Tema:
Análisis de estabilidad de una correa con sección en I sin coacción lateral y torsional
Nota:
Este artículo técnico trata sobre el análisis de la estabilidad de una correa de cubierta, la cual está conectada sin rigidizadores por medio de una conexión atornillada en el ala inferior para tener un esfuerzo de fabricación mínimo.
Descripción:
Debido a este cálculo estructural, no se puede asumir una coacción lateral y torsional aquí al determinar el momento crítico elástico ideal durante el análisis de estabilidad. Esto reduce la resistencia estructural y, por lo tanto, se debe considerar. Por otro lado, se tiene en cuenta el efecto de aumento de la capacidad de carga última de la coacción al giro de la chapa trapezoidal.
El modelo de este artículo técnico se basa en el ejemplo 1.3 Correa de cubierta en la bibliografía técnica [1]. Las correas de la cubierta son vigas de vano simple entre las cerchas de la cubierta y tienen una longitud de 9,0 m y una inclinación de 3,18°.
Cargas y esfuerzos internos
La chapa trapezoidal continua se encuentra en cinco correas de la cubierta con un ancho de aplicación de aproximadamente 4,50 m. Según las tablas relevantes en la literatura técnica para vigas continuas, el factor para la carga de apoyo B es 1,143. Tome los valores característicos de las cargas superficiales para el peso propio, la nieve y el viento de [1]. La entrada o el cálculo de las cargas en barras resultantes se realiza utilizando la parametrización disponible en RFEM y RSTAB.
Las combinatorias automáticas en RFEM/RSTAB solo se realizan para el estado límite último según la ecuación 6.10 de EN 1990. Los siguientes esfuerzos internos de cálculo resultan de las combinaciones de carga generadas.
Cálculo del momento crítico elástico ideal y análisis de estabilidad
Para determinar M-cr según el método de valores propios, creamos un modelo de barra interna con cuatro grados de libertad en el módulo adicional RF-/STEEL EC3. Dado que no se puede asumir una coacción lateral y torsional debido a la formación sin rigidizadores fuera de los paneles de arriostramiento, tenemos que calcular la coacción al giro resultante de la deformación de la sección de la correa. Esto se hace según [5] como sigue.
DondeUn método mucho más complejo se puede encontrar en [6].
Además, consideramos la capacidad de incremento de carga última de la chapa trapezoidal (135/310-0.88 en la posición positiva). La coacción al giro eficaz CD se calcula automáticamente en RF-/STEEL EC3 según [3], ecuación E.11 si introduce los datos correspondientes en las tablas de entrada 1.12 y 1.13.
DondeEstos valores se pueden usar para realizar el análisis de estabilidad según los métodos analíticos descritos en [2], sección 6.3. Debido a la baja inclinación de la cubierta, se puede omitir el componente en la dirección del eje menor. Por lo tanto, sería posible realizar el cálculo según la Sección 6.3.3 "Barras uniformes en flexión y compresión axial" o la Sección 6.3.4 "Método general para pandeo lateral y lateral de componentes estructurales".
Debido a la entrada más simple de las condiciones del apoyo en este caso, seleccionamos el método según la Sección 6.3.4. Si ya no se puede omitir el momento alrededor del eje menor, tendríamos que seleccionar el método según la sección 6.3.3.
La siguiente figura muestra las entradas necesarias de los apoyos en nudos para el método de los valores propios (modelo interno de la barra con cuatro grados de libertad).
El estado límite último de la correa de la cubierta se puede verificar mediante el método general. El factor de carga crítica para CO 3 y el sistema definido se calcula como 2,535. También puede mostrar gráficamente la deformada del modo correspondiente.
Por lo tanto, el momento crítico elástico ideal se calcula de la siguiente manera:
Cálculo del momento crítico elástico ideal en el modelo de superficies
Se utiliza un modelo de superficie para validar el momento crítico elástico ideal M-cr. Puede crear este tipo de modelo en RFEM con solo unos pocos clics del ratón, utilizando la función "Generar superficies a partir de barra". Con el módulo adicional RF-STABILITY, se calcula un factor de carga crítica de 2,55 para la combinación de carga determinante 3 y, por lo tanto, da como resultado:
Más videos:
► KB 001649 | Análisis de estabilidad de una correa con una sección en I sin coacción lateral y torsional: https://www.youtube.com/watch?v=1gdBc_9XO5k
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