20.11 : Deformaciones plásticas de miembros con un solo plano de simetría

Cuando un miembro estructural sufre deformación plástica debido a la flexión, es crucial comprender la posición del eje neutro y la distribución de tensiones. Este miembro, caracterizado por un solo plano de simetría, exhibe una distribución uniforme de tensiones, con tensiones negativas por encima del eje neutro y tensiones positivas por debajo. En particular, el eje neutro no se alinea con el centroide de la sección transversal. Esta desalineación es típica en los casos en que la sección transversal no es rectangular o experimenta una deformación severa.

Las fuerzas resultantes generadas por la flexión del miembro se analizan para localizar el eje neutro. Las fuerzas de compresión que actúan sobre el eje neutro y las fuerzas de tracción debajo de él generan resultantes de igual magnitud pero en direcciones opuestas, formando un par. Esta configuración indica que el eje neutro divide la sección transversal en dos áreas iguales, cada una de las cuales contribuye igualmente al equilibrio de fuerzas.

El momento plástico del miembro M_p, un parámetro estructural crítico, se deriva de la relación entre el área de la sección transversal, el límite elástico del material y la distancia entre los centroides de las áreas d creadas por el eje neutro.

Calcular el momento plástico es esencial para predecir el momento máximo que la sección puede soportar antes de que ocurran deformaciones plásticas significativas. Esta consideración es particularmente crucial para componentes estructurales en áreas cargadas dinámicamente, como zonas sísmicas, enfatizando cómo las propiedades del material y la geometría de la sección transversal influyen en la capacidad de una estructura para soportar cargas de flexión.