En la pestaña Barras | Básico del diálogo 'Configuración de Capacidad Portante' o 'Configuración de Resistencia' se realizan ajustes básicos para el cálculo de barras y conjuntos de barras.
Los 'Parámetros de cálculo' están divididos en varias categorías que varían según la norma de cálculo utilizada.
General
El campo de control 'Realizar comprobación de estabilidad' determina si, además de las verificaciones de secciones transversales, también se realizan comprobaciones de estabilidad como pandeo por flexión o pandeo lateral-torsional. Debe desmarcar el campo de control si no desea realizar una comprobación de estabilidad o si ya ha considerado los efectos de estabilidad en el cálculo de esfuerzos internos (por ejemplo, mediante un cálculo según la Teoría II del Orden con imperfecciones y/o reducción de rigidez).
Si la comprobación de estabilidad está activa, se deben definir Longitudes de pandeo o Condiciones de contorno y asignarlas a las barras o conjuntos de barras pertinentes. Si no es así, no es posible realizar una comprobación de estabilidad. En la tabla de resultados Errores y advertencias se mostrará un mensaje correspondiente tras el cálculo. Las barras de cable y de tracción están excluidas de esto, ya que solo pueden soportar fuerzas de tracción y no requieren comprobaciones de estabilidad.
El campo de control 'Realizar cálculo plástico avanzado' ofrece la posibilidad de calcular barras o conjuntos de barras utilizando el método llamado "Procedimiento de esfuerzos internos parciales" (PEIP). Puede establecer los parámetros en la pestaña Barras | Plasticidad, que está disponible después de seleccionar esta opción.
Límites de aprovechamiento para ignorar fuerzas internas y tensiones
Las normas de cálculo, generalmente diseñadas para cálculos manuales, contienen fórmulas de verificación o condiciones de interacción que a menudo solo se aplican a ciertas combinaciones de esfuerzos internos. Sin embargo, durante el cálculo estructural en un modelo 3D, generalmente se obtienen valores muy pequeños para los esfuerzos internos. Aunque desde un punto de vista de ingeniería no son relevantes para la capacidad portante, impiden ciertas verificaciones según la norma de cálculo o fuerzan el uso de fórmulas de interacción menos favorables. Por lo tanto, los límites de aprovechamiento ofrecen una forma simple y transparente de ignorar ciertos esfuerzos internos durante la verificación y evitar los problemas mencionados anteriormente.
El valor límite η describe la relación entre el esfuerzo interno aplicado y la resistencia plástica de la sección, que se determina de manera simplificada a partir de los valores de la sección. No se trata de capacidades portantes normativamente reguladas: por lo tanto, no se consideran disposiciones normativas específicas (por ejemplo, para la clasificación de secciones); esto no es el propósito de la configuración de límites. Por lo tanto, debe utilizar estos valores límites elevados solo con fines de prueba.
Si un esfuerzo interno está por debajo de la condición de límite, el cálculo se realiza sin advertencia de que se ignora el esfuerzo interno. Sin embargo, en los Detalles de verificación puede verificar qué esfuerzos internos se ignoraron debido a los límites y no se consideraron en la verificación, marcada con la nota 'Ignorables'. Si en un punto todos los esfuerzos internos son ignorables, solo se indicará la comprobación de los esfuerzos internos ignorables como verificación.
Si el Add-On Torsión por flexión (7 grados de libertad) está activado, para algunas normas de cálculo también está disponible un valor límite para el bimomento y las tensiones de corte de torsión secundaria.
Análisis de estructuras de pared delgada (para EN)
La determinación de la sección efectiva requiere un procedimiento iterativo. En el campo de entrada 'Número máximo de iteraciones' puede establecer el número máximo posible de ciclos de cálculo. La calculación termina tan pronto como la 'Diferencia máxima entre iteraciones' entre los resultados de dos iteraciones es inferior al valor establecido.
En secciones que no son doblemente simétricas, comprimidas y localmente propensas al pandeo, la posición del centroide de la sección efectiva se desplaza en comparación con la sección bruta. La fuerza de compresión externa que actúa céntricamente sobre la sección bruta actúa ahora de manera excéntrica en la sección efectiva, lo que genera un momento adicional de flexión. Este momento de flexión se considera por defecto en el cálculo. Si no se desea, debe marcar la casilla de verificación 'Ignorar momentos de flexión debido al desplazamiento del centroide'.
Con el campo de control 'Considerar anchos efectivos según EN 1993-1-5, Anexo E' puede controlar si el método alternativo para determinar la sección efectiva para tensiones por debajo del límite elástico, mencionado en el Anexo E, debería utilizarse.
Opciones (para EN, CSA, GB, SIA, etc.)
Dependiendo de la norma de cálculo, hay más opciones disponibles en la configuración de capacidad portante. Estas se presentan para normas seleccionadas.
