Pandeo local de barras en flexión por ADM 2020 en RFEM 6

Artículo técnico sobre el tema del análisis de estructuras usando Dlubal Software

  • Base de conocimientos

Artículo técnico

La sección de una barra de aluminio compuesta por elementos delgados puede experimentar fallos de pandeo local de sus alas o alma antes de que la barra pueda alcanzar su resistencia total. En el complemento Cálculo de aluminio, hay tres opciones disponibles para determinar la resistencia nominal a la flexión, Mnlb para el estado límite de pandeo local cuando se realiza el cálculo según el Manual de diseño de aluminio (ADM) 2020 [1].

  • F.3.1 Método del promedio ponderado

Este es el método más común utilizado en los ejemplos de ADM y también 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 suele ser menos preciso y más conservador, ya que no tiene en cuenta la interacción entre 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 de ADM se compara con los resultados de RFEM utilizando los tres métodos diferentes descritos anteriormente.

Se utiliza un material de sección AW 5 x 3.70 y 6061-T6 (B221) para la viga de 16 pies (4,5 m) 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 una carga muerta uniforme de 4,50 k/pie (Imagen 2).

Las propiedades de la sección se muestran en la Imagen 3.

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 esfuerzo de pandeo local se determina según el apartado 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, λ 1= 6,7 se puede encontrar usando la ecuación listada en la sección B.5.4.1 o tomado directamente de la Tabla 2-19 de la Parte VI.

Dado que b/t = 4,234 es menor que λ 1 = 6,7, el estado límite de fluencia controla aquí. Por lo tanto, el esfuerzo de compresión uniforme es F c = F cy = 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 esfuerzo de pandeo local se determina según el apartado 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, λ 1 = 33,1 se puede encontrar usando la ecuación listada en la sección B.5.5.1 o tomado directamente de la Tabla 2-19 de la Parte VI.

Dado que b/t = 19,789 es menor que λ 1 = 33,1, el estado límite de fluencia controla. Por lo tanto, el esfuerzo 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 la flexión, Mnlb según F.3.1 Método del promedio ponderado
  • Resistencia nominal a la flexión, Mnlb según F.3.2 Método de la resistencia límite
  • Resistencia nominal a la 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 relaciones de verificación de diseño del método de promedio ponderado y el método de resistencia límite 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).

Autor

Cisca Tjoa, PE

Cisca Tjoa, PE

Ingeniero de soporte técnico

Cisca es responsable del soporte técnico al cliente y el desarrollo continuo de los programas para el mercado norteamericano.

Palabras clave

Pandeo local Barras en flexión Cálculo de aluminio

Referencia

[1]   Aluminum Design Manual 2020
  • Vistas 426x
  • Actualizado 28. octubre 2022

Contacte con nosotros

Contacta con Dlubal

¿Tiene más preguntas o necesita un consejo? Contáctenos por teléfono, correo electrónico, chat o foro, o busque en la página de preguntas frecuentes, disponible las 24 horas del día, los 7 días de la semana.

+34 911 438 160

[email protected]

Cursos de formación en línea | Inglés

Eurocódigo 5 | Estructuras de madera según EN 1995-1-1

Curso de formación en línea 8. diciembre 2022 9:00 - 13:00 CET

Cursos de formación en línea | Inglés

Eurocódigo 3 | Estructuras de acero según DIN EN 1993-1-1

Curso de formación en línea 2. marzo 2023 9:00 - 13:00 CET

Cursos de formación en línea | Inglés

Eurocódigo 5 | Estructuras de madera según DIN EN 1995-1-1

Curso de formación en línea 16. marzo 2023 9:00 - 13:00 CET

Cursos de formación en línea | Inglés

Eurocódigo 3 | Estructuras de acero según EN 1993-1-1

Curso de formación en línea 17. noviembre 2022 9:00 - 13:00 CET

Cursos de formación en línea | Inglés

RFEM 6 para estudiantes | Estados Unidos

Curso de formación en línea 8. noviembre 2022 13:00 - 16:00 EDT

Análisis de las etapas de construcción\n en RFEM 6

Análisis de etapas de construcción en RFEM 6

Webinar 19. octubre 2022 14:00 - 15:00 EDT

Curso de formación en línea | Español

Eurocódigo 3 | Estructuras de acero según EN 1993-1-1

Curso de formación en línea 13. octubre 2022 15:00 - 17:00 CEST

Cálculo de estructuras de aluminio en RFEM 6 y RSTAB 9

Modelado y cálculo de estructuras de aluminio en RFEM 6 y RSTAB 9

Webinar 15. septiembre 2022 14:00 - 15:00 CEST

Cursos de formación en línea | Inglés

Eurocódigo 5 | Estructuras de madera según EN 1995-1-1

Curso de formación en línea 15. septiembre 2022 9:00 - 13:00 CEST

Cursos de formación en línea | Inglés

Eurocódigo 3 | Estructuras de acero según EN 1993-1-1

Curso de formación en línea 8. septiembre 2022 9:00 - 13:00 CEST

Simulación de viento CFD con RWIND 2

Simulación de viento CFD con RWIND 2

Webinar 29. junio 2022 14:00 - 15:00 EDT

Cursos de formación en línea | Inglés

Eurocódigo 5 | Estructuras de madera según EN 1995-1-1

Curso de formación en línea 15. junio 2022 8:30 - 12:30 CEST

Cursos de formación en línea | Inglés

RFEM 6 para estudiantes | Estados Unidos

Curso de formación en línea 8. junio 2022 13:00 - 16:00 EDT

Diseño de aluminio ADM 2020 en\n RFEM 6

Diseño de aluminio ADM 2020 en RFEM 6

Webinar 25. mayo 2022 14:00 - 15:00 EDT

Cursos de formación en línea | Inglés

Eurocódigo 3 | Estructuras de acero según EN 1993-1-1

Curso de formación en línea 27. abril 2022 8:30 - 12:30 CEST

RFEM 6
Estructura de aluminio, deformación

Cálculo

El complemento Cálculo de estructuras de aluminio calcula barras de aluminio para el estado límite último y el estado límite de servicio según varias normas.

Precio de la primera licencia
1.850,00 EUR