Construcciones metalica

1. * APLICACIÓN CIRSOC 301-EL * 1
APLICACIÓN CIRSOC 301-EL
VIGAS ARMADAS DE ALMA ESBELTA
Fundamentos
Estados límites de Flexión y Corte
* * * * *
07_Flexion_3-a
UTN - FRM

2. * APLICACIÓN CIRSOC 301-EL * 2
07_Flexion_3-a
UTN – FRM- 2008
VIGAS ARMADAS DE ALMA ESBELTA - h/tw > λr
APLICACIÓN CIRSOC 301-EL
VIGAS ARMADAS DE ALMA ESBELTA
Capítulo G
Apéndice A-G

3. * APLICACIÓN CIRSOC 301-EL * 3
CIRSOC 301-EL: Prescripciones específicas y relacionadas:
Capítulo B: REQUERIMIENTOS DE PROYECTO
B.1 y B.2: Área bruta y área neta
B.5: Pandeo local
B.6: Restricciones al giro de apoyos
B.8: Elementos simplemente apoyados
B.9: Empotramientos
B.10: Dimensionamiento de vigas y vigas armadas
Apéndice B: REQUERIMIENTOS DE PROYECTO
A-B.5: Pandeo local: clasificación, secciones con elementos esbeltos
.................
07_Flexion_3-a
UTN – FRM- 2008
VIGAS ARMADAS DE ALMA ESBELTA - h/tw > λr

4. * APLICACIÓN CIRSOC 301-EL * 4
............
Capítulo C: ANÁLISIS ESTRUCTURAL Y ESTABILIDAD
Capítulo F y Apéndice F: VIGAS Y OTRAS BARRAS EN FLEXIÓN
Capítulo y Apéndice G: VIGAS DE ALMA ESBELTA
Capítulo H: ESFUERZOS COMBINADOS
Capítulo K: FUERZAS CONCENTRADAS, ACUMULACIÓN DE AGUA Y FATIGA
07_Flexion_3-a
UTN – FRM- 2008
VIGAS ARMADAS DE ALMA ESBELTA - h/tw > λr

5. * APLICACIÓN CIRSOC 301-EL * 5
07_Flexion_3-a
UTN – FRM- 2008
VIGAS ARMADAS DE ALMA ESBELTA - h/tw > λr

6. * APLICACIÓN CIRSOC 301-EL * 6
Formas típicas
de vigas
armadas y
de alma
esbelta
[B.10]
07_Flexion_3-a
UTN – FRM- 2008
VIGAS ARMADAS DE ALMA ESBELTA - h/tw > λr
Apl
≤0,70⋅A fg

7. * APLICACIÓN CIRSOC 301-EL * 7
07_Flexion_3-a
UTN – FRM- 2008
VIGAS ARMADAS DE ALMA ESBELTA - h/tw > λr
ALTURA DEL ALMA

8. * APLICACIÓN CIRSOC 301-EL * 8
Platabandas [B.10]
Extensión más allá de la sección teórica necesaria [B.10]
w=>0,75 tp w<0,75 tp
07_Flexion_3-a
UTN – FRM- 2008
CAPACIDAD DE PROYECTO o DISEÑO DE LA VIGA
Apl
≤0,70⋅A fg

9. * APLICACIÓN CIRSOC 301-EL * 9
Flexión simple
COMPORTAMIENTO DE LA VIGA DE ALMA ESBELTA
07_Flexion_3-a
UTN – FRM- 2008

10. * APLICACIÓN CIRSOC 301-EL * 10
ESTADOS LÍMITES DE VIGAS ARMADAS DE ALMA ESBELTA
✔ Deformaciones en estado de servicio
✔ Fluencia o rotura del cordón traccionado
✔ Pandeo local del ala o cordón comprimido
✔ Pandeo local del alma
✔ Pandeo lateral torsional de la barra
✔ Abollamiento del alma por corte: ACCIÓN DE CAMPO A TRACCIÓN
✔ Rigidizadores transversales
✔ Interacción de flexión y corte
07_Flexion_3-a
UTN – FRM- 2008
VIGAS ARMADAS DE ALMA ESBELTA - h/tw > λr

