Clasificación de la sección según EN 1999-1-1

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La clasificación de las secciones debe determinar los límites de resistencia y capacidad de giro debido al pandeo local de las partes de la sección. En EN 1999-1-1, 6.1.4.2 (1), se definen cuatro clases.

  • Las secciones de clase 1 son aquellas que pueden formar una articulación plástica con la capacidad de giro necesaria para el análisis plástico sin reducción de la resistencia.
  • Las secciones de clase 2 son aquellas que pueden desarrollar su momento resistente plástico, pero tienen una capacidad de giro limitada debido al pandeo local.
  • Las secciones de clase 3 son aquellas en las que la tensión calculada en la fibra de compresión extrema de la barra de aluminio puede alcanzar su resistencia de prueba, pero el pandeo local puede prevenir el desarrollo del momento resistente plástico completo.
  • Las secciones de clase 4 son aquellas en las que se producirá el pandeo local antes de alcanzar la tensión de prueba en una o más partes de la sección.

Tipos básicos de piezas de sección

La clasificación de una sección depende de la relación ancho-espesor b/t de sus partes sometidas a compresión. Según EN 1999-1-1 [1] , 6.1.4.2 (6), las partes de pared delgada se clasifican en los siguientes tipos básicos.

  • partes sobresalientes planas
  • partes internas planas
  • partes internas curvas

Estas partes pueden estar sin refuerzo o reforzadas por nervios de refuerzo longitudinales o labios o bulbos de borde (imagen 1).

Parámetro de esbeltez

La susceptibilidad de una parte plana no reforzada al pandeo local se define mediante el parámetro β. Según EN 1999-1-1, 6.1.4.3 (1), tiene los siguientes valores.

  • partes internas planas sin gradiente de tensión o sobresalientes planos sin gradiente de tensión o compresión máxima en la convergencia
    β = b/t | EN 1999-1-1, (6.1)
  • partes internas con un gradiente de tensión que da como resultado un eje neutro en el centro
    β = 0,40 · b/t | EN 1999-1-1, (6.2)
  • partes internas con gradiente de tensión y sobresale con compresión máxima en la raíz
    β = η · b/t | EN 1999-1-1, (6.3)

Donde:
b ... Ancho de la parte de la sección
t ... Espesor de sección
η ... Coeficiente para el gradiente de tensiones dado por las siguientes expresiones:
η = 0,70 + 0,30 · ψ para 1 ≥ ψ ≥ -1 | EN 1999-1-1, (6.4)
η = 0,80/(1 - ψ) para ψ <-1 | EN 1999-1-1, (6.5)
ψ ... relación de las tensiones en los bordes de la placa considerada en relación con la tensión de compresión máxima. En general, el eje neutro debe ser el eje neutro elástico, pero al comprobar si una sección es de clase 1 o 2, está permitido utilizar el eje neutro plástico.

Los parámetros de esbeltez para las partes planas de la sección rigidizadas se dan en EN 1999-1-1, 6.1.4.3 (3).

EN 1999-1-1, 6.1.4.3 (4) contiene información sobre los parámetros de esbeltez para partes de la sección interna no rigidizadas curvadas planas coaccionadas en ambos lados. EN 1999-1-1, 6.1.4.3 (5) trata sobre los parámetros de esbeltez de secciones tubulares de pared delgada.

Clasificación de piezas de sección

Los parámetros de esbeltez calculados β se deben comparar con los valores límite β1 a β3 , que se determinan según la tabla 6.2 de EN 1999-1-1 (véase a continuación).
ε = √ (250/fo )
fo en N/mm²

Clasificación de materiales según la tabla 3.2Parte internaParte sobresaliente
β1β2β3β1β2β3
Clase A, sin soldaduras11162234,56
Clase A, con soldaduras913182,545
Clase B, sin soldaduras1316,5183.54,55
Clase B, con soldaduras1013.51533.54

La clasificación distingue entre vigas flexionadas y barras comprimidas. Los siguientes límites se definen en EN 1999-1-1, 6.1.4.4 (1).

Partes de la sección en vigas a flexión
β ≤ β1 → clase 1
β1 <β ≤ β2 → clase 2
β2 <β ≤ β3 → clase 3
β3 <β → clase 4

Partes de la sección en barras de compresión
β ≤ β2 → clase 1 o 2
β2 <β ≤ β3 → clase 3
β3 <β → clase 4

Cada parte de la sección sometida total o parcialmente a compresión se debe asignar a una clase de sección. La parte de la sección con la clase de sección más desfavorable determina la clase de la sección completa. La clasificación de secciones para componentes estructurales con esfuerzos de flexión y longitudinales se debe llevar a cabo por separado para cada componente de carga según EN 1999-1-1, 6.3.3. No se requiere clasificación para el estado de tensión combinado.

Ejemplo

La clasificación se realiza para la sección en I mostrada en la imagen 02 para fuerza de flexión pura y compresión pura.

