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2021-01-28

Determinación de anchos efectivos según EN 1993-1-5, anexo E

Die Klassifizierung der Querschnitte nach EN 1993-1-1 anhand der Tabelle 5.2 stellt eine einfache Methode zum Nachweis des lokalen Beulens von Querschnittsteilen dar. Für Querschnitte der Querschnittsklasse 4 ist anschließend die Ermittlung von effektivem Querschnittswerten nach EN 1993-1-5 notwendig, um den Einfluss des lokalen Beulens mit bei den Tragfähigkeitsnachweisen zu berücksichtigen.

Por lo general, esta clasificación se realiza suponiendo que la tensión en la parte de la sección alcanza el límite elástico. Sin embargo, en otras normas (por ejemplo, la norma anterior DIN 18800), los límites de b/t se determinaron en base a las tensiones reales en la sección. Según el Eurocódigo 3, esto puede resultar en límites más desfavorables para tensiones por debajo del límite elástico.

Ajuste del coeficiente del material para cálculos de secciones

Según EN 1993-1-1, es posible ajustar la tensión de compresión real en la sección mediante el coeficiente de material aumentado ε según la sección 5.5.2 (9). Sin embargo, este ajuste de la capa no se proporciona para los cálculos de estabilidad según la sección 6.3. En RF-/STEEL EC3, esta opción sólo está disponible si los análisis de estabilidad están desactivados.

La esbeltez reducida también es posible para análisis de estabilidad

Según EN 1993-1-5, 4.4 (4), la relación de esbeltez se puede mejorar iterativamente sobre la base de la tensión de compresión aplicada. La tensión de compresión se determina para análisis de estabilidad utilizando imperfecciones globales y según la teoría de segundo orden.

Determinación de los anchos eficaces según el anexo E

Según el anexo E de EN 1993-1-5, las fórmulas ajustadas se pueden usar para determinar el factor de reducción para el pandeo de la placa.

El uso de la relación de esbeltez reducida, así como el cálculo del factor de reducción ajustado según el anexo E, se pueden activar en la configuración detallada de RF-/STEEL EC 3.

Ejemplo

En el siguiente ejemplo, se calcula una columna de péndulo de 6 metros de largo (QRO 300x6,3, acabada en caliente) hecha de S355 para una fuerza de compresión de cálculo actuante de 1950 kN.

Las propiedades de la sección eficaz se determinan teniendo en cuenta la tensión de compresión real+ según el anexo E. En el caso del pilar articulado actual, las imperfecciones globales así como los efectos según la teoría de segundo orden no tienen influencia, por lo que es suficiente la determinación de los esfuerzos internos según la teoría de primer orden sin imperfecciones.

A modo de comparación, primero se prueba el diseño sin utilizar el anexo E. Dado que también se debe realizar el análisis de estabilidad, es imposible aumentar el factor de material épsilon para considerar las tensiones de compresión reales al determinar la clase de sección.

La sección se clasifica en la clase de sección 4 en función de las relaciones c/t. Según EN 1993-1-5, 4.4, las propiedades de la sección resultan del supuesto de que se alcanza el límite elástico.

El cálculo no se cumple con estas propiedades de la sección.

Después de activar el anexo E en la configuración detallada, se tiene en cuenta el tamaño real de las tensiones de compresión. La relación de esbeltez reducida se determina iterativamente y las propiedades de la sección eficaz más favorables según EN 1993-1-5, anexo E, se pueden utilizar para el cálculo.

Se cumple el cálculo utilizando los valores de la sección según el anexo E.

Conclusión

El cálculo de las propiedades de la sección eficaz según EN 1993-1-5, 4.4 se basa inicialmente en el peor de los casos, donde la tensión de compresión existente en las partes de la sección es igual al límite elástico. Sin embargo, si las tensiones de compresión realmente existentes son significativamente menores, se reduce el riesgo real de pandeo y se puede considerar una sección eficaz más grande. La determinación de las propiedades de la sección con la relación de esbeltez eficaz según el anexo E permite un cálculo significativamente más económico en estos casos.

Tenga en cuenta que las tensiones de compresión reales se deben determinar según la teoría de segundo orden utilizando imperfecciones globales.


Enlaces
Referencias
  1. Eurocódigo 3: Diseño de estructuras de acero - Parte 1-5: Plattenförmige Bauteile. Beuth Verlag GmbH, Berlin, 2010.