11. * APLICACIÓN CIRSOC 301-EL * 11
CONDICIÓN DE RIGIDEZ o DEFORMACIONES
Carga uniforme, viga S.A.
INERCIA NECESARIA I [cm4] M[kN m] L[m]
07_Flexion_3-a
UTN – FRM- 2008
CAPACIDAD DE PROYECTO o DISEÑO DE LA VIGA
L
M
k
E
L
M
n
I
I
n
L
I
E
L
M
serv
serv
e
2
serv
serv
⋅
=
⋅
≥
≈
≤
⋅
=
∆
χ
χ
∆
n
150 8
160 8
180 9
200 10
240 12
250 13
300 15
350 18
400 21
500 26
600 31
800 41
k∆
nnn
L
adm
serv ≅
∆
≤
∆

12. * APLICACIÓN CIRSOC 301-EL * 12
CONDICIÓN DE RIGIDEZ o DEFORMACIONES
Comportamiento del ala traccionada [B.10]
Si
(B.10-1)
Si
(B.10-2)
(B.10-3)
07_Flexion_3-a
UTN – FRM- 2008
CAPACIDAD DE PROYECTO o DISEÑO DE LA VIGA
T duTdy
0,75 Fu⋅A fn0,90 F y⋅A fg
I=I g
T du
Tdy
0,75 Fu
⋅A fn
0,90 F y
⋅A fg
I=Ie
A fe
=
5
6
Fu
F y
A fn

13. * APLICACIÓN CIRSOC 301-EL * 13
Efecto de segundo orden en alma debido a los esfuerzos en alas
COMPORTAMIENTO DE LA VIGA DE ALMA ESBELTA
07_Flexion_3-a
UTN – FRM- 2008

14. * APLICACIÓN CIRSOC 301-EL * 14
Efecto de segundo orden en alma debido a los esfuerzos en alas
El alma queda comprimida verticalmente.
El efecto se tiene en cuenta limitando la esbeltez de alma h/tw
COMPORTAMIENTO DE LA VIGA DE ALMA ESBELTA
07_Flexion_3-a
UTN – FRM- 2008
Fyf a/h=<1,5 a/h>1,5
200 372 387
220 355 358
240 339 333
300 304 275
360 277 235
Valores límites de h/tw

15. * APLICACIÓN CIRSOC 301-EL * 15
La viga armada es de alma esbelta si: h/tw > λr
COMPORTAMIENTO DE LA VIGA DE ALMA ESBELTA
07_Flexion_3-a
UTN – FRM- 2008
Fyf
200 181
220 173
240 165
300 148
360 135
Valores λr
λr
r
=5,70
E
F y 

16. * APLICACIÓN CIRSOC 301-EL * 16
La viga armada
es de alma
esbelta si:
h/tw > λr
COMPORTAMIENTO DE LA VIGA DE ALMA ESBELTA
07_Flexion_3-a
UTN – FRM- 2008
50
60
70
80
90
1
00
1
1
0
1
20
1
30
1
40
1
50
1
60
1
70
1
80
1
90
200
21
0
220
230
240
250
260
270
280
290
300
31
0
320
330
339
20,0
30,0
40,0
50,0
60,0
70,0
80,0
90,0
1 00,0
1 1 0,0
1 20,0
1 30,0
1 40,0
C A PA C I D A D A C OR TA NTE C ON A C C I ON D E C A M PO A TR A C C I ÓN
a /h = 0,5
a /h = 0,75
a /h = 1
a /h = 1 ,5
a /h = 2
a /h = 3
Esbltez h/tw
Es
fue
rzo
c
ritic
o
dis
po
nible
-
Fv
d

17. * APLICACIÓN CIRSOC 301-EL * 17
Esfuerzos en los patines
Debido al pandeo del alma, el esfuerzo en los patines se incrementa
COMPORTAMIENTO DE LA VIGA DE ALMA ESBELTA
07_Flexion_3-a
UTN – FRM- 2008

18. * APLICACIÓN CIRSOC 301-EL * 18
Momento de diseño o de proyecto
CAPACIDAD DE LA SECCIÓN DE ALMA ESBELTA
07_Flexion_3-a
UTN – FRM- 2008
90
.
0
M
M
b
n
b
u
=
⋅
≤
φ
φ

19. * APLICACIÓN CIRSOC 301-EL * 19
Módulo resistente de la sección
CAPACIDAD DE LA SECCIÓN DE ALMA ESBELTA
07_Flexion_3-a
UTN – FRM- 2008
I =Mín[ I g
; Ie
]
S xt
=I / yt
S xc
=I / yc
M n
=Re
S xt
F yf
M n=Re RPG S xc Fcr

