423301060-Mecanica-de-Materiales-Unidad-1-docx

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“INVESTIGACIÓN”
“MECÁNICA DE MATERIALES”
TEMAS:
1.1 HIPOTESIS FUNDAMENTALES DE LA MECANICA DE MATERIALES.
1.2 CARACTERISTICAS Y PROPIEDADES MECÁNICAS DE LOS MATERIALES COMÚNES EN LA CONSTRUCCIÓN.
1.3 ESFUERZO NORMAL Y DEFORMACIÓN LINEAL.
1.4 LIMITE ELÁSTICO, LIMITE DE PROPORCIONALIDAD, ESFUERZO DE FLUENCIA O SEDENCIA, RESISTENCIA A LA RUPTURA.
1.5 MATERIALES CON COMPORTAMIENTO LINEAL Y NO LINEAL.
NOMBRE:
VELÁZQUEZ PÉREZ JONATHAN
29 DE AGOSTO DE 2019
INSTITUTO TECNOLOGICO DE TAPACHULA
INTRODUCCIÓN
1.1 HIPÓTESIS FUNDAMENTALES DE LA MECÁNICA DE MATERIALES
La Mecánica Clásica supone que cuando sobre un sólido ideal se aplica un determinado sistema de fuerzas aquél permanece indeformable. La realidad es bien distinta: cualquier cuerpo real sobre el que actúa un sistema de fuerzas, se deforma siempre en mayor o menor grado, aunque muchas veces estas deformaciones no sean detectables a simple vista. Las fuerzas interiores que se ejercen entre las moléculas y átomos del cuerpo, se oponen a esta deformación. Si vamos aumentando la magnitud de las fuerzas aplicadas van aumentando, también, gradualmente las deformaciones y las citadas fuerzas interiores, hasta que llega un momento en que el cuerpo se rompe. 
La Resistencia de Materiales, tiene por objeto principal hallar los esfuerzos, por unidad de superficie, (tensiones), que se originan en los distintos puntos de un cuerpo cuando sobre éste actúa un sistema de fuerzas cualquiera. 
En el caso de una pieza en movimiento, por ejemplo, una biela de una máquina, el sistema de fuerzas que actúa sobre ella no está en equilibrio, pero en nuestro caso, que nos ocuparemos exclusivamente de los problemas planteados por las construcciones, el sistema de todas las fuerzas reales, que actúa sobre el cuerpo, estará siempre en equilibrio, es decir, que el sistema de sectores que representa todas las fuerzas, será siempre un sistema nulo. 
La Resistencia de Materiales, añade algunas hipótesis simplificadas, a las pocas hipótesis fundamentales de que parte la Teoría de la Elasticidad. Se obtienen así, soluciones con la aproximación suficiente que requieren la mayoría de los problemas de dimensionamiento o de la comprobación de la estabilidad de las vigas o piezas que componen una estructura, que son los dos aspectos en que se suelen presentar los problemas de que se ocupa esta Técnica y que definimos a continuación: 
a) DIMENSIONAMIENTO: Es cuando conociendo el sistema de fuerzas, en equilibrio, que actúan sobre una viga o estructura, nos proponemos determinar cuáles son las dimensiones a dar a esta viga o estructura para que los esfuerzos específicos internos (tensiones) o las deformaciones no pasen de los límites fijados previamente como admisible. 
b) COMPROBACIÓN: En este caso, conociendo previamente las dimensiones de la 
estructura y el sistema, en equilibrio de fuerzas que actúa sobre ella (cargas directamente aplicadas y reacciones de los apoyos), nos proponemos determinar los esfuerzos interiores y deformaciones para comprobar que éstos no son superiores a los límites máximos admitidos. 
Generalmente lo que se fija para el dimensionamiento son los valores máximos que pueden alcanzar los esfuerzos internos. Las deformaciones se investigan, generalmente, como veremos después, para determinar las reacciones de los apoyos y los esfuerzos internos que no pueden hallarse con solo los recursos que ofrece la Mecánica Clásica (las ecuaciones de la Estática). 
