Resistance of Materials: Compression Elements

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Questions and Answers

¿Qué indica el radio de giro en el diseño de columnas?

  • La carga máxima que puede soportar la columna.
  • Un factor importante en la estabilidad de la columna ante el pandeo. (correct)
  • La longitud total de la columna.
  • El área de la sección transversal de la columna.

¿Qué representa el módulo de sección en el contexto de vigas y elementos sometidos a flexión?

  • La capacidad del material para deformarse elásticamente.
  • Una medida de la eficiencia de la sección transversal para resistir la flexión. (correct)
  • El peso total del elemento estructural.
  • La resistencia del material a la compresión.

¿Cuál es la principal diferencia entre el fallo por compresión en elementos cortos (bloques) y en elementos largos (columnas)?

  • Los bloques fallan por pandeo, mientras que las columnas fallan por aplastamiento.
  • Los bloques fallan por aplastamiento o desgarramiento, mientras que las columnas fallan por flexión o pandeo. (correct)
  • No hay diferencia; ambos fallan de la misma manera.
  • Los bloques resisten mayores cargas que las columnas antes de fallar.

¿Qué condición dimensional se utiliza generalmente para considerar un elemento como 'bloque' en compresión?

<p>Cuando su longitud es menor a 10 veces su lado. (A)</p> Signup and view all the answers

¿En qué unidades se expresa el radio de giro?

<p>Unidades de longitud. (B)</p> Signup and view all the answers

¿Cuál es la relación entre el momento de inercia (I) y el área de la sección transversal (A) en el cálculo del radio de giro (r)?

<p>$r = \sqrt{I / A}$ (D)</p> Signup and view all the answers

Si un elemento estructural está sometido a compresión, ¿qué factor dimensional influye en su comportamiento?

<p>Las relaciones dimensionales del elemento. (D)</p> Signup and view all the answers

¿Qué tipo de fallo es más probable que ocurra en una columna con una alta relación de esbeltez?

<p>Falla por flexión o pandeo. (C)</p> Signup and view all the answers

En el contexto del diseño estructural, ¿para qué se utiliza el concepto de 'radio de giro'?

<p>Para evaluar la resistencia al pandeo de elementos a compresión. (A)</p> Signup and view all the answers

Si se conocen las áreas y los momentos de inercia de una sección, ¿cómo se determinan los radios de giro?

<p>Mediante fórmulas que relacionan estos valores. (C)</p> Signup and view all the answers

En el diseño de elementos a compresión, ¿qué indica un radio de giro menor?

<p>Mayor susceptibilidad al pandeo. (B)</p> Signup and view all the answers

En el análisis de secciones compuestas, ¿cómo se localiza el centroide?

<p>Se calcula como un balance de momentos de todas las partes del sistema. (B)</p> Signup and view all the answers

Para una sección transversal dada, ¿cómo se define el módulo de sección elástico?

<p>Como el momento de inercia dividido por la distancia desde el eje neutro a la fibra más alejada. (D)</p> Signup and view all the answers

¿Por qué es importante considerar las fórmulas para localizar el centro de gravedad en el análisis de secciones compuestas?

<p>Porque permiten determinar la posición del eje neutro, esencial para cálculos de flexión. (A)</p> Signup and view all the answers

En el análisis de columnas, ¿qué representa la esbeltez?

<p>La relación entre la longitud efectiva y el radio de giro mínimo de la columna. (C)</p> Signup and view all the answers

¿Cuál es el efecto de aumentar el módulo de sección en una viga sometida a flexión?

<p>Aumenta la resistencia a la flexión. (D)</p> Signup and view all the answers

Al diseñar una columna, ¿cuál es la implicación práctica de un radio de giro mayor?

<p>La columna puede soportar cargas mayores antes de pandearse. (A)</p> Signup and view all the answers

En el contexto de los elementos a compresión, ¿cómo afecta la longitud al tipo de fallo predominante?

<p>Cuanto más largo es el elemento, es más probable que falle por pandeo. (D)</p> Signup and view all the answers

¿Qué representa el momento de inercia en el cálculo del radio de giro?

<p>La distribución del área de la sección transversal alrededor de un eje. (D)</p> Signup and view all the answers

¿Cómo influye el radio de giro en la capacidad de carga de una columna?

