Cálculo de pilar de sección variable según EN 1993-1-1

Artículo técnico

Volver a la base de datos de conocimientos

Sistema estructural

Clasificación de secciones

Primera deformada del modo

Coeficientes de amplificación y razones de tensiones mínimos

Propiedades del sistema estructural

Volver a la base de datos de conocimientos

Este artículo fue traducido por el Traductor de Google

Ver texto original

5. junio 2017

001447

La siguiente estructura se incluye como ejemplo IV.10 en [1] "Comentario sobre el Eurocódigo 3". Para un apoyo cuya sección experimenta una variación lineal, basta con la realización del cálculo del estado límite último (comprobación de la sección y análisis de estabilidad). Debido al componente estructural desigual, es necesario realizar el análisis de estabilidad (desde la dirección del soporte principal) utilizando el método según la Sección 6.3.4, o alternativamente, según el análisis de segundo orden.

Sistema

Sección: IS 220/300/15/25/0 (base del pilar), IS 620/300/15/25/0 (capitel)
Material: S 355 (DIN EN 1993-1-1)
Altura del pilar: 6,0 m
En el lado traccionado de la sección existe un apoyo continuo en dirección Y (eje de giro lateral).

Carga

Cargas de cálculo:
N_Ed = 1.500 kN
M_Ed = 600 kNm

Imagen 01 - Sistema estructural

Clasificación de la sección

En el lado traccionado de la sección existe un apoyo continuo en dirección Y (eje de giro lateral). Por lo tanto, las fuerzas internas deben incrementarse hasta el estado final.
Existen dos opciones:

Aumente linealmente todas las fuerzas internas hasta alcanzar el estado final (consulte la Figura 02 a la izquierda, la segunda opción (predeterminada) en Detalles)
Aumente solo M_Ed para alcanzar el estado final (ver Figura 02 a la derecha, la primera opción en Detalles)

Imagen 02 - Clasificación de secciones

Ambas opciones y métodos conducen a resultados muy distintos, desde un diseño elástico máximo en el tercio superior hasta una relación de diseño de plástico completamente posible de la sección en toda la altura de la columna.

En el presente fallo de estabilidad, no surge un incremento de la fuerza axial, sino solo un incremento de los momentos debido a deformaciones y al análisis de segundo orden. Por lo tanto, se selecciona la segunda opción.

Amplificador mínimo α_{ult, k}

En este caso, la relación de diseño de la sección se determina utilizando la interacción plástica lineal (ver [2] Ecuación (6.2)). Esto debe activarse en Detalles, ya que RF‑/STEEL EC3 realiza el diseño para las secciones de clase 1 o 2 según la ecuación. (6.31) o (6.41) de [2] por defecto.

De conformidad con la Sección 6.3.4 (2) en [2] , puede ser necesario calcular el amplificador de carga mínima α_{ult, k} para alcanzar la resistencia característica en el plano principal con todos los efectos de imperfecciones y el análisis de segundo orden.

La comprobación, en la medida en que las deformaciones afecten a las fuerzas internas, se determina según la ecuación (5.1) en [2] :

Fórmula 1

$α_{cr} = \frac{N_{cr}}{N_{Ed}} > 10$

En este caso, se debe determinar α_cr por RF‑/STEEL EC3 y RF‑/STEEL Warping Torsion. La mejor manera es generar una caja de módulo separada y definir restricciones laterales intermedias para el conjunto de miembros con el fin de imponer la forma del primer modo con "pandeo en la dirección del eje mayor".

Imagen 03 - Primera deformada del modo

α_cr = 18,90> 10

La relación de diseño de la sección y, por lo tanto, el amplificador de carga mínima α_{ult, k} se pueden calcular con las fuerzas internas de acuerdo con el análisis estático lineal. Las siguientes razones y factores surgen a lo largo de la longitud del miembro.

