Bei elementos de pared delgada de acero, además del fallo global de estabilidad (pandeo, pandeo por torsión, pandeo flexotorsional), también debe analizarse el comportamiento local de estabilidad de la sección transversal. En la EN 1993-1-3 [1] se distingue entre dos tipos:
- Pandeo local: Se caracteriza por el pandeo de partes individuales de la sección transversal fuera de su plano, suponiendo un apoyo articulado de las esquinas de la sección transversal. Esta forma de inestabilidad se describe en la EN 1993-1-5 [2] como pandeo de placa.
- Pandeo del campo completo/inestabilidad de forma: Se caracteriza por el desplazamiento de la rigidización de borde de una sección transversal. Al mismo tiempo, en las partes adyacentes de la sección transversal se producen deformaciones dentro y fuera del plano.
En RFEM 6 y RSTAB 9 pueden calcularse los factores de carga crítica y las formas propias para los fenómenos locales de estabilidad mencionados bajo una solicitación unitaria. El cálculo consiste en un análisis de estabilidad lineal basado en el «Constrained Finite Strip Method (cFSM)» [3]. Los resultados del cálculo por tiras finitas están disponibles para todas las secciones transversales de pared delgada en el cuadro de diálogo «Editar secciones transversales». Mediante el menú desplegable situado debajo de la representación de la sección transversal, además de las tensiones unitarias y otras funciones de sección, pueden seleccionarse las formas de pandeo debidas a una carga unitaria (Figura 1).
Al seleccionar una de las cargas unitarias, se abre el diagrama interactivo «Resultados del método de tiras finitas». La curva azul representada muestra la carga crítica mínima en función de la correspondiente longitud de media onda de pandeo. Los resultados también pueden mostrarse por separado para las distintas formas de inestabilidad: pandeo local, inestabilidad de forma y fallo global de estabilidad (suponiendo una viga biarticulada de un solo vano) (Figura 2).
Cabe señalar que solo se considera en el análisis de estabilidad la primera forma propia (de una sola onda) de la correspondiente forma de inestabilidad. Sin embargo, las cargas críticas determinadas también son válidas para múltiplos de las correspondientes longitudes de media onda. Esto puede demostrarse mediante un cálculo comparativo con elementos de lámina y el complemento Estabilidad estructural. Para el perfil C analizado con una longitud de 0,141 m, se obtiene aquí una carga crítica de -90,47 kN, lo que coincide muy bien con el resultado del FSM de -89,85 kN (véase la Figura 2). Al duplicar la longitud a 0,282 m, también se duplica el número de abolladuras con una carga crítica aproximadamente constante (-91,68 kN). Para determinar las cargas críticas relevantes de los fenómenos locales de estabilidad (pandeo local e inestabilidad de forma), por tanto, siempre deben tenerse en cuenta, por seguridad, los respectivos mínimos de las curvas límite determinadas.
Las deformaciones de la sección transversal que acompañan a una carga crítica calculada pueden mostrarse en la gráfica de la sección transversal. De forma predeterminada, se muestra la forma propia que corresponde al primer mínimo local de la curva de carga crítica. Al «hacer clic» en cualquier punto de datos del diagrama, la representación se actualiza automáticamente. Las formas propias mostradas en la Figura 4 ilustran de forma muy clara la influencia de las respectivas formas de estabilidad en la carga crítica determinada. Mientras que en el punto a predomina el pandeo local, la forma propia en el punto b está marcada por la inestabilidad de forma. En el punto c, en cambio, se reconoce un movimiento de cuerpo rígido de la sección transversal, que va acompañado del fallo global de estabilidad (en este caso, pandeo flexotorsional).
Los resultados del FSM permiten una primera evaluación del comportamiento de estabilidad de secciones esbeltas y ofrecen una indicación de si el fallo de estabilidad está dominado por una forma local, global o por una interacción de ambas formas de estabilidad. Los factores de carga crítica determinados también pueden utilizarse para calcular la resistencia última de perfiles esbeltos según EN 1993-1-3 [1] o AISI S100-16 [4].
