¿Qué es la rigidez del haz?
En la ingeniería estructural, la rigidez del haz es la capacidad de un haz para resistir la desviación o la flexión, cuando se aplica un momento de flexión. Un momento de flexión se produce cuando una fuerza se aplica en algún lugar en el medio de un haz fijo en uno o ambos extremos. También ocurrirá si se aplica un par al haz, aunque esto es menos común en las aplicaciones del mundo real. La rigidez del haz se ve afectada tanto por el material del haz como por la forma de la sección transversal del haz.
La motivación para diseñar un haz que resista la deflexión es fácil de apreciar en el caso de un puente. Por ejemplo, el concreto es excelente para su resistencia a la compresión, pero un puente hecho únicamente de concreto sería una mala elección. El concreto no es fuerte cuando está doblado; Un puente hecho de concreto se hundirá en el medio debido a la gravedad y probablemente se desmoronará. El puente podría ser mucho más fuerte si tuviera algún tipo de base, o esqueleto, para evitar que se desvíe demasiado en el medio.
La rigidez del haz se puede calcular utilizando dos factores. El primer factor es el módulo elástico . Esta es una propiedad material que se relaciona con la tendencia del material a deformarse o estirarse cuando se aplica el estrés. Si el haz está hecho de acero inoxidable, tendrá un módulo elástico más alto que, por ejemplo, aluminio. Esto se debe a que si las mismas fuerzas se aplican a la misma forma de acero y aluminio, el objeto de acero se deformaría menos. A pesar de que los metales no se deforman mucho en comparación con las bandas de goma, se comportan de la misma manera; Se estiran proporcionalmente a cuán dura se tira una fuerza sobre ellos. Por lo tanto, un haz hecho de un material con un módulo elástico alto tendrá una rigidez alta del haz, lo que hace que sea menos probable que se doble.
El otro factor en la rigidez del haz es el momento del área de inercia de la sección transversal del haz. Esto tiene que ver con la distribución vertical de material cercano o lejos del CENter de la viga. Un diseño de haz a menudo utilizado en ingeniería civil con un momento de inercia de alta zona es el I Beam. Se llama la viga I debido a su sección transversal, que tiene forma de letra "I". Esta forma enfoca gran parte del material hacia la parte inferior y la parte superior de la sección transversal con solo suficiente material en las regiones centrales para conectar las partes externas. La razón de esta forma es que maximiza el momento del área de inercia para una cantidad dada de material. El material más común utilizado en las vigas I es el acero, que proporciona un módulo elástico alto. Estas dos propiedades del haz en I le dan una rigidez de haz muy alta.