Este documento describe los estados básicos de tensión en ingeniería estructural: tracción, compresión, corte y flexión. Explica que la tracción y compresión generan tensiones normales perpendiculares al plano de la sección, mientras que el corte genera tensiones tangenciales contenidas en el plano de la sección. También describe las deformaciones características de cada estado de tensión y los materiales más adecuados para cada uno.

1. ESTADOS
BÁSICOS
DE
TENSIÓN

2. • Las estructuras y cada una
de sus partes se deforman
cuando se le aplican cargas.
• Los materiales reaccionan
internamente para resistir las
cargas y no romperse,
generando tensiones
internas.

3. •TENSIÓN :
• es la capacidad de los materiales de
desarrollar determinada fuerza por unidad
de superficie.
• La unidad más frecuente de tensión es Kg/cm2.
Superficie
Fuerza
Tensión

4. Los estados básicos
de tensión son:
• Tracción.
• Compresión.
• Corte.

5. Plano de la sección:

7. • Las tensiones de
tracción y
compresión:
Están originadas por
fuerzas que son
perpendiculares al
plano de la sección.
• Son tensiones
normales.

8. Las tensiones de
corte:
Están originadas por
fuerzas que están
contenidas en el plano
de la sección.
Son tensiones
tangenciales

9. TRACCIÓN
• Es el efecto de tirar.
• Las partículas del material tienden a separarse.
• El alargamiento es típico de la tracción.
• Un cable que soporta un peso está traccionado.

13. • Al imaginar como se deforma la estructura, podemos
imaginar el estado de tensión.

14. Deformaciones por tracción
Alargamiento:
• Es directamente proporcional a la carga.

15. •Es inversamente proporcional a la superficie de la
sección.

16. • Disminución del
diámetro:
La medición del cable
antes y después de
aplicar la carga, registra
que disminuye el
diámetro.
El físico francés Poissón
descubrió este cambio
lateral de dimensión.

17. bbb bbb

19. COMPRESIÓN
• Es el efecto de empujar.
• Las partículas del material tienden a
apretarse entre sí.
• El acortamiento es típico de la compresión.

20. • Una columna sobre la cual apoya un peso está
comprimida.

21. •Las deformaciones provocadas
por compresión son de sentido
contrario a las producidas por
tracción: hay un acortamiento en
la dirección de la carga y un
ensanchamiento perpendicular a
esa dirección, debido al efecto de
Poisson.

24. • La piedra, la mampostería, el mortero, el
hormigón pueden desarrollar tensiones de
compresión muy elevadas. El acero tiene una
elevada resistencia a la compresión.
• Se necesita menos sección.
• Las columnas resultan mas delgadas, mas
esbeltas.
• Esa delgadez introduce un nuevo tipo de
limitación en el proyecto de elementos
sometidos a compresión: el pandeo.

25. Pandeo
Cuando la carga de compresión
aumenta lentamente, llega a un
valor en el cual el elemento
delgado, en lugar de limitarse a
acortar su longitud se dobla y
rompe con una carga menor
que la prevista.

28. CORTE
• Es el efecto de desgarrar, cortar.
• Las partículas del material tienden a
deslizarse entre si.
• Una parte de la pieza se desliza respecto de
la otra.

29. El material
genera
tensiones
tangenciales
de corte.

30. • Produce deformaciones capaces de
cambiar la forma de un elemento
rectangular, convirtiéndolo en un
paralelogramo.
• La distorsión se mide por el ángulo
de inclinación del rectángulo
deformado y no por la variación de
longitud, tal como sucede en el
caso de tracción o compresión.

31. •Las fuerzas que producen esta
deformación actúan sobre los
planos en los cuáles se produce
el deslizamiento
•Una característica fundamental
del corte es producir
deslizamiento no en un solo
plano, sino en dos planos,
siempre perpendiculares entre
sí.

32. •El corte en planos
verticales implica
necesariamente, cortes en
planos horizontales y a la
inversa.

33. • La existencia de las
fuerzas horizontales de
corte puede deducirse
también analizando la
deformación del
elemento rectangular.
• La inclinación del
elemento produce un
alargamiento en una de
sus diagonales y el
acortamiento en la
otra.

34. • Como el alargamiento
lo acompaña siempre
una tracción y al
acortamiento una
compresión, la misma
deformación podría
obtenerse
comprimiendo este
elemento en el plano
de la diagonal corta y
sometiéndolo a
tracción en el de la
diagonal larga.

35. • La consideración del corte como efecto de
compresión y tracción tiene gran importancia
práctica:
• Un material de baja resistencia a la tracción no
puede ser resistente al corte, pues se romperá por
tracción en una dirección inclinada a 45º respecto
de la de corte.
• Análogamente una hoja delgada no puede tener
resistencia al corte, pues pandeará en la dirección
del esfuerzo de compresión equivalente.

36. TORSIÓN
• Se produce torsión en un elemento estructural
cada vez que las cargas aplicadas tienden a
torcerlo.
• La tendencia al deslizamiento, característica del
corte, se encuentra en elementos estructurales
torsionados por acción de pares aplicados en sus
extremos.

37. • Si se torsiona la
barra de modo
que una sección
extrema gire
respecto de la
otra, los
cuadrados
dibujados sobre su
superficie se
transforman en
cuadriláteros
inclinados.

38. • Como la torsión desarrolla tensiones de corte,
debe ser equivalente a tracción y compresión
perpendiculares entre sí.
• Cuando retorcemos un trapo mojado antes de
colgarlo hacemos que la compresión
introducida por torsión expulse el agua del
trapo.
• Se produce torsión en un elemento
estructural cada vez que las cargas aplicadas
tienden a torcerlo.

39. • Como el mismo tipo de deformación puede
deberse sólo al mismo tipo de esfuerzo, la torsión
debe producir distorsiones y por lo tanto,
tensiones de corte en la sección de la barra; para
mantener el equilibrio debe producir también
tensiones de corte en los planos perpendiculares a
la sección.

41. FLEXIÓN •Es el
efecto de
curvarse.
•Tenemos
compresión
y tracción
en distintas
fibras del
mismo
elemento
estructural.

43. La parte superior se acorta. (compresión)
• La parte inferior se alarga. (tracción)

48. • Dada la resistencia a la compresión de la mayor
parte de los materiales usados en estructuras, es
relativamente fácil canalizar las cargas
verticalmente hacia la tierra.
• El problema fundamental consiste, en cambio, en
transferir cargas verticales horizontalmente, con el
fin de salvar la distancia entre apoyos verticales.
• La flexión es entonces un factor de importancia
primordial como mecanismo estructural.

49. • Un buen material de flexión debe tener
resistencias prácticamente iguales a la
tracción y la compresión.
• Maderas.
• Acero.
• Hormigón armado: la resistencia a la
compresión del hormigón se usa en las fibras
comprimidas del elemento y la resistencia a
la tracción del acero en las fibras
traccionadas.

51. • En los elementos estructurales de hormigón,
LA ARMADURA SE COLOCA EN LA PARTE
TRACCIONADA.
• En los voladizos la armadura va SIEMPRE
ARRIBA.