Estructuras Metálicas: Diseño de Estructuras Esbeltas

Estructuras Metálicas: Diseño de Estructuras Esbeltas

El diseño de estructuras metálicas con elementos flectados y comprimidos debe tener en consideración los efectos no-lineales y la existencia de imperfecciones geométricas, tensiones residuales.

• A- Indirectamente: Utilizando fórmulas de interacción a nivel barra Greiner y Boissonade (apartado 6.3; por defecto, en este artículo todos los apartados se refieren a la norma. 
• B- Directamente: realizando el análisis no-lineal de la estructura con imperfecciones geométricas. B.1- En sistemas susceptibles de pandeo inducido por compresión: las imperfecciones geométricas se pueden incluir de 2 maneras: la primera de ellas, descrita en los apartados (5.3.2 (1)-(10)), en los que se define una imperfección global y otra local, tiene el inconveniente de que existen muchas posibles combinaciones de imperfecciones globales y locales entre las cuales el proyectista tiene que encontrar la más desfavorable (Agüero). 

• B.2- En sistemas susceptibles de pandeo inducido por flexión: incluyen imperfecciones geométricas equivalentes. En la norma se hace una referencia a esta imperfección en el apartado 5.3.4 (3). «En el caso de un análisis en segundo orden teniendo en cuenta el pandeo lateral de un elemento flectado, puede adoptarse una imperfección k·eo, donde eo es la imperfección inicial en arco según el eje débil del perfil considerado. Generalmente no resulta necesario incluir una imperfección de torsión»

Planteamiento del Problema.

El equilibrio de sistema imperfecto se puede formular imponiendo que la primera variación del potencial total sea nula δV = 0; el potencial total se puede escribir sumando la energía de deformación al potencial de las fuerzas exteriores V = U1 + U2 + U3.

Los esfuerzos que se producen cuando la estructura tiene una imperfección con la forma del primer modo de pandeo son los anteriores escalados por el factor 1/αcr−1. Que para algún elemento susceptible de pandeo la energía de deformación asociada al primer modo de pandeo sea nula.

Cuando existan varias imperfecciones {nj} asociadas a cargas críticas similares αj para conocer la dirección de la imperfección que en combinación con las fuerzas exteriores produce un efecto más desfavorable, se recomienda utilizar la imperfección que maximiza la expresión.

Imperfecciones de en el análisis global.

Un punto clave es calibrar la magnitud de la imperfección con la que se opera. En este trabajo aplicamos la cláusula 6.3.4 para obtener la carga de pandeo del sistema estructural susceptible de pandeo por compresión o flexión.

Magnitud de la imperfección para estructuras susceptibles de pandeo por compresión.

En este apartado se obtiene el factor de escala ec por el que se debe multiplicar el modo de pandeo (inducido por la compresión) para que la imperfección quede completamente definida.

Nota: para secciones de pared delgada las tensiones tangenciales asociadas al cortante y la torsión alabeada, debidas a la imperfección, son despreciables

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