BARRAS CON CHAPA CONFORMADA EN FRÍO
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- Víctor Manuel Tebar Romero
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1 BARRAS CON CHAPA CONFORMADA EN FRÍO Barras traccionadas Barras flexadas. Cortante Barras comprimidas axilmente Esfuerzos combinados Efectos de segundo orden 1
2 BARRAS O PIEZAS CON PERFILES DE CHAPA CONFORMADA Tracción Compresión Flexión Corte Efectos combinados
3 MIEMBROS o BARRAS CON PERFILES DE CHAPA CONFORMADA PROPIEDADES DE LAS SECCIONES Área, momento de inercia, módulos, radio de giro,... se determinan de acuerdo con los métodos convencionales del análisis estructural. El cálculo se hace sobre la base de las dimensiones reales de la sección bruta, la sección neta o la sección efectiva según corresponda o lo exija el proyecto Sección bruta Sección neta Sección efectiva 3
4 BARRAS O PIEZAS CON PERFILES DE CHAPA CONFORMADA Tracción Compresión Flexión Corte Efectos combinados 4
5 BARRAS O PIEZAS CON PERFILES DE CHAPA CONFORMADA TRACCIÓN T n= A g F y t =0,90 kl 300 r T n = An F u t =0,75 T n= Ae F u t =0,75 Ae =U An x U =1 1, L 5
6 BARRAS O PIEZAS CON PERFILES DE CHAPA CONFORMADA Tracción Compresión Flexión Corte Efectos combinados 6
7 Estados límites de una barra comprimida: (A) Fluencia de la sección bruta (B) Pandeo flexional de la barra (C) Pandeo torsional de la barra (D) Pandeo flexo-torsional 7
8 La capacidad disponible de una barra comprimida se determina con la expresión: c P d = c P n Si c 1,5 F n=0,658 F y P n = Ae F n Si c 1,5 F n= [ ] c =0,85 c = 0,877 F y c Fy Fe Fe la menor de las tensiones críticas de pandeo elástico flexional, torsional o flexo-torsional Las barras de sección angular se proyectan para un momento adicional Mux y Muy 8
9 (A) Fluencia de la sección bruta En miembros muy cortos, es prudente verificar la capacidad de la sección bruta P n= A g F y 9
10 (B) Pandeo flexional de barras o miembros comprimidos Pueden fallar por pandeo flexional global: Miembros con secciones tubulares y de simetría doble o puntual En miembros con secciones de simetría simple, es una forma posible Montantes conectados al material de revestimiento de un tabique 10
11 (B) Pandeo flexional de barras o miembros comprimidos La tensión crítica Fe se determina con la expresión de Euler F e= E k L r El valor del factor de longitud efectiva k se obtiene de la misma manera y consideraciones que para construcciones de acero laminadas CIRSOC 301-EL 11
12 (C) Pandeo TORSIONAL o FLEXO-TORSIONAL de barras con secciones de simetría doble o simple La tensión crítica Fe es el menor valor entre el pandeo respecto del eje de simetría débil y el pandeo torsional F ey = E k L ry 1 F et = ex t ex t 4 ex t ó ex t F et =... estimación más conservadora ex t [ ] 1
13 (C) Pandeo TORSIONAL o FLEXO-TORSIONAL de barras... 1 F et = ex t ex t 4 ex t [ ] =1 x0 ro [ E C w 1 t= G J A r k t L t ex = ] E k x Lx rx 13
14 Secciones armadas Se analizan dos situaciones (a) Barras armadas con los perfiles EN CONTACTO DISCONTINUO (b) Barras armadas con los perfiles SEPARADOS o DISTANCIADOS 14
15 Secciones armadas (a) Barras armadas con los perfiles EN CONTACTO DISCONTINUO En la expresión general de Fe, se introduce la esbeltez modificada k L r = m k L a r 0 ri Cumpliendo, además: 1) ) Los extremos de la barra deben estar fuertemente vinculados 3) Las uniones discretas resistirán un cortante >= 0,05 Pu a k L 0,50 ri r 0 15
16 Secciones armadas (b) Barras armadas con los perfiles SEPARADOS o DISTANCIADOS A las columnas armadas del grupo IV y V definidas en CIRSOC 301-EL, se aplican las prescripciones del apartado A-E.4 de ese reglamento con las siguientes modificaciones: 1) Columnas Grupo IV: la resistencia local del cordón Pd1 se determina conforme CIRSOC 303-EL ) Grupo V: los cordones y las presillas se verificarán según CIRSOC 303-EL 3) Las uniones se proyectarán conforme CIRSOC 303-EL 16
17 Barras comprimidas con un ala vinculada en toda su longitud a tablero o revestimiento con pasadores, en forma discontinua Pandeo respecto del eje de menor inercia P n=0,689 C 1 C C 3 A kn =0,85 C 1=0,79 x 0,54 C =0,461 t 0,93 C 3 =0,985 b 0,64 d,8 x= b a b x= a b Unidades: [cm] Pandeo respecto del eje de mayor inercia como columna de chapa conformada 17
18 Barras comprimidas con un ala vinculada... Condiciones: (1) () (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10) t 3, mm 15 d 305 mm 70 d / t 170,8 d / b 5 Esbeltez del ala 16 w / t 50 F y 8 MPa Alas : elementos comprimidos rigidizados s 305 mm paneles de chapa de acero En los apoyos, ambas alas no se desplazan Luz de los tramos : L 10 m 18
19 ESFUERZOS COMBINADOS DE FLEXIÓN Y FUERZA AXIAL La resistencia requerida debe satisfacer las siguientes condiciones: (1) Tracción y flexión M ux b M nxt M ux M uy Tu 1,0 b M nyt t T n M uy Tu 1,0 b M nx b M ny t T n () Compresión y flexión P u c P n M ux b M nxt M uy b M nyt 1,0 Mux, Muy calculados considerando los efectos de segundo orden 19
20 EFECTOS DE SEGUNDO ORDEN En la resistencia requerida a flexión de miembros sometidos a flexo compresión se deben considerar los efectos de las deformaciones en los esfuerzos internos (1) Método general de análisis elástico de segundo orden () Método de Amplificación de momentos elásticos de primer orden Aplicable en análisis elástico de sistemas de pórticos arriostrados o no, estructuras trianguladas y miembros con extremos indesplazables Cm Cualquier método de análisis elástico que considere los efectos P-δ y P-, con deformación inicial equivalente a H/500 M u= B1 M nt B M l t P u=p nt B P l t B1= B = 1 Pu P e P nt 1 P e 0
21 ... se parece al hombre prudente que edificó su casa sobre roca; vino la lluvia, se salieron los ríos, soplaron los vientos y descargaron contra la casa, pero no se hundió, porque estaba cimentada sobre roca... (Mt 7,1-7) UTN - FRM 1
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