EN 1993
Las secciones de clase 1 y 2 pueden dimensionarse plásticamente. Marque la casilla de verificación 'Cálculo elástico (también para secciones de clase 1 y 2)' si estas secciones deben verificarse sin utilizar las reservas plásticas. En este caso, puede controlar si la verificación general según la teoría de la elasticidad debe realizarse con el campo de control 'Usar la verificación según la ecuación 6.1 para cálculos elásticos'. Este enfoque puede ser conservador ya que no se consideran las redistribuciones de tensiones parcialmente plásticas que generalmente se permiten en el cálculo elástico.
Para el cálculo plástico, el campo de control 'Usar interacción lineal según 6.2.1(7) para la verificación de la sección para M+N' ofrece la posibilidad de sumar linealmente los grados de uso de los esfuerzos internos. Este método es conservador y no está permitido para secciones de clase 4.
CSA S16
Las secciones de clase 1 y 2 pueden dimensionarse plásticamente. Marque la casilla de verificación 'Cálculo elástico también para sección de clase 1 o 2' si estas secciones deben verificarse sin utilizar las reservas plásticas.
Con las demás opciones, puede controlar los 'Parámetros para la capacidad de carga a compresión según 13.3.1' y el 'Factor de eficacia de la flexión uniforme (ω1) según 13.8.6'.
GB 50017
La descripción está en proceso.
SIA 263
La comprobación del corte se realiza generalmente con el área de corte efectiva Av. Para secciones I simétricas dobles y secciones U de clase de sección 3, alternativamente también se puede utilizar el área del alma Aw. Para esto, marque el campo de control 'Considerar área de corte según 5.2.4'.
La opción 'Considerar comprobación de pandeo por corte' está activada por defecto. Con esto, se realiza la comprobación de pandeo por corte según el párrafo 4.5.4, 5.3.4 o el Anexo F.1. Si desactiva el campo de control, no se probará el pandeo por corte.
Las secciones de la clase de sección 3 pueden verificarse para flexión alrededor de ambos ejes con fuerza normal según el punto 5.2.6. Si marca el campo de control 'Utilizar cálculo alternativo de los exponentes de flexión α y β según 5.1.6.4', las verificaciones para estas secciones se realizarán según el punto 5.1.6.4.
Pandeo local (para AISC)
La tabla B4.1b proporciona las proporciones de ancho a espesor para los elementos estresados a compresión (partes de la sección) de barras en flexión. Si está dimensionando secciones que no están reguladas en esta tabla, marque el campo de control. Luego puede establecer los valores límite λr tanto para elementos sin rigidizar como para elementos con rigidizar.
Barras compresivas de ángulo único (para AISC)
La resistencia a compresión de las secciones de ángulo simple debe determinarse para el pandeo por flexión según la sección E3 o E7, para el pandeo lateral-torsional según la sección E4. El campo de control 'Usar esbeltez efectiva según E5' ofrece la opción de utilizar el método de verificación simplificado según la sección E5, donde el ángulo se trata mediante un ajuste de la esbeltez como una barra cargada axialmente. Puede aplicarse cuando la fuerza de compresión se introduce en una sola ala. El otro ala debe estar fijo mediante soldadura o mediante una conexión atornillada con al menos dos tornillos al componente adyacente. El cálculo de la esbeltez efectiva puede realizarse para un 'Armazón plano según E5(a)' o para un 'Armazón espacial según E5(b)'.
El procedimiento descrito en la sección E5 permite el uso de longitudes de ala desiguales, que están conectadas por el ala más corta, bajo la condición de que la esbeltez equivalente se aumente por una cantidad que tenga en cuenta la relación entre la longitud del ala más larga y la más corta. Indique si la 'Conexión a través de' es a través del ala más largo o más corto.
Dimensionamiento de perfiles formados en frío (para EN, AISC, CSA)
Para algunas normas de cálculo, es posible verificar perfiles formados en frío. Estas opciones se presentan para normas seleccionadas.
EN 1993
El campo de control 'Realizar cálculo de perfiles formados en frío' está marcado por defecto. Las barras con estas secciones se verifican según EN 1993-1-3. Si retira el cheque, el dimensionamiento de perfiles formados en frío se realiza según EN 1993-1-1.
El 'Factor de perfilado k según 3.2.2(3)' influye en el cálculo del límite elástico elevado fya. Puede elegir el método de fabricación del perfil. La lista ofrece dos opciones:
- Conformado por rodillos (k = 7)
- Otros métodos de perfilado (k = 5)
Si marca la casilla 'Utilizar cálculo elástico según 6.1.6', las verificaciones de tensiones se realizarán según lo establecido para esfuerzos internos con torsión en la EN 1993-1-3, apartado 6.1.6. Se utilizan las fórmulas elásticas de tensiones (6.11a), (6.11b) o (6.11c) para todas las combinaciones de esfuerzos internos. Los métodos de verificación plásticos más económicos, que pueden aplicarse para ciertas combinaciones de esfuerzos internos, están excluidos en este caso.
