Este artículo proporciona una descripción general de los procedimientos que se deben seguir al diseñar vigas de acero. Se deben seguir los pasos básicos para completar la construcción. Estos pasos se pueden agrupar en seis temas principales de acuerdo con BS 5950.
Para realizar el proyecto correctamente se pueden seguir los siguientes pasos en el siguiente orden.
- Clasificación de secciones
- capacidad de corte
- capacidad de flexión
- Flexión por pandeo torsional
- Desvío
- Almacenamiento puente
- Pandeo del puente
Clasificación de secciones
La clasificación se basa en la relación de aspecto de la sección.
Según los perfiles b/t y d/t, las alas y el alma se dividen en categorías de perfiles plásticos, compactos, semicompactos y delgados. Haga clic aquí para obtener más información sobre la clasificación de secciones.
El primer paso en el diseño de vigas de acero es clasificar la sección transversal. No se puede realizar ninguna construcción sin clasificación de vigas.
capacidad de corte
P en contra = 0,6P j A en contra
P contra >F contra
Dónde
P contra – Resistencia al corte de cálculo
F contra – Fuerza cortante de cálculo
Av es el área de corte y se calcula de acuerdo con BS 5950. Para perfiles laminados en I, H y U, la carga es paralela al alma.
El contra =tD
capacidad de flexión
La ecuación de la capacidad de flexión se selecciona en el diseño de vigas de acero en función del esfuerzo cortante en la sección.
Existen diferentes ecuaciones para bajo cizallamiento (F versus ≤0,6P versus ) y alto cizallamiento (F versus ≥0,6P versus ).
Para evitar deformaciones irreversibles bajo cargas de servicio, el valor de Mc debe limitarse a 1,5P. j Z general y hasta 1,2P j Z en el caso de viga o consola apoyada en un lado.
Bajo cizallamiento (F frente a ≤0,6P frente a )
| Clasificación de secciones | Capacidad de momento |
| Clase 1 – Plástico Clase 2 – Compacto |
M C = P j S |
| Clase 3 – Semicompacto | M C =P j Z o M C =P j S ef |
| Clase 4 – Delgado | M C = P j Z ef |
Dónde,
S – Módulo de sección de plástico
S ef – Módulo de plasticidad efectivo
Z – módulo de sección – elástico
Z ef – Módulo elástico efectivo
Alta fuerza de corte (F frente a ≥0,6P frente a )
| Clasificación de secciones | Capacidad de momento |
| Clase 1 – Plástico Clase 2 – Compacto |
M C =P j (S – ρS contra ) |
| Clase 3 – Semicompacto | M C =P j (Z –ρS contra /1.5) o M C =P j (página ef –ρS contra ) |
| Clase 4 – Delgado | M C =P j (Z ef –ρS contra /1,5) |
Con base en la clasificación de la sección y luego de verificar las condiciones de alto y bajo corte, se puede evaluar la capacidad de flexión.
Para obtener más información sobre las comprobaciones restantes que deben realizarse, haga clic en el elemento de la lista de verificación correspondiente que se encuentra arriba.
Flexión por pandeo torsional
Se debe comprobar el pandeo de la viga a lo largo de su luz y según la disposición de los apoyos internos. El artículo Pandeo por torsión y flexión podría usarse para ejemplos teóricos y prácticos.
El diseño de vigas de acero debe incluir un diseño de pandeo por flexión y torsión. No se debe evitar por ningún motivo.
Desvío
Se debe comprobar la deflexión vertical de la viga, teniendo en cuenta las cargas que actúan sobre la viga. La Tabla 8 de BS 5950:2000 presenta los límites a considerar en el proyecto.
La deflexión debida a cargas de diseño se puede calcular manualmente o derivar del análisis. Por ejemplo, la deflexión máxima de una viga simplemente apoyada cargada con una carga uniformemente distribuida se puede derivar de la siguiente ecuación.
δ = 5W t M 4 / (384EI)
De manera similar, el defecto relacionado con el estrés se puede calcular basándose en datos o análisis de la literatura.
Se debe realizar un control de la deflexión al diseñar la viga de acero para garantizar que no se produzca una deflexión excesiva.
El artículo de Wikipedia distracción (tecnología) especifica los métodos para calcular las desviaciones.
Almacenamiento puente
Se comprueba la capacidad de carga del alma para garantizar que pueda soportar las cargas verticales que actúan sobre ella. Si el proyecto lo requiere se prevén refuerzos para mejorar la rigidez del alma.
Capacidad de carga web, P man
P cabeza = (b 1 + nk) tP Sí
Dónde
b 1 – La duración del almacenamiento debe calcularse en función de la ubicación
n = (2 + 0,6b t /k), pero ≤ 5 al final del elemento y todos los demás casos n = 5
k = T+ r – para perfiles laminados I y H y
k = T – para perfiles soldados
r = radio de raíz de la tabla de secciones transversales
t = espesor del alma
P Sí = fortaleza del diseño web
Para mayor aclaración, se puede utilizar un ejemplo resuelto.
Pandeo del puente
La rotación del ala en relación con el alma y el movimiento lateral entre las alas se deben al pandeo del alma. Dependiendo de la distancia al centro de la carga, existen diferentes ecuaciones para calcular la capacidad de carga del núcleo.
Capacidad del núcleo (Px) cuando la distancia a la carga o reacción al extremo cercano es igual o mayor a 0,7d; (en t ≥ 0,7d)
P X = 25εt P cabezas /√( ( b 1 + nk) d)
Cuando t <0,7 días
P
En este caso, la brida no está protegida contra la rotación.
P xr = 0,7dP cara / L E
Como se explica en este artículo, todas las pruebas deben realizarse en el diseño de vigas de acero. Para conocer más sobre la aplicabilidad de estas ecuaciones, puedes consultar los ejemplos trabajados en esta web.
