1. ESTADO NATURAL

Estado en que se encuentra el sólido elástico (aquel que ante un

esfuerzo exterior se deforma y recupera su condición primitiva al cesar la

causa que producía la deformación) cuando no está sometido a fuerzas o

acciones externas. Dicho estado se puede subdividir en dos grupos según

posea o no tensiones:

A.-ESTADO NATURAL SIN TENSIÓN

Constituido por el estado natural sin tensión con deformación y por

el estado natural sin tensión ni deformación. Llamado también estado no

deformado; el estado no deformado es aquel en que se encuentra el

sólido elástico, cuando no siendo sometido a la acción de las fuerzas

externas son nulos sus componentes de deformación en cada punto.

B.-ESTADO NATURAL CON TENSIÓN O ESTADO DE COACCIÓN

Estado obtenido cuando al solido no deformado se le imponen

deformaciones y/o ligaduras (vínculos internos y/o externos) no

compatibles con su configuración indeformada.

El estado de coacción es una configuración de equilibrio de un

cuerpo deformable que se puede considerar obtenido del solido

indeformable mediante la introducción de deformaciones locales o de

conjunto, que no respetan la congruencia interna y/o la compatibilidad con

los vínculos externos y que inducen al solido a deformarse de tal manera

que las deformaciones sean congruentes y compatibles.

2. SÓLIDOS SIN VINCULACIÓN EXTERNA O VINCULADOS EN MODO

ISOSTÁTICO.

Las deformaciones impuestas no compatibles serán

necesariamente por vínculos internos ya que los vínculos externos, en

caso de que existan, no se oponen y por ende no reaccionan.

Las tensiones se manifiestan por imposición de conexiones

internas producidas por diversas causas naturales o artificiales, como la

de origen físico-químico, que hacen variar el volumen (retracción no

uniforme del concreto, retracción del concreto armado, entre otros.); la

variación térmica no lineal, la distorsión (imposición de que las dos caras

del corte de una sección de la viga cumplan un pequeño movimiento

relativo); el pretensado; entre otros.

La deformación impuesta no compatible, produce las

deformaciones plásticas que a su vez generan tensiones elásticas, y

como el sólido inicialmente estaba en estado no deformado, las tensiones

están en equilibrio sobre sí mismas, hecho que caracteriza el aspecto

estático de este estado de coacción.

3. SÓLIDOS VINCULADOS EN MODO HIPERESTÁTICO Y CON

DEFORMACIONES IMPUESTAS NO COMPATIBLES POR VÍNCULOS

EXTERNOS.

En este tipo de deformación impuesta a la estructura es ahora la

vinculación externa la causante de la incompatibilidad .En la búsqueda de

la condición de equilibrio estable , la estructura se deforma para

adaptarse a la condición de final compatible, generándose solicitaciones

en ella y reacciones en los apoyos.

La condición final equilibrada se caracteriza por el auto equilibrio de

las secciones de vínculos externos: queda así asegurado el equilibrio

externo con participación de las acciones directas (cargas exteriores) .La

condición de equilibrio de una porción longitudinal de las estructuras es

entre las características de solicitación (generadas por las reacciones de

vínculos) presentes en las secciones extremas de la porción.

Las deformaciones impuestas a las que se están haciendo

referencia pueden ser por causas naturales o propias de las estructuras

(variación de la temperatura, retracción del concreto, entre otros.), como

consecuencia de la aplicación de acciones externas (asentamientos de

apoyos), o por acciones intencionales (descenso obligado de un vínculo

externo, concreto pretensado.).

4. SÓLIDOS VINCULADOS EN MODO HIPERESTÁTICO Y CON

DEFORMACIÓN IMPUESTA NO COMPATIBLE POR VÍNCULOS

EXTERNOS E INTERNOS.

Hay deformaciones impuestas del tipo explicado como sólidos sin

vinculación externa o vinculados en modo isostático, porque la estructura

es externamente isostática, pero que se convierten también en sólidos

vinculados en modo hiperestático y con deformaciones impuestas no

compatibles por vínculos externos, cuando la vinculación externa es

superabundante. Suponiendo válido el principio de superposición , una

estructura así concebida presentará entonces un estado de tensión suma

del estado de tensión debido al estado de tensión por vinculo interno y del

estado de coacción debido a vínculos externos. En el supuesto de un

comportamiento elástico del material, la eliminación del vínculo

superabundante hace que en la estructura exista solamente el primer

estado de coacción.

