unidad 3

32
Miembros sujetos a Compresión MQ6 – EQUIPO No. 4

Upload: pukitha-faxon-dzib

Post on 07-Nov-2015

213 views

Category:

Documents


0 download

DESCRIPTION

DIAPOSITIVAS DE LA UNIDAD 3 DE ESTRUCTURAS DE ACERO....

TRANSCRIPT

Miembros sujetos a CompresinMQ6 EQUIPO No. 4Hemos diseado esta plantilla para que cada miembro del equipo del proyecto tenga un conjunto de diapositivas con su propio tema. De esta manera, los miembros agregan una nueva diapositiva al conjunto:

Marque el lugar donde desea agregar la diapositiva: seleccione una existente en el panel de miniaturas, haga clic en el botn Nueva diapositiva y luego elija un diseo.

La nueva diapositiva tiene el mismo tema que la anterior que seleccion.

Tenga cuidado. No moleste a los dems moderadores al cambiar accidentalmente sus temas. Eso puede suceder si elige un tema Variante de la pestaa Diseo, que aplica esa apariencia a todas las diapositivas de la presentacin. 1Integrantes CERVERA MARTNEZ JULIETA ALEXANDRA.DZIB CHAN MARILIN DEL JESS.TORRES CHVEZ JOS ARMANDO.VILLALOBOS PECH VCTOR DAVID.MQ6Contenido 3.1Tipos de columnas, condiciones de apoyo de los extremos de columnas, determinacin de factor de longitud efectiva

3.2 Pandeo de piezas, estados de equilibrio, formula de Euler, pandeo elstico e inelstico

3.3 Esfuerzos permisibles en columnas de acero

3.4 Relaciones espesor / esbeltez

3.5 Frmulas empricas para diseo de columnas de acero

3.6 Soluciones tpicas para columnas. (Axial y con momento)

3.7 Diseo de columnas con las formulas de la AISC

3.8 Placas de base (axial y con momento)Tipos de columnas

Las columnas de acero pueden ser sencillas, fabricadas directamente con perfiles estructurales, empleados como elemento nico, o de perfiles compuestos, para los cuales se usan diversas combinaciones, como las viguetas H, I, la placa, la solera, el canal y el tubo y el ngulo de lados iguales y desiguales.

Algunos de los valores del factor K se muestran en la siguiente tabla para ciertas condiciones particulares de los apoyos. Para el caso ms general se emplean nomogramas que permiten obtener el valor de K en funcin de las condiciones de restriccin de los apoyos.

Factor de longitud efectiva 3.2 Pandeo de piezas, estados de equilibrio, formula de Euler, pandeo elstico e inelstico.

El pandeo es un concepto terico y est asociado a la caracterstica que tienen los elementos esbeltos de deformarse transversalmente respecto a la lnea de accin de la carga aplicada, cuando sta excede un valor determinado denominado carga crtica.

Modos de pandeo

El pandeo de una columna biarticulada y sujeta a una carga de compresin axial puede ser de dos formas diferentes:

Pandeo alrededor del eje de menor resistencia (eje dbil)Pandeo alrededor del eje de mayor resistencia (eje fuerte)

Estados de equilibrio. Se consideran tres estados de equilibrio de una columna cargada en compresin axial, analizando los efectos que tiene sobre la misma aplicacin de una carga transversal unitaria y que produce una deformacin lateral. 1. Equilibrio estable. Cuando al remover la carga axial la columna regresa a su posicin inicial. 2. Equilibrio indiferente. Cuando se remueve la carga axial la columna permanece en la posicin deformada. 3. Equilibrio inestable. Se remueve la carga axial, pero la columna continua deformndose.

Pandeo general.Es una deformacin lateral, alrededor de los dos ejes principales y centroidales de la columna y suele ser crtico alrededor del eje de menor resistencia si la columna carece de soportes laterales intermedios.