Cuando el campo de control 'Considerar el alma como rigidizado según Tabla 6.1' está activado, la capacidad de carga del alma bajo la carga local no se evalúa. No puede ocurrir un pandeo local.
El campo de control 'Determinar la capacidad de carga del alma bajo carga local según 6.1.7' controla si las verificaciones contra la compresión local, el arrugamiento del alma o el pandeo local en el alma se realizan. Esto es posible siempre que se haya definido un Apoyo de cálculo correspondiente.
La verificación de pandeo lateral-torsional para componentes en flexión no es aplicable según EN 1993-1-3, sección 6.2.4(2) si la sección tiene un ángulo significativo entre los ejes principales de la sección efectiva y los ejes principales de la sección bruta. Con el campo de entrada para la 'Inclinación límite de los ejes principales según 6.2.4(2)' puede establecer el ángulo αlim hasta el cual se realiza la verificación.
AISC 360
Establezca si el 'Cálculo de perfiles formados en frío según norma' se realiza según AISC 360 o AISI 100.
Para 'Barras fuera de los límites de aplicación' de la tabla AISI B4.1-1, puede establecer con el campo de control si se utilizará el coeficiente de seguridad Ω o el coeficiente de resistencia Φ según AISI S100, sección A1.2(c). Este acuerdo también se aplica a secciones generales cuyos límites de aplicación no están regulados en la norma.
Con los campos de control en la categoría 'Barras en flexión' puede hacer especificaciones detalladas para las verificaciones de estabilidad. Es posible utilizar la capacidad de reserva inelástica según las secciones de AISI F2.4.2, F3.2.3 y F4.3. Para perfiles I simétricos dobles, la tensión de pandeo elástico Fcre también se puede calcular alternativamente con la ecuación (F2.1.1-6). Al analizar secciones Z de simetría, también es posible calcular Fcre con la ecuación (F2.1.3-2).
La capacidad Pn contra el 'arrugamiento del alma' se determina con la ecuación (G5-1). Alternativamente, el valor se puede calcular con la ecuación (G5-2). Para ello, marque el campo de control correspondiente.
CSA S16
Indique si el 'Cálculo de perfiles huecos formados en frío según la norma' se realiza según CSA S16 o CSA S136.
Para 'Barras fuera de los límites de aplicación' de la tabla CSA S136-B4.1-1, puede establecer con el campo de control si se utilizará el coeficiente de seguridad Ω o de resistencia Φ según CSA S136, sección A1.2(c). Esta disposición también se aplica a secciones generales cuyos límites de aplicación no están definidos en la norma.
Con los campos de control en la categoría 'Barras en flexión' puede hacer especificaciones detalladas para las verificaciones de estabilidad. Es posible utilizar la capacidad de reserva inelástica según las secciones CSA S136-F2.4.2, F3.2.3 y F4.3. Para perfiles I simétricos dobles, la tensión de pandeo elástico Fcre también se puede calcular alternativamente con la ecuación (F2.1.1-6). Al analizar secciones Z de simetría, también es posible calcular Fcre con la ecuación (F2.1.3-2).
La capacidad Pn contra el 'arrugamiento del alma' se determina con la ecuación (G5-1). Alternativamente, el valor se puede calcular con la ecuación (G5-2). Para ello, marque el campo de control correspondiente.
Comprobación de pandeo por corte (para EN)
El campo de control 'Realizar comprobación de pandeo por corte' está activado por defecto. Con esto se verifica si la esbeltez λ del alma requiere una comprobación de pandeo por corte según EN 1993-1-5, párrafos 5.1, 5.2, 5.3 y 5.5. Si se cumple el valor límite λlim, la verificación se considera satisfecha. Sin embargo, si la esbeltez supera el valor límite, se proponen Barras de refuerzo transversales en los soportes según la sección 5.1.(2) para permitir que se realice la verificación de pandeo por corte.
Cálculo de cordones de soldadura longitudinales (para EN)
Si desea calcular la capacidad portante de los cordones de soldadura longitudinales de secciones soldadas, marque el campo de control 'Realizar cálculo'. El factor βw se incluye como una característica del material para la mayoría de los aceros en la biblioteca según EN 1993-1-8, tabla 4.1. Si los componentes de la sección están hechos de diferentes tipos de acero, también puede definir manualmente el coeficiente de correlación βw para los cálculos de los cordones de soldadura.
Comprobaciones de estabilidad con esfuerzos internos según la teoría de orden II (para EN)
Existe la posibilidad de realizar comprobaciones de estabilidad no según el método de barra equivalente según EN 1993-1-1, sección 6.3, sino mediante los esfuerzos internos según la teoría de orden II considerando torsiones de guerra y imperfecciones. En este caso, con el campo de control 'Usar γM1 para determinar la capacidad de sección' puede regular si se utilizará el coeficiente γM1 (en lugar de γM0) para las verificaciones de sección.
