3.1 Elementos Sujetos FlexiónLos miembros sujetos a flexión y cortante son usados para soportar cargas transversales o momentos aplicados. Perfiles laminados en frío, como las secciones “I”, “C”, “Z”, “T”, sombrero, tubulares, decks y paneles pueden ser usados como miembros sujetos a flexión y cortante.

Los usos típicos más comunes de dichos miembros en edificios son en sistemas de piso, en sistemas de cubiertas ligeras, en sistemas de muro, entre otros. En sistemas de piso estos miembros son llamados generalmente vigas. En el caso de los sistemas de cubierta ligera y muros se les conoce por el nombre de polines.

Al diseñar vigas, se debe considerar la capacidad para resistir momento y la rigidez del miembro calculada a partir de las propiedades efectivas de la sección. Esto es, evaluando el momento de inercia y módulo de sección considerando el ancho efectivo del patín de compresión y el peralte efectivo del alma.Además de las consideraciones de diseño expuestas , la capacidad para resistir momento de un perfil puede estar limitada por pandeo lateral de la viga, particularmente cuando el perfil es fabricado de lámina de pared delgada y con apoyo lateral espaciado a intervalos relativamente grandes.

Los miembros estructurales sujetos a fuerzas transversales a su eje longitudinal, son miembros que resultan sometidos a flexión. El caso más común de un miembro estructural sometido a flexión es la viga; éstas soportan cargas transversales, se usan generalmente en posición horizontal y quedan encomendadas para soportar las cargas gravitacionales. Los perfiles más comunes utilizados como vigas:

Para vigas, la relación básica entre los efectos de las cargas y la resistencia es

Donde Mu = combinación gobernante de momentos por carga factorizadas Øb = factor de resistencia para vigas Øb = 0,90 Mn = resistencia nominal por momento La resistencia, Øb Mb, se llama momento de diseño

• Esfuerzo de flexión Consideremos la viga simplemente apoyada de la figura, con una carga concentrada en el centro del claro. Una vez que la fluencia comienza, la distribución de esfuerzos sobre la sección transversal dejará de ser lineal y la fluencia avanzará de la fibra extrema hacia el eje neutro.

• Al mismo tiempo, la región en fluencia se extenderá longitudinalmente desde el centro de la viga conforme el momento flexionante My se alcanza en más localidades.

• Esas regiones en fluencia están indicadas por las áreas sombreadas en la figura (c) y (d)

• Momento de fluencia: momento para el cual empiezan a fluir las fibras extremas de la sección transversal.

• Momento plástico: momento que produce una plastificación completa en una sección transversal del miembro, creándose una articulación plástica.

Diseño elástico Vs. Diseño plástico Diseño elástico: los miembros se diseñan de manera que los esfuerzos de flexión calculados para cargas de servicio no excedan el esfuerzo de fluencia, dividido por un factor de seguridad de 1.5 a 2 Fb = fy/F.S Diseño plástico: la teoría plástica básica tiene que ver con la distribución de esfuerzos en una estructura, después que en cierto punto de ésta se ha alcanzado el esfuerzo de fluencia.

Basándose en que los miembros dúctiles no fallan sino hasta que se produzca una gran plastificación después que se alcanza el esfuerzo de fluencia, lo que da grandes márgenes de seguridad contra lo que parece indicar la teoría elástica