EN 1993-1‑1 [1] define las siguientes cuatro clases de sección (también mostradas en la imagen 1):
- Clase 1: Secciones que pueden formar una articulación plástica con la capacidad de giro necesaria para el análisis plástico sin reducción de la resistencia
- Clase 2: Secciones que pueden desarrollar el momento resistente plástico, pero tienen una capacidad de giro limitada debido al pandeo local
- Clase 3: Secciones en las que la tensión calculada en la fibra de compresión extrema de la barra puede alcanzar su resistencia de prueba, pero el pandeo local puede impedir el desarrollo del momento plástico resistente total
- Las secciones de clase 4 son aquellas en las que se producirá un pandeo local antes de alcanzar el límite elástico en una o más partes de la sección.
La clasificación se realiza por separado para todas las partes de la sección comparando las relaciones ancho-espesor proporcionadas con los valores límite para cada clase como se indica en la norma. Por lo tanto, se define la clase de cada parte de la sección y la que tiene el valor menos favorable es la que gobierna para toda la sección. Los valores límite dependen de lo siguiente:
- Condición de apoyo de las partes de la sección (en uno o ambos lados)
- Límite elástico del acero utilizado en forma de factor ε
- Curva de tensión en partes de la sección
- Magnitud de la resistencia a compresión
El Eurocódigo 3 proporciona tablas basadas en las cuales se pueden calcular las relaciones anchura-espesor máximas para las partes de la sección y compararlas con los valores límite. Por ejemplo, las relaciones máximas ancho-espesor para categorizar una parte de compresión interna como Clase 3 están determinadas por los factores que se muestran en la Imagen 2.
El valor límite para las partes internas sometidas únicamente a compresión o flexión se determina mediante el factor ε, que está relacionado con el límite elástico del acero. Para las partes sometidas tanto a flexión como a compresión, por otro lado, la distribución de tensiones se detecta mediante el parámetro α (plástico, clases 1 y 2) o ψ (elástico, clase 3).
El primero representa la longitud porcentual de la tensión de compresión en la parte de la sección, mientras que el segundo representa la relación de las tensiones de contorno (Imagen 3). Por lo tanto, además del factor ε, el valor límite de las relaciones anchura-espesor para partes sometidas a flexión y compresión implica el parámetro α para las clases 1 y 2 y el parámetro ψ para la clase 3.
Clasificación de secciones en RFEM 6
El complemento Cálculo de acero que se ofrece en RFEM 6 para el cálculo de estructuras de acero realiza una clasificación detallada de la sección en cada posición de cálculo antes de que se lleve a cabo éste. La clasificación de la sección para cada tipo de comprobación de diseño está disponible en sus detalles de comprobación de diseño asociados.
Esto se demuestra para la viga que se muestra en la imagen 4 (IPE 300, acero S355), para la cual se ha calculado el complemento Cálculo de acero y los resultados para cada tipo de cálculo ya están disponibles. Si, por ejemplo, muestra los detalles de la comprobación de diseño, puede notar que la clasificación de la sección también se proporciona en detalle (Imagen 5).
Como ya se ha explicado, la clasificación se realiza por separado para todas las partes de la sección (llamadas subpaneles en RFEM 6; cinco, en este caso). Por lo tanto, se pueden asignar diferentes clases de sección a cada subpanel, pero la que tenga el valor menos favorable es la que gobierna para toda la sección. De esta manera, la sección de interés se clasifica como Clase 4 para la prueba de la sección según 6.2.4, que es la clase de sección del subpanel 3.
Dado que el subpanel 3 está apoyado en ambos lados y está sometido a compresión, su clasificación se realiza según la tabla 5.2 del Eurocódigo 3 [1]. El límite elástico del acero es 355 N/mm² y, por lo tanto, el valor del factor ε es 0,814 (Imagen 5). Basándose en este factor, se calculan los valores límite de las relaciones anchura-espesor para las clases 1, 2 y 3 (λ1, λ2 y λ3, respectivamente) según la tabla mencionada anteriormente. A continuación, se calcula la relación c/t sobre la base de la longitud (c) y el espesor (t) de la parte de la sección, y se compara con los valores límite para las clases de sección. Para este subpanel, la relación c/t proporcionada es mayor que la calculada para la clase de sección 3 y, por lo tanto, se asigna la clase 4 al subpanel.
Dado que los otros subpaneles se clasifican como Clase 1, este es el subpanel (por ejemplo, el subpanel 3) con el valor menos favorable que rige para toda la sección. Por eso, la sección de interés se clasifica como de clase 4 para la prueba de la sección según 6.2.4.
Para comprender mejor la clasificación de la sección, puede mostrar los subpaneles individuales de la sección en la pestaña Subpaneles de la ventana Información de la sección (Imagen 6).
Observaciones finales
La clasificación de secciones en RFEM 6 para el cálculo de barras de acero se realiza según las disposiciones del Eurocódigo 3 [1]. La clasificación se realiza por separado para todas las partes de la sección comparando las relaciones ancho-espesor proporcionadas con los valores límite para cada clase como se indica en la norma.
Los valores límite dependen de la condición del apoyo de las partes de la sección, el límite elástico del acero, la curva de tensión en las partes de la sección y la magnitud de la resistencia a compresión. Una vez calculado, se compara la relación anchura-espesor con estos y se define la clase de cada parte de la sección. Finalmente, la clase menos favorable obtenida para los subpaneles individuales se asigna a toda la sección.
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