Estructuras de acero: Problemas 1 Clasificación de secciones

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1 Esruuras de aero: Problemas 1 Clasiiaión de seiones 1. Seión someida a ompresión: IPE 600 S-355 Daos 355 /mm ε 35 h 600 mm b 0 mm 19 mm mm r 4 mm Clasiiaión del ala 0,81 0,5 b 110 mm ,8 < 10 ε 8,1 Clase 1 abla Elemenos Esruurales. Tomo 9. (1999). Insiuo Ténio de la Esruura en ero. San Sebasián Esruuras de aero. Problemas. Seiones. 1

2 Clasiiaión del alma d h r mm d mm 4,8 > 4 ε 34,0 Clase 4 abla 5.3 Por ano, la seión es de Clase 4. Seión someida a ompresión: HE 500 S-35 Daos 35 /mm ε 35 h 490 mm b 300 mm 3 mm mm r 7 mm Clasiiaión del ala 1 0,5 b 150 mm ,5 < 10 ε 10 Clase 1 abla 5.4 Esruuras de aero. Problemas. Seiones.

3 Clasiiaión del alma d h r mm d mm 3,5 < 33 ε 33 Clase 1 abla 5.3 Por ano, la seión es de Clase 1 3. Seión someida a lexión: HE 500 S-35 Se onsideran dos asos disinos: a) Flexión por el eje - Las alas esán someidas a ompresión o raión uniorme, por lo que se lasiian así: 0,5 b 150 mm ,5 10 ε 10 Clase 1 abla 5.4 El alma esá someida a lexión. Su lasiiaión es: d mm 3,5 7 ε 7 Clase 1 abla 5.3 Respeo a ese eje, la seión es de Clase 1. b) Flexión por el eje z-z En prinipio, se supone que la seión esá ompleamene plasiiada en lexión pura. En ese aso, las alas esán someidas a ensiones reparidas uniormemene, a ompresión de un lado del alma a raión en el oro lado. Por ano, la lasiiaión de las alas es: ,5 10 ε 10 Clase 1 abla 5.4 Esruuras de aero. Problemas. Seiones. 3

4 Respeo al eje z-z, en lexión pura puede despreiarse la posibilidad de pandeo por la oposiión del alma respeo al eje neuro. sí, puede onsiderarse que la seión perenee a la Clase Seión someida a lexión ompresión: HE 500 S-35 La seión esá someida a lexión respeo al eje - a una uerza de ompresión axial de 400 k. Clasiiaión del ala ,5 < 10 ε 10 Clase 1 abla 5.4 Clasiiaión del alma d mm 3,5 Ese valor es más bajo que el límie de / en el aso de ompresión uniorme del alma (33 ε33), que es el aso de reparo de ensiones en el alma más desavorable 33 ε, 7 ε, 396 ε ( ) 13 α 1. sí, el alma puede lasiiarse de Clase 1, independienemene del reparo de ensiones a que esá someida. Por ano, la seión puede onsiderarse de Clase Seión someida a lexión ompresión: IPE 600 S-355 La seión esá someida a lexión respeo al eje - a una uerza de ompresión axial de 00 k. Clasiiaión del ala 110 mm ,8 < 10 ε 8,1 Clase 1 abla 5.4 Tabla 5.3. Casos de ompresión, lexión simple lexoompresión. Esruuras de aero. Problemas. Seiones. 4

5 Clasiiaión del alma d mm 4,8 Ese valor es más bajo que ualquier límie del alma en lexión pura (7 ε58,3), pero supera el valor limie de la lase 3 en ompresión pura (4 ε34,0). La uesión que se planea es: ómo es el reparo de ensiones, elásio o plásio? Supongamos en primer lugar una redisribuión de ensiones oalmene plásia. Si se designa por la pare del alma que absorbe la ompresión (proundidad de la ibra neura), se iene: Ed Ed + α α 1 ( ) Inroduiendo el valor de en esa expresión, se iene: α Ed 0,774 Por ano, ahora se pueden obener los valores límies que deinen la Clase de seión (abla 5.3). 396 ε Límie Clase 1: 33, 8 13 α ε Límie Clase : 40, 9 13 α 1 Como / supera ese valor, habrá una disribuión elásia de ensiones, no plásia omo se había supueso. Esruuras de aero. Problemas. Seiones. 5

6 El reparo de ensiones en el alma que se onsidera es al que la ibra exrema en ompresión esá en luenia. La ensión debida al momeno leor es igual a σ b. Las ensiones en las ibras exremas del alma vienen dadas por las siguienes expresiones. σb + ψ σb + siendo la pare de esuerzo axial que inide en el alma, igual a el área del alma, de valor el área de la seión. Ed, Por ano, las expresiones aneriores pueden esribirse de la orma: σb + ψ Ed σb + Ed Sumando esas expresiones se iene: + ψ ( 1+ ψ) Ed Ed Esruuras de aero. Problemas. Seiones. 6

7 1 Ed ψ ψ , ,431 El valor límie de la Clase 3 es (abla 5.3): 4 ε ψ 4 0,81 41,9 0,67 + 0,33 0,431 Como 48,8 > 41,9 Clase 4 Por ano, la seión perenee a la Clase Seión soldada someida a lexión ompresión Flexión alrededor del eje z-z una uerza de ompresión axial de 300 k. Daos 355 /mm ε 35 h 300 mm b 300 mm mm 8 mm a 6 mm 0,81 Esruuras de aero. Problemas. Seiones. 7

8 Clasiiaión de las alas Suponiendo un reparo plásio de ensiones, las alas esán someidas a una ensión uniorme igual a en la zona de ompresión ,5 mm 137,5 11,46 Ese valor supera el valor límie de la Clase 3 14 ε 11, 34, lo que signiia que debe onsiderarse un reparo elásio. Se asume que en la ibra exrema en ompresión esá en luenia. σ ψ σ Ed ,09 k 0,57 0,1 0,07 ψ σ ψ + 0,55 abla ε k 11,46 < 1 0,81 Clasiiaión del alma El alma esá en ompresión σ 0,55,6 Clase mm ,4 abla 5.4 Esruuras de aero. Problemas. Seiones. 8

9 3,4 > 38 ε 30,78 o es de Clase 3,4 4 ε 34,0 Clase 3 abla 5.3 Por ano, la seión es de Clase 3 Esruuras de aero. Problemas. Seiones. 9