Se denominan Miembros en Tracción Axial a los elementos de las estructuras en los cuales se generan esfuerzos internos que evitan que se separen los extremos cuando están sometidos a una fuerza axial. Son los miembros más simples de diseñar porque no tienen problemas de estabilidad interna, como ocurre con las columnas sometidas a compresión axial o a flexocompresión, o con las vigas sometidas a flexión, que pueden pandear.
Son miembros que permiten los máximos valores de la capacidad del acero en su resistencia ya que son eficientes. Sin embargo, en ellos las conexiones son muy importantes. 

Tracción

       Se denomina tracción al esfuerzo interno a que está sometido un cuerpo por la aplicación de dos fuerzas que actúan en sentido opuesto, y tienden a estirarlo. 

Lógicamente, se considera que las tensiones que tiene cualquier sección perpendicular a dichas fuerzas son normales a esa sección, y poseen sentidos opuestos a las fuerzas que intentan alargar el cuerpo.

Cualidades que definen el comportamiento ante la tracción.

Algunas de ellas son:

• elasticidad (módulo de elasticidad)

• plasticidad

• ductilidad

• fragilidad

Flexo-tracción 

   Es aquel hormigón que está diseñado para soportar las deformaciones originadas por flexión de un elemento.

Los esfuerzos de flexo-tracción se dan en una viga, para aquellos elementos de la misma que están situados debajo del plano neutro. Los situados por encima sufrirán esfuerzos de flexo compresión. Si consideramos una sección de la viga serían los puntos ubicados debajo de la línea neutra.

   Se aplica a Adoquines y Losetas de concreto para pavimentos. Consta de dos apoyos para la base colocados a 1 cm del borde y desde arriba se aplica la fuerza induciendo un esfuerzo de corte en el elemento hasta que se fractura en dos.


CONEXIONES PARA ELEMENTOS A TRACCION:

1) AREA TOTAL Y AREA NETA:

• Área total: El área total de la sección transversal Ag en un punto cualquiera de un miembro se determina sumando las áreas obtenidas al multiplicar el espesor y el ancho de cada uno de los componentes, midiendo los anchos perpendicularmente al eje del miembro.

• Área neta: El área neta An se determina sumando las áreas obtenidas al multiplicar el espesor y el ancho neto de cada uno de los elementos componentes.

2)  AREA NETA EFECTIVA: 
     El área neta efectiva de un miembro estructural conectado, se obtiene demultiplicar el área neta de calculada, por un coeficiente de reducción.

3)   CONEXIONES PARA CERCHAS:
      En Venezuela, usualmente se emplea la soldadura como elemento de unión en cerchas. El proceso de diseño de conexiones soldadas consiste en el análisis de:

• Determinación el tipo de soldadura a utilizar

• Determinación de los electrodos

• Cálculo del área efectiva de soldadura

• Verificación de la resistencia de diseño de la soldadura empleada

 

Clasificación según el tipo de conexion 

 

     Bajos las condiciones que se establecen en este Artículo, se autorizan dos Tipos básicos de conexiones con sus correspondientes hipótesis de diseño, cada uno de estos Tipos controlará de una manera específica el comportamiento y la respuesta tanto de la estructura como la de cada una de sus partes, condicionando las dimensiones y resistencia de los miembros y sus conexiones. 

    En el análisis de la estabilidad de la estructura se incorporará el efecto de la flexibilidad de las conexiones. Además de los requisitos generales del  diseño de cada Tipo de conexión cumplirá con todos los otros requisitos particulares exigidos la Norma.

Conforme a lo requerido el diseño de todas las conexiones será compatible con el Tipo señalado en los planos. 

Tipo TR, estructuración con conexiones totalmente restringidas Este Tipo de construcción se designa comúnmente como "estructuración con conexiones rígidas" (pórtico rígido o continuo) y se supone que durante las deformaciones de la estructura las conexiones tienen la suficiente rigidez para mantener inalterados los ángulos originales entre los miembros que se intersectan. 

