RIGIDEZ Y TORSIONCENTRO DE MASA Y CENTRO DE RIGIDEZ

CENTRO DE GRAVEDADEl centro de gravedad (c.d.g.) es

un concepto muy importante cuando se diseñan estructuras y máquinas ya que de su situación dependerá que éstas sean estables y no pierdan su posición de trabajo. En él suponemos concentrada toda la masa del objeto, pero sólo de forma virtual, ya que la masa del todos los objetos se encuantra repartida por todo él.

CENTRO DE MASADIFERENTES FIGURAS EN ALZADA

CENTRO DE MASAMASA TOTAL AFECTADA POR LA

GRAVEDAD Y SU EFECTO

FUERZAS SOBRE LAS ESTRUCTURASDebidas a su propio peso, ya que, en principio,

toda estructura debe soportarse a sí misma.Debidas al peso, movimiento o vibraciones de

los elementos que componen el conjunto del sistema técnico. Por ejemplo, el cuadro de una bicicleta no debe deformarse cuando una persona suba a ella o cuando coja baches mientras circula.

Debidas a agentes externos al propio sistema técnico. Por ejemplo, el tejado de una casa no debería venirse abajo cuando se acumule nieve sobre él, o un puente no debe caerse por el efecto del viento, etc.

TORSION

TORSION

FUERZAS SOBRE LAS ESTRUCTURASCuando las estructuras resisten a

la deformación se dice que tienen rigidez. Las fuerzas que actúan sobre los diferentes elementos de las mismas se denominan cargas. La fuerza que hace un elemento de la estructura para no ser deformado por las cargas se denomina esfuerzo. Dichos esfuerzos pueden ser:

ESFUERZOS DE TRACCION ,COMPRESION, FLEXION, CORTE

Torsión, cuando las cargas que soporta la pieza tienden a retorcerla. Este es el caso de los ejes, cigüeñales y manivelas.

COMPRESIONEsfuerzos a compresión,

cuando las cargas que soporta la pieza tienden a aplastarla, como es el caso, por ejemplo, de las columnas.

ESFUERZOS A TRACCIONTracción o tensión, cuando las

cargas que actúan sobre la pieza tienden a estirarla, tal y como sucede, por ejemplo, con los cables de un puente colgante.

FLEXIONFlexión, cuando las cargas que

actúan sobre la pieza tienden a doblarla, como sucede con las vigas.

ESFUERZOS DE CORTECorte o cizalladura, cuando las

cargas que soporta la pieza tienden a cortarla. Éste es el tipo de esfuerzo al que están sometidos los puntos de apoyo de las vigas.

RESISTENCIALa Resistencia depende de las

propiedades mecánicas de los materiales constitutivos (Resistencia mecánica, Modulo de Elasticidad, etc.) y del tamaño de la sección.

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

RIGIDEZCuando diseñamos un entrepiso

es posible que aunque este correctamente diseñado pueda vibrar  cuando se le de uso. Por  eso es importante que además del diseño estructural por resistencia se chequeen los desplazamientos a fin del control de las vibraciones.

RIGIDEZDeformación

RIGIDEZCuando diseñamos una edificación en

una zona no sísmica bastara con diseñar las columnas por resistencia, pero en zonas sísmicas habrá que tomar en cuenta los desplazamientos laterales.

La rigidez podemos incrementarla aumentando la sección, añadiendo materiales con mayor módulo de elasticidad, pero también disminuyendo la longitud del elemento.

RIGIDEZCuando aplicamos una carga

lateral a un entrepiso con una sola columna esta se deformara de acuerdo a su rigidez.

Si colocamos dos columnas de igual sección la deformación será menor e ira disminuyendo según aumente la cantidad de columna o si aumentamos las secciones.