Los Esfuerzos

En ingeniería estructural, los esfuerzos internos son magnitudes físicas con unidades de fuerza sobre área utilizadas en el cálculo de piezas prismáticas como vigas o pilares y también en el cálculo de placas y láminas. 

Definición 

Los esfuerzos internos sobre una monda,son una sección plana se definen como un conjunto de fuerzas y momentos estáticamente equivalentes a la distribución de tensiones internas sobre el área de esa sección. Así, por ejemplo, los esfuerzos sobre una sección transversal plana Σ de una viga es igual a la integral de las tensiones t sobre esa área plana. Normalmente se distingue entre los esfuerzos 
perpendiculares a la sección de la viga (o espesor de la placa o lámina) y los tangentes a la sección de la viga (o superficie de la placa o lámina): 

Esfuerzo normal (normal o perpendicular al plano considerado), es el que viene dado por la resultante de tensiones normales σ, es decir, perpendiculares, al área para la cual pretendemos determinar el esfuerzo normal. 

Esfuerzo cortante (tangencial al plano considerado), es el que viene dado por la resultante de tensiones cortantes τ, es decir, tangenciales, al área para la cual pretendemos determinar el esfuerzo cortante. 

Para poder explicar mejor el concepto de esfuerzo es necesario tomar un elemento diferencial de un cuerpo. Debido a que las fuerzas internas pueden presentarse en las tres direcciones posibles (x,y,z), el elemento diferencial será un elemento diferencial volumétrico. 

Cada una de las caras tiene un diferencial de área, las fuerzas que son normales a esa cara generan un esfuerzo normal y las fuerzas que son tangentes al elemento diferencial generan esfuerzos cortantes . 

Esfuerzos en vigas y pilares 

Para un prisma mecánico o elemento unidimensional los esfuerzos se designan como: 

Esfuerzo normal (Nx) 

Esfuerzo cortante total (V, T o Q) 

Esfuerzo cortante según Y (Vy) 

Esfuerzo cortante según Z (Vz) 

En un abuso de lenguaje es común también que se hable de esfuerzos para hablar de: 

Momento torsor (Mx) 

Momento flector 

Momento flector según Z (Mz) 

Momento flector según Y (My) 

Bimomento (Bω) 

Cada uno de estos esfuerzos van asociados a cierto tipo de tensión: 

tensión normal, el esfuerzo normal (tracción o compresión) implica la existencia de tensiones normales σ, pero estas tensiones normales también pueden estar producidas por un momento flector, de acuerdo con la ley de Navier. Los bimomentos también provocan tensiones normales por efecto del alabeo seccional. tensión tangencial, por otro lado los esfuerzos cortantes y el momento torsor implican la existencia de tensiones tangenciales τ. 

Cálculo práctico de esfuerzos en prismas [editar]Consideremos la viga o prisma mecánico que se observa en la primera figura y supongamos que se encuentra vinculado al resto de la estructura de forma isoestática. Supondremos también que sobre este prima actúan fuerzas externas activas en el plano de su eje baricéntrico (o línea recta que uno los baricentros de todas las secciones transversales rectas del prisma). 

El primer paso es dividir el rígido en dos bloques más pequeños. Quedan determinados los bloques 1 y 2 de la figura