- F.3.1 Método del promedio ponderado
Este es el método más común utilizado en los ejemplos de ADM y la opción predeterminada en RFEM 6. El método del promedio ponderado combina las resistencias determinadas por separado para cada elemento utilizando la ecuación F.3-1 de ADM 2020 [1].
- F.3.2 Método de la resistencia límite
En este método, la resistencia al pandeo local de la sección en su conjunto se determina mediante un análisis que incluye directamente la interacción de los elementos. Este método es el más preciso y completo de los tres.
- F.3.3 Método del elemento limitador
Este método limita la resistencia a la flexión de la barra en función de la resistencia al pandeo local más baja de todos los elementos. Este método es a menudo menos preciso y más conservador, ya que no tiene en cuenta la interacción entre los elementos.
Los tres métodos utilizados en la sección F.3 para determinar las resistencias al pandeo local hacen referencia a las secciones B.5.4 y B.5.5. Estas secciones incluyen la determinación de la resistencia de los elementos en compresión uniforme y elementos en compresión a flexión. La resistencia al pandeo local depende además de si el elemento está apoyado en uno o ambos bordes, además de la relación entre el ancho y el espesor b/t.
Comparación de los resultados de RFEM utilizando los tres métodos diferentes
La resistencia al pandeo local de una viga de aluminio en el ejemplo 3 del ADM se compara con los resultados de RFEM utilizando los tres métodos diferentes descritos anteriormente.
La sección AW 5 x 3,70 y el material 6061-T6 (B221) se utilizan para la viga de 16 pies de largo. La viga tiene un apoyo lateral continuo y una separación de apoyo vertical a 4,0 pies (1,2 m) en el centro. Soporta un peso propio uniforme de 4,50 k/ft (imagen 2).
Las propiedades de la sección se muestran en la Imagen 3.
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Las tensiones de pandeo locales del ala y del alma son necesarias para determinar la resistencia nominal a la flexión de la barra.
Tensión de pandeo local del ala
El ala (un elemento plano apoyado en un borde) está en compresión uniforme. Su tensión de pandeo local se determina según la sección B.5.4.1.
La relación de esbeltez b/t es igual a [(3,5 in -0,19 in - 2*0,30 in)/2]/0,32 in = 4,234
El factor de esbeltez λ1 = 6.7 se puede encontrar utilizando la ecuación enumerada en la sección B.5.4.1 o tomando directamente de la tabla 2-19 de la parte VI.
Dado que b/t = 4,234 es menor que λ1 = 6,7, el estado límite de fluencia controla. Por lo tanto, la tensión de compresión uniformeFc = Fcy= 35.0 ksi (Tabla A.4.1 y Tabla A.4.3).
Tensión de pandeo local del alma
El alma (un elemento plano apoyado en dos bordes) está en compresión por flexión. Su tensión de pandeo local se determina según la sección B.5.5.1.
La relación de esbeltez b/t es igual a [(5,0 in -2*0,32 in -2*0,3 in)]/0,19 in = 19,789
El factor de esbeltez λ1 = 33.1 se puede encontrar utilizando la ecuación enumerada en la sección B.5.5.1 o tomando directamente de la tabla 2-19 de la parte VI.
Dado que b/t = 19,789 es menor que λ1 = 33,1, controla el estado límite de fluencia. Por lo tanto, la tensión de compresión por flexión,Fb = 1.5*Fcy= 1.5*35.0 ksi = 52.5 ksi (Tabla A.4.1 y Tabla A.4.3).
Los detalles de verificación de diseño en RFEM 6 proporcionan las ecuaciones y referencias utilizadas en cada método. El resultado de cada método se puede verificar fácilmente.
- Resistencia nominal a flexión, Mnlb según F.3.1 Método de la media ponderada
- Resistencia nominal a flexión, Mnlb según F.3.2 Método de la resistencia directa
- Resistencia nominal a flexión, Mnlb según F.3.3 Método del elemento limitador
Este es el método utilizado en el Ejemplo 3 [1]. La diferencia despreciable en la relación de utilización proviene de la fórmula de la viga utilizada para determinar el momento flector máximo requerido.
Conclusión
En este ejemplo, las razones de comprobación de cálculo del método de la media ponderada y el método de la resistencia directa son casi idénticas (0,657 y 0,662). Y, como se esperaba, el método del elemento limitador es el más conservador y tiene la relación de comprobación de diseño más alta (0,749).
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