El sistema y la carga se muestran en la imagen 03.

Material y dimensiones
EN-AW 6082 (EP, ET, ER/B) T4 | EN 1999-1-1, tabla 3.2b
fo = 110 N/mm²
fu = 205 N/mm²
Clase de pandeo B
ε = √ (250/fo ) = √ (250/110) = 1,508 | EN 1999-1-1, tabla 6.2
bw = h - 2 ∙ (tf + r) = 220 - 2 ∙ (8 + 12) = 180 mm
segundof = 0.5 ∙ (b - tw - 2 ∙ r) = 0.5 ∙ (100 - 6 - 2 ∙ 12) = 35 mm

Clasificación de la sección - flexión pura
Alma (interna, sin soldaduras, pandeo clase B)
βw = 0,4 ∙ bw/tw = 0,4 ∙ 180/6 = 12 | EN 1999-1-1, (6.2)
β1 = 13 ∙ ε = 13 ∙ 1,508 = 19,6 | EN 1999-1-1, tabla 6.2
βw = 12 <β1 = 19,6
El alma se clasifica en la clase de sección 1.
Ala (en voladizo, sin soldaduras, pandeo clase B)
βf = bf/tf = 35/8 = 4,38 | EN 1999-1-1, (6.1)
β1 = 3,5 ∙ ε = 3,5 ∙ 1,508 = 5,28 | EN 1999-1-1, tabla 6.2
βf = 4,38 <β1 = 5,28
El alma se clasifica en la clase de sección 1.
La sección completa se debe clasificar para flexión pura en la clase de sección 1.

Clasificación de la sección - Fuerza de compresión pura
Alma (interna, sin soldaduras, pandeo clase B)
βw = bw/tw = 180/6 = 30 | EN 1999-1-1, (6.1)
β3 = 18 ∙ ε = 18 ∙ 1,508 = 27,14 | EN 1999-1-1, tabla 6.2
βw = 30> β3 = 27,14
El alma se clasifica en la clase de sección 4.
Ala (en voladizo, sin soldaduras, pandeo clase B)
βf = bf/tf = 35/8 = 4,38 | EN 1999-1-1, (6.1)
β2 = 4,5 ∙ ε = 4,5 ∙ 1,508 = 6,79 | EN 1999-1-1, tabla 6.2
βf = 4,38 <β2 = 6,79
La brida se debe clasificar en la clase de sección 1 o 2.
La sección completa se debe clasificar para el esfuerzo de compresión puro en la clase de sección 4.

RF-/ALUMINUM

RF-/ALUMINIUM determina las relaciones ancho-espesor de las partes de la sección sometidas a compresión y realiza la clasificación automáticamente. Alternativamente, es posible definir la clase de sección individualmente en la lista "Clasificación de la sección" de la ventana "1.3 Secciones" (imagen 04). Las secciones que no están completamente cubiertas por las especificaciones de la norma se clasifican como "General" en RF-/ALUMINIUM y sólo se clasifican en la clase de sección 3 o 4.

RF-/ALUMINIUM solo considera partes de la sección no rigidizada según EN 1999-1-1, figura 6.1 (a), así como secciones tubulares de pared delgada según EN 1999-1-1, 6.1.4.3 (5). Partes de la sección interna curvadas, planas, sin rigidizar, coaccionadas en ambos lados según EN 1999-1-1, 6.1.4.3 (4), así como la influencia de los rigidizadores según EN 1999-1-1, 6.1. 4.3 (3) no se consideran.

La clasificación de secciones para componentes estructurales con esfuerzos de flexión y longitudinales se realiza por separado para cada componente de carga en RF-/ALUMINUM según EN 1999-1-1, 6.3.3. Sin embargo, también es posible realizar una clasificación para el estado de tensión combinado. Para ello, desactive la casilla "Clasificar por separado los componentes de carga según 6.3.3 NOTA 1 y NOTA 2" en la pestaña "Estado límite último" del cuadro de diálogo "Detalles" (imagen 05).

La clasificación de la sección en RF-/ALUMINIUM se muestra en detalle para cada parte de la sección sometida a compresión entre los valores intermedios. La clasificación de la sección de este ejemplo para flexión pura y compresión pura se muestra en las imágenes 06 y 07.

La numeración de las partes de la sección se puede encontrar en el cuadro de diálogo "Partes c/t" (imagen 08).

Autor

Sonja von Bloh, M.Sc.

Sonja von Bloh, M.Sc.

Product Engineering & Customer Support

La Sra. Von Bloh brinda asistencia técnica a nuestros clientes y es responsable del desarrollo del programa SHAPE-THIN.

Palabras clave

Clase de sección Clase de Clase Clasificación de la sección

Referencia

[1]   EN 1999-1-1: Bemessung und Konstruktion von Aluminiumtragwerken - Teil 1-1: Allgemeine Bemessungsregeln. CEN, Brüssel, 05, 2007.

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  • Actualizado 15. febrero 2021

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