DISEÑO DE ESTRUCTURAS DE ACERO

Transcripción

1 DISEÑO DE ESTRUCTURAS DE ACERO Traducido y adaptado por Héctor Soto Rodríguez Centro Regional de Desarrollo en Ingeniería Civil Morelaia Mich. 1

2 Miembros en compresión: Capítulo E: Resistencia en compresión Capítulo I: Resistencia de miembros compuestos Parte 4: Ayudas de diseño y tablas Capítulo C: Secuela de análisis

3 Pandeo local: Criterio en Tabla B4.1 Resistencia en el Capítulo E: Miembros con elementos esbeltos 3

4 Criterio de pandeo local La esbeltez de los patines y del alma, l, se utiliza como un criterio general para determinar si el pandeo local puede controlar en el intervalo de comportamiento elástico o inelástico, de no ser así, el criterio de pandeo general rige el diseño de los miembros comprimidos axialmente. El criterio r se basa en la teória de pandeo de placas planas de Timoshenko. Para perfiles IR ó W FLB, = b f /t f rf = 0.56 E F y WLB, = h/t w rw = 1.49 E F y 4

5 Pandeo local > r Elemento esbelto Ocurre la falla por pandeo local. Cubierto en la Sección E7 de las Especificaciones AISC 005. La mayoría de los perfiles estructurales laminados IR ó W tienen dimensiones tales que la posibilidad de que se presente el pandeo local es remota. El diseño queda controlado por criterios generales. 5

6 Capítulo E: Resistencia en compresión 6

7 Resistencia en compresión c = 0.90 ( c = 1.67) 7

8 Resistencia en compresión Las Especificaciones consideran las siguientes condiciones: Pandeo por flexión Pandeo por torsión Pandeo de los patines por flexotorsión 8

9 Resistencia en compresión 9

10 Resistencia en compresión Las siguientes diapositivas consideran: Miembros con dos ejes de simetría Secciones con almas y patines compactos (no esbeltos) 10

11 Resistencia en compresión Como los miembros no son esbeltos y tienen dos ejes de simetría, el pandeo por flexión (pandeo general) es el que representa el modo potencial de falla antes de que se alcance la carga crítica. La resistencia al pandeo depende de la relación de esbeltez del miembro comprimido axialmente, definida como KL/r. La resistencia se define como P n = F cr A g Ecuación E3-1 11

12 F y KL E Fe Sí 4. 71, Fcr F y E3- r F y Esta ecuación define el límite de pandeo inelástico. Sí KL E 4. 71, F cr = 0.877F e E3-3 r F y Esta ecuación define el límite de pandeo elástico con un factor de reducción, 0.877veces el límite téorico. F e = esfuerzo crítico de pandeo elástico (Euler), Ecuación E3-4 F e π E KL r 1

13 Efectos del material inelástico s Comportamiento elástico F e π E KL r KL/r 13

14 Efectos del material inelástico F KL y F c π r E T F y -F res s Inelastico Elástico F e π E KL r KL/r 14

15 Efectos del material inelástico F KL y F c π r E T F y -F res s Inelástico Elástico F e π E KL r KL/r 15

16 Efectos del material inelástico F cr F F y e F y F y F cr F e 0.44 Inelático Elástico F e π E KL r KL/r 4.71 E F y 16

17 Ayudas de diseño Tabla 4- c F cr en función de KL/r Útil para todos los perfiles laminados. La mayor relación de esbeltez KL/r rige el diseño. Tablas 4-1 a 4-0 c P n en función de KL y Puede aplicarse KL x pero dividiendo KL y entre r x /r y. 17

18 Criterio de esbeltez 18

19 De acuerdo con la Sección E. Recomendado para proporcionar relaciones de esbeltez KL/r menor que 00 19

20 Procedimiento con nomogramas 0

21 Nomógrama Para tomaar en cuenta los efectos de columna inelástica, se utiliza un factor de reducción de rigidez, a, para disminuir la rigidez EI de las columnas. El factor de reducción de rigidez se indica en la Tabla 4-1, pág

22 Nomograma Sí las vigas soportan carga axial importante, éstas proporcionan menos restricción a la rotación. La componente de rigidez rotacional de las vigas (EI/L) se reduce con el siguiente factor, 1-Q/Q cr Q = carga axial Q cr = resistencia por pandeo en el plano axial con K=1 Esto también es válido para columnas en una junta (varios niveles), que soportan carga axial mínima en comparación con sus resistencias.

23 Nomograma Para tomar en cuenta el concepto de pandeo de entrepiso, todas las columnas deben alcanzar su capacidad para permitir la falla de entrepiso. Se revisa el valor de K para tomar en cuenta los efectos de entrepiso. K se obtiene con la ecuación C-C-8 K π EI P r L Σ ΣPr π EI K n L 5 8 K n K n = K factor que se toma directamente del nomograma. P r = carga en la columna (factorizada de acuerdo con las combinaciones de carga LRFD) 3