El concreto pretensado es uno de muchos ejemplos de este estado

de coacción, porque presenta siempre un estado de coacción por vínculos

internos y frecuentemente también otro por vínculos externos. Su

comportamiento se puede suponer elástico bajo carga instantánea pero

no bajo carga prolongada.

5. EQUILIBRIO GENERAL. ENERGÍA VINCULADA. TRABAJO DE

DEFORMACIÓN.

La configuración de equilibrio más general del sólido elástico es

aquella, en donde al estado natural con tensión se le añaden fuerzas

externas.

Para evaluar las deformaciones y tensiones causadas por las

fuerzas externas, el estado de referencia del cuerpo debería ser su estado

natural antes de la intervención de fuerzas; y para evaluar el estado total

de deformaciones y de tensiones, el estado de referencia debería ser el

estado no deformado.

El sólido en estado de coacción posee energía elástica que

llamaremos energía vinculada, dicha energía (siempre positiva, como toda

energía) no podrá ser restituida a menos que se destruyan los nexos

internos y/o externos que han vinculado al sólido, o añadiendo otro estado

de coacción. Es decir, todo sistema de fuerzas externas aplicadas al

solido en coacción no altera la energía vinculada: más bien hace que el

sólido acumule otra cuota de energía (energía debido a las fuerzas

externas de deformación).

Cuando sobre el sólido elástico en estado no deformado actúa un

sistema de cargas, se sabe que las fuerzas externas además de

deformarlo realizan un trabajo y el sólido regresa a su estado inicial al ser

descargado. Este hecho induce a atribuir al solido una imagen físico-

matemática que consiste en afirmar que el trabajo realizado por las

fuerzas externas para deformarlo, se acumula en el mismo solido bajo

forma de energía potencial elástica; dicha energía se libera, restituyendo

el trabajo, cuando se descarga el sólido.

Para sólidos en coacción y con vínculos externos, las reacciones

de los implicados no cumplen trabajo porque ya los vínculos, supuestos

rígidos, hacen que los puntos de aplicación de las reacciones sean fijos.

Los sólidos en estado de coacción se clasifican, además, de baja y

de alta energía vinculada. Los de baja energía vinculada pierden gran

parte o medio el estado de coacción; los de alta energía vinculada

construidos con diferentes técnicas y con los mismos materiales, aun

perdiendo la misma cantidad de energía en el tiempo, resulta con

suficiente cantidad restante.

INTRODUCCIÓN

El concreto es un material con características semejantes a la

piedra que se obtiene mediante la mezcla proporcionada de cemento,

arena y grava u otro agregado, y agua. Al endurecerse el resultado de

esta mezcla puede presentarse en formas y dimensiones deseadas. Los

principios que hacen del concreto un material de construcción universal

son tan evidentes que ha sido utilizado de diversas maneras por miles de

años. Este es un material relativamente frágil, con una baja resistencia a

la tensión comprada con la resistencia a la compresión, esta condición

impide su utilización en elementos estructurales sometidos a tensión, una

alternativa para contrarrestar esta limitación fue utilizar acero como

vínculo interno para reforzar el concreto aumentando así su resistencia a

la tensión. El estado natural de tan extraordinario material de construcción

se presenta cuando no está sometido a fuerzas externas, en caso

contrario dichas fuerzas causarán tensiones y deformaciones que nos

permiten evaluar su comportamiento teniendo en cuenta el estado de

referencia.

CONCLUSIÓN

El estado natural del concreto se puede dividir en dos grupos, los

cuales son estado natural sin tensión y estado natural con tensión o mejor

conocido estado de coacción. Dicha condición se puede ver alterada por

el suministro de acciones y/o vínculos externos, cuya aplicación provoca

deformaciones y tensiones no compatibles con su configuración inicial (no

deformada). El estado de coacción se presenta cuando dicho material o

elemento sometido a acciones intenta equilibrarse por medio de

deformaciones, logrando así la compatibilidad con los vínculos externos.

La configuración de equilibrio más general de un sólido elástico es aquella

donde al estado natural con tensión se le añaden fuerzas externas. El

sólido en estado coacción posee energía elástica, lo que se denomina

energía vinculada, si se tiene un sistema de fuerzas externas aplicadas en

un sólido en coacción no altera la energía vinculada, solo hace que se

acumule mas energía.

Si sobre un sólido elástico no deformado actúa un sistema de

cargas, las fuerzas externas además de deformarlo realizan un trabajo,

cuyo efecto se verá anulado al ser descargado, pues el sólido regresará a

su estado inicial.