¿Qué es la flexión de haz?
En ingeniería civil, la flexión de vigas se refiere al comportamiento de ciertos elementos estructurales en un diseño físico. Un elemento puede considerarse una viga si es sólido y homogéneo y su longitud es muchas veces su altura o anchura. La función principal de la viga es resistir la flexión; Esto contrasta con los elementos estructurales que resisten principalmente la tensión, la compresión o los esfuerzos cortantes. Las propiedades estructurales de una viga en flexión están determinadas por sus dimensiones, materiales y forma de sección transversal.
Un ejemplo simple de flexión de vigas es un puente con un automóvil. Los puentes a menudo tienen caminos de concreto sobre ellos, pero el concreto generalmente solo tiene una fuerte compresión. Sin embargo, un puente largo tenderá a hundirse en el medio donde no hay terreno para sostenerlo. Esta flacidez tendrá la forma de un arco circular y se debe a la forma en que se distribuyen las tensiones internas en la flexión de la viga. Para resistir esta flexión, generalmente se coloca una viga metálica más fuerte debajo de la superficie de la carretera.
La ecuación más importante en la flexión de vigas es la ecuación de vigas de Euler-Bernoulli. Esta ecuación relaciona la desviación de la viga con las fuerzas aplicadas, las características de la sección transversal y las propiedades del material de la viga. La cantidad de desviación en la flexión de la viga se puede reducir al reducir las fuerzas aplicadas netas, remodelar la sección transversal de la viga y usar un material más fuerte.
En una viga horizontal con fuerzas hacia abajo aplicadas, la parte superior de la viga entrará realmente en compresión, mientras que la parte inferior entrará en tensión. De hecho, cuanto más abajo esté el material, más tensión experimentará. Resulta que, para una cantidad dada de material total, reforzar las regiones inferior y superior de la sección transversal es la mejor manera de fortalecer la viga. Por lo tanto, los ingenieros diseñan vigas con material concentrado hacia las regiones inferior y superior de la sección transversal.
Este es el principio detrás del diseño de vigas en I, o vigas con secciones transversales que se asemejan a la letra "I". Producir y transportar vigas con mucha masa es costoso, por lo que es importante minimizar la cantidad de material utilizado. En la sección transversal de una viga en I, solo hay suficiente material a alturas intermedias para mantener la viga unida como una pieza sólida. El resto del material se concentra en la parte inferior y superior de la sección transversal, lo que le da a la viga una alta resistencia a la flexión. La resistencia de una viga a la flexión se llama rigidez.