 
CONCEPTO DE TENSIÓN 
 
En el apartado anterior, hemos utilizado varias veces el término de “esfuerzos específicos interiores” o “tensiones”. Precisemos y definamos este concepto, de capital importancia para todo lo que sigue. 
Consideremos un cuerpo natural al que se le aplica un sistema de fuerzas en equilibrio. Este 
sistema será pues, nulo. 
Imaginemos una superficie S que divide al cuerpo 
en dos partes A y B. 
La parte A estará en equilibrio, bajo la acción de las fuerzas que le son directamente aplicadas (F1, F2, F3); y de las acciones o esfuerzos interiores que la parte (B) ejerce sobre la (A) a través de su superficie de contacto S. 
Sea C un pequeño entorno, de área , de esta superficie, que comprende al punto P, e la fuerza ejercida a través de este pequeño elemento de superficie. 
Se llama tensión en el punto P, según la orientación definida por la superficie plana (C) al Vector: 
 
 
Es pues la fuerza por unidad de superficie, en el punto P y ejercida según el plano (C) que pasa por este punto. A cada punto P, corresponde pues un conjunto doblemente infinito de vectores tensión correspondientes al conjunto doblemente infinito de planos que pasan por P. Así pues, el término “tensión en el punto P carece de sentido, por incompleto, si no se precisa sobre que orientación se ejerce. 
En general el vector es oblicuo al plano C y , puede descomponerse en dos componentes situadas sobre la normal al plano, dirigido de (A) hacia (B) y otra contenida en éste. A estas dos componentes se las designa por tensión normal y tensión tangencial . 
	Estas tensiones, 	 (y también su resultante ) son fuerzas por unidad de área, y tienen por y 
.
 
tanto, la dimensión 
Las fuerzas 	 aplicadas al cuerpo pueden ser fuerzas de volumen (como por ejemplo el peso) o 
fuerzas de superficie (como por ejemplo empuje de las tierras, hidrostático, fuerzas de rozamiento, etc.) 
Notemos que en la definición de tensión hemos supuesto; 
a) que el cuerpo está formado por un medio continuo, lo que no corresponde a la realidad 
pues la materia está constituida por moléculas y éstas a su vez por átomos. Pero se puede aceptar la anterior definición porque un elemento diferencial de volumen comprende un número elevadísimo de moléculas. 
b) Que las acciones entre las dos partes (A) y (B) del cuerpo se reducen a las acciones de 
superficie. Esta hipótesis corresponde prácticamente a la realidad, porque la acción de 
cada molécula solo se hace notar, en virtud de la ley de la atracción universal de Newton, sobre las moléculas vecinas a distancia muy pequeña. 
 DEFINICIÓN DE VIGA EN GENERAL. 
Como el objeto principal de la Resistencia de Materiales es el estudio de las vigas (en el sentido amplio de la palabra), y de las estructuras formadas por un conjunto, resistente, de vigas enlazadas entre sí, pasamos a dar el concepto de “viga” o “pieza”. 
“Una viga o pieza es un sólido engendrado por una sección plana S, cuyo centro de gravedad recorre una curva C, manteniéndose el plano de S normal a la curva “. 
La sección plana S, se llama sección recta o sección normal de la viga. 
La curva C es la fibra media de la viga, sin que esta denominación tenga ninguna relación con la 
estructura material. 
· Viga alabeada, es cuando la curva C es alabeada. 
· Viga plana, es cuando la curva C es plana. 
· Viga recta, es cuando la curva C es una recta. 
Las vigas alabeadas son muy poco corrientes, las vigas o piezas planas más usuales son los arcos. Las vigas rectas suelen denominarse comúnmente, simplemente “vigas”. 
En la mayor parte de las vigas planas que se consideran, el plano de la fibra media es un plano de simetría, llamado plano medio (vigas de plano medio). 
