Curso CMM - 2009 1

BARRAS

CON CHAPA CONFORMADA EN FRÍO

Barras traccionadasBarras flexadas. Cortante

Barras comprimidas axilmenteEsfuerzos combinados

Efectos de segundo orden

UTN – FRM – CIVILUTN – FRM – CIVIL 08-Barras con Chapa Conformada08-Barras con Chapa Conformada

Curso CMM - 2009 2

BARRAS O PIEZAS CON PERFILES DE CHAPA CONFORMADABARRAS O PIEZAS CON PERFILES DE CHAPA CONFORMADA

TracciónTracción

CompresiónCompresión

Flexión – CorteFlexión – Corte

Efectos combinadosEfectos combinados

UTN – FRM – CIVILUTN – FRM – CIVIL 08-Barras con Chapa Conformada08-Barras con Chapa Conformada

Curso CMM - 2009 3

PROPIEDADES DE LAS SECCIONES

Área, momento de inercia, módulos, radio de giro, .... se determinan de acuerdo con los métodos convencionales del análisis estructural.

El cálculo se hace sobre la base de las dimensiones reales de la sección bruta, la sección neta o la sección efectiva según corresponda o lo exija el proyecto

Sección bruta Sección neta Sección efectiva

MIEMBROS o BARRAS CON PERFILES DE CHAPA CONFORMADAMIEMBROS o BARRAS CON PERFILES DE CHAPA CONFORMADA

UTN – FRM – CIVILUTN – FRM – CIVIL 08-Barras con Chapa Conformada08-Barras con Chapa Conformada

Curso CMM - 2009 4

BARRAS O PIEZAS CON PERFILES DE CHAPA CONFORMADABARRAS O PIEZAS CON PERFILES DE CHAPA CONFORMADA

TracciónTracción

CompresiónCompresión

Flexión – CorteFlexión – Corte

Efectos combinadosEfectos combinados

UTN – FRM – CIVILUTN – FRM – CIVIL 08-Barras con Chapa Conformada08-Barras con Chapa Conformada

Curso CMM - 2009 5

BARRAS O PIEZAS CON PERFILES DE CHAPA CONFORMADABARRAS O PIEZAS CON PERFILES DE CHAPA CONFORMADATRACCIÓNTRACCIÓN

UTN – FRM – CIVILUTN – FRM – CIVIL 08-Barras con Chapa Conformada08-Barras con Chapa Conformada

T n=Ag⋅F y

t=0,90

T n=An⋅F ut=0,75

T n=Ae⋅F ut=0,75

Ae=U⋅An

U=1−1,2 xL

k Lr300

Curso CMM - 2009 6

BARRAS O PIEZAS CON PERFILES DE CHAPA CONFORMADABARRAS O PIEZAS CON PERFILES DE CHAPA CONFORMADA

TracciónTracción

CompresiónCompresión

Flexión – CorteFlexión – Corte

Efectos combinadosEfectos combinados

UTN – FRM – CIVILUTN – FRM – CIVIL 08-Barras con Chapa Conformada08-Barras con Chapa Conformada

Curso CMM - 2009 7

Estados límites de una barra comprimida:

(A) Fluencia de la sección bruta

(B) Pandeo flexional de la barra

(C) Pandeo torsional de la barra

(D) Pandeo flexo-torsional

BARRAS CON PERFILES DE CHAPA CONFORMADA COMPRIMIDASBARRAS CON PERFILES DE CHAPA CONFORMADA COMPRIMIDAS

UTN – FRM – CIVILUTN – FRM – CIVIL 08-Barras con Chapa Conformada08-Barras con Chapa Conformada

Curso CMM - 2009 8

La capacidad disponible de una barra comprimida se determina con la expresión:

Fe la menor de las tensiones críticas de pandeo elástico flexional, torsional o flexo-torsional

Las barras de sección angular se proyectan para un momento adicional Mux y Muy

BARRAS CON PERFILES DE CHAPA CONFORMADA COMPRIMIDASBARRAS CON PERFILES DE CHAPA CONFORMADA COMPRIMIDAS

UTN – FRM – CIVILUTN – FRM – CIVIL 08-Barras con Chapa Conformada08-Barras con Chapa Conformada

P d=c⋅Pn

Pn=Ae⋅F n

c=0,85

Si c1,5 F n=0,658c

2

⋅F y

Si c1,5 F n=[ 0,877c

2 ]⋅F y

c= F yF e

Curso CMM - 2009 9

(A) Fluencia de la sección bruta

En miembros muy cortos, es prudente verificar la capacidad de la sección bruta

BARRAS CON PERFILES DE CHAPA CONFORMADA COMPRIMIDASBARRAS CON PERFILES DE CHAPA CONFORMADA COMPRIMIDAS

UTN – FRM – CIVILUTN – FRM – CIVIL 08-Barras con Chapa Conformada08-Barras con Chapa Conformada

