Formación de rótulas plásticas

Sea el pórtico biarticulado e hiperestático de la Figura 12.16 sometido a una carga puntual P en el dintel.

Figura 12.16: Pórtico biarticulado sometido a carga puntual en el dintel
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En la Figura 12.17 se muestra la ley de momentos flectores.

Figura 12.17: Pórtico biarticulado sometido a carga puntual en el dintel. Diagrama de momentos flectores
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El momento máximo $ \left(M_C\right)$ se produce en la sección C donde actúa la carga P. En los nudos B y D, los momentos son iguales $ \left(M_B=M_D\right)$, aunque se siguen nombrando con el subíndice indicando la sección donde actúan. Si $ M_C$ es inferior al momento que agota la sección en régimen elástico, $ M_e$, la distribución de deformaciones y de tensiones en la sección en estudio es la mostrada en la Figura 12.17.

Al incrementar el valor de P hasta que la sección C se agote en régimen elástico, la ley de momentos flectores y la distribución de tensiones en la sección C son los mostrados en la Figura 12.18.

Figura 12.18: Pórtico biarticulado sometido a carga puntual en el dintel. Diagrama de momentos flectores y distribución de tensiones en la sección C al alcanzarse $ \sigma _e$ en dicha sección
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Si se sigue incrementando P, comenzará la plastificación de la sección C, llegando un momento en que toda la sección plastificará; se ha alcanzado la deformación en rotura de la fibra más deformada, formándose una rótula plástica. En este momento, la estructura inicialmente hiperestática, ha pasado a ser isostática, como se muestra en la Figura 12.19.

Figura 12.19: Formación de una rótula plástica en la sección C
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Simultáneamente, en las secciones B y D también aumenta el momento llegando éstas a agotarse elásticamente. Al seguir incrementando el valor de P, seguirá aumentando el momento flector en B y D. En la sección C el momento plástico que agotó la sección se mantiene constante, como muestra la Figura 12.20.

Figura 12.20: Pórtico biarticulado sometido a carga puntual en el dintel. Redistribución de momentos en B y D
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Habrá un valor de P para el que las secciones extremas B y D se agotan, formándose sendas rótulas plásticas, que provocan el colapso de la estructura al transformarse ésta en un mecanismo, como muestra la Figura 12.21.

Figura 12.21: Colapso de la estructura por transformación en mecanismo por la formación de rótulas plásticas
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