Cuando la viga es recta se llama viga de plano medio cuando la sección recta tiene un eje de simetría contenido siempre en este plano. 
En todo lo que precede hemos supuesto S constante. En este caso se dice que es de sección 
constante. Frecuentemente, la sección S varía gradualmente de magnitud, e incluso de forma, para definir una viga más idónea a los esfuerzos que debe soportar; se dice entonces que la viga es de sección variable. 
Se llama rebanada al elemento de una viga comprendida entre dos secciones muy próximas. 
FUERZAS APLICADAS A LAS VIGAS 
Las fuerzas aplicadas a una viga comprenden; 
a) Fuerzas dadas o cargas. 
b) Las reacciones de los apoyos, que provienen de los enlaces exteriores, es decir de la forma como la viga está sustentada a un medio o sistema exterior o ajeno a la viga. 
En el caso de un sistema de vigas, puede ser preciso considerar enlacesinteriores correspondientes de la forma que una viga se enlaza con otra del mismo sistema. Después daremos varios ejemplos de reacciones. 
a) Fuerzas dadas. Estas pueden ser de superficie (como el empuje hidrostático o de las tierras y cualquier carga repartida o de rozamiento; o de volumen; el ejemplo más clásico de estas últimas es el propio peso de la viga. 
Las fuerzas, también se clasifican, en repartidas o concentradas, entendiéndose por estas últimas cuando actúan sobre un elemento de volumen o superficie muy pequeña, como, por ejemplo, la fuerza que hace sobre la plataforma de un puente la rueda de un camión (fuerza vertical) o la fuerza de frenado (fueran horizontal). Ambos ejemplos de fuerzas concentradas son de fuerzas de superficie. 
Ejemplo de fuerzas repartidas son el peso (fuerza de volumen), la carga que realiza sobre la viga de apoyo al contorno de una placa que apoya sobre dos o más vigas (fuerza de superficie), la fuerza del viento, etc. 
La viga ejerce una acción sobre los apoyos y éstos devuelven a la viga una reacción igual y contraria. El efecto que el apoyo ejerce sobre la viga, o sea la reacción, es equivalente a una fuerza concentrada, tal como se indica en los ejemplos de la figura. 
 
Entre los diferentes tipos de enlace que se disponen para las vigas de plano medio, se distinguen, como más importantes, y casi exclusivamente, los siguientes; 
El apoyo simple constituido, por ejemplo, un cilindro entre dos planos. Este tipo de apoyo solo coarta un solo movimiento del extremo de la viga (en el caso de la figura a) el vertical) y da lugar a una reacción cuya posición y dirección está completamente determinada. Hay por tanto una sola incógnita; la magnitud de la reacción. 
· La articulación. En las vigas metálicas está constituida por una rótula y en la de hormigón armado por una sección muy reducida y bien armada (rótula o articulación Freyssinet). De la reacción correspondiente sólo se sabe que pasa por el punto, que teóricamente determina la posición de la articulación. Se desconoce la dirección y magnitud de la fuerza. Aquellas pueden venir determinadas por las proyecciones H y V sobre dos rectangulares, soliéndose tomar, uno horizontal (el otro será por tanto vertical). Hay pues dos incógnitas; las componentes horizontal y vertical de la reacción. Este tipo de apoyo coarta toda la traslación y permite e giro. 
 
· El empotramiento. Coarta todo movimiento de la extremidad de la pieza; traslación y giro. Es decir, asegura la completa inmovilidad del extremo de la viga. 
 
 
 
 
En este caso la reacción ejercida está constituida por una fuerza repartida, que, en virtud de la primera hipótesis fundamental, que veremos a continuación, puede sustituirse por una fuerza (resultante general de las fuerzas repartidas) y su momento resultante respecto al centro de gravedad de la sección AB (ver fig.14). 
