ingeniería es el siguiente. Primero determinamos cuál es el punto que está sometido a una mayor carga, es decir, el eslabón más débil de la cadena. Una vez determinado ese punto, analizamos la tensión en la sección y la compararemos con el límite del material. Así podremos evaluar la resistencia de cada uno de ellos.

Ahora siendo un poco más técnicos, el proceso que seguiremos será el siguiente.

  • Una vez tenemos los diagramas, identificaremos los punto más solicitados a compresión y cortadura. 
  • Aplicamos las ecuaciones que determinan el esfuerzo que soporta la sección anterior.
  • Calculamos la máxima tensión que el material puede soportar multiplicando por el coeficiente de seguridad.
  • Si la tensión sufrida por la sección más desfavorable, está por debajo del valor de su tensión admisible, esto quiere decir que la estructura soportará las fuerzas aplicadas puesto que es el caso envolvente. Si no rompe aquí, no lo hará en ninguna otra circunstancia, garantizándose así la resistencia de la estructura.

Bien, pues una vez explicado el proceso, adjunto un pdf con el enunciado y la solución el ejercicio. Espero que os sirva para entender el problema de una manera más global.

Enunciado y solución ejercicio Resistencia a compresión y a cortadura.

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