El Manual de diseño de aluminio 2020 (ADM 2020) [1] proporciona una guía esencial y requisitos de diseño para ingenieros y diseñadores que trabajan con aluminio en aplicaciones estructurales. El ADM 2020 [1] proporciona métodos para calcular el momento elástico de pandeo lateral (Me). Describe qué ecuaciones se deben usar y seguir, asegurando que las estructuras de aluminio estén a salvo de esta forma de inestabilidad.
RFEM 6 hace referencia al tipo de sección y esfuerzos internos calculados en el análisis estático, y el complemento Cálculo de aluminio aplica estos resultados a las ecuaciones de ADM 2020 [1]. Más específicamente, las ecuaciones del apartado F.4 [1] para el cálculo de pandeo lateral. Hay subsecciones dentro del apartado F.4 [1] utilizado para clasificar la sección de una barra y calcular la esbeltez de pandeo lateral (λ). Si se aplica más de una sección, se utilizará cualquier sección aplicable.
Clasificación de secciones en el cálculo de pandeo lateral
apartado F.4 [1] clasifica las secciones de aluminio en función de si son simétricas o asimétricas respecto al eje de flexión, cerradas, o secciones de barras rectangulares. En las próximas secciones de este artículo, habrá una variedad de secciones con una explicación de dónde se encuentran en el apartado F.4 [1]. A esto le sigue cómo se diseñan en RFEM 6. Se realizará una comparación simple entre ADM 2020 [1] y RFEM 6. En la imagen a continuación, cada ejemplo muestra la verificación de código correcta y la compara con la verificación de código utilizada en RFEM 6.
Secciones de simetría simple
Una sección de simetría simple es una sección que se puede reflejar perfectamente sobre su eje de flexión o no de flexión. Los ejemplos de secciones normalizadas de simetría simple consisten en secciones en T y en U.
La esbeltez para estos tipos de formas se debe determinar según el apartado F.4.2.1 [1], que es para formas simétricas respecto al eje de flexión. Si la sección es asimétrica respecto al eje de flexión, entonces se debe comprobar según el apartado F.4.2.5 [1].
En el modelo de RFEM 6 adjunto, se modela una sección en U (barra núm. 1) como una viga simplemente apoyada con carga uniforme. Las secciones que son simétricas respecto al eje de flexión se calculan según el apartado F.4.2.1 [1] utilizando el complemento Cálculo de aluminio.
Secciones doblemente simétricas
Una sección doblemente simétrica es una sección que se puede reflejar perfectamente sobre su eje de flexión y de no flexión. Los ejemplos de secciones normalizadas que son doblemente simétricas consisten en secciones en I, secciones huecas rectangulares y circulares.
El pandeo lateral para una sección en I normalizada se debe calcular según el apartado F.4.2.1 [1], pero también se puede calcular según el apartado F.4.2.5 [1], ya que puede ser simétrico o asimétrico respecto a su eje de flexión si se aplica una carga lateral.
En el modelo de RFEM 6 adjunto, se modela una sección en I doblemente simétrica (barra núm. 4) como una viga simplemente apoyada con una carga lateral uniforme aplicada sobre ella. Este tipo de sección se calcula según el apartado F.4.2.1 [1] porque si suponemos una carga lateral en cualquier dirección del eje principal, siempre es simétrica respecto al eje de flexión.
Secciones asimétricas
Una sección asimétrica es una sección que no se puede reflejar perfectamente sobre su eje de flexión o no de flexión. Un ejemplo de una sección normalizada que se considera asimétrica respecto a cualquiera de sus ejes es una sección en Z.
El pandeo lateral para esta sección se debería calcular solo usando el apartado F.4.2.5 [1] Cualquier forma. Con esta sección, se determina el valor de esbeltez y el pandeo lateral elástico para secciones asimétricas.
En el modelo de RFEM 6 adjunto, se modela una sección en Z (CF 4ZU1.25x075) (barra núm. 5) como una viga simplemente apoyada con una carga uniforme. En el complemento Cálculo de aluminio, esta forma se calcula según el apartado F.4.2.5 [1] con respecto a pandeo lateral.
Secciones cerradas
Una sección cerrada se refiere a una forma estructural donde el perímetro de la sección está completamente encerrado. Un ejemplo común de una sección cerrada para una barra de aluminio es un tubo rectangular o una sección hueca rectangular. En este caso, la forma de la sección se parece a un rectángulo, pero está encerrada en todos los lados, creando una estructura en forma de tubo.
Al calcular el pandeo lateral para una sección cerrada, la esbeltez se debe determinar haciendo referencia al apartado F.4.2.3 [1] Formas cerradas.
En el modelo de RFEM 6 adjunto, se modela una sección hueca cuadrada (barra núm. 6) como una viga simplemente apoyada con una aplicación uniforme. Al calcularlo según ADM 2020 en el complemento Cálculo de aluminio, se calcula el pandeo lateral utilizando el apartado F.4.2.3 [1] Secciones cerradas para determinar la relación de esbeltez (λ).
Barras rectangulares
Una sección de barra plana rectangular se refiere a una forma geométrica que es larga y estrecha con una superficie plana y lados rectangulares.
El apartado F.4.2.4 [1] se debería usar para calcular la esbeltez de una barra rectangular plana para encontrar finalmente el momento crítico de pandeo.
En el modelo de RFEM 6 adjunto, se modela una barra rectangular (barra núm. 7) como una viga simplemente apoyada con una carga lateral uniforme. Se calcula utilizando las ecuaciones del apartado F.4 [1] y la esbeltez se calcula utilizando la ecuación F.4-7 en el apartado F.4.2.4 [1].
Conclusión
El cálculo de pandeo lateral según ADM 2020 apartado F.4 [1] requiere que un ingeniero determine en qué subsección cae su sección para determinar la esbeltez y otras propiedades de la sección. Las categorías principales para esto se dividen por forma y simetría. Si es simétrica o asimétrica respecto al eje de flexión, si la sección está cerrada/abierta o si es una barra rectangular.
En RFEM 6, el complemento Cálculo de aluminio clasifica las secciones de la misma manera que se describe en el apartado F.4 [1]. La norma de cálculo ADM 2020 se debe elegir en la pestaña Norma I dentro de los Datos básicos. Asimismo, en Longitudes eficaces en los Parámetros de cálculo de una barra, se debe seleccionar el Capítulo F. Por último, bajo los mismos parámetros, el Factor de modificación (Cb ) se puede calcular según el apartado F.4.1.
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