Este artículo explica mediante un ejemplo práctico el diseño de perfiles angulares individuales según EN 1993-1-1. Las secciones en ángulo sujetas a fuerzas de compresión se diseñan con referencia a la sección correspondiente del Código.
El procedimiento para dimensionar los elementos de compresión es el mismo que se describe en el artículo. Estructura de soporte de acero según Eurocódigo 3.
Analicemos el diseño con un ejemplo práctico.
Datos de construcción
- Perfil angular 60x60x6
- Longitud del perfil angular 600 mm
- Carga aplicada 100kN
- Una sola fila de tornillos
- Grado de acero S275
División de secciones
Encontremos los datos del material.
Espesor del perfil = 6 mm ≤ 40 mm y
Grado de acero S275
De la Tabla 3.1 de EN 1993-1-1,
fy = 275 N/ mm2
De la Tabla 5.2 (Hoja 3 de 3)
ε = √(235/f j ) = √(235/275) = 0,924
De la Tabla 5.2 (Hoja 3 de 3)
h/t = 60/6 = 10 ≤ 15ε = 15 x 0,924 = 13,86
(b+h) / 2t = (60+60) / (2×6) = 10 ≤ 11,5ε = 11,5 x 0,924 = 10,626
Por lo tanto la sección es clase 3.
Capacidad de carga de compresión de la sección transversal
N Ed. /N c,Rd ≤ 1,0
N c,Rd = Af j /γ M0
γ M0 = 1,0 del apartado 6.1
A = 695 mm2
N c,Rd = Af j /γ M0 = 695 x 275 / 1,0 = 191,1 kN
N Ed./N c,Rd = 100/191,1 = 0,524 <1
La sección cumple con la capacidad de compresión.
resistencia a la torsión
N Ed. /N b, Carretera ≤ 1,0
Calcule la longitud de pandeo L cr
Necesitamos verificar la resistencia al pandeo en el eje crítico. Por tanto, tenemos en cuenta los ejes YY, ZZ y VV y determinamos el factor de reducción crítico (cuanto menor sea el valor, mayor será la reducción del momento flector). Esto es obligatorio al diseñar perfiles angulares.
Encuentre la longitud de pandeo en cada eje. La longitud de pandeo se puede tener en cuenta según lo especificado en BS 5950.
Eje YY; 0,85 x 600 = 510 mm
eje ZZ; 1,0 x 600 = 600 mm
eje VV; 0,85 x 600 = 510 mm
Determine el radio de giro (i) a partir de las propiedades de la sección transversal.
i – eje YY = 18,3 mm
i – eje ZZ = 18,3 mm
Eje i-VV = 11,8 mm
λ1 = 93,9ε = 93,9 x 0,924 = 86,4
λ‾ = (Lcr / i)(1 / λ1)
Nota: El símbolo λ¯ debe ser el especificado en el código. En comparación con el código, existe una pequeña diferencia entre el símbolo y el código.
Calcule para cada dirección para obtener el factor crítico.
λ‾ Eje YY = (510/18,5)(1/86,4) = 0,323
λ‾ Eje ZZ = (600/18,5)(1/86,4) = 0,379
λ‾ Eje VV = (510 / 11,8)( 1 / 86,4) = 0,5
En construcción con perfil angular simple la conexión se realiza mediante un solo tornillo, hay que tener en cuenta λ¯ y f . Si hay dos o más tornillos, se pueden despreciar las excentricidades.
En este ejemplo, considere el ángulo conectado por un cateto. Por lo tanto, considere λ¯ y f
Eje YY; λ¯ef = 0,5 + 0,7λ‾ = 0,5 + 0,7 × 0,323 = 0,726
eje ZZ; λ¯ef = 0,5 + 0,7λ‾ = 0,5 + 0,7 × 0,379 = 0,765
eje VV; λ¯ef = 0,35 + 0,7λ‾ = 0,35 0,7×0,5 = 0,7
El factor de reducción crítico es el valor más pequeño de "χ". Este valor se vuelve menor cuando Ø es mayor. Este valor aumenta cuando λ¯ ef es mayor. Por eso elegimos
λ¯ef = 0,765
Ahora obtenga la curva de pandeo de la Tabla 6.2 de EN 1993-1-1.
Para perfiles angulares, la curva de pandeo es “b”.
α se deriva de la Tabla 6.1 de EN 1993-1-1.
α = 0,34
Ahora calcule Ø de Cl.
Ø = 0,5(1 + 0,34(λ¯0,2) + λ¯ 2 ) = 0,5 (1 + 0,34 (0,765 – 0,2) + 0,765 2 ) = 0,889
Factor de reducción calculado, χ
χ = 1 / (Ø + √(Ø 2 –λ¯ 2 ) ) = 1 / (0,889 + √(0,889 2 +0,765 2 )) = 0,742
Ahora calcule la resistencia al pandeo.
N b, Carretera = χAf j /γ M1
N b, Carretera = 0,742 x 695 x 275 / 1,0 = 141,8 kN
N Ed. /N b, Carretera <1,0
N Ed. /N b, Carretera = 100/141,8 = 0,7 <1
sección es suficiente.
Más información sobre Acero estructural puedes consultar el artículo de Wikipedia.
