APLI CACI ÓN CI RSOC 3 0 1 -EL V I GAS ARM ADAS DE ALM A ESBELTA Funda m e nt os Est a dos lím it e s de Flex ión y Cor t e ***** UTN - FRM 1
VIGAS ARMADAS DE ALMA ESBELTA - h/tw > λr APLICACIÓN CIRSOC 301-EL V I GAS ARM ADAS DE ALM A ESBELTA Ca pít ulo G Apé ndic e A-G 2
VIGAS ARMADAS DE ALMA ESBELTA - h/tw > λr CIRSOC 301-EL: Prescripciones específicas y relacionadas: Capítulo B: REQUERIMIENTOS DE PROYECTO B.1 y B.2: Área bruta y área neta B.5: Pandeo local B.6: Restricciones al giro de apoyos B.8: Elementos simplemente apoyados B.9: Empotramientos B.10: Dimensionamiento de vigas y vigas armadas Apéndice B: REQUERIMIENTOS DE PROYECTO A-B.5: Pandeo local: clasificación, secciones con elementos esbeltos... 3
VIGAS ARMADAS DE ALMA ESBELTA - h/tw > λr... Capítulo C: ANÁLISIS ESTRUCTURAL Y ESTABILIDAD Capítulo F y Apéndice F: VIGAS Y OTRAS BARRAS EN FLEXIÓN Capítulo y Apéndice G: VIGAS DE ALMA ESBELTA Capítulo H: ESFUERZOS COMBINADOS Capítulo K: FUERZAS CONCENTRADAS, ACUMULACIÓN DE AGUA Y FATIGA 4
VIGAS ARMADAS DE ALMA ESBELTA - h/tw > λr 5
VIGAS ARMADAS DE ALMA ESBELTA - h/tw > λr Formas típicas de vigas armadas y de alma esbelta A pl 0,70 A fg [B.10] 6
VIGAS ARMADAS DE ALMA ESBELTA ALTURA DEL ALMA h/tw > λr 7
CAPACIDAD DE PROYECTO o DISEÑO DE LA VIGA Platabandas [B.10] A pl 0,70 A fg Extensión más allá de la sección teórica necesaria [B.10] w=>0,75 tp w<0,75 tp 8
COMPORTAMIENTO DE LA VIGA DE ALMA ESBELTA Flexión simple 9
VIGAS ARMADAS DE ALMA ESBELTA - h/tw > λr ESTADOS LÍMITES DE VIGAS ARMADAS DE ALMA ESBELTA Deformaciones en estado de servicio Fluencia o rotura del cordón traccionado Pandeo local del ala o cordón comprimido Pandeo local del alma Pandeo lateral torsional de la barra Abollamiento del alma por corte: ACCIÓN DE CAMPO A TRACCIÓN Rigidizadores transversales Interacción de flexión y corte 10
CAPACIDAD DE PROYECTO o DISEÑO DE LA VIGA CONDICIÓN DE RIGIDEZ o DEFORMACIONES serv adm INERCIA NECESARIA serv Carga uniforme, viga S.A. L nnn I [cm4] M[kN m] L[m] M serv L2 L = χ E I n M serv L I Ie χ n = k M serv L E n k 150 8 160 8 180 9 200 10 240 12 250 13 300 15 350 18 400 21 500 26 600 31 800 41 11
CAPACIDAD DE PROYECTO o DISEÑO DE LA VIGA CONDICIÓN DE RIGIDEZ o DEFORMACIONES Comportamiento del ala traccionada [B.10] Si T du T dy 0,75 F u A fn 0,90 F y A fg (B.10-1) I =I g Si T du T dy 0,75 F u A fn 0,90 F y A fg I=Ie 5 Fu A fe = A 6 F y fn (B.10-2) (B.10-3) 12
COMPORTAMIENTO DE LA VIGA DE ALMA ESBELTA Efecto de segundo orden en alma debido a los esfuerzos en alas 13
