DISENO POR FLEXION DE SECCIONES I (Capitulo F, AISC LRFD Ed. 13)

Ecuacion General de Flexion: �� ≤ ���

Donde Mu es el momento máximo producto de la combinación aplicable de cargas factorizadas, Mn es el

momento nominal a flexion que se determina como se indica a continuación y � = 0.90.

SECCIONES I DOBLEMENTES SIMETRICAS SUJETOS A FLEXION CON RESPECTO A SU EJE MAYOR (EJE

“X”)

Esta sección aplica a perfiles doblemente simetricos y a canales flexionados con respecto a su eje mayor,

con patines y almas compactas, tal como se define en la sección B4 del AISC.

Criterios para definir compactes de patines y almas de secciones I

Un elemento compacto es aquel que no exhibe pandeo local. En este curso solo consideraremos perfiles

con almas compactas y los casos cuando los patines son no compactos o esbeltos. El tratamiento de

perfiles con almas no compactas o esbeltas se incluye en la sección F4 y F5 del AISC, respectivamente y

será omitido en este curso. El tema se trata cuando se cubre el tema de trabes armadas de gran peralte

en el curso avanzado de Acero.

Tabla B4.1, Caso 1: Flexion en patines de secciones I:

�� = 0.38� ��� (5.1)

�� = 1.0� ��� (5.2)

� = ����� (5.3)

El patin será compacto si � ≤ ��, no compacto si �� < � ≤ �� y esbelto si � > ��

Tabla B4.1, Caso 9: Flexion en almas de secciones I:

�� = 3.76� ��� (5.4)

�� = 5.70� ��� (5.5)

� = �� (5.6)

El alma será compacta si � ≤ ��, no compacta si �� < � ≤ �� y esbelta si � > ��

Determinacion de Mn

El valor de Mn sera el valor menor de acuerdo a los estados limites de fluencia (momento plástico) y el

de pandeo latero torsional (PLT).

Fluencia: �� = �� = !"#$ (5.7)

Donde Fy es el esfuerzo de fluencia en el acero y Zx es el modulo plástico de la sección con respecto al

eje “x”.

Pandeo Latero Torsional (PLT):

(a) Cuando %� ≤ %�, el estado limite de PLT no aplica

(b) Cuando %� < %� ≤ %�, controla PLT inelástico y Mn estará dado por:

�� = &� '�� − (�� − 0.7!"*$) ,-./-0-1/-023 ≤ �� (5.8)

(c) Cuando %� > %�, controla PLT elástico y Mn estará dado por:

�� = !4�*$ ≤ �� (5.9)

Donde:

Lb = distancia entre apoyos laterales al patin de compresión

&� = 5�.6789:�.6789:;<7=;>7?;<7@ ≤ 3.0 (5.10)

Mmax= valor absoluto del momento máximo en el segmento sin apoyo lateral

MA = valor absoluto del momento a la cuarta parte del segmento sin apoyo lateral

MB = valor absoluto del momento a la mitad del segmento sin apoyo lateral

MA = valor absoluto del momento a las tres cuartas parte del segmento sin apoyo lateral

Sx = modulo elástico de la sección con respecto al eje “x”

!4� = A.BC�, D.1EF2C �1 + 0.078 H4I:�J K-.�EFL�

(5.11)

E = modulo de elasticidad del acero

J = constante torsional de la sección

ℎN = �>A O� (solo valido para secciones I) (5.12)

Cw = constante de alabeo de la sección

Iy = momento de inercia de la sección con respecto al eje “y”

c = 1.0 (solo valido para secciones I)

%� = 1.76P"� ��� (5.13)

%� = 1.95P�Q �R.S�� � H4I:�J T1 + �1 + 6.76 KR.S��I:�J�H4 L� (5.14)

El Manual de Diseno del AISC Ed 13 presenta tablas con valores calculados de Lp y Lr para todos los

perfiles W que cumplan con Fy = 60 ksi.

Las vigas que exhiben apoyo lateral continuo (Lb = 0) no presentan PLT ya que %� ≤ %�. Para vigas con

apoyo lateral a intervalos (%� ≠ 0), existe la posibilidad de que el valor de Lb y/o Cb sea diferente entre

los diversos segmentos entre apoyos laterales. En este caso, deberá evaluarse Mn para cada segmento y

seleccionar el valor menor como el valor critico para el estado limite de PLT.

Para vigas continuas, el patin de compresión es el patin inferior y las condiciones del apoyo lateral al

patin inferior suelen ser diferentes a las condiciones del patin superior. Por ejemplo, cuando existe

apoyo lateral continuo al patin superior debido a la sujeción adecuada a una losa, el patin inferior no

estará sujeto a dicha losa, por consiguiente, debe revisarse el estado limite de PLT para el patin inferior.

En este caso, la distancia Lb suele tomarse como la distancia en la zona de momento negativo entre el

apoyo vertical y el punto de inflexión del diagrama de momento.

SECCIONES I DOBLEMENTES SIMETRICAS CON ALMAS COMPACTAS Y PATINES NO COMPACTOS O

ESBELTOS SUJETAS A FLEXION CON RESPECTO A SU EJE MAYOR (EJE “X”)

Determinacion de Mn

El valor de Mn sera el valor menor de acuerdo a los estados limites de pandeo latero torsional (PLT) y

pandeo local del patin de compresion.

Pandeo Latero Torsional (PLT):

Seguir el mismo procedimiento presentado anteriormente; ver ecuaciones 5.8 a 5.14

Pandeo Local del Patin de Compresion:

(a) Para patines no compactos (�� < � ≤ ��): �� = '�� − (�� − 0.7!"*$) , X�/X0�X1�/X0�23 (5.15)

(b) Para patines esbeltos (� > ��): �� = R.Y�Z[I:X�C (5.16)

Donde \4 = >�� � ] condicionado a: 0.35 < kc < 0.76 (5.17)

DISENO POR CORTANTE DE SECCIONES I (Capitulo g, AISC LRFD Ed. 13)

Ecuacion General de Cortante: �̂ ≤ � �̂

Donde Vu es el cortante máximo producto de la combinación aplicable de cargas factorizadas, Vn es el

cortante nominal que se determina como se indica a continuación y � = 1.0 (solo valido para secciones

I doblemente simetricas).

Resistencia nominal para secciones I roladas doblemente simetricas: Vn = 0.6Fy(dtw) (5.18)