“Este equivale a una fuerza única que actúa excéntricamente a la sección, unido a esta por un brazo rígido” 
La determinación de este tipo de reacción implica tres incógnitas. Las proyecciones de (x e y) sobre dos ejes (en general rectangulares y uno de ellos horizontal) y el momento de las fuerzas repartidas 
(o sea de su equivalente ) respecto a un eje normal al plano medio de la viga trazado por G. (Las incógnitas son; X, Y y M). También se designan otras veces por H, V y M). 
1.2 CARÁCTERISTICAS Y PROPIEDADES MECÁNICAS DE MATERIALES COMÚNES EN LA CONSTRUCCIÓN.
VARILLA:
La varilla es un producto de acero terminado de sección redonda con resaltes o estrías (corrugas) para facilitar su adherencia al concreto en la industria de la construcción.
Cumplen con las especificaciones de la norma ASTM (American Society For Testing And Materials).
ASTM A 615- Barras corrugadas y lisas (GR-40 Y 60).
ASTM A 706- Barras Soldables.
ASTM A  36- Barras estructurales
 
Características físicas para el grado 40
 
Limite elástico mínimo---------------------------------------- 40,000 lb. /plg2 ó 2,800 Kg. /cm2.
Límite de rotura mínimo-------------------------------------- 70,000 lb. /plg2 ó 4,900 kg. /cm2. 
Alargamiento mínimo: 11.0 – 12.0%, en dependencia del número de designación de la varilla.
 
Características físicas para el grado 60
 
Limite elástico mínimo------------------------------------------60,000lb. /plg2 ó 4200 kg. /cm2.
Carga de rotura-----------------------------------------------------90,000lb. /plg2 ó 6300 kg. /cm2.
Alargamiento mínimo: 11.0 – 12.0%, en dependencia del número de designación de la varilla
CEMENTO GRIS:
El cemento gris que mercadeamos es adecuado para todo tipo de uso en el sector de la construcción. Con las innovaciones en las industrias del cemento y sus nuevos productos, ya es posible utilizarlo no solo para pegar bloques, pañetar o hacer caminos, sino también en la realización de paredes, techos, pisos, texturas exteriores, mesetas, productos decorativos, etc., Teniendo para cada necesidad un tipo de cemento que nos dará el mejor resultado.
MORTEROS:
· El mortero es un compuesto de conglomerantes inorgánicos, agregados finos y agua, y posibles aditivos que sirven para pegar elementos de construcción tales como ladrillos, piedras, bloques de hormigón, etc. Además, se usa para rellenar los espacios que quedan entre los bloques y para el revestimiento de paredes. Los más comunes son los de cemento y están compuestos por cemento, agregado fino y agua. Generalmente, se utilizan para obras de albañilería, como material de agarre, revestimiento de paredes, etc
Líneas de morteros adhesivos:
• Adhesivo de uso estándar: Especializada para la colocación de piezas no muy pesadas y de tamaño regular, con un control de tiempo de corrección y tiempo de apertura. Ahorra en el desperdicio de la mezcla durante el proceso de aplicación, por su capacidad de agarre y adherencia. Se reducen sustancialmente las fallas por ahuecamiento. Mayor aumento en la productividad de la colocación. Posibilidad de corregir sin desprender la cerámica.
• Adhesivo de uso profesional: Especializada para la colocación de piezas grandes y pesadas; tiene una alta resistencia al rodaje y al alto transito continuo y frecuente. Presenta las mismas ventajas que el adhesivo de uso estándar.
•Otras líneas de morteros:
Adhesivo para bordes de interior y entorno de piscina
Adhesivo para la colocación de mármol
Adhesivo para la colocación de ladrillos.
· Adhesivos para la colocación de lajas de mortero para juntas: Mezcla para junta fina: Es una mezcla para el llenado de juntas en pavimentos y revestimiento cerámico con agregados Granulométricamente finos graduados y de tamaño máximo equivalente a 0.30 milímetros.
• Mezcla para junta ancha: Tiene un tamaño máximo equivalente a 0.71 milímetro; por tanto, es aplicado para el llenado de juntas en pavimentos y revestimientos cerámicos de hasta 6mm, entre piezas, tanto en exterior como en interior.
