Bisagra de plástico

En la teoría de vigas de ingeniería estructural , la rótula plástica es la deformación de una sección de una viga donde ocurre flexión plástica . ^{[ 1 ]} En ingeniería sísmica, la rótula plástica también es un tipo de dispositivo de amortiguación de energía que permite la rotación plástica [deformación] de una conexión de columna que de otro modo sería rígida. ^{[ 2 ]}

En el análisis del límite plástico de elementos estructurales sometidos a flexión, se supone que se produce una transición abrupta de comportamiento elástico a idealmente plástico a un cierto valor de momento, conocido como momento plástico (M _p ). El comportamiento del elemento entre M _yp y M _p se considera elástico. Cuando se alcanza M _p , se forma una rótula plástica en el elemento. A diferencia de una rótula sin fricción que permite la rotación libre, se postula que la rótula plástica permite grandes rotaciones a un momento plástico constante M _p .

Las rótulas plásticas se extienden a lo largo de tramos cortos de vigas. Los valores reales de estas longitudes dependen de las secciones transversales y las distribuciones de carga. ^{[ 3 ]} Sin embargo, análisis detallados han demostrado que es suficientemente preciso considerar las vigas como rígido-plásticas, con la plasticidad confinada a las rótulas plásticas en ciertos puntos. Si bien esta suposición es suficiente para el análisis de estado límite , existen formulaciones de elementos finitos para tener en cuenta la propagación de la plasticidad a lo largo de las longitudes de las rótulas plásticas. ^{[ 4 ]}

Al insertar una rótula plástica en una viga estáticamente determinada, en el punto de carga límite plástica, se puede formar un mecanismo cinemático que permite un desplazamiento ilimitado del sistema. Este mecanismo se conoce como mecanismo de colapso. Por cada grado de indeterminación estática de la viga, se debe agregar una rótula plástica adicional para formar el mecanismo de colapso.