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l . Explicar la De<leSidad del aDálisis ciDemátioo de lO$ mecanismos. 2 Definir lO$ oomponentes básicos que integran un mecanismo. 3. Elaborar el cfiasrama ciuemátioo de la vista de una máquina oomplejL 4. Calcular el número de SJ'I'dos de libertad en UD mecanismo. S. ldentiñcar UD mecanismo de cuatro barras y clasiJicarlo de acuerdo ron su posible movimiento. 6. ldentiñcar UD mecanismo de maniveJa.oorredera.
Tipo: Apuntes
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QUISPE RUIZ JEREMY DYLAN TRUJILLO – PERÚ 2025
El análisis de esfuerzos y deformaciones en columnas es fundamental en la ingeniería estructural, pues permite garantizar la seguridad y funcionalidad de edificaciones y puentes. Este informe presenta un resumen organizado por cortes temáticos acerca de los tipos de esfuerzos que actúan en columnas, las deformaciones asociadas y los criterios de diseño más relevantes.
El esfuerzo (σ) se define como la fuerza aplicada por unidad de área (N/m² o Pa), mientras que la deformación (ε) corresponde al cambio relativo en la longitud (adimensional). En columnas, los esfuerzos principales suelen ser axiales (de compresión o tracción) y en ocasiones se pueden presentar flexión o pandeo (Beer et al., 2014).
En la mayoría de las columnas estructurales, la carga axial de compresión es predominante. El esfuerzo axial uniforme se calcula como:
donde PP es la carga axial y AA el área transversal. Este esfuerzo provoca acortamiento lineal en la columna, cuya deformación axial puede estimarse con la ley de Hooke: ϵ = σ E donde EE es el módulo de elasticidad del material (Hibbeler, 2018).
La deformación axial en columnas cortas suele ser pequeña y lineal, pero en columnas esbeltas (relación altura/sección alta) surge el pandeo, una forma de inestabilidad estructural caracterizada por
Las condiciones de apoyo de una columna (empotrada, articulada, libre) influyen directamente en su comportamiento frente al pandeo. El factor de longitud efectiva (K) depende del tipo de apoyo: Empotramiento en ambos extremos → K ≈ 0. Articulación en ambos extremos → K ≈ 1. Empotramiento y articulación → K ≈ 0. Libre en un extremo (columna en voladizo) → K ≈ 2. El valor de K ajusta la longitud efectiva de pandeo:
El diseño debe seleccionar apoyos que reduzcan la esbeltez y mejoren la capacidad de carga.
En diseño avanzado, se consideran efectos no lineales e imperfecciones iniciales. Las columnas reales no son perfectas: pueden presentar curvaturas, excentricidades de carga o materiales no homogéneos. Estas imperfecciones reducen la carga crítica real respecto a la predicha por la fórmula de Euler. Se usan factores de reducción y análisis por elementos finitos para simular: Geometría no lineal (gran desplazamiento) Material no lineal (fluencia, fractura) Inestabilidad local (pandeo de placas, perfiles delgados) Estos análisis permiten optimizar peso y costo sin sacrificar seguridad.
El estudio de esfuerzos y deformaciones en columnas es esencial para prevenir fallas estructurales, especialmente por compresión excesiva o pandeo. La aplicación de modelos matemáticos, criterios normativos y factores de seguridad permite diseñar columnas seguras y eficientes, adaptadas a diferentes materiales y condiciones de carga.
Beer, F. P., Johnston, E. R., DeWolf, J. T., & Mazurek, D. F.
Education.
ed.). Cengage Learning.
Pearson Education.
