Que es la ductilidad II?

Como definición del término ductilidad podemos decir que es la propiedad que define la posibilidad de la estructura o algunos de sus componentes estructurales de experimentar deformaciones más allá del límite elástico sin reducir de manera significativa  su resistencia o rigidez. Desde que un elemento sobrepasa el límite de fluencia o  elástico, la curva que define su comportamiento empieza a cambiar su inclinación acercándose a la orientación del eje horizontal. Esto puede  puede interpretarse como:

1.-Las deformaciones ya no son proporcionales a la magnitud de los esfuerzos aplicados (Fuerzas, Momentos, etc.) y su relación Desplazamiento-Fuerza es mayor que antes de entrar en el límite elástico.

Curva esfuerzo-deformacion concreto confinado y no confinado.

2.-Una parte de la energía (Área bajo la  Curva esfuerzo-Deformación) se transforma en deformación permanente.

Modulo Tangente de Elasticidad

3.-Se inicia una progresiva degradación en el modulo de elasticidad (La pendiente de la curva disminuye) y por tanto, la rigidez.

Cuando el material sobrepasa el límite elástico o de fluencia se dice que ha pasado al rango no lineal y es ahí donde se inicia el estado plástico. Este rango se caracteriza por deformaciones permanentes y mayores con relación a los esfuerzos que en el rango elástico.

De ahí  que podemos dividir las propiedades en dos:

1.-Elasticas, antes del límite de fluencia. La energía que se produce al aplicar las cargas y obtener una deformación se recupera tan pronto se retira la carga.

Si aplico una carga de 1 unidad y obtengo una deformación de dos unidades cuando aplique 2 unidades de carga obtendré 4 de deformación reversible. A esta proporcionalidad se le llama linealidad.

La energía la puedo calcular como el área bajo la curva esfuerzo-deformación y la pendiente a la curva es el modulo de elasticidad E, que es la relación entre Fuerza y desplazamiento. No existe deformación permanente.

 2.-Inelasticas, después de la fluencia. Una parte de la deformación es permanente por lo que la energía la energía que se recupera es una parte y la otra se queda como deformación permanente.

A diferencia de lo que muchos pensaran, la ductilidad no se obtiene per se usando materiales con propiedades especiales, sino que existen otros factores que ayudan. Entre ellos: Contenido químico y proceso de fabricación de componentes, geometría de las secciones, localización del refuerzo, uso de confinamiento adecuado, detallado, etc.

De esos temas hablaremos en próximos artículos.

Ingeniero Civil con Master en Tecnología y Organización de la Construcción, Master en Control de la Calidad de la Producción Industrial y Master en Ingeniería Estructural Sismo-Resistente. República Dominicana

Comments (9)

  • CivilGeek

    Reply CivilGeek - 30 enero, 2012

    Gracias. excelente aclaración!!!

  • Reply gastonn - 30 enero, 2012

    Muy interesante. Gracias por el articulo.

  • Reply gastonn - 30 enero, 2012

    Una pregunta, se que no esta referido al tema, pero no tengo otra forma de hacer llegar mi inquietud.

    Estoy desarrollando un software de calculo de estructuras y para el análisis sísmico empleo el método de “fuerza horizontal equivalente” ya que resulta bastante sencillo.

    Ahora me interesa analizar modos superiores, no solo el fundamental, pero no encuentro un método simplificado para tal fin. Estuve leyendo acerca del análisis modal espectral, pero requiere matriz de rígidez (si no me equivoco) y en mi programa no formule la conocida matriz de rigidez, sino que realice una adaptación matricial de un método elástico clásico. ¿Existe un método simplificado para este tipo de análisis?. Gracias.

    • Reply lautaro - 30 marzo, 2020

      cuando la hayas terminado podrias escribirme para probarla por favor??

  • Reply Ing. José Cabrera - 30 enero, 2012

    Hola Gastonn. En esto del analisis sismorresistente tienes que tener mucho cuidado. El analisis modal esta basado en el rango lineal pero extrapola valores del rango no lineal reduciendo las fuerzas probables. En este metodo hay que hallar la matriz de rigidez y de masa de la estructura. Tambien trabajamos con diferentes modos de vibracion de acuerdo al factor de participacion modal.
    El metodo de la fuerza equivalente o cuasiestatico trabaja solo con el primer modo.

    Por tanto son dos metodos completamente diferentes y no puedes mezclarlos.

    • Reply gastonn - 30 enero, 2012

      Gracias Ingeniero. Mi intención no era mezclarlos, sino añadir otra forma de análisis. Intento analizar la estructura por 2 métodos, el estático y otro método que contemple modos superiores.

      Para los fines prácticos del programa no se justifica utilizar un método demasiado complejo, por tal motivo me interesaba saber qué método simplificado podía aplicar para el análisis de modos superiores, teniendo en cuenta que la estructura en todos los casos sería regular, si no me equivoco seria un modelo lineal de masas acopladas.

  • Reply Ing. José Cabrera - 31 enero, 2012

    Ya entiendo…

  • Reply Rafael - 1 febrero, 2012

    Hola gaston existe el metodo de analisis seudotridimencional, es facil la reducion de las rigidez lateral de los porticos o placas, condensando la matriz de rigidez a tres grados de libertad por piso (para estructuras pequeñas la simplificacion es aceptable ya que no consideras el efecto de cabeceo) simplificando el tiempo de analisis, utiliza el metodo de jacobi para el calculo de los periodos de vibracion.

    Rafael Zaga.

    • Reply gastonn - 1 febrero, 2012

      Muchas gracias Rafael, voy a investigar acerca de ese método.
      Saludos.

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