Tipo PR, estructuración con conexión es parcialmente restringidas Este Tipo de construcción supone que las conexiones no tienen la suficiente rigidez para mantener los ángulos entre los miembros que se intersectan. Cuando se ignore la restricción de las conexiones, como en la "estructuración con conexiones flexibles"(sin restricción o de extremos simplemente apoyados), en lo que respecta a las cargas gravitacionales, los extremos de las vigas se conectan únicamente para resistir fuerzas cortantes y están libres de girar bajo las cargas verticales. Los pórticos con conexiones del Tipo PR cumplirán con los siguientes requisitos: 

1. Las conexiones y los miembros conectados son adecuados para resistir la carga gravitacional mayoradas trabajando como vigas simplemente apoyadas. 

2. Las conexiones y los miembros conectados son adecuados para resistir las solicitaciones mayoradas  debidas a las cargas laterales. 

3. Las conexiones tienen una capacidad de rotación inelástica suficiente para evitar sobretensiones en los medios de unión bajo las solicitaciones mayoradas producidas por la combinación de cargas gravitacionales y laterales. 

Excepto que se ignore la restricción de la conexión, el uso de uso de conexiones Tipo PR exige que el análisis y el diseño incluyan las características de su comportamiento, como la resistencia, la rigidez y la ductilidad entre otras. El grado de restricción y en general el comportamiento de las conexiones Tipo PR deberá establecerse de manera analítica o experimental o estar suficientemente documentado en la literatura técnica. 

 

El pandeo 

    Es un fenómeno de inestabilidad elastica que puede darse en elementos comprimidos esbeltos, y que se manifiesta por la aparición de desplazamientos importantes transversales a la dirección principal de compresión.

   En ingenieria estructural el fenómeno aparece principalmente en pilares y columnas, y se traduce en la aparición de una flexion adicional en el pilar cuando se halla sometido a la acción de esfuerzos axiales de cierta importancia.

 

CRITERIOS GENERALES DE DISEÑO

       Los elementos estructurales son diseñados, es decir, calculados o dimensionados para cumplir una serie de requisitos, que incluyen:

•Criterio de resistencia: consistente en comprobar que las tensiones máximas no superen ciertas tensiones admisibles para el material del que está hecho el elemento.

•Criterio de rigidez: consistente en que bajo la acción de las fuerzas aplicadas las deformaciones o desplazamientos máximo obtenidos no superan ciertos límites admisibles.

•Criterios de estabilidad: consistente en comprobar que desviaciones de las fuerzas reales sobre las cargas previstas no ocasionan efectos auto amplificados que puedan producir pérdida de equilibrio mecánico o inestabilidad elástica.

•Criterios de funcionalidad: consiste en un conjunto de condiciones auxiliares relacionadas con los requisitos y solicitaciones que pueden aparecer durante la vida útil o uso del elemento estructural.

 PROBLEMAS REFERENTE AL TEMA.

 
Ejercicio Nº 1

 Determinar el Ancho neto y el Area efectiva de la conexión. Ver Fig. 3.4 Diámetro de los pernos: 3/4", Espesor de la plancha: 9.5 mm (3/8"). Fu = 4.08 t/cm2 además, determinar la resistencia de diseño. 

f t Pnr =?.
Solución:

D = 3/4" + 1/8" = 2.23 cm
Wg = ancho total de la Plancha = 20.0 cm
Cadena ABDE: Wg = 20.0
-SDi = 2*2.23 = -4.46
+s2/4g = 52/(4*10) = 0.63
16.17 cm (crítico)
Cadena HFG: Wg = 20.0
 -SDi = -2.23
17.17 cm.

Área máxima, según AISC: 0.85*20*0.95 = 16.15 cm2

Área neta crítica = 16.15*0.95 = 15.36 cm2

Resistencia de Diseño en la conexión:

Pnr = f t.Ae*Fu = 0.75*15.36*4.08 = 47 t