Repaso Flexión Deformada. Imaginar la estructura deformándose es la mejor manera de intuir el estado de tensión del sólido Un cuerpo sometido a tensión se deforma proporcionalmente al esfuerzo ejercido. Por lo tanto: a mayor deformación, mayor esfuerzo. Deformación nula, esfuerzo nulo. Eje neutro (xx). Si las fibras se acortan: compresión. Si las fibras se alargan: tracción. El par resistente tiene un brazo muy pequeño (z) comparado con el de las fuerzas exteriores actuantes (l/2). Por lo tanto T y C son esfuerzos importantes. La tensión es mayor a medida que nos alejamos del eje neutro xx. Es importante la altura: las fibras más solicitadas son las que se encuentran más alejadas del eje neutro (xx). El momento resistente de la viga a flexión está dada por la sumatoria de tensiones representada en el triángulo de tensiones. Si aumenta la solicitación aumenta la inclinación de la hipotenusa del triángulo y siempre las fibras críticas son las externas. Par resistente: la sumatoria de las tensiones es equivalente a una fuerza C y T aplicada en el baricentro del triángulo (no varía con la pendiente del mismo). El valor de (z) es menor que (h), siempre menor. Momento de Inercia: Capacidad de resistir esfuerzos de flexión de una determinada sección. Es proporcional al cuadrado de la longitud entre el material y el eje neutro Sección Rectangular Con el aumento de la altura de la viga aumenta el brazo resistente, no es así con el aumento del ancho de la viga. Ej: una regla Resistencia h2, b lineal FLEXIÓN 1
Tipologías de Flexión Viga en T Distanciar el material del eje neutro, concentra la mayor cantidad de material con z máximo. Diseño optimizado de vigas. Razón de ser del perfil PNI ( un material isótropo resistencia a tracción = compresión). Hormigón Armado perfil de núcleos desiguales ( tracción = acero mocho mayor que compresión=hormigón) Entramado de Madera Entablonado (estructura de placa unidireccional): apoya sobre tirante (viga secundaria), que apoya sobre viga (viga ppal), etc. Todos a flexión, ver cambio de dirección. Finalmente descarga en columna. Machihembrado: las tablas laterales trabajan solidarias (idem armadura repartición). Losa Unidireccional Estructura de placa unidireccional, puede tener voladizo. Se aliviana aumentando regularmente z (atención requiere repartición) nervios con armadura a tracción. Agiliza la construcción. Prefabricado. FLEXIÓN 2
Losa Bidireccional. Estructura de placa bidireccional, puede tener voladizo. Reparte la carga en 2 direcciones. Aprovecha doblemente el material: hormigón comprimido en 2 direcciones. Armadura en 2 direcc. Losa Alivianada Unidireccional: loseta Losa Alivianada Unidireccional: nervurada Plegado FLEXIÓN 3
El plegado permite un uso espacial de la capacidad resistente del material: una cara a tracción, una a compresión. La altura es grande y poco el peso: liviano y resistente. Ej: chapa ondulada, plegado de hormigón. Losa Bidireccional: El casetonado permite ubicar regularmente los nervios a tracción, con h mayor, con un peso reducido de la losa. Las esferas alivianan la losa de una manera eficiente y permite una terminación inferior plana. Entrepiso sin viga: fajas de vigas planas entre columnas, ojo punzonado (capitel) debe tener voladizos (no debe hacerse con columna a borde: reduce el perímetro) Pandeo y Torsión Estos dos esfuerzos compuestos se explican de manera análoga a la flexión. El pandeo es un esfuerzo de flexión lateral desencadenado por la excentricidad de la carga (en un columna esbelta el riesgo se presenta frente a excentricidades mínimas). Una cara a tracción la opuesta a compr. Como la deformación se puede dar en cualquier dirección, la repartición del material debe ser alejada alrededor del eje rotacional centrado (forma más apta el círculo o anillo) Torsión es un momento rotatorio (par de fuerzas distantes entre sí z, pero en planos separados, el eje queda sometido a momento torsor) (forma más apta: anillo) Tracción y compresión helicoidal contraria: ej: trapo de piso, tiza. Escalones volados de una viga diagonal de amure. FLEXIÓN 4
Flexión y Espacio Templo Griego: sistema trilítico: mármol. El intercolumnio, pautado espacial, cuerpo de la arquitectura, dado por la relación luz/ h de dintel de las piezas de mármol (resiste muy poco a la tracción) Cuerpo interior cubierta de madera con cabriadas probablemente como las realizadas en ejercicio de trianguladas. Arquitectura Popular: economía de recursos, simplicidad de construcción. En éste caso poca lluvia: cubierta casi plana = entramado de madera, muros y pilares de adobe. La madera como material ideal para el trabajo a flexión. Luz entre apoyos dada por la dimensión de los troncos. FLEXIÓN 5
Arquitectura moderna: desafío densificación y apilamiento. Redescubrir el rol expresivo y de definición espacial de la estructura. Un uso racional de la estructura se induce a un pautado ortogonal del espacio. Exploración del ángulo libre y los voladizos. Una estructura a flexión es la que implica un volumen final del edificio menor, que es muy cercano al cubaje útil contenido. Entramados de losas, vigas y columnas: es la abrumadora mayoría de la obra que se construye en el mundo hoy. Comprender el fenómeno tensional de la flexión, (que es el más complejo de los esfuerzos combinados) es una herramienta esencial para el desarrollo del proyecto de arquitectura, como alumno y como profesional. FLEXIÓN 6