COMPORTAMIENTO DE LA VIGA DE ALMA ESBELTA Efecto de segundo orden en alma debido a los esfuerzos en alas El alma queda comprimida verticalmente. El efecto se tiene en cuenta limitando la esbeltez de alma h/tw Valores límites de h/tw Fyf 200 220 240 300 360 a/h=<1,5 a/h>1,5 372 387 355 358 339 333 304 275 277 235 14
COMPORTAMIENTO DE LA VIGA DE ALMA ESBELTA La viga armada es de alma esbelta si: h/tw > λr r =5,70 E Fy Valores Fyf 200 220 240 300 360 λr λr 181 173 165 148 135 15
COMPORTAMIENTO DE LA VIGA DE ALMA ESBELTA C A P A C I D A D A C O R TA N TE C O N A C C I O N D E C A M P O A TR A C C I Ó N 1 40,0 La viga armada es de alma esbelta si: a /h = 0,5 a /h = 0,7 5 1 30,0 a /h = 1 a /h = 1,5 a /h = 2 1 20,0 a /h = 3 1 1 0,0 h/tw > λr 1 00,0 90,0 Es fue rzo c ritic o dis po nible - Fv d 80,0 70,0 60,0 50,0 40,0 30,0 339 330 320 31 0 300 290 280 270 260 250 240 230 220 21 0 200 1 90 1 80 1 70 1 60 1 50 1 40 1 30 1 20 110 90 1 00 80 70 60 50 20,0 Es blte z h/tw 16
COMPORTAMIENTO DE LA VIGA DE ALMA ESBELTA Esfuerzos en los patines Debido al pandeo del alma, el esfuerzo en los patines se incrementa 17
CAPACIDAD DE LA SECCIÓN DE ALMA ESBELTA Momento de diseño o de proyecto Mu φ b Mn φ b = 0.90 18
CAPACIDAD DE LA SECCIÓN DE ALMA ESBELTA M n= R e S xt F yf M n= R e R PG S xc F cr Módulo resistente de la sección I = Mín[ I g ; I e ] S xt = I / y t S xc = I / y c 19
CAPACIDAD DE LA SECCIÓN DE ALMA ESBELTA M n= R e S xt F yf M n= R e R PG S xc F cr Factor de viga armada híbrida 20
CAPACIDAD DE LA SECCIÓN DE ALMA ESBELTA M n= R e S xt F yf M n= R e R PG S xc F cr Factor de reducción que considera la redistribución de esfuerzo del alma abollada en el cordón comprimido La tensión crítica es el menor valor resultante de PLT o de PLA 21
CAPACIDAD DE LA SECCIÓN DE ALMA ESBELTA La tensión crítica Fcr es el menor valor resultante para PLT o PLA Se aplica: 22
CAPACIDAD DE LA SECCIÓN DE ALMA ESBELTA La tensión crítica Fcr es el menor valor resultante para PLT o PLA En ambos casos se aplica: p r r F cr = F yf F cr =C b F yf F cr = [ ] 1 p 1 F yf 2 r p C PG 2 23
CAPACIDAD DE LA SECCIÓN DE ALMA ESBELTA Para PLT: rt radio de giro al eje y, del ala comprimida más 1/3 del alma 24
CAPACIDAD DE LA SECCIÓN DE ALMA ESBELTA Para PLA: 25
CAPACIDAD DE LA SECCIÓN DE ALMA ESBELTA En resumen: Mu φ b Mn φ b = 0.90 M n= R e S xt F yf M n= R e R PG S xc F cr R PG =1 ar hc 1200 300 a r t w 5,70 E 1 F cr F cr = Mín [ F cr PLT ; F cr PLA ]... 26
CAPACIDAD DE LA SECCIÓN DE ALMA ESBELTA... p r r F cr = F yf F cr =C b F yf F cr = [ ] 1 p 1 F yf 2 r p C PG 2 27
COMPORTAMIENTO DE LA VIGA DE ALMA ESBELTA Esfuerzos en el alma Comportamiento post-crítico del alma: acción de campo a tracción Alma abollada, sólo resiste tracción Rigidizadores se comprimen Las fajas de alma son TENSORES Rigidizadores son MONTANTES 28
