En el módulo adicional RF-/STEEL EC 3 existe la posibilidad, con la ampliación RF-/STEEL Cold-Formed Sections, de realizar un análisis de la introducción de cargas locales para almas no rigidizadas según [1] 6.1.7 (la ampliación del módulo requiere una licencia separada). Este artículo presenta los cálculos correspondientes utilizando el ejemplo de una viga a flexión fabricada con un perfil C conformado en frío y solicitada por una carga puntual.
Sistema y carga
Una viga de dos metros de longitud consiste en un perfil C 2020 conformado en frío de acero S 235. Está cargada a una distancia de 50 cm del apoyo con una carga puntual de 10 kN. La carga actúa en el centro de esfuerzos cortantes. El peso propio no se considera.
Al seleccionar el perfil de la biblioteca, se debe tener en cuenta que la forma de la sección del perfil C corresponde a la categoría "Perfiles C conformados en frío". Esta condición se puede ajustar mediante la función de filtro. La ampliación del módulo RF-/STEEL Cold-Formed Sections está diseñada para cálculos de perfiles conformados en frío: Un perfil C o una sección en U laminada no se calcularía según [1].
Entrada de datos en RF-/STEEL Cold-Formed Sections
En el módulo adicional RF-/STEEL EC 3, las especificaciones para un cálculo según EN 1993-1-3 [1] se deben realizar en el cuadro de diálogo "Detalles", pestaña "Perfiles conformados en frío".
La casilla de verificación "Cálculo de la introducción de cargas locales según 6.1.7, si es posible" controla si el programa verifica los modos de fallo locales en el alma. Si esta opción está activada, las condiciones de contorno, como por ejemplo la longitud de la introducción de carga rígida, se pueden definir en la máscara "1.14 Introducciones de cargas locales".
La consideración de la carga transversal está activada por defecto. Para el cálculo de la solicitación del alma debido a la introducción de carga local, se utiliza la distribución del esfuerzo cortante en la barra. El programa examina aquí todos los puntos de discontinuidad del esfuerzo cortante. La "Longitud nominal de la introducción de carga rígida" está predefinida como 0,10 m.
Resultados en RF-/STEEL EC3
El cálculo de la sección eficaz se realiza iterativamente en un máximo de dos pasos. Después, se muestran las razones de tensiones debidas a la introducción de carga local en los cálculos. Los detalles de cada cálculo se pueden consultar como "Valores intermedios".
El cálculo para la introducción de carga local se realiza según la distribución del esfuerzo cortante en los dos apoyos y en el área de aplicación de carga. En la posición x = 0,00 m se presenta la mayor razón de tensiones. El cálculo para esta posición es el siguiente:
Existe una reacción del apoyo en una sección que solo tiene un alma. El perfil C con un espesor de chapa de t = 2,0 mm tiene alas rigidizadas debido a sus labios. La distancia del apoyo al extremo libre es 0,00 m y, por lo tanto, es menor que 1,5 veces la altura del alma hw = 198 mm. Por consiguiente, la ecuación (6.15a) de [1] es determinante para la determinación de la resistencia del alma Rw,Rd.
Los parámetros a aplicar son:
Esto da como resultado la siguiente resistencia del alma:
Se cumple la condición de cálculo según [1] ecuación (6.13):
Para las otras dos posiciones de cálculo, el cálculo se realiza de manera análoga.
Alternativa: Definición manual de las fuerzas
Si la distribución del esfuerzo cortante no representa fielmente la carga introducida, las posiciones de la carga y las magnitudes de carga, junto con las longitudes nominales de la introducción de carga rígida, se pueden definir manualmente. Esto se ha implementado a modo de ejemplo en el modelo de RFEM adjunto para la situación de proyecto 2.
En el caso de una fuerza definida manualmente, no se realiza una comparación automática del efecto del esfuerzo cortante para las posiciones de apoyo. Estas posiciones deben definirse individualmente con las respectivas fuerzas en el apoyo. Para ello, como se muestra en la figura 05, se debe activar la casilla de verificación "Extremo libre". Solo entonces se considera la distancia c ≤ 1,5 hw y se usa la ecuación (6.15a) de [1] para el cálculo. De lo contrario, se aplicaría la ecuación (6.15d) de [1].
Resumen
Con la ampliación del módulo RF-/STEEL Cold-Formed Sections para RF-/STEEL EC 3 se pueden realizar, entre otros, cálculos para la introducción de cargas locales según [1] sección 6.1.7. Las posiciones relevantes para el cálculo se determinan automáticamente a partir de la distribución del esfuerzo cortante. Alternativamente, es posible una especificación manual de las fuerzas. El cálculo para la introducción de carga local con RF-/STEEL Cold-Formed Sections se realiza según [1] 6.1.7.2 para secciones con un alma no rigidizada o según [1] 6.1.7.3 para secciones con dos o más almas no rigidizadas. Las secciones de alma con rigidizadores longitudinales no se pueden calcular según [1] 6.1.7.4.