- Las secciones de clase 1 son aquellas que pueden formar una articulación plástica con la capacidad de giro necesaria para el análisis plástico sin reducción de la resistencia.
- Las secciones de clase 2 son aquellas que pueden desarrollar una resistencia a momentos plásticos, pero tienen una capacidad de rotación limitada debido al pandeo local.
- Las secciones de clase 3 son aquellas en las que la tensión calculada en la fibra de compresión extrema de la barra de aluminio puede alcanzar su resistencia de prueba, pero el pandeo local puede prevenir el desarrollo del momento resistente plástico completo.
- Las secciones de clase 4 son aquellas en las que se producirá el pandeo local antes de alcanzar la tensión de prueba en una o más partes de la sección.
Tipos básicos de piezas de sección
La clasificación de una sección depende de la relación ancho/espesor b/t de sus partes sometidas a compresión. Según EN 1999-1-1 [1] , 6.1.4.2 (6), las partes de pared delgada se clasifican en los siguientes tipos básicos.
- partes sobresalientes planas
- partes internas planas
- partes internas curvas
Estas partes pueden no estar reforzadas o estar reforzadas por nervios de rigidización longitudinales, labios de borde o bulbos (imagen 1).
parámetros de esbeltez
La susceptibilidad de una parte plana no reforzada al pandeo local se define mediante el parámetro β. Según EN 1999-1-1, 6.1.4.3 (1), tiene los siguientes valores.
- partes internas planas sin gradiente de tensión o sobresalientes planos sin gradiente de tensión o compresión máxima en la convergencia
β = b/t | EN 1999-1-1, (6.1) - partes internas con un gradiente de tensión que da como resultado un eje neutro en el centro
β = 0,40 · b/t | EN 1999-1-1, (6.2) - partes internas con gradiente de tensión y sobresale con compresión máxima en la raíz
β = η · b/t | EN 1999-1-1, (6.3)
Donde:
b ... Anchura de la parte de la sección
t ... Espesor de sección
η ... Coeficiente para el gradiente de tensiones dado por las siguientes expresiones:
η = 0,70 + 0,30 · ψ para 1 ≥ ψ ≥ -1 | EN 1999-1-1, (6.4)
η = 0,80/(1 - ψ) para ψ <-1 | EN 1999-1-1, (6.5)
ψ ... relación de las tensiones en los bordes de la placa considerada en relación con la tensión de compresión máxima. En general, el eje neutro debería ser el eje neutro elástico, pero al comprobar si una sección es de clase 1 o 2, se le permite utilizar el eje neutro de plástico.
Los parámetros de esbeltez para las partes planas de la sección rigidizadas se dan en EN 1999-1-1, 6.1.4.3 (3).
EN 1999-1-1, 6.1.4.3 (4) contiene información sobre los parámetros de esbeltez para partes curvas planas, no rigidizadas, de la sección interna coaccionadas en ambos lados. EN 1999-1-1, 6.1.4.3 (5) trata sobre los parámetros de esbeltez de secciones tubulares de pared delgada.
Clasificación de partes de la sección
Los parámetros de esbeltez calculados β se deben comparar con los valores límite β1 a β3 , que se determinan según EN 1999-1-1, tabla 6.2 (ver a continuación).
ε = √ (250/fo )
fo en N/mm²
| Clasificación de materiales según la tabla 3.2 | Parte interna | Parte destacada | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| β1/ε | β2/ε | β3/ε | β1/ε | β2/ε | β3/ε | |
| Clase A, sin soldaduras | 11 | 16 | 22 | 3 | 4.5 | 6 |
| Clase A, con soldaduras | 9 | 13 | 18 | 2,5 | 4 | 5 |
| Clase B, sin soldaduras | 13 | 16,5 | 18 | 3.5 | 4.5 | 5 |
| Clase B, con soldaduras | 10 | 13.5 | 15 | 3 | 3.5 | 4 |
La clasificación distingue entre vigas flexionadas y barras comprimidas. Los siguientes límites se definen en EN 1999-1-1, 6.1.4.4 (1).
Partes de la sección en vigas a flexión
β ≤ β1 → clase 1
β1 <β ≤ β2 → clase 2
β2 <β ≤ β3 → clase 3
β3 <β → clase 4
Partes de la sección en barras de compresión
β ≤ β2 → clase 1 o 2
β2 <β ≤ β3 → clase 3
β3 <β → clase 4
Cada parte de la sección sometida total o parcialmente a compresión se debe asignar a una clase de sección. La parte de la sección con la clase de sección más desfavorable determina la clase de la sección completa. La clasificación de secciones para componentes estructurales con esfuerzos de flexión y longitudinales se debe llevar a cabo por separado para cada componente de carga según EN 1999-1-1, 6.3.3. No se requiere clasificación para el estado de tensión combinado.