Pn=Ag⋅F y

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(B) Pandeo flexional de barras o miembros comprimidos

Pueden fallar por pandeo flexional global:

Miembros con secciones tubulares y de simetría doble o puntual

En miembros con secciones de simetría simple, es una forma posible

Montantes conectados al material de revestimiento de un tabique

BARRAS CON PERFILES DE CHAPA CONFORMADA COMPRIMIDASBARRAS CON PERFILES DE CHAPA CONFORMADA COMPRIMIDAS

UTN – FRM – CIVILUTN – FRM – CIVIL 08-Barras con Chapa Conformada08-Barras con Chapa Conformada

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(B) Pandeo flexional de barras o miembros comprimidos

La tensión crítica Fe se determina con la expresión de Euler

El valor del factor de longitud efectiva k se obtiene de la misma manera y consideraciones que para construcciones de acero laminadas – CIRSOC 301-EL

BARRAS CON PERFILES DE CHAPA CONFORMADA COMPRIMIDASBARRAS CON PERFILES DE CHAPA CONFORMADA COMPRIMIDAS

UTN – FRM – CIVILUTN – FRM – CIVIL 08-Barras con Chapa Conformada08-Barras con Chapa Conformada

F e=2⋅E

k⋅Lr 2

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(C) Pandeo TORSIONAL o FLEXO-TORSIONAL de barras con secciones de simetría doble o simple

La tensión crítica Fe es el menor valor entre el pandeo respecto del eje de simetría débil y el pandeo torsional

.... estimación más conservadora

BARRAS CON PERFILES DE CHAPA CONFORMADA COMPRIMIDASBARRAS CON PERFILES DE CHAPA CONFORMADA COMPRIMIDAS

UTN – FRM – CIVILUTN – FRM – CIVIL 08-Barras con Chapa Conformada08-Barras con Chapa Conformada

F ey=2⋅E

k⋅Lr y

2

F et=12⋅[ ex t −ex t 2−4⋅⋅ex⋅ t ]

ó

F et=ex⋅tex t

Curso CMM - 2009 13

(C) Pandeo TORSIONAL o FLEXO-TORSIONAL de barras ....

BARRAS CON PERFILES DE CHAPA CONFORMADA COMPRIMIDASBARRAS CON PERFILES DE CHAPA CONFORMADA COMPRIMIDAS

UTN – FRM – CIVILUTN – FRM – CIVIL 08-Barras con Chapa Conformada08-Barras con Chapa Conformada

F et=12⋅[ ex t −ex t 2−4⋅⋅ex⋅ t ]

=1− x0ro

2

t=1

A⋅r2 [G⋅J2 E C w

k t Lt 2 ]

ex=2 E

k x Lxr x

2

Curso CMM - 2009 14

Secciones armadas

Se analizan dos situaciones

(a) Barras armadas con los perfiles EN CONTACTO DISCONTINUO

(b) Barras armadas con los perfiles SEPARADOS o DISTANCIADOS

BARRAS CON PERFILES DE CHAPA CONFORMADA COMPRIMIDASBARRAS CON PERFILES DE CHAPA CONFORMADA COMPRIMIDAS

UTN – FRM – CIVILUTN – FRM – CIVIL 08-Barras con Chapa Conformada08-Barras con Chapa Conformada

Curso CMM - 2009 15

Secciones armadas

(a) Barras armadas con los perfiles EN CONTACTO DISCONTINUO

En la expresión general de Fe, se introduce la esbeltez modificada

Cumpliendo, además:

1)

2) Los extremos de la barra deben estar fuertemente vinculados

3) Las uniones discretas resistirán un cortante >= 0,025 Pu

BARRAS CON PERFILES DE CHAPA CONFORMADA COMPRIMIDASBARRAS CON PERFILES DE CHAPA CONFORMADA COMPRIMIDAS

UTN – FRM – CIVILUTN – FRM – CIVIL 08-Barras con Chapa Conformada08-Barras con Chapa Conformada

k⋅Lr m

= k⋅Lr 0

2 a

r i 2

ar i 0,50 k⋅L

r 0

Curso CMM - 2009 16

Secciones armadas

(b) Barras armadas con los perfiles SEPARADOS o DISTANCIADOS

A las columnas armadas del grupo IV y V definidas en CIRSOC 301-EL, se aplican las prescripciones del apartado A-E.4 de ese reglamento con las siguientes modificaciones:

