Esfuerzos de Elementos
Estructurales
Martínez Romaníz Omar
González Torres Jahaziel
Dorantes Mendoza Alonso
Cruz Díaz Tamine Elizabeth

ESFUERZOS QUE SOPORTAN LOS ELEMENTOS QUE
COMPONEN LAS ESTRUCTURAS
 Al construir una estructura se necesita
tanto un diseño adecuado como unos
elementos que sean capaces de soportar
las fuerzas, cargas y acciones a las que va
a estar sometida. Los tipos de esfuerzos
que deben soportar los diferentes
elementos de las estructuras son:

Existen dos tipos de esfuerzos fundamentales:
• Esfuerzo normal (axial): son esfuerzos paralelos
al eje del elemento, pueden ser de compresión
o de tracción o de ambos en simultáneo
(flexión).
• Esfuerzo tangencial (cortante): son esfuerzos
perpendiculares al eje del elemento, que
tienden a desplazar una porción del elemento
respecto del otro.

Tracción
 Hace que se separen entre sí las distintas
partículas que componen una pieza,
tendiendo a alargarla. Por ejemplo, cuando
se cuelga de una cadena una lámpara, la
cadena queda sometida a un esfuerzo de
tracción, tendiendo a aumentar su
longitud.

Compresión
 Hace que se aproximen las diferentes
partículas de un material, tendiendo a
producir acortamientos o aplastamientos.
Cuando nos sentamos en una silla,
sometemos a las patas a un esfuerzo de
compresión, con lo que tiende a disminuir
su altura.

Flexión
 Es una combinación de compresión
y de tracción. Mientras que las fibras
superiores de la pieza sometida a un
esfuerzo de flexión se alargan, las
inferiores se acortan, o viceversa. Al
saltar en la tabla del trampolín de
una piscina, la tabla se flexiona.
También se flexiona un panel de una
estantería cuando se carga de libros
o la barra donde se cuelgan las
perchas en los armarios.

Cizallamiento
 Se produce cuando se aplican
fuerzas perpendiculares a la pieza,
haciendo que las partículas del
material tiendan a resbalar o
desplazarse las unas sobre las otras.
Al cortar con unas tijeras un papel
estamos provocando que unas
partículas tiendan a deslizarse sobre
otras. Los puntos sobre los que
apoyan las vigas están sometidos a
cizallamiento.

Torsión
 Las fuerzas de torsión son las que
hacen que una pieza tienda a
retorcerse sobre su eje central.

CLASIFICACIÓN DE LOS ELEMENTOS ESTRUCTURALES
- Clasificación según sus dimensiones:
Un elemento estructural es cada una de las partes que constituye una
estructura y que posee una función resistente dentro del conjunto

LINEALES
- Los elementos más sencillos que
pueden identificarse en una
estructura son aquellos que se
moldean como líneas, o sea que
tienen una de sus dimensiones
mucho mayor que las otras dos.
- Están sometidas a esfuerzos de
flexión

PLANOS
- son un grupo importante de
elementos estructurales básicos,
- se caracteriza por tener una
dimensión muy pequeña con
respecto a las otras dos y una
superficie media plana. Estos
elementos se identifican con el
nombre genérico de placas, aunque
adquieren nombres más específicos
según la función estructural principal
que desempeñan
- Están sometidas a esfuerzos de
compresion

TRIDIMENSIONALES
- consiste en un sistema compuesto
de tres o mas elementos
estructurales conformados,
entrelazados entre si, formando
una o varias triangulaciones las
cuales nos permiten absorciones
de fuerzas y movimientos en los
tres ejes; x, y, z.

Ejemplos
 Vigas y viguetas :
son piezas o barras horizontales, con una
determinada forma en función del esfuerzo que
soporta. Forma parte de los forjados de las
construcciones.
 Están sometidas a esfuerzos de flexión.

Ejemplos
 Pilar o columna:
son barras apoyadas verticalmente, cuya
función es la de soportar cargas o el peso de
otras partes de la estructura. Los principales
esfuerzos que soporta son de compresión y
pandeo. Los pilares suelen ser de forma
geométrica regular (cuadrada o rectangular) y
las columnas suelen ser de sección circular.