Las Resistencias mecánicas de los morteros destinados a revestimiento deben atender fundamentalmente en su respuesta a las tensiones provocadas por pequeños movimientos diferenciales del soporte, tensiones generadas por cambios ambientales e impactos o agresiones externas.
Distinguimos dos tipos de resistencias relacionadas con las solicitaciones que deberá de soportar el mortero: compresión y tracción.
La resistencia a compresión nos proporciona una idea de la cohesión interna del mortero. Indica, así, su capacidad de soportar presiones sin disgregarse. La cohesión también se relaciona con el grado de estanqueidad que será capaz de alcanzar una vez dispuesto.
La resistencia a tracción nos proporciona información sobre la dificultad que oponen las partículas a separarse. Como en el resto de este tipo de materiales la resistencia a tracción es baja, por lo que debe asegurarse que el material no estará expuesto a estas solicitaciones.
Estas resistencias mecánicas de los morteros de revestimiento no deben ser superiores a la de los soportes. El mortero debe ser lo suficientemente flexible para acompañar leves movimientos del soporte porcausas térmicas o estructurales. Una excesiva rigidez provocaría la aparición de fisuras o agrietamientos.
MADERA:
Al contrario de la mayoría de los materiales estructurales, tiene resistencia a tensión superior a la de compresión, aunque esta última es también aceptablemente elevada. Su buena resistencia, su ligereza y su carácter de material natural renovable constituyen las principales cualidades de la madera para su empleo estructural. Su comportamiento es relativamente frágil en tensión y aceptablemente dúctil en compresión, en que la falla se debe al pandeo progresivo de las fibras que proporcionan la resistencia. El material es fuertemente anisotrópico, ya que su resistencia en notablemente mayor en la dirección de las fibras que en las ortogonales de ésta. Sus inconvenientes principales son la poca durabilidad en ambientes agresivos, que puede ser subsanada con un tratamiento apropiado, y la susceptibilidad al fuego, que puede reducirse sólo parcialmente con tratamientos retardantes y más efectivamente protegiéndola con recubrimientos incombustibles. Las dimensiones y formas geométricas disponibles son limitadas por el tamaño de los troncos; esto se supera en la madera laminada pegada en que piezas de madera de pequeño espesor se unen con pegamentos de alta adhesión para obtener formas estructuralmente eficientes y lograr estructuras en ocasiones muy atrevidas y de gran belleza. El problema de la anisotropía se reduce en la madera contrachapeada en el que se forman placas de distinto espesor pegando hojas delgadas con las fibras orientadas en direcciones alternadas en cada chapa. La unión entre los elementos de madera es un aspecto que requiere especial atención y para el cual existen muy diferentes procedimientos. Las propiedades estructurales de la madera son muy variables según la especie y según los defectos que puede presentar una pieza dada; para su uso estructural se requiere una clasificación que permita identificar piezas con las propiedades mecánicas deseadas. En algunos países el uso estructural de la madera es muy difundido y se cuenta con una clasificación estructural confiable; en otros su empleo con estos fines es prácticamente inexistente y es difícil encontrar madera clasificada para fines estructurales. De los materiales comúnmente usados para fines estructurales, el acero es el que tiene mejores propiedades de resistencia, rigidez y ductilidad. Su eficiencia estructural es además alta; debido a que puede fabricarse en secciones con la forma más adecuada para resistir flexión, compresión u otro tipo de solicitación. Las resistencias en compresión y tensión son prácticamente idénticas y pueden hacerse variar dentro de un intervalo bastante amplio modificando la composición química o mediante trabajo en frío. Hay que tomar en cuenta que a medida que se incrementa la resistencia del acero se reduce su ductilidad y que al aumentar la resistencia no varía el módulo de elasticidad, por lo que se vuelven más críticos los problemas de pandeo local de las secciones y global de los elementos. Por ello, en las estructuras normales la resistencia de los aceros no excede de 2500 kg/cm2, mientras que para refuerzo de concreto, donde no existen problemas de pandeo, se emplean con frecuencia aceros de 6000 kg/cm2 y para presfuerzo hasta de 20,000 kg/cm2. La continuidad entre los distintos componentes de la estructura no es tan fácil de lograr como en el concreto reforzado, y el diseño de juntas, soldadas o atornilladas en la actualidad, requiere de especial cuidado para que sean capaces de transmitir las solicitaciones que implica su funcionamiento estructural.