20. * APLICACIÓN CIRSOC 301-EL * 20
Factor de viga armada híbrida
CAPACIDAD DE LA SECCIÓN DE ALMA ESBELTA
07_Flexion_3-a
UTN – FRM- 2008
M n
=Re
S xt
F yf
M n=Re RPG S xc Fcr

21. * APLICACIÓN CIRSOC 301-EL * 21
Factor de reducción que
considera la redistribución de
esfuerzo del alma abollada
en el cordón comprimido
La tensión crítica es el menor valor resultante de PLT o de PLA
CAPACIDAD DE LA SECCIÓN DE ALMA ESBELTA
07_Flexion_3-a
UTN – FRM- 2008
M n=Re S xt F yf
M n=Re RPG S xc Fcr

22. * APLICACIÓN CIRSOC 301-EL * 22
La tensión crítica Fcr es el menor valor resultante para PLT o PLA
Se aplica:
CAPACIDAD DE LA SECCIÓN DE ALMA ESBELTA
07_Flexion_3-a
UTN – FRM- 2008

23. * APLICACIÓN CIRSOC 301-EL * 23
La tensión crítica Fcr es el menor valor resultante para PLT o PLA
En ambos casos se aplica:
CAPACIDAD DE LA SECCIÓN DE ALMA ESBELTA
07_Flexion_3-a
UTN – FRM- 2008
≤p
Fcr
=F yf
≤r Fcr
=Cb
F yf
[1−
1
2 −p
r
−p
]≤F yf
r Fcr=
C PG
2

24. * APLICACIÓN CIRSOC 301-EL * 24
Para PLT:
rT radio de giro al eje y, del ala comprimida más 1/3 del alma
CAPACIDAD DE LA SECCIÓN DE ALMA ESBELTA
07_Flexion_3-a
UTN – FRM- 2008

25. * APLICACIÓN CIRSOC 301-EL * 25
Para PLA:
CAPACIDAD DE LA SECCIÓN DE ALMA ESBELTA
07_Flexion_3-a
UTN – FRM- 2008

26. * APLICACIÓN CIRSOC 301-EL * 26
En resumen:
.................
CAPACIDAD DE LA SECCIÓN DE ALMA ESBELTA
07_Flexion_3-a
UTN – FRM- 2008
M n
=Re
S xt
F yf
M n=Re RPG S xc Fcr
90
.
0
M
M
b
n
b
u
=
⋅
≤
φ
φ
RPG
=1−
ar
1200300 ar
hc
tw
−5,70
 E
Fcr
≤1
Fcr=Mín[Fcr PLT ;Fcr PLA]

27. * APLICACIÓN CIRSOC 301-EL * 27
..............
CAPACIDAD DE LA SECCIÓN DE ALMA ESBELTA
07_Flexion_3-a
UTN – FRM- 2008
≤p
Fcr
=F yf
≤r Fcr
=Cb
F yf
[1−
1
2 −p
r
−p
]≤F yf
r Fcr=
C PG
2

28. * APLICACIÓN CIRSOC 301-EL * 28
Esfuerzos en el alma
Comportamiento post-crítico del alma: acción de campo a tracción
Alma abollada , sólo resiste tracción Las fajas de alma son TENSORES
Rigidizadores se comprimen Rigidizadores son MONTANTES
COMPORTAMIENTO DE LA VIGA DE ALMA ESBELTA
07_Flexion_3-a
UTN – FRM- 2008

29. * APLICACIÓN CIRSOC 301-EL * 29
Se puede aplicar acción de campo a tracción en:
Todos los paneles internos de vigas armadas homogéneas
No se puede aplicar;
En paneles extremos de vigas homogéneas
En cualquier panel de vigas híbridas
Vigas armadas de altura variable
Si
COMPORTAMIENTO DE LA VIGA DE ALMA ESBELTA
07_Flexion_3-a
UTN – FRM- 2008
a/h3o a/h
[ 260
h/tw]
2

30. * APLICACIÓN CIRSOC 301-EL * 30
En CORTANTE con acción de campo a tracción
Vn se determina de:
Cv = Fvcrw / Fvyw
07_Flexion_3-a
UTN – FRM- 2008
CAPACIDAD DE PROYECTO o DISEÑO DE LA VIGA
n
v
u V
V ⋅
≤ φ 90
.
0
v =
φ

