Clasificación de la sección en caso de flexión uniaxial con fuerza axial
Artículo técnico
El módulo adicional RF- / STEEL EC3 realiza una clasificación de la sección detallada en cada cálculo antes de llevar a cabo el cálculo . De este modo, se evalúa la susceptibilidad al pandeo local de todas las partes de la sección. La clase de sección definida tiene un efecto sobre la determinación de la resistencia y la capacidad de rotación.
Clases de sección transversal
El Eurocódigo 3 [1] define cuatro clases de sección:
Figura 01 - Clases de sección transversal
La clasificación de la sección proporciona los siguientes parámetros y condiciones de contorno:
- Soporte de una parte de la sección (en uno o ambos lados)
- Longitud c de una parte de la sección
- Espesor t de una parte de la sección
- Límite elástico del acero utilizado en forma del factor ε
- Distribución de tensiones en la parte de la sección diseñada
La clase de la parte de la sección con el valor menos favorable rige para toda la sección. Para las secciones I y H, esta suele ser la red relativamente delgada.
Distribución de tensiones
La distribución de tensiones se detecta mediante el parámetro α (plástico, clase 1 y 2) o ψ (elástico, clase 3). En este caso, α representa la longitud porcentual de la tensión de compresión en la parte de la sección, mientras que ψ representa la relación de las tensiones de contorno.
Figura 02 - Explicación de Alpha y Psi
Nota importante:
- Las tensiones existentes siempre se calculan hacia arriba o hacia abajo para el límite elástico.
- Las tensiones de compresión siempre deben establecerse como positivas, las tensiones de tracción como negativas.
En la flexión únicamente uniaxial en una sección transversal doble simétrica, la determinación de α y ψ es trivial. Una fuerza axial adicional requiere consideraciones adicionales. La pregunta interesante es, ¿en qué medida se aplica la fuerza normal? Hay dos enfoques y ambos se implementan en el módulo adicional RF‑/STEEL EC3.
Figura 03 - Tipos de determinación de alfa y psi
Primero, existe la segunda opción 'Aumentar NEd y MEd uniformemente', que está preestablecida en RF‑/STEEL EC3. En el caso de la distribución de tensiones elásticas, las tensiones existentes se incrementan por la relación tensión de deformación/tensión de compresión más grande en la parte de la sección. El parámetro ψ resulta de la relación de la tensión de compresión y la tensión de tensión. Si la distribución de tensiones es plástica, el momento y la fuerza axial aumentan hasta que se alcanza una de las condiciones de interacción especificadas en [1] y, por lo tanto, se alcanza el estado límite plástico. Consulte la explicación en [2] , página 13.
RF-/STEEL EC3 utiliza la condición de interacción según la fórmula 6.2 porque es fácilmente rastreable y válida para todo tipo de secciones. El siguiente gráfico muestra un ejemplo de un IPE 360, S 235, con las siguientes fuerzas internas y resistencias de carga de plástico:
My, Ed = 125.0 kNm NEd = 300.0 kN
My, Rd = 239,5 kNm NRd = 1.709,0 kN
Figura 04 - Diagrama de interacción
La extrapolación de los esfuerzos existentes da como resultado las siguientes fuerzas internas limitantes:
MN, y, Rd = 179,2 kNm NMy, Rd = 430,1 kN
Sobre la base de la fuerza axial límite, ahora se puede determinar y aplicar el tamaño del bloque de tensión en el área que divide los ejes de la sección. Al considerar los bloques de tensión restantes del momento flector, ahora puede determinar la longitud de la tensión de compresión en la parte de la sección y, por lo tanto, el parámetro α.
La primera opción 'Fijo NEd , aumentar MEd para alcanzar fyd ' se puede explicar fácilmente en la distribución de tensiones plásticas. La fuerza axial no se extrapola sino que se aplica al tamaño de actuación. Como resultado, el área de compresión y α son generalmente más pequeños cuando se usa esta opción.
La determinación de los valores límite de c/t para las clases de secciones individuales no se explican más en este artículo. Esta información se puede encontrar en [1], Tabla 5.2.
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- Actualizado 26. octubre 2020
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