ACERO:
•Ductilidad, es la elongación que sufre la barra cuando se carga sin llegar a la rotura. Las especificaciones estipulan que el estiramiento total hasta la falla, no sea menor que cierto porcentaje mínimo (tabla 5.3) que varía con el tamaño y grado de la propia barra (apartado
5.7.1).
•Dureza se define como la propiedad del acero a oponerse a la penetración de otro material
(apartado 5.7.2).
•Resistencia a la tensión, Es la máxima fuerza de tracción que soporta la barra, cuando se inicia la rotura, dividida por el área de sección inicial de la barra. Se denomina también, más
precisamente, carga unitaria máxima a tracción.
Límite de  fluencia,  fy.-  Es  la  tensión  a  partir  de  la  cual  el  material  pasa  a  sufrir deformaciones          permanentes, es decir, hasta este valor de tensión, si interrumpimos el traccionamiento de la muestra,     ella  volverá a su tamaño inicial, sin presentar ningún tipo de deformación permanente, esta se llama deformación elastica. El ingeniero utiliza el limite de fluencia de la barra para calcular la dimensión de la estructura, pues la barra soporta cargas y sobrecargas hasta este punto y vuelve a su condición inicial sin deformación. Pasado este punto, la estructura esta fragilizada y comprometida.
En general, en el caso de los aceros de dureza natural, el límite de fluencia coincide con el valor aparente de la tensión correspondiente al escalón de cedencia. En los casos en que no aparece este escalón o aparece poco definido, como suele ocurrir con los aceros estirados en frío, es necesario recurrir al valor convencional establecido en las prescripciones, como se explica mas abajo, para aceros de resistencia mayor a 4200 Kg/cm2
Las barras con resistencias hasta 2800 Kg/cm2 presentan una curva elasto-plástica, como se ve en la figura 5.10 a), entonces fy se identifica con claridad.
Para aceros de resistencias mayores, hasta 4200 Kg/cm2, la curva esfuerzo-deformación unitaria puede ser elasto-plastica o no, dependiendo de las propiedades del acero y del procesos de fabricación.
Para aceros de resistencias mayores a 4200 Kg/cm2, donde el grado de fluencia no esta definido, el código ACI especifica que el esfuerzo de fluencia, fy, debe determinarse como el esfuerzo que corresponde a una deformación de 0.0035 cm/cm.
Probablemente, la resistencia en el punto de fluencia, es decir, el esfuerzo elástico máximo que puede soportar la barra, es la propiedad mecánica más importante para el diseñador.
La resistencia a la tensión se controla por un limite sobre la resistencia en el punto de fluencia y esta no puede ser menor que 1.25 veces la resistencia real en el punto de fluencia.
Si bien la tendencia actual, en la construcción con hormigón reforzado, es hacia el uso de barras de refuerzo con grado de resistencia más elevado, dado que el  uso de estas conduce a una reducción significativa del tonelaje de acero y del tamaño de los miembros estructurales de hormigón, lo que da por resultado economía en la mano de obra y en otros materiales, se tiene un limite practico sobre cuan fuerte debe ser el acero de refuerzo utilizado en una construcción estándar de Hormigón armado: Todas las resistencias del acero tienen aproximadamente la misma elongación para el mismo esfuerzo de tensión aplicado  (mismo  modulo  de  elasticidad  Es=2.1*106  Kg/cm2).   Si  un  acero  tiene  una resistencia en el punto de fluencia que es el doble de la de otro, puede aplicarse el doble de 
deformación permanente, esta se llama deformación elastica. El ingeniero utiliza el limite de fluencia de la barra para calcular la dimensión de la estructura, pues la barra soporta cargas y sobrecargas hasta este punto y vuelve a su condición inicial sin deformación. Pasado este punto, la estructura esta fragilizada y comprometida.