Imagen 04 - Coeficientes de amplificación y razones de tensiones mínimos

Esbeltez del componente estructural y factor de reducción χ_op

La determinación del factor de reducción χ_op requiere que la relación de esbeltez λop tenga en cuenta el pandeo por flexión o el pandeo lateral-torsional. Esto se calcula según la ecuación (6.64) en [2] :

Fórmula 2

$λ_{op} = \sqrt{\frac{α_{ult, k}}{α_{cr, op}}}$

Valores:
α_{ult, k} = ver arriba
α_{cr, op} = amplificador mínimo para alcanzar la carga crítica elástica con respecto al pandeo lateral o lateral

Durante el diseño según 6.3.4, el solucionador RF‑/STEEL EC3 determina el amplificador de carga mínima para alcanzar la carga crítica elástica del componente estructural con respecto al pandeo lateral o lateral. Las propiedades del sistema estructural subyacente se especifican en la ventana 1.4 y 1.7 de la siguiente manera.

Imagen 05 - Propiedades del sistema estructural

En base a la bibliografía de referencia, no se aplicaron restricciones de deformación elásticas, aunque estarían justificadas debido a la placa base y también a la restricción actual en la cabeza de la columna. El resultado del cálculo es:

Imagen 06 - Factor de amplificación αcr, op

Por lo tanto, es posible determinar la esbeltez del componente estructural de acuerdo con [2] 6.3.4:

Fórmula 3

$λ_{op} = \sqrt{\frac{2, 097}{3, 23}} = 0, 805$

La curva de pandeo se puede seleccionar de acuerdo con el Anexo Nacional (NDP a 6.3.4 (1)) de acuerdo con la Tabla NA.4:
Pandeo, tabla 6.2 (sección en I soldada, t_f <40 mm, pandeo en y): BC "c"
Pandeo lateral-torsional, tabla 6.4 (h/w = 2.07> 2): BC "d"

En el caso de efectos combinados, se debe utilizar el siguiente amplificador de carga mínima:
χ_{op, z} = 0,659 (ecuación 6,49)
χ_{op, LT} = 0,684 (Ec. 6,57)
χ_op = min {χ_{op, LT} ; χ_{op, z} }
χ_op = 0,659

Cálculo de los componentes

El diseño real se realiza de acuerdo con [2] 6.3.4 (2) Ecuación (6.63):

Fórmula 4

$\frac{χ_{op} \cdot α_{ult, k}}{γ_{M, 1}} > 1, 0$

Ajuste de la ecuación en términos de la relación de diseño:

Fórmula 5

$\begin{array}{l} \frac{γ_{M, 1}}{χ_{op} \cdot α_{ult, k}} < 1, 0 \\ \frac{1, 1}{0, 659 \cdot 2, 097} = 0, 80 < 1, 0 \end{array}$

Bibliografía

[1]	Feldmann, M .; Kuhlmann, U .; Lindner, J .; Müller, C .; Stroetmann, R .: Eurocódigo 3 Bemessung und Konstruktion von Stahlbauten - Banda 1: Allgemeine Regeln und Hochbau. DIN EN 1993-1-1 mit Nationalem Anhang. Kommentar und Beispiele. Berlin: Beuth, 2014
[2]	Eurocódigo 3: Bemessung und Konstruktion von Stahlbauten - Teil 1-1: Normas y reglas generales para edificios ; EN 1993-1-1:2020-12
[3]	National Annex - Nationally determined parameters - Eurocode 3: Bemessung und Konstruktion von Stahlbauten - Teil 1-1: Allgemeine Bemessungsregeln und Regeln für den Hochbau; DIN EN 1993-1-1/NA:2015-08
[4]	Manual de formación EC3. Leipzig Dlubal Software, 2017

Enlaces

Software de análisis y dimensionado de estructuras de acero

Escribir un comentario...