COMPORTAMIENTO DE LA VIGA DE ALMA ESBELTA Se puede aplicar acción de campo a tracción en: Todos los paneles internos de vigas armadas homogéneas No se puede aplicar; En paneles extremos de vigas homogéneas En cualquier panel de vigas híbridas Vigas armadas de altura variable Si 2 [ ] 260 a /h 3 o a/h h/t w 29
CAPACIDAD DE PROYECTO o DISEÑO DE LA VIGA En CORTANTE con acción de campo a tracción Vu φ v Vn φ v = 0.90 Vn se determina de: Cv = Fvcrw / Fvyw 30
CAPACIDAD DE PROYECTO o DISEÑO DE LA VIGA k v =5 5 a / h 2 Cv = Fvcrw / Fvyw Para kv E h 1,10 tw F yw C v =1 31
CAPACIDAD DE PROYECTO o DISEÑO DE LA VIGA Cv = Fvcrw / Fvyw Relación Tensión crítica / Tensión fluencia 1,1 1 0,9 Cv = Fvcr/Fvy 0,8 0,7 a/h = 0,5 a/h = 0,75 a/h = 1 a/h = 1,5 a/h = 2 a/h = 3 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 330 310 290 270 250 230 210 190 170 150 130 110 90 70 50 0 Esbeltez h/tw 32
CAPACIDAD DE PROYECTO o DISEÑO DE LA VIGA Esfuerzo de corte disponible CON RIGIDIZADORES CON ACCIÓN DE CAMPO A TRACCIÓN C O RTA NTE C O N A C C IO N DE C A MPO A TRA C C IÓ N Fvd CON RIGIDIZA DORES 1 40,0 a /h = 0,5 140,0 a /h = 0,7 5 a /h = 1 1 30,0 a /h = 1,5 a /h = 2 a /h = 0,5 120,0 a /h = 3 1 20,0 a /h = 0,7 5 1 1 0,0 a /h = 1 100,0 1 00,0 a /h = 1,5 a /h = 2 80,0 90,0 a /h = 3 E s fuerz o c ri ti c o dis poni bl e - Fv d 80,0 60,0 40,0 20,0 70,0 60,0 50,0 40,0 30,0 330 31 0 290 270 250 230 21 0 1 90 1 70 1 50 1 30 E s bl tez h/tw Es beltez del a lm a h/tw 110 90 70 20,0 50 340 320 300 280 260 240 220 200 180 160 140 120 100 80 1 60 0,0 33
RIGIDIZADORES DE ALMA Para vigas armadas de alma esbelta, con acción de campo a tracción INTERACCIÓN DE FLEXIÓN Y CORTE 34
RIGIDIZADORES DE ALMA 35
RIGIDIZADORES DE ALMA Para cualquier viga armada NO son necesarios si se cumple alguna de las siguientes condiciones: h E 2,45 tw F yw V u 0,6 v Aw F yw C v Cv determinado para kv=5 36
RIGIDIZADORES DE ALMA Para cualquier viga armada Capacidad a corte considerando pandeo de placa de alma (Apéndice A-F.2.3 ) El momento de inercia del rigidizador Ist será: I st a t 3w j j= 2,5 2 a h 2 0,5 Inercia de Rigidizadores 70 60 Factor "j" 50 40 30 20 10 0 0,2 0,3 0,4 0,5 0,75 1 1,5 2 2,5 3 a/h 37
RIGIDIZADORES DE ALMA Para cualquier viga armada Detalles para la ejecución y disposición de rigidizadores 38
RIGIDIZADORES DE ALMA Para cualquier viga armada Detalles para la ejecución y disposición de rigidizadores 39
Para cualquier viga laminada o armada 40
Cont inua re m os... TRANSFERENCIA DE ACCIONES LOCALES CARGAS PUNTUALES UTN - FRM 41