1) Columnas Grupo IV: la resistencia local del cordón Pd1 se determina conforme CIRSOC 303-EL

2) Grupo V: los cordones y las presillas se verificarán según CIRSOC 303-EL

3) Las uniones se proyectarán conforme CIRSOC 303-EL

BARRAS CON PERFILES DE CHAPA CONFORMADA COMPRIMIDASBARRAS CON PERFILES DE CHAPA CONFORMADA COMPRIMIDAS

UTN – FRM – CIVILUTN – FRM – CIVIL 08-Barras con Chapa Conformada08-Barras con Chapa Conformada

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Barras comprimidas con un ala vinculada en toda su longitud a tablero o revestimiento con pasadores, en forma discontinua

Pandeo respecto del eje de menor inercia

Unidades: [cm]

Pandeo respecto del eje de mayor inercia como columna de chapa conformada

BARRAS CON PERFILES DE CHAPA CONFORMADA COMPRIMIDASBARRAS CON PERFILES DE CHAPA CONFORMADA COMPRIMIDAS

UTN – FRM – CIVILUTN – FRM – CIVIL 08-Barras con Chapa Conformada08-Barras con Chapa Conformada

P n=0,689⋅C 1C 2 C 3 AkN =0,85

C 1=0,79⋅x0,54C 2=0,461⋅t0,93

C 3=0,985⋅b−0,642⋅d22,8

x= b−ab

x= ab

Curso CMM - 2009 18

Barras comprimidas con un ala vinculada ....

Condiciones:

(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8) (9)(10)

BARRAS CON PERFILES DE CHAPA CONFORMADA COMPRIMIDASBARRAS CON PERFILES DE CHAPA CONFORMADA COMPRIMIDAS

UTN – FRM – CIVILUTN – FRM – CIVIL 08-Barras con Chapa Conformada08-Barras con Chapa Conformada

t3,2 mm152d305 mm70d / t1702,8d /b5Esbeltez del ala 16w / t50F y228 MPaAlas : elementos comprimidos rigidizadoss305 mm paneles de chapa de aceroEn los apoyos , ambas alas no se desplazanLuz de los tramos : L10 m

Curso CMM - 2009 19

ESFUERZOS COMBINADOS DE FLEXIÓN Y FUERZA AXIAL

La resistencia requerida debe satisfacer las siguientes condiciones:

(1) Tracción y flexión

(2) Compresión y flexión

Mux, Muy calculados considerando los efectos de segundo orden

BARRAS CON PERFILES DE CHAPA CONFORMADA COMPRIMIDASBARRAS CON PERFILES DE CHAPA CONFORMADA COMPRIMIDAS

UTN – FRM – CIVILUTN – FRM – CIVIL 08-Barras con Chapa Conformada08-Barras con Chapa Conformada

M uxb M nxt

M uy

b M nyt

T ut T n

1,0

M uxb M nx

M uy

b M ny−

T ut T n

1,0

Puc P n

M ux

b M nxt

M uyb M nyt

1,0

Curso CMM - 2009 20

EFECTOS DE SEGUNDO ORDEN

En la resistencia requerida a flexión de miembros sometidos a flexo compresión se deben considerar los efectos de las deformaciones en los esfuerzos internos

(1) Método general de análisis elástico de segundo ordenCualquier método de análisis elástico que considere los efectos P-δ y P-∆, con deformación inicial equivalente a H/500

(2) Método de Amplificación de momentos elásticos de primer ordenAplicable en análisis elástico de sistemas de pórticos arriostrados o no, estructuras trianguladas y miembros con extremos indesplazables

BARRAS CON PERFILES DE CHAPA CONFORMADA COMPRIMIDASBARRAS CON PERFILES DE CHAPA CONFORMADA COMPRIMIDAS

UTN – FRM – CIVILUTN – FRM – CIVIL 08-Barras con Chapa Conformada08-Barras con Chapa Conformada

M u=B1⋅M ntB2⋅M l tPu=P ntB2⋅P l t

B1=C m

1− PuPe1

1

B2=1

1−∑ P nt∑ P e2

1

Curso CMM - 2009 21

... se parece al hombre prudente que edificó su casa sobre roca; vino la lluvia, se salieron los ríos, soplaron los vientos y

descargaron contra la casa, pero no se hundió, porque estaba cimentada sobre roca ...

(Mt 7,21-27)

08-Barras con Chapa ConformadaUTN - FRM