En general, en el caso de los aceros de dureza natural, el límite de fluencia coincide con el valor aparente de la tensión correspondiente al escalón de cedencia (figura 5.10 a). En los casos en que no aparece este escalón o aparece poco definido, como suele ocurrir con los aceros estirados en frío, es necesario recurrir al valor convencional establecido en las prescripciones, como se explica mas abajo, para aceros de resistencia mayor a 4200
Kg/cm2.
Las barras con resistencias hasta 2800 Kg/cm2 presentan una curva elasto-plástica, como se ve en la figura 5.10 a), entonces fy se identifica con claridad.Para aceros de resistencias mayores, hasta 4200 Kg/cm2, la curva esfuerzo-deformación unitaria puede ser elasto-plastica o no, dependiendo de las propiedades del acero y del procesos de fabricación.
Para aceros de resistencias mayores a 4200 Kg/cm2, donde el grado de fluencia no esta definido, el código ACI especifica que el esfuerzo de fluencia, fy, debe determinarse como el esfuerzo que corresponde a una deformación de 0.0035 cm/cm, tal como se muestra en la figura 5.11.
Probablemente, la resistencia en el punto de fluencia, es decir, el esfuerzo elástico máximo que puede soportar la barra, es la propiedad mecánica más importante para el diseñador.
La resistencia a la tensión se controla por un limite sobre la resistencia en el punto de fluencia y esta no puede ser menor que 1.25 veces la resistencia real en el punto de fluencia.
Si bien la tendencia actual, en la construcción con hormigón reforzado, es hacia el uso de barras de refuerzo con grado de resistencia más elevado, dado que el  uso de estas conduce a una reducción significativa del tonelaje de acero y del tamaño de los miembros estructurales de hormigón, lo que da por resultado economía en la mano de obra y en otros materiales, se tiene un limite practico sobre cuan fuerte debe ser el acero de refuerzo utilizado en una construcción estándar de Hormigón armado: Todas las resistencias del acero tienen aproximadamente la misma elongación para el mismo esfuerzo de tensión aplicado  (mismo  modulo  de  elasticidad  Es=2.1*106  Kg/cm2).  Si  un  acero  tiene  una resistencia en el punto de fluencia que es el doble de la de otro, puede aplicarse el doble de esfuerzo, pero se obtendrá el doble de elongación. Con cargas moderadas, el refuerzo de acero se estirará casi lo mismo que lo que puede estirarse el hormigón que lo rodea sin agrietarse severamente; si se aplica más carga, el acero puede soportar la carga con seguridad, pero el hormigón que lo cubre se agrietará. Esto no sólo da mal aspecto sino
que, en general, permitirá la corrosión del refuerzo.
a) Diagrama Esfuerzo Deformación para Aceros de Dureza Natural Laminados en
Caliente; b) curvas típicas esfuerzo-deformación unitarias para barras de refuerzo
Nota: Las curvas están indicadas según su límite de fluencia.
Diagrama Esfuerzo Deformación para Aceros de resistencia mayor a 4200 kg/cm2
En general, no se puede usar la mayor resistencia de los aceros con resistencias en el punto de fluencia de 4200   Kg/cm2, como refuerzo estándar a la tracción, sin causar el agrietamiento del hormigón, a menos que se tomen disposiciones especiales en el diseño del miembro. 
•Maleabilidad Es la capacidad que presenta el acero de soportar la deformación, sin romperse, al ser sometido a un esfuerzo de compresión.