Ejemplo
La clasificación se realiza para la sección en I que se muestra en la imagen 02 para fuerza de flexión pura y compresión pura.
El sistema y la carga se muestran en la imagen 03.
Material y dimensiones
EN-AW 6082 (EP, ET, ER/B) T4 | EN 1999-1-1, tabla 3.2b
fo = 110 N/mm²
fu = 205 N/mm²
Clase de pandeo B
ε = √ (250/fo ) = √ (250/110) = 1,508 | EN 1999-1-1, tabla 6.2
bw = h - 2 ∙ (tf + r) = 220 - 2 ∙ (8 + 12) = 180 mm
segundof = 0.5 ∙ (b - tw - 2 ∙ r) = 0.5 ∙ (100 - 6 - 2 ∙ 12) = 35 mm
Clasificación de la sección - flexión pura
Alma (interna, sin soldaduras, pandeo clase B)
βw = 0,4 ∙ bw/tw = 0,4 ∙ 180/6 = 12 | EN 1999-1-1, (6.2)
β1 = 13 ∙ ε = 13 ∙ 1,508 = 19,6 | EN 1999-1-1, tabla 6.2
βw = 12 <β1 = 19,6
El alma se clasifica en la clase de sección 1.
Brida (en voladizo, sin soldaduras, pandeo clase B)
βf = bf/tf = 35/8 = 4,38 | EN 1999-1-1, (6.1)
β1 = 3,5 ∙ ε = 3,5 ∙ 1,508 = 5,28 | EN 1999-1-1, tabla 6.2
βf = 4,38 <β1 = 5,28
El alma se clasifica en la clase de sección 1.
La sección completa se debe clasificar para flexión pura en la clase de sección 1.
Clasificación de la sección - Fuerza de compresión pura
Alma (interna, sin soldaduras, pandeo clase B)
βw = bw/tw = 180/6 = 30 | EN 1999-1-1, (6.1)
β3 = 18 ∙ ε = 18 ∙ 1,508 = 27,14 | EN 1999-1-1, tabla 6.2
βw = 30> β3 = 27,14
El alma se clasifica en la clase de sección 4.
Brida (en voladizo, sin soldaduras, pandeo clase B)
βf = bf/tf = 35/8 = 4,38 | EN 1999-1-1, (6.1)
β2 = 4,5 ∙ ε = 4,5 ∙ 1,508 = 6,79 | EN 1999-1-1, tabla 6.2
βf = 4,38 <β2 = 6,79
La brida se debe clasificar en la clase de sección 1 o 2.
La sección completa se debe clasificar para la fuerza de compresión pura en la clase de sección 4.
RF-/ALUMINIUM
RF-/ALUMINIUM determina las relaciones ancho/espesor de las partes de la sección sometidas a compresión y realiza la clasificación automáticamente. Alternativamente, la clase de la sección se puede definir individualmente en la lista "Clasificación de la sección" de la ventana "1.3 Secciones" (imagen 04). Las secciones que no están completamente cubiertas por las especificaciones de la norma se clasifican como "General" en RF-/ALUMINIUM y solo se clasifican en la clase de sección 3 o 4.
RF-/ALUMINIUM solo considera partes de la sección no rigidizada según EN 1999-1-1, figura 6.1 (a), así como secciones tubulares de pared delgada según EN 1999-1-1, 6.1.4.3 (5). Las partes de la sección interna ligeramente curvadas, no rigidizadas, coaccionadas en ambos lados según EN 1999-1-1, 6.1.4.3 (4) sólo se pueden considerar para el cálculo realizado con el método analítico simplificado. No se considera la influencia de los rigidizadores según EN 1999-1-1, 6.1.4.3 (3).
La clasificación de secciones para componentes estructurales con esfuerzos de flexión y longitudinales se realiza por separado para cada componente de carga en RF-/ALUMINIUM según EN 1999-1-1, 6.3.3. Sin embargo, también es posible realizar una clasificación para el estado de tensión combinado. Para hacer esto, desactive la casilla de verificación "Clasificar por separado los componentes de carga según 6.3.3 NOTA 1 y NOTA 2" en la pestaña "Estado límite último" del cuadro de diálogo "Detalles" (imagen 05).
La clasificación de la sección en RF-/ALUMINIUM se muestra en detalle para cada parte de la sección sometida a compresión entre los valores intermedios. La clasificación de la sección de este ejemplo para flexión pura y compresión pura se muestra en las imágenes 06 y 07.
La numeración de las partes de la sección se puede encontrar en el cuadro de diálogo "Partes c/t" (imagen 08).
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