Barra
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Se considera Barra a todo elemento lineal de forma y materiales indeterminados. Su representacion esquematica se realiza a traves de su directriz o eje.
grafico de una barra de seccion cilindrica
Seccion
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La Seccion de un cuerpo u objeto es el corte del mismo realizado a traves de su plano longitudinal o tranversal. En estructuras lo definimos como seccion de una barra al corte de la misma a traves de un plano perpendicular a su directriz.
Una barra se define, por su forma, a traves de su seccion.
grafico de barra
Canto
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Toda seccion tiene dos direcciones principales: X e Y. La base de la seccion determina la direccion XX´, y la altura de la seccion determina la direccion YY´. De manera que, se define como canto de una seccion a la direccion Y, es decir su altura, respecto de su plano horizontal dado por la direccion X. Como esta referido a su plano horizontal, el plano XX´, al girar la seccion, cambia la base y por ende cambia el canto.
grafico de la seccion de la barra
Nudo
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El nudo es el medio de union de dos o mas barras.
Segun sea el medio de union utilizado: apoyo simple, apoyo deslizante, empotramiento o articulacion, las barras reciben la calificacion de apoyadas, empotradas o articuladas, de acuerdo al caso.
Resistencia y Deformabilidad de una Barra
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Observemos los tablones de madera que se utilizan en obra, varios de ellos colocados planos forman los andamios llamados borriqueta.
Al cargar peso sobre los mismos, se deforman considerablemente. En cambio, si giramos el mismo tablon, apoyando el grueso del tablon, como por ejemplo en las zancas de una escalera, el tablon puede resistir cargas mucho mas pesadas.
El tablon utilizado en ambos casos es de madera, de seccion rectangular constante y de la misma longitud. Solo se ha modificado su posicion con respecto al canto, es decir su plano horizontal.
De esta observacion deducimos que: A Mayor Canto, Mayor Resistencia.
El tablon resiste las cargas en los dos casos pero no se deforma de la misma manera, por tanto: A Mayor Canto, Menor Deformacion.
Por lo expresado anteriormente vemos entonces que resistencia y deformacion estan intimamente ligados. Y cuando ya no es capaz de deformarse mas, se rompe.
Cuando una barra es capaz de deformarse, diriamos que esta viva, soporta ciertos Esfuerzos; por lo cual se deforma al aparecer la carga y recupera su forma original cuando se quita la carga que ha producido la deformacion.
Flecha y Contraflecha
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Veamos el tablon, apoyado sobre borriquetas, como adopta una forma distinta a la original cuando esta sometida a una carga central.
Tomando un cordel y fijando sus puntas a cada extremo del tablon, vemos que al tensarlo podemos medir la deformacion sufrida en relacion a la horizontal (llamada tendel).
A ese valor lo llamamos Flecha.
Supongamos que podemos darle al tablon una deformacion inicial contraria a la anterior, es decir una contraflecha. Observamos que al someter al tablon con la misma carga que antes, la deformacion ahora, es nula.
Dando una flecha negativas se consigue mejorar las caracteristicas resistentes de una barra determinada. Ésto es justamente lo que hace el pretensado y postensado.
Momento de Inercia de una Seccion
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Cuando al tablon se lo coloca plano, observamos su deformacion notable al momento de actuar una carga o accion, mientras que al colocarlo de canto (apoyado sobre su grueso) la deformacion es menor. ¿Porque?
Observando la deformacion del material, vemos que las fibras inferiores del tablon se estiran, y las fibras superiores se contraen. Mientras que la directriz de la barra, no se estira ni se contrae, no sufre deformaciones, es la llamada fibra neutra.
Cuanto mas alejada de la fibra neutra se encuentran las fibras exteriores, tanto las comprimidas como las traccionadas, menor es la deformacion que sufre la barra.
A este comportamiento se lo denomina Momento de Inercia respecto de un eje X o Y, y que se define como la capacidad resistente de uan determinada seccion, ante un esfuerzo determinado.
I sub x = [base x (altura)3] dividido por 12
Como se ve en la formula, el momento de inercia de una seccion rectangular esta en relacion directa a la altura de la seccion elevada al cubo.
Por lo expuesto, decimos que:
A mayor inercia, mayor resistencia, por lo tanto, menor deformacion.
La resistencia, la deformacion y la inercia estan intimamente relacionadas.
