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Entre los ejemplos más sencillos pueden distinguirse dos casos: el tirante como
elemento de eje recto sujeto a una carga actuante en dirección de su eje, y el
cable colgante que sirve para resistir cargas transversales y que toma la
configuración adecuada a cada sistema de carga que está sujeto. Un aspecto
especialmente importante en el diseño de un elemento en tensión es la necesidad
de un anclaje. Este elemento transmite la fuerza en él aplicada a un punto de
apoyo que puede ser otra parte de la estructura o el terreno. Cuando la reacción
se transmite a la estructura, puede introducir en ella solicitaciones
importantes, cuando se transmite al terreno debe ser contrarrestada ya sea por
gravedad, mediante un elemento de anclaje cuyo peso equilibre la reacción, ya
sea por fricción entre un elemento de anclaje y el terreno. El dispositivo de
anclaje puede resultar complejo y costoso, ya que suelen introducirse en él
concentraciones de esfuerzos muy elevadas. Otra característica de los elementos
de tensión es su escasa o nula rigidez para fuerzas que actúan fuera de su eje.
Con frecuencia los tirantes se diseñan con cierta rigidez transversal para que
absorban flexiones accidentales, como diagonales de armaduras, por ejemplo. El
poste es el elemento barra sujeto a compresión axial. Su denominación más común
de columna es más apropiada cuando está sujeto a condiciones de carga más
complejas que incluyen flexión. Cuando el poste es inclinado adquiere el nombre
de puntal. El estado de compresión perfectamente axial es meramente ideal en las
estructuras ya que, por las condiciones de continuidad o imperfección de la
construcción, siempre se presentan excentricidades accidentales de la carga
aplicada, las cuales dan lugar a que ésta se encuentre acompañada de cierta
flexión.
Una barra sujeta a cargas normales a su eje es una viga, aunque este nombre se
le asigna comúnmente sólo cuando la barra es horizontal. Una viga resiste y
transmite a sus apoyos la carga por medio de flexión y cortante. La variación de
esfuerzos normales a lo largo de la sección define una resultante de compresión
y una de tensión que deben ser iguales, ya que la carga axial externa es nula.
La magnitud del momento máximo que puede resistir la sección está definida por a
magnitud de las resultantes de los esfuerzos internos de tensión y compresión
que pueden desarrollarse y del brazo de palanca de dichas fuerzas. En una
sección rectangular cuando se alcanza el esfuerzo máximo en la fibra extrema,
más de la mitad de la sección esta sujeta a menos de la mitad de dicho esfuerzo
máximo, por lo tanto la sección es poco eficiente, al contrario de lo que ocurre
para la carga axial de tensión o de compresión en que toda la sección está
sujeta a un esfuerzo máximo constante. Para aumentar la eficiencia de una
sección conviene concentrar más área cerca de los extremos. En acero las
secciones I son ideales para esta función; en el concreto reforzado la sección T
proporciona una mayor área de concreto en la parte superior para equilibrar en
compresión la fuerza de tensión que puede desarrollar el acero en la parte
inferior de la sección.
(Autor: Kelly Vitiello, Amelia Quezada y Jose Omar
Marinez. UNIBE)
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