Ing. Jesús M. Sánchez

Conceptos Generales: Los miembros estructurales sometidos simultáneamente a flexión y compresión axial se conocen en literatura técnica como vigas-columnas. La flexión puede producirse por diversos motivos, tales como:

.- Excentricidad de la cargas axiales

.- Cargas transversales al eje del elemento

.- Momentos aplicados a lo largo del miembro

4.- DISEÑO DE MIEMBROS SOMETIDOS A FLEXOCOMPRESIÓN

Ing. Jesús M. Sánchez

Modos de falla de Miembros Flexocomprimidos:

.- Pandeo global debido a la compresión axial

.- Pandeo local de los elementos de la sección

.- Pandeo Lateral Torsional

.- Flexión bajo cargas en su plano

.- Cedencia Localizada (Miembros Cortos)

Ing. Jesús M. Sánchez Fuente: Diseño de Estructuras Metalicas / MG Fratelli

Ing. Jesús M. Sánchez

.- Pandeo Global:

200.³nc

u

PP

f 198

£úúû

ù

êêë

é++

ny

uy

nx

ux

nc

u

MM

MM

PP

fffCuando:

Cuando: 200.<nc

u

PP

f 12

£úúû

ù

êêë

é++

ny

uy

nx

ux

nc

u

MM

MM

PP

fff

Donde:

Mux , Muy = Momentos Mayorados referidos a los ejes x e y respectivamente, obtenidos de un análisis de primer y segundo orden

Pn , Mnx , Mny = Capacidades nominales a compresión y flexión calculados de acuerdo a los temas anteriores.

Ing. Jesús M. Sánchez

.- Momentos de Primer y Segundo Orden. (Efectos Pδ y PΔ)

(Mux , Muy)

Los momentos de primer orden son aquellos producidos por las cargas externas actuantes sobre la estructura, sin tomar en cuenta las deformaciones en el sistema. Sin embargo, estas deformaciones dan origen a nuevos momentos flectores que se conocen como momentos de segundo orden.

Los momentos de segundo orden pueden ser de dos tipos:

a).- Los debidos a las deformaciones propias del elemento flexado, sin que se produzca un desplazamiento lateral relativo de sus extremos, dando lugar al efecto Pδ

b).- Los debidos a un desplazamiento lateral relativo entre sus extremos, dando lugar al efecto PΔ

Ing. Jesús M. Sánchez

Estos momentos de segundo orden pueden calcularse mediante métodos exactos, o bien pueden estimarse en forma aproximada utilizando criterios simplificados, que facilitan el diseño.

Ing. Jesús M. Sánchez

tlnt MMMu ** 21 bb +=Efecto Pδ Efectos PΔ

Estos criterios se basan en la amplificación de los momentos de primer orden, aplicando unos factores de magnificación β1 y β2.

β1*Mnt= Momento Amplificado para vigas columnas en pórticos No Desplazables lateralmente en su plano. (nt: No Translación)

β2*Mtl= Momento Amplificado debido al desplazamiento del sistema. (tl: Translación Lateral)

Ing. Jesús M. Sánchez

11

1

1 ³-

=

cr

u

m

PP

Cb

.-Pu= Carga Axial Mayorada de Compresión.

.-Pcr1 = Carga Crítica de Pandeo de Euler 2

2

1 )(KLEIPcr

p=

.-Cm = factor de reducción para miembros no desplazables lateralmente

Ing. Jesús M. Sánchez

.-Determinación de Cm

Caso 1: Sin cargas intermedias a lo largo del miembro ÷÷ø

öççè

æ-=

2

14.06.0MMCm

M1 corresponde al valor absoluto del menor valor de momento en los extremos del miembro.

M2 corresponde al valor absoluto del mayor valor de momento en los extremos del miembro.

Ing. Jesús M. Sánchez

Caso 2: Con cargas intermedias a lo largo del miembro

La norma permite adoptar en forma aproximada los siguientes valores de Cm:

.-Para Miembros solicitados por una carga distribuida o una sucesión de cargas puntuales iguales cercanas entre sí.

1=mC

.-Para Miembros solicitados por una única carga concentrada 85.0=mC

Ing. Jesús M. Sánchez

Si bien el miembro en estudio se halla arriostrado lateralmente en su plano, o pertenece a un pórtico con simetría de cargas, luces y rigideces, sin posibilidad de desplazarse lateralmente, entonces la resistencia final requerida Mu será igual a:

ntu MM *1b=

Ahora bien para el caso de que el miembro pertenezca a un pórtico desplazable, pues la resistencia final requerida Mu será igual a:

tlnt MMMu ** 21 bb +=

De esta manera de debe calcular el segundo factor de amplificación β2, el cual se puede obtener por cualquiera de las siguientes ecuaciones:

å å ÷÷ø

öççè

æ D-

=

HLP oh

u1

12b

÷÷ø

öççè

æ-

=

åå

2

2

1

1

cr

u

PP

bó

2

2

2 )(KLEIPcr

p=Donde:

Deriva de piso =DohH= Fuerza Lateral Factorizada

L= Longitud del miembro

Ing. Jesús M. Sánchez

GRACIAS POR SU

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