Este artículo explica la construcción de una sección angular única para cargas de tracción según el Eurocódigo 3. La construcción de la sección angular es más sencilla que la construcción de un elemento de presión.
Este artículo explica el proceso de diseño y un ejemplo práctico para ayudarle a comprender el concepto y el proceso de diseño.
Analicemos los procedimientos de diseño.
- Evaluar las propiedades de los materiales.
Dependiendo del espesor de la chapa y del tipo de acero, el límite elástico (f j ) y el límite elástico (f Ela ) se pueden consultar en la tabla 3.1 del Eurocódigo 3.
Luego obtienes γ m0 y γ m2 de la sección 6.1. Estos valores pueden cambiar según los anexos nacionales.
- Cálculo de la capacidad de carga plástica de diseño – capacidad de carga de tracción de diseño, N Pl, Rd
N pl, Rd = Af j /γ m0
- Calcular N u, Rd
N you, Rd se puede calcular para secciones angulares conectadas en una pata mediante pernos de la cláusula 3.10.3 (2) de EN 1993 – 1-8 como se menciona en la cláusula 6.2.3 (5).
Dependiendo del número de pernos, existen tres ecuaciones para calcular la capacidad de carga. Para la sección angular asociada a un solo tornillo, se puede utilizar la siguiente ecuación.
N u, Rd = 2(e 2 -0,5 días 0 )tf Ela /γ M2 – Para pernos individuales según el número de pernos, seleccione la ecuación adecuada.
Si el número de tornillos es mayor que uno, se debe tener en cuenta la red en el cálculo.
Si hay una sección equiangular, la red es la reducción del área del perno con respecto al área bruta de la sección transversal. Sin embargo, el método es diferente para ángulos desiguales.
-
- Si la conexión roscada está en la pata más grande, el resultado neto es la reducción del área del perno al área de la sección transversal bruta.
- Si la conexión por perno está en el tramo más pequeño, la red es la reducción del área del perno del área de la sección transversal correspondiente. Por ejemplo, considere una sección de 100 x 75 x 10. Para una conexión atornillada en una pata de 75 mm, el área de la sección transversal debe tomarse como una sección angular de 75 x 75 x 10.
También podrían utilizarse otras ecuaciones de EN 1993-1-8, párrafo 3.10.3 (2).
- Encuentre t,Rd (resistencia a la tracción de diseño) el mínimo de N pl, Rd en u, Rd
- Comprobar si N Ed./N t, R ≤ 1.
Ejemplo resuelto: Comprobación de la sección angular bajo tensión (construcción de un solo ángulo)
Datos de construcción: diseño de ángulo único
- Perfil angular 60x60x6 mm
- Un solo tornillo con 12 mm de diámetro
- Grado de acero S275
- Fuerza aplicada 75 kN = N Ed.
La siguiente figura muestra la disposición de los tornillos considerada en este ejemplo de cálculo. Los valores sólo se consideran para esta construcción de un solo ángulo.
Se debe prestar especial atención a los requisitos de diseño relacionados con el espaciado de los pernos. El espaciado mínimo y máximo entre pasadores, espaciado entre bordes, espaciado entre bordes, etc. debe cumplir con la Sección 3.5.
Parámetros de diseño
Grado de acero S275
El espesor de la sección angular es de 6 mm.
De EN 1993-1-1 Tabla 3.1
F j = 275 N/mm 2
F Ella =430 N/mm 2
Los factores de seguridad parciales resultan del apartado 6.1.
γ m0 = 1,0
γm2 = 1,25
Área de sección transversal de la placa: A = 695 mm 2
Calcule la resistencia plástica a partir del cálculo de la sección transversal bruta, N Pl, Rd
N pl, Rd = Af j /γ m0 = 695 x 275 / 1,0 = 191,1 kN
La sección en ángulo está conectada por una pata y hay dos tornillos en la sección. Por tanto, evaluar la capacidad del tramo de acuerdo con el apartado 3.10.3 de la Norma EN 1993-1-8.
N usted, Rd =β 2 A red F Ela /γ M2
β 2 = El factor de reducción depende de la pendiente P1 según tabla 3.8 de EN 1993-1-8.
D0 = 16 + 2 = 18 mm
2,5d 0 = 45 mm
P 1 = 45 mm – ver dibujo arriba
P 1 = 2,5 días 0
De la Tabla 3.8 se deduce que β 2 = 0,4
Al tratarse de un único tornillo en toda la sección transversal,
Anet = área de la sección transversal – área del agujero = 695 – 18 x 6 = 587 mm 2
N usted, Rd = 0,4 x 587 x 430 / 1,25 = 80,8 kN
Resistencia a la tracción de diseño = N t,Rd (resistencia a la tracción de diseño) mínima N pl, Rd en u, Rd
N t,Rd = Min (mínimo de N pl, Rd en u, Rd ) = Min ( 191,1 , 80,8 ) = 80,8 kN.
Fuerza de tracción, N Ed.
N Ed. = 75kN
N Ed. /N t, R 75/80,8 ≤ 1
la sección es suficiente
El artículo Construcción de vigas de acero según BS 5950 también puede utilizarse para ampliar conocimientos en el área de estructuras de acero.