0 Comentar

0 0

Contacte con nosotros

¿Tiene preguntas o necesita asesoramiento?
Contacte con nosotros a través de nuestro servicio de asistencia gratuito por correo electrónico, chat o fórum, o encuentre varias soluciones sugeridas y consejos útiles en nuestra página de preguntas más frecuentes (FAQ).

Preguntas más frecuentes

+34 911 438 160

info@dlubal.com

Ir a:
Eventos
Vídeos
Modelos
Base de conocimientos
Capturas de pantalla
Características de los productos
Preguntas frecuentes
Proyectos de clientes

Eventos recomendados

RFEM, | Curso de formación básico

Curso de formación en línea 29. enero 2021 8:30 - 12:30 CET

RFEM para estudiantes | EEUU

Curso de formación en línea 3. febrero 2021 13:00 - 16:00 EST

Los errores de usuario más comunes con RFEM y RSTAB

Webinar 4. febrero 2021 14:00 - 15:00 CET

RFEM, | Acero | EEUU

Curso de formación en línea 16. febrero 2021 9:00 - 12:00 EST

Eurocódigo 2 | Estructuras de hormigón según DIN EN 1992-1-1

Curso de formación en línea 19. febrero 2021 8:30 - 12:30 CET

RFEM, | Dinámica estructural y cálculo sísmico según EC 8

Curso de formación en línea 24. febrero 2021 8:30 - 12:30 CET

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

Curso de formación en línea 17. marzo 2021 8:30 - 12:30 CET

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

Curso de formación en línea 18. marzo 2021 8:30 - 12:30 CET

RFEM, | Dinámica | EEUU

Curso de formación en línea 23. marzo 2021 13:00 - 16:00 EST

RFEM, | Curso de formación básico

Curso de formación en línea 23. abril 2021 8:30 - 12:30

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

Curso de formación en línea 6. mayo 2021 8:30 - 12:30

Eurocódigo 2 | Estructuras de hormigón según DIN EN 1992-1-1

Curso de formación en línea 11. mayo 2021 8:30 - 12:30

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

Curso de formación en línea 20. mayo 2021 8:30 - 12:30

RFEM, | Dinámica estructural y cálculo sísmico según EC 8

Curso de formación en línea 2. junio 2021 8:30 - 12:30

Diseño de barras de aluminio según ADM 2020 en RFEM

Webinar 19. enero 2021 14:00 - 15:00 EST

Jornada informativa de Dlubal en línea | 15 de diciembre de 2020

Webinar 15. diciembre 2020 9:00 - 16:00 CET

Más eventos

Vídeos

[EN] KB 001649 | Análisis de estabilidad de una correa con sección en I sin coacción lateral y to...

Longitud 1:53 mín

[EN] Diseño de estabilidad en construcciones de acero con RFEM y RSTAB

Longitud 42:00 mín

[EN] KB 000526 | Ignorar automáticamente las partes curvas c/t al clasificar secciones

Longitud 0:54 mín

Cálculos dinámicos con Dlubal Software

Longitud 1:48 mín

[EN] Armadura de una columna existente en RFEM según la Guía de diseño 15 de AISC

Longitud 0:46 mín

[EN] KB 000565 | Consideración de la sección transversal neta sometida a tracción según UNE-EN 19...

Longitud 1:28 mín

[EN] KB 000508 | Representación gráfica de los resultados de RF-/STEEL EC3

Longitud 0:40 mín

[EN] KB 000660 | Creación de barra con sección variable SHAPE-THIN

Longitud 1:19 mín

[EN] KB 000638 | Diseño de nudo de sección hueca con importación automática de datos o entrada ma...

Longitud 0:33 mín

[EN] KB 000545 | Modelado de una unión atornillada

Longitud 0:54 mín

[EN] KB 001656 | Cálculo de uniones en K entre perfiles huecos de sección circular (CHS) según EN...

