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001600

Dipl.-Ing. (BA) Sandy Matula

04-12-2019

Cálculo de la sección de un pilar bajo el efecto del esfuerzo axil y la flexión

En este artículo técnico, se calcula un pilar articulado con un esfuerzo axil que actúa centralmente y una carga lineal que actúa en el eje mayor según EN 1993-1-1 con la ayuda del módulo adicional RF-/STEEL EC3. Stützenkopf und Stützenfuß werden als Gabellager angenommen. El pilar no se coacciona contra el giro entre los apoyos. La sección del pilar es un HEB 360 de S235.

Sistema, carga y esfuerzos internos

propiedades de la sección

h = 300 mm, b = 360 mm, t_s = 12,5 mm, t_g = 22,5 mm, r = 27 mm
A = 180,60 cm², I_y = 43.190 cm⁴, W_y = 2.400 cm³

\begin{array}{l} A_{v} = A - 2 \cdot b \cdot t_{g} (t_{s} \cdot 2 \cdot r) \cdot t_{g} \\ A_{v} = 180.60 - 2 \cdot 30 \cdot 2.25 (1.25 \cdot 2 \cdot 2.70) \cdot 2.25 = 60.56 cm ² \end{array}

Propiedad de la sección A_de

Sección de la viga HEB 360, S235

Cálculo de sección de dos vigas de vano

[1] Tabla 5.2, partes de la sección apoyadas en dos lados
Alma: c = 261 mm, t = 12,5 mm

prov (\frac{c}{t}) = (\frac{261}{12.5}) = 20.88 < limit (\frac{c}{t}) = 33 \cdot ε = 33 \cdot 1 = 33

Cálculo de la clase de sección - alma

El alma cumple los requisitos para la clase de sección 1.

[1] Tabelle 5.2, einseitig gestützte Querschnittsteile
Ala o cordón: c = 116,8 mm, t = 22,5 mm

prov (\frac{c}{t}) = (\frac{116.8}{22.5}) = 5.19 < limit (\frac{c}{t}) = 9 \cdot ε = 9 \cdot 1 = 9

Cálculo de la clase de sección – cordón

El ala cumple los requisitos de la clase de sección 1.

Por lo tanto, toda la sección se puede clasificar en la clase de sección 1.

Cálculo de presión de la sección según 6.2.4

\begin{array}{l} \frac{N_{Ed}}{N_{c, Rd}} \leq 1.0 \\ N_{c, Rd} = \frac{A \cdot f_{y}}{γ_{M 0}} = \frac{180.60 \cdot 23.5}{1.0} = 4244.10 kN \\ \frac{2000.00}{4244.10} = 0.47 \leq 1 \end{array}

Cálculo de presión de la sección según 6.2.4

→ El diseño se cumple.

Cálculo del esfuerzo cortante de la sección transversal en el eje z según 6.2.6

\begin{array}{l} V_{c, Rd} = V_{pl, Rd} = \frac{A_{v} \cdot \frac{f_{y}}{\sqrt{3}}}{γ_{M 0}} = \frac{60.56 \cdot \frac{23.5}{\sqrt{3}}}{1.0} = 821.66 kN \\ \frac{\max V_{z, Ed}}{V_{pl, Rd}} = \frac{48.75}{821.66} = 0.06 \leq 1 \\ \frac{h_{w}}{t_{w}} = \frac{315}{12.5} = 25.2 \leq 72 \cdot \frac{ε}{η} = 72 \cdot \frac{1.0}{1.2} = 60.00 \end{array}

Cálculo del esfuerzo cortante de la sección transversal en el eje z según 6.2.6

→ El diseño se cumple. Kein Schubbeulnachweis erforderlich.

Querschnittsnachweis Biegung, Quer- und Normalkraft nach 6.2.9.1

Se debe tener en cuenta el esfuerzo axil si:

\begin{array}{l} N_{Ed} \geq 0.25 \cdot N_{pl, Rd} \\ N_{Ed} = 2000 kN > 0.25 \cdot 4244.10 = 1061.03 kN \end{array}

Consideración del esfuerzo axil para la prueba de la sección

\begin{array}{l} N_{Ed} \geq \frac{0.5 \cdot h_{w} \cdot t_{w} \cdot f_{y}}{γ_{M 0}} \\ N_{Ed} = 2000 kN > \frac{0.5 \cdot 31.50 \cdot 1.25 \cdot 23.5}{1.0} = 462.66 kN \end{array}

Consideración del esfuerzo axil

→ Se debe tener en cuenta el esfuerzo axil.

\begin{array}{l} M_{N, y, Rd} = 630.51 \cdot \frac{(1 - 0.471)}{(1 - 0.5 \cdot 0.252)} = 381.62 kNm \\ \frac{\max M_{y, Ed}}{{M_{N}}_{, y, Rd}} = \frac{79.22}{381.62} = 0.21 < 1.0 \end{array}

Cálculo de la sección a flexión, cortante y esfuerzo axil según 6.2.9.1

→ El diseño se cumple.

Cálculos de sección

Base de datos de conocimientos

KB 001600 | Cálculo de la sección transversal de la columna bajo fuerza axial y flexión

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Autor

La Sra. Matula proporciona soporte técnico para nuestros clientes.

Enlaces

Software de análisis para estructuras de acero

Referencias

Eurocódigo 3: Cálculo de estructuras de acero, parte 1‑1: Allgemeine Bemessungsregeln und Regeln für den Hochbau. Beuth Verlag GmbH, Berlin, 2010
Software de Dlubal. (2020). El manual RF-/STEEL EC3. Tiefenbach: Dlubal Software, febrero de 2016.
Albert, A. Schneider - Bautabellen für Ingenieure mit Berechnungshinweisen und Beispielen, 23. edición. Colonia: Bundesanzeiger, 2018

Descargas

Archivo del modelo de RSTAB

416 KB

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