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2017-01-25

Cálculo de las propiedades efectivas de la sección

Antes del análisis de secciones de acero, las secciones se clasifican según EN 1993-1-1, cap. 5.5, con respecto a su resistencia y capacidad de giro. Por lo tanto, las partes individuales de la sección se analizan y asignan a las clases 1 a 4. Las clases de sección se determinan posteriormente y normalmente se asignan a la clase más alta de las partes de la sección. Si se va a aplicar la resistencia plástica al cálculo adicional de secciones de clase 1 y clase 2, puede analizar la resistencia elástica de las secciones a partir de la clase 3. En el caso de secciones de clase 4, el pandeo local ya se produce antes de alcanzar el momento elástico. Para tener en cuenta este efecto, puede usar anchos eficaces. Este artículo describe el cálculo de las propiedades de la sección eficaz con más detalle.

Progreso de cálculo

Im ersten Berechnungsschritt ist der Spannungsverlauf am Brutto-Querschnitt zu ermitteln. Según EN 1993-1-5, apdo. 4.4 [2], el valor de pandeo kσ de las partes de la sección sometidas a compresión se puede determinar utilizando las tensiones existentes. Über den Beulschlankheitsgrad λp und den daraus resultierenden Abminderungsfaktor ρ berechnet sich die wirksame Breite beff des Querschnittsteiles. Die somit ermittelte Reduzierung wird vom Gesamtquerschnitt abgezogen. Es ergeben sich daraus neue Querschnittabmessung und Querschnittswerte.

Die Berechnung ist jedoch an dieser Stelle noch nicht beendet. Es erfolgt ein weiterer Iterationsschritt, in dem mit den vorhandenen Schnittgrößen ein neuer Spannungsverlauf basierend auf dem reduzierten Querschnitt berechnet wird. An dieser Stelle sind folgende Dinge zu beachten:

1. Durch die Reduzierung des Querschnittes verschiebt sich der Schwerpunkt. Wirken Normalkräfte, so erzeugen diese ein zusätzliches Moment über den Abstand des neuen Schwerpunktes zum alten.

2. Eine Reduzierung des Querschnittes kann ebenfalls eine Drehung der Hauptachsen bewirken. In solchen Fällen ist im Anschluss das Deviationsmoment Iyz zu berücksichtigen.

Nach der Ermittlung der Spannungen wird erneut die Schlankheit der druckbeanspruchten Querschnittsteile überprüft. Sind weitere Abminderungen nötig, ist der iterative Prozess solange fortzuführen, bis keine nennenswerten Querschnittsänderungen mehr auftreten. Erst im Anschluss können die entsprechenden Nachweise mit den effektiven Querschnittswerten geführt werden.

Conclusión

Die im ersten Moment schnell durchgeführte Ermittlung der effektiven Querschnittswerte kann aufgrund mehrerer benötigter Iterationen schnell in einer zeitintensiven Berechnung enden. Nutzern von DUENQ sowie den Stahl-Bemessungsmodulen stehen hierfür leistungsstarke Produkte zur Verfügung, die die oben angeführten Schwerpunkte abdecken.

Bibliografía

[1] Eurocódigo 3: Cálculo de estructuras de acero - Parte 1-1: Allgemeine Bemessungsregeln und Regeln für den Hochbau; DIN EN 1993-1-1:2005 + AC:2009
[2] Eurocódigo 3: Bemessung und Konstruktion von Stahlbauten - Teil 1-5: Plattenförmige Bauteile; DIN EN 1993-1-5:2006 + AC:2009
[3] Kuhlmann, U. (Hrsg.): Stahlbau-Kalender 2013: Eurocode 3 - Anwendungsnormen, Stahl im Industrie- und Anlagenbau. Berlín: Ernst y Sohn.

Autor

El Sr. Sühnel es responsable del control de calidad de RSTAB; también participa en el desarrollo de productos y proporciona soporte técnico a nuestros clientes.

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