Longitud 1:14 mín

[EN] KB000665 | Definición de la excentricidad de la placa base en RF-/JOINTS Steel - Column Base

Longitud 0:13 mín

Más vídeos

Modelos para descargar

31x

Viga con sección hueca SHAPE-THIN

327x

15x

Amortiguador de masa sintonizado

49x

10x

Viga de acero como viga secundaria

28x

W10X66 Columna definida por el usuario

42x

13x

Estructura de acero con barras de tracción

42x

11x

Barra con sección variable de SHAPE-THIN

36x

Estructura con placa base excéntrica

Pórticos de acero

Estructura de acero con rigidización diagonal

40x

Conexión de perno

74x

10x

Estructura con cimentación con pernos de anclaje

87x

14x

Soporte de acero con conexión a la placa de cimentación

50x

Pórtico con cimentación considerando la fricción horizontal

Pórticos con pandeo

Soporte de acero con conexión a la placa de cimentación

164x

33x

Cercha soldada

Más modelos para descargar

Artículos de la base de conocimientos

Parámetros para el cálculo de la carga en barra

Análisis de estabilidad de una correa con sección en I sin coacción lateral y torsional

Este artículo técnico trata sobre el análisis de la estabilidad de una correa de cubierta, la cual está conectada sin rigidizadores por medio de una conexión atornillada en el ala inferior para tener un esfuerzo de fabricación mínimo.

Valores límite para análisis de estabilidad en RF-/STEEL EC3 Nuevo Ignorar automáticamente las partes curvas c/t al clasificar secciones Nuevo Consideración de la sección transversal neta sometida a tracción según UNE-EN 1993-1-1 Nuevo Armadura de pilar existente en RFEM según AISC Design Guide 15

Más artículos de la base de conocimientos

Capturas de pantalla

Sistema estructural

Clasificación de secciones

Primera deformada del modo

Coeficientes de amplificación y razones de tensiones mínimos

Propiedades del sistema estructural

Factor de amplificación αcr, op

Cargar punto de aplicación en RF-/FE-LTB

Cuadro de diálogo "Nuevo apoyo en nudo"

Forma del modo y factor de carga crítica en RF-STABILITY

Análisis del estado complejo tensión-deformación de miembros de una terminal aeroportuaria utilizando modelos 3D BIM

Cúpulas suspendidas: diseño y evaluación del colapso progresivo

Puente atirantado peatonal de ciclo

Esquema de puntos fijos y sueltos de la sección del puente

Durchdringung in Fläche

Soporte de rodillo con cala de asiento

Esquema de puntos fijos y sueltos de la sección del puente

Diseño de una nave de acero según el Eurocódigo 3

Sección soldada

Cálculo de la soldadura

Artículos de las características de los productos

Sección eficaz de un perfil Z conformado en frío en SHAPE-THIN 9

SHAPE-THIN | Perfiles conformados en frío

SHAPE-THIN determina las secciones eficaces según EN 1993-1-3 y EN 1993-1-5 para secciones de perfiles conformados en frío. De manera opcional, puede comprobar las condiciones geométricas para ver si es aplicable la norma especificada en EN 1993-1-3, apartado 5.2.

Los efectos del pandeo local de la placa se consideran según con el método de anchuras reducidas y el posible pandeo de los rigidizadores (inestabilidad) se considera para secciones rigidizadas según EN 1993-1-3, sección 5.5.

Como opción, puede realizar un cálculo iterativo para optimizar la sección eficaz.

Puede mostrar gráficamente las secciones eficaces.

Lea más sobre el diseño de secciones conformadas en frío con SHAPE-THIN y RF-/STEEL Cold-Formed Sections en este artículo técnico: Cálculo de una sección en C de pared delgada conformada en frío según EN 1993-1-3.

Análisis de pisada CADS | Salida de datos CADS Footfall Analysis | Funciones Base de datos de materiales con aceros según la norma australiana AS/NZS 4600: 2005 RF-/STEEL IS | Resultados

Más artículos de las características de los productos