Ensayos de Compresión y Flexión: Tipos, Fallas y Aplicaciones
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Este documento describe los ensayos de compresión y flexión, sus tipos, y las fallas asociadas. Se enfoca en los materiales más comunes utilizados en la construcción.
Tipos de Probetas y Ensayos
Probetas para Metales
Las probetas para metales pueden ser de tres tipos:
- Probeta corta
- Probeta mediana
- Probeta larga
Las relaciones k=h/d son:
- Corta: k = 0.9
- Mediana: k = 3
- Larga: 8 ≤ k = h/d ≤ 10
Probetas para Concreto
Las probetas estándar son cilindros con una altura del doble del diámetro. Sus dimensiones son: 15 cm de diámetro por 30 cm de altura.
Mampostería
La resistencia a la compresión de las piezas de mampostería para construcción se determina sobre la mitad de la pieza o sobre la pieza completa.
Mortero
El mortero puede ser de dos tipos:
- Cilindros de 2 pulgadas de diámetro por 4 pulgadas de altura.
- Cubos de 2 pulgadas de arista.
Probetas para Madera
Las probetas para ensayos de compresión de las piezas pequeñas y limpias de madera, paralela a la fibra, son prismas rectangulares de 2 pulgadas x 2 pulgadas x 8 pulgadas. Los ensayos de compresión perpendiculares a la fibra se hacen sobre probetas nominales de 2 pulgadas x 2 pulgadas x 6 pulgadas.
Realización de los Ensayos
Las principales propiedades determinadas en un ensayo comercial de compresión son:
- Resistencia máxima a la compresión (fuerza max = Pmax/Ao = Esfuerzo max)
- Se deben determinar las propiedades geométricas de la probeta que resulten pertinentes y útiles.
- Las dimensiones deben determinarse con precisión apropiada.
- Para materiales en los cuales el contenido de humedad tenga influencia sobre sus propiedades, este valor debe ser determinado. %h = (Ph - Ps) / Ps (100)
Ensayo de Flexión
El término flexión se refiere a ensayos de vigas sometidas a cargas transversales.
Arreglos Típicos para el Ensayo de Flexión
- Viga simplemente apoyada con una carga concentrada al centro del claro.
- Viga simplemente apoyada con cargas concentradas al tercio del claro.
Si las fuerzas actúan sobre una pieza de material de manera que tiendan a inducir esfuerzos comprensivos sobre una parte de una sección transversal de la pieza y esfuerzos tensivos sobre otra parte restante, se dice que la pieza está en flexión.
Fallas por Flexión en Materiales
Las fallas por flexión pueden ser:
- La llamada falla del acero en el lado tensado de la viga.
- Falla del concreto en compresión.
- Falla del concreto por tensión diagonal.
Fallas en Perfiles de Acero
En una viga de largo claro, la falla puede verificarse por pandeo lateral de la viga.
La falla de los perfiles de patines delgados conectados por un alma delgada, como una viga I, puede ocurrir debido a:
- Pandeo del patín de compresión de la viga.
- Pandeo del alma de la viga.
- Pandeo del patín y del alma simultáneamente.
Fallas en Vigas de Madera
Las vigas de madera fallan:
- Por compresión sobre el lado comprimido de la viga.
- Puede romperse por tensión sobre el lado tensado de la viga.
- Fallas por el esfuerzo cortante horizontal a lo largo de la fibra cerca al eje neutro.