Cálculo de una viga de cercha soldada

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

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Artículo técnico

Este artículo técnico trata sobre el cálculo de los componentes estructurales y secciones de una viga de cercha soldada en el estado límite último. Además, se describe el análisis de deformaciones en el estado límite de servicio.

El modelo se basa en el ejemplo 1.4, que se encuentra en la bibliografía técnica [1]. La imagen 01 muestra el sistema estructural con las dimensiones, así como la visualización de las secciones utilizadas.

Acciones y esfuerzos internos de cálculo

Las acciones características para este sistema estructural parcial se resumen en [1] y se transfieren a los casos de carga correspondientes. Una generación de carga en el modelo en 3D sería ciertamente más realista y preferible para este edificio. La combinatoria de las situaciones de proyecto de ELU y ELS se realiza automáticamente en RFEM o RSTAB.

Los esfuerzos internos y momentos, así como las deformaciones en las combinaciones de carga, se calculan según el análisis estático lineal. Esto da como resultado los siguientes esfuerzos internos de cálculo y momentos para el cálculo del estado límite último (imagen 02).

Clasificación de las secciones

Para determinar la clase de las secciones, se crea un primer caso de cálculo en RF-/STEEL EC3 para todas las barras sin los cálculos de estabilidad. La clase de las secciones se calcula mediante la posición x para los esfuerzos internos disponibles. Una representación gráfica de la clase de sección resultante está disponible a través del Navegador - Resultados (imagen 03). Todas las secciones están en la clase de sección 1; por lo tanto, es posible un cálculo de la sección plástica según el apartado 6.2.9 en [2].

Cálculos de los estados límite últimos

Ahora, se realizan los análisis de las secciones y de estabilidad para las barras internas, así como el cordón superior e inferior. Para calcular las barras internas (barras 1 a 16), se crea un segundo caso de cálculo en RF-/STEEL EC3. El análisis de estabilidad se realiza según el apartado 6.3.1 en [2]. El factor de longitud eficaz para los ejes mayor y menor se establece en 0,75, según el apartado BB.1.3 (3) B en [2]. Vea las razones de cálculo en la Imagen 04.

Para el cálculo del cordón inferior, se crea un tercer caso de cálculo en RF-/STEEL EC3. Ya que también hay fuerzas de tracción en el cordón inferior bajo la succión del viento, solo se requieren los cálculos de la sección. Además, no es necesario realizar el cálculo con una sección neta, ya que las barras internas están soldadas a los cordones y, por lo tanto, no hay agujeros en la sección. Vea las razones de cálculo en la Imagen 05.

Para calcular el cordón superior, se crea un cuarto caso de cálculo en RF-/STEEL EC3 y se selecciona el conjunto de barras correspondiente. A diferencia de [1], el cálculo se realiza mediante el método general según lel apartado 6.3.4 en [2] para representar mejor las condiciones de contorno. Se asume una coacción lateral y torsional en los apoyos. No se puede asumir ninguna coacción lateral o torsional en los puntos de unión de las correas en el cordón superior. Se aplica un apoyo lateral en el cordón superior y un muelle a torsión, que resulta de la deformación de la sección HE-B 240. Vea las razones de cálculo en la Imagen 06.

Cálculos de los estados límite de servicio

Para el cálculo del cordón inferior, se crea un quinto caso de cálculo en RF-/STEEL EC3. En este caso, solo se seleccionan las combinaciones de carga en ELS. En [2], no se proporciona ninguna información sobre las deformaciones admisibles. Deben coordinarse con el cliente según las especificaciones del proyecto. Por lo tanto, este análisis está orientado al valor límite de L/200 mencionado en la norma previa. Vea las razones de cálculo en la imagen 07.

Cálculo de las conexiones

El diseño de las conexiones soldadas de los nudos del cordón, así como la conexión de la cercha con los apoyos externos coaccionados, no se describe en este artículo. El cálculo de la conexión de la placa frontal en el cordón inferior según el método CIDECT y utilizando el modelo del MEF se explica en detalle en este artículo técnico.

Autor

Dipl.-Ing. (FH) Frank Sonntag, M.Sc.

Dipl.-Ing. (FH) Frank Sonntag, M.Sc.

Ventas y atención al cliente

El Sr. Sonntag coordina la oficina de Dlubal Software en Leipzig y es responsable de ventas y atención al cliente.

Palabras clave

Cercha Viga Estructura de cubierta Análisis de estabilidad

Referencia

[1]   bauforumstahl e.V.: Beispiele zur Bemessung von Stahltragwerken nach DIN EN 1993 - Eurocode 3. Berlin: Ernst & Sohn, 2011
[2]   Eurocódigo 3: Proyecto de estructuras de acero - Parte 1-1: Reglas generales y reglas para edificios; EN 1993-1-1:2010-12

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  • Actualizado 28. septiembre 2021

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