Ejemplos
 Cimientos :
son los elementos encargados de soportar y
repartir en la tierra todo el peso de la
estructura, impidiendo que ésta sufra
movimientos importantes.
 Soporta esfuerzos de compresión.

Ejemplos
 Tirantes y tensores
son elementos constructivo que está sometido
principalmente a esfuerzos de tracción. Tienen
como misión dar mayor rigidez y resistencia a la
estructura. Pueden ser barras o cables

DEFORMACIÓN
 La resistencia del material no es el único parámetro que debe utilizarse al diseñar o
analizar una estructura; controlar las deformaciones para que la estructura cumpla con el
propósito para el cual se diseñó tiene la misma o mayor importancia. El análisis de las
deformaciones se relaciona con los cambios en la forma de la estructura que generan las
cargas aplicadas.

DIAGRAMA ESFUERZO-DEFORMACIÓN
 El diseño de elementos estructurales implica determinar la resistencia y rigidez del material
estructural, estas propiedades se pueden relacionar si se evalúa una barra sometida a una
fuerza axial para la cual se registra simultáneamente la fuerza aplicada y el alargamiento
producido. Estos valores permiten determinar el esfuerzo y la deformación que al graficar
originan el denominado diagrama de esfuerzo y deformación.
 Los diagramas son similares si se trata del mismo material y de manera general permite agrupar
los materiales dentro de dos categorías con propiedades afines que se denominan materiales
dúctiles y materiales frágiles. Los diagramas de materiales dúctiles se caracterizan por ser
capaces de resistir grandes deformaciones antes de la rotura, mientras que los frágiles presenta
un alargamiento bajo cuando llegan al punto de rotura.

LOSA
 Una losa de cimentación es una placa de hormigón apoyada sobre el terreno la cual reparte el peso
y las cargas del edificio sobre toda la superficie de apoyo

En las losas la acción de las cargas es sensiblemente normal al plano medio, en consecuencia
se producirá el descenso de los puntos que no pertenecen a los apoyos configurándose una
superficie deformada que en la mayoría de los casos es de doble curvatura.
La superficie deformada presenta características derivadas de las condiciones de apoyo, carga o forma de
la planta de la losa.
Los apoyos podrán ser puntuales o lineales y estos paralelos o concurrentes; las cargas superficiales,
lineales o puntuales y la forma de la planta cualquiera.

El estudio de un caso particular, una losa de planta rectangular simplemente apoyada en todo
su perímetro y cargada uniformemente, permite establecer criterios de comportamiento y modelos de
análisis que resultarán luego extrapolables a otros casos más complejos.
Para comprender el comportamiento de esta losa se la modeliza como dos conjuntos de fajas
perpendiculares entre sí. Cada elemento de superficie de la losa pertenece a los dos sistemas de fajas y por lo
tanto el total de carga que actúa sobre él influye en la deformación de las dos fajas que lo atraviesan,
produciéndose descargas en las cuatro zonas de apoyo de las fajas.

Las dos fajas se curvan, se flexan. Se visualiza así el trabajo a flexión en más de una dirección que es
característico de las placas apoyadas en todo su contorno.
La deformación de las dos fajas centrales presenta una curvatura análoga a la que se produce
en un tramo lineal (viga), igualándose los descensos máximos.

Para el resto de las fajas la deformación que se produce no es solamente una curvatura (flexión) sino que
también resultan alabeadas (torsionadas) debido a que la compatibilidad de deformaciones entre los dos
conjuntos de fajas hace que las secciones de una faja, tal como la que se grafica, giren con respecto a las de
los apoyos que permanecen con sus lados en posición horizontal y vertical.
La capacidad resistente de las placas surge por lo tanto no solamente de su rigidez flexional, la resistencia a
curvarse en ambas direcciones, sino también de la rigidez torsional es decir la resistencia a alabearse

Por lo tanto si se toma un trozo de losa, de lados uno, sobre el que actúa una carga “p” se debe
plantear que el equilibrio de ese trozo se logra por la existencia de momentos flectores M,
fuerzas cortantes V y momentos torsores T.