•Tenacidad, viene siendo la conjugación de dos propiedades: ductilidad y resistencia. Un material tenaz será aquel que posee una buena ductilidad y una buena resistencia al mismo
tiempo.
•Fatiga, cuando un elemento estructural se somete a cargas cíclicas, este puede fallar debido a las grietas que se forman y propagan, en especial cuando se presentan inversiones de esfuerzos, esto es conocido como falla por fatiga, que puede ocurrir con esfuerzos menores a la carga de deformación remanente.
Límite de fatiga. Se evalúa en un diagrama Esfuerzo máximo (resistencia ala fatiga) vs. el número de ciclos hasta la falla, estos diagramas indican que la resistencia a la fatiga, de un acero estructural, decrece con un aumento de número de ciclos, hasta que se alcanza un valor mínimo que es el Limite de Fatiga.  Con la tracción considerada como positiva y la compresión negativa, las pruebas también demuestran que a medida que disminuye la relación entre el esfuerzo máximo y el mínimo, se reduce de modo considerable la resistencia al a fatiga. Las pruebas indican además que los aceros con resistencia a la tracción semejante tienen casi la misma resistencia a la fatiga.
Estas propiedades se determinan mediante la realización de diferentes pruebas o ensayos, para determinar qué material es el que emplearemos para el fin que le queramos dar. En la tabla 5.3 se dan algunas características mecánicas para diferentes grados y clases de aceros.
1.3 ESFUERZO NORMAL Y DEFORMACION LINEAL
El esfuerzo normal (esfuerzo axil o axial) es el esfuerzo interno o resultante de las tensiones perpendiculares (normales) a la sección transversal de un prisma mecánico. Este tipo de solicitación formado por tensiones paralelas está directamente asociado a la tensión normal.
Dada una sección transversal al eje longitudinal de una viga o pilar el esfuerzo normal es la fuerza resultante de las tensiones normales que actúan sobre dicha superficie. Si consideramos un sistema de coordenadas cartesianas en que el eje X esté alineado con el eje recto de la viga, y los ejes Y y Z estén alineados con las direcciones principales de inercia de la sección el tensor de tensiones ([T]xyz) y el esfuerzo normal (Nx) vienen dados por:
El esfuerzo normal aplicado sobre un cierto material, también denominado esfuerzo uniaxial, es la relación que existe entre la fuerza aplicada perpendicularmente sobre cierta superficie y el área de sección transversal sobre la que actúa, o bien la carga por unidad de área. Matemáticamente, si P es la magnitud de la fuerza y A es el área donde está aplicada, el esfuerzo σ es el cociente: σ = P/A.
Las unidades del esfuerzo normal en el Sistema Internacional son newton /metro2, conocidas como Pascales y abreviadas Pa. Se trata de las mismas unidades de la presión. Otras unidades que aparecen en la literatura frecuentemente son las libras / pulgada2 o psi.
En la figura 2 dos fuerzas de igual magnitud están aplicadas perpendicularmente al área de sección transversal, efectuando una tracción sobre la barra muy liviana que tiende a alargarla.
Dichas fuerzas producen un esfuerzo normal que también se denomina carga axial centrada, a causa de que su línea de acción coincide con el eje axial, sobre el cual se encuentra el centroide.
Los esfuerzos, ya sean normales o de otros tipos, aparecen continuamente en la naturaleza. En la litosfera, las rocas están sometidas a la gravedad y a la actividad tectónica, experimentando deformaciones.
De esta manera se originan estructuras tales como pliegues y fallas, cuyo estudio es importante en el aprovechamiento de minerales y en ingeniería civil, para la construcción de edificaciones y carreteras, por citar unos pocos ejemplos.{\displaystyle [T]_{xyz}={\begin{bmatrix}\sigma _{x}&\tau _{y}&\tau _{z}\\\tau _{y}&0&0\\\tau _{z}&0&0\end{bmatrix}},\qquad N_{x}(x)=\int _{\Sigma }\sigma _{x}(x){\text{d}}y{\text{d}}z\,}