<p>A mayor radio de giro, mayor capacidad de carga. (B)</p> Signup and view all the answers

¿Qué significa que el módulo de sección sea una 'constante para una sección específica'?

<p>Que su valor es fijo y depende únicamente de la geometría de la sección. (A)</p> Signup and view all the answers

Considerando un elemento a compresión, ¿qué indica una baja relación de esbeltez?

<p>Mayor resistencia a la compresión directa (aplastamiento). (D)</p> Signup and view all the answers

En el diseño de vigas, ¿cómo se relaciona el módulo de sección con las tensiones máximas experimentadas?

<p>A mayor módulo de sección, menores tensiones máximas. (C)</p> Signup and view all the answers

¿Cuál es la importancia de conocer el radio de giro en el diseño de estructuras resistentes a sismos?

<p>Asegura que las columnas tengan suficiente resistencia al pandeo bajo cargas laterales cíclicas. (B)</p> Signup and view all the answers

En el diseño de perfiles estructurales, como vigas y columnas, ¿qué optimización se busca al considerar el módulo de sección?

<p>Maximizar el módulo de sección con el menor peso posible. (A)</p> Signup and view all the answers

¿Cómo influye el tipo de material en la selección del radio de giro adecuado para una columna?

<p>Materiales más resistentes permiten usar radios de giro menores. (A)</p> Signup and view all the answers

Si una viga tiene un módulo de sección alto en relación con el momento flector aplicado, ¿qué se puede inferir?

<p>Las tensiones en la viga son relativamente bajas. (D)</p> Signup and view all the answers

En el diseño de estructuras de madera, ¿cómo se considera el radio de giro al evaluar la estabilidad de los elementos a compresión?

<p>Se combina con factores de ajuste por duración de la carga y humedad. (A)</p> Signup and view all the answers

En el diseño de estructuras de acero, ¿cómo se utiliza el radio de giro en la selección de perfiles laminados estándar?

<p>Se verifica que el radio de giro cumpla con los límites de esbeltez permitidos por las normas. (B)</p> Signup and view all the answers

Flashcards

Compression

Occurs when a load acts parallel to the longitudinal axis of an element.

Influence of Relations

The dimensional relationships of an element under compression.

Block Failure

Failure due to crushing or tearing.

Columns

Elements of greater length and slenderness fail by flexion or buckling.

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Radius of Gyration

The radius of gyration of an area with respect to an axis has length units and helps design columns.

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Buckling Direction

When buckling occurs, failure is relative to the axis whose radius of gyration is lower.

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Section Modulus

A geometric property for a cross section, used in the design of beams or elements subjected to bending.

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Elastic Section Modulus

The second moment of area divided by the distance from neutral axis to farthest fiber.

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Used for

To locate the center of gravity or centroid.

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Represent

Represent a simple balance between the sum of moments of all parts of the system.

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Compressive Strength

The value of internal stress that a material can withstand while subjected to a compressive load.

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Study Notes

  • The notes cover Resistance of Materials for Architecture
  • Presented by Ing. Edgar Yonel Venegas Fernández

Compression Elements

  • A compression element is subjected to compression when a load acts parallel to its longitudinal axis.
  • Dimensional relations influence the behavior of an element.

Block Elements Under Compression

  • Block elements under compression tend to fail by crushing or tearing
  • An element is generally considered a block under compression if its length is less than 10 times its side length

Columns

  • Elements with greater length and slenderness fail due to bending or buckling

Radius of Gyration

  • The radius of gyration of an area with respect to an axis has units of length
  • It is used in structural mechanics for column design
  • When the areas and moments of inertia are known, the radii of gyration are determined with the expressions to follow

Blocks In Compression

  • Bending occurs when buckling takes place
  • Failure of the column typically arises from bending with respect to the axis that has the smaller radius of gyration.

Section Modulus

  • The elastic section modulus is defined as the second moment of area divided by the distance from the neutral axis for any given fiber.
  • Section modulus is constant for a specific section.

Worked Example

  • An example demonstrates how to calulate the radius of gyration for a section of steel with unequal sides

  • Calculated values: Qx = 36.49, Qy = 19.54, Ix = 72.77, Iy = 25.49,

Using Centroids

  • Centroids are utilized to pinpoint the center of gravity
  • They are a balance from the system's sum of moments from all of its parts, along with the system's resultant moment

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