31. * APLICACIÓN CIRSOC 301-EL * 31
Cv = Fvcrw / Fvyw
Para
07_Flexion_3-a
UTN – FRM- 2008
CAPACIDAD DE PROYECTO o DISEÑO DE LA VIGA
kv=5
5
a/h2
h
tw
≤1,10

kv
E
F yw
Cv=1

32. * APLICACIÓN CIRSOC 301-EL * 32
Cv = Fvcrw / Fvyw
07_Flexion_3-a
UTN – FRM- 2008
CAPACIDAD DE PROYECTO o DISEÑO DE LA VIGA
50
70
90
110
130
150
170
190
210
230
250
270
290
310
330
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1
1,1
Relación Tensión crítica / Tensión fluencia
a/h = 0,5
a/h = 0,75
a/h = 1
a/h = 1,5
a/h = 2
a/h = 3
Esbeltez h/tw
Cv
=
Fvcr/Fvy

33. * APLICACIÓN CIRSOC 301-EL * 33
Esfuerzo de corte disponible
CON RIGIDIZADORES CON ACCIÓN DE CAMPO A TRACCIÓN
07_Flexion_3-a
UTN – FRM- 2008
CAPACIDAD DE PROYECTO o DISEÑO DE LA VIGA
1
60
80
100
120
140
160
180
200
220
240
260
280
300
320
340
0,0
20,0
40,0
60,0
80,0
100,0
120,0
140,0
Fvd CON RIGIDIZADORES
a /h = 0 ,5
a /h = 0 ,75
a /h = 1
a /h = 1 ,5
a /h = 2
a /h = 3
Esbeltez del alma h/tw
50
70
90
1
1
0
1
30
1
50
1
70
1
90
21
0
230
250
270
290
31
0
330
20,0
30,0
40,0
50,0
60,0
70,0
80,0
90,0
1 00,0
1 1 0,0
1 20,0
1 30,0
1 40,0
CORTANTE CON ACCION DE CAMPO A TRACCIÓN
a /
h = 0 ,5
a /
h = 0 ,7 5
a /
h = 1
a /
h = 1 ,5
a /
h = 2
a /
h = 3
E s bltez h/tw
E
s
fuerz
o
c
ri
ti
c
o
dis
poni
bl
e
-
Fv
d

34. * APLICACIÓN CIRSOC 301-EL * 34
Para vigas armadas de alma esbelta, con acción de campo a tracción
INTERACCIÓN DE FLEXIÓN Y CORTE
07_Flexion_3-a
UTN – FRM- 2008
RIGIDIZADORES DE ALMA

35. * APLICACIÓN CIRSOC 301-EL * 35
07_Flexion_3-a
UTN – FRM- 2008
RIGIDIZADORES DE ALMA

36. * APLICACIÓN CIRSOC 301-EL * 36
Para cualquier viga armada
NO son necesarios si se cumple alguna de las siguientes condiciones:
Cv determinado para kv=5
07_Flexion_3-a
UTN – FRM- 2008
RIGIDIZADORES DE ALMA
h
tw
≤2,45
 E
F yw
V u≤0,6 v⋅Aw⋅F yw⋅Cv

37. * APLICACIÓN CIRSOC 301-EL * 37
Para cualquier viga armada
Capacidad a corte considerando pandeo de placa de alma (Apéndice A-F.2.3 )
El momento de inercia del rigidizador Ist será:
07_Flexion_3-a
UTN – FRM- 2008
RIGIDIZADORES DE ALMA
I st
a⋅tw
3
⋅j
j=
2,5
a
h
2
−20,5
0,2 0,3 0,4 0,5 0,75 1 1,5 2 2,5 3
0
10
20
30
40
50
60
70
Inercia de Rigidizadores
a/h
Factor
"j"

38. * APLICACIÓN CIRSOC 301-EL * 38
Para cualquier viga armada
Detalles para la ejecución y disposición de rigidizadores
07_Flexion_3-a
UTN – FRM- 2008
RIGIDIZADORES DE ALMA

39. * APLICACIÓN CIRSOC 301-EL * 39
Para cualquier viga armada
Detalles para la ejecución y disposición de rigidizadores
07_Flexion_3-a
UTN – FRM- 2008
RIGIDIZADORES DE ALMA

40. * APLICACIÓN CIRSOC 301-EL * 40
Para cualquier viga laminada o armada
07_Flexion_3-a
UTN – FRM- 2008

41. * APLICACIÓN CIRSOC 301-EL * 41
UTN - FRM
Continuaremos ............
TRANSFERENCIA DE ACCIONES
LOCALES – CARGAS PUNTUALES