Pandeo Elstico.La teora del pandeo elstico fue inicialmente planteada correctamente por L. Euler en 1744. Se denomina pandeo elstico porque, en el instante del pandeo, los esfuerzos en la seccin se encuentran en el rango elstico.Una columna ideal se muestra en la Figura con sus dos extremos articulados y sujeta a una carga axial.

Pandeo inelstico.Se han usado dos mtodos en el pasado para determinar la resistencia nominal de columnas sujetas a pandeo inelstico por flexin. Estos son el mtodo del mdulo tangencial y el mtodo del mdulo reducido.

El mtodo del mdulo tangencial fue propuesto por Engesser en 1889. En base en este mtodo la carga crtica del mdulo tangencial est dada por:

y el esfuerzo crtico de pandeo por:

3.4 Relaciones espesor / esbeltez.

La relacin de esbeltez Kl/r de los miembros comprimidos axialmente se determina con la longitud efectiva Kl y el radio de giro r correspondiente. l es la longitud libre de la columna, entre secciones soportadas lateralmente, y K es el factor de longitud efectiva, que se calcula como se indica ms adelante. El factor de longitud efectiva K, depende de las restricciones existentes en los apoyos de las columnas. En la literatura especializada se pueden consultar los valores de este factor para seis casos tpicos de columnas aisladas y los nomogramas para columnas que forman parte de marcos rgidos ortogonales.

En la figura se han incluido los valores de K para seis casos tpicos, de acuerdo con el IMCA, atendiendo al hecho de que es muy difcil garantizar que en un empotramiento, tericamente perfecto, no se presente algn giro, as sea muy pequeo. El diseo de los miembros aislados de una estructura requiere la determinacin de la longitud efectiva del elemento en estudio, para tener en cuenta la interaccin de ste con el resto de la estructura. De acuerdo con las Especificaciones AISC-2010, la relacin de esbeltez, KL/r, de una columna o elemento principal sometido a compresin axial preferentemente no exceder de 200. 3.5 Frmulas empricas para diseo de columnas de acero.Frmula de Tredgold. Es una de las ms antiguas. Se la conoce desde 1886. La tensin media compresora U admitida, si bien posteriormente fue modificada porRankine. segn este autor, deber ser: a= constateb= constante= pandeo

Entre las ms clsicas, merecen ser mencionadas las primeras deRankine, para columnas cortas, y deTetmajer, ambas en desuso.

Frmula de Ostenfeld

Data de 1898. LaFatiga Crtica para el acero de construccin, segn este autor, se expresa as:

Esta parbola es tangente a la curva de Euler en = 122,5y da lugar a . Los coeficientes de seguridad a adoptar, segn Ostenfeld, se sitan entre .

Frmula del Column Research Council (CRC)

Aplicable solamente para barras y columnas de acero. En todo lo que sigue,CRrepresentael valor lmite o "Crtico" de la tensin media P/A.Se define a:

que, segn esta organizacin, fija el lmite entre el pandeo elstico e inelstico.Segn el valor dede la columna de acero se aplicar:

3.6 Soluciones tpicas para columnas. (Axial y con momento) Se considera que trabajan en compresin axial los elementos estructurales siguientes: Las barras de armaduras trianguladas y de estructuras espaciales o tridimensionales.

b) Las celosas de columnas armadas con varios perfiles.

c) Las diagonales colocadas en el sistema de contraventeo lateral de la estructura principal. d) Los patines en compresin de las vigas fabricadas con perfiles laminados. e) Las columnas sometidas a flexocompresin (flexin y compresin axial).

Dado que los perfiles de lmina delgada se considera elementos estructurales conformados por una serie de placas unidas entre s a lo largo de sus bordes, las cuales se pandean al ser sometidas a efectos de compresin, se hace necesario definir los diversos criterios de falla que pueden ayudar a establecer la carga a la cual pandea el elemento El pandeo de las columnas depende del tipo de apoyo y de la relacin ancho espesor de las placas que conforman la seccin transversal. 3.7 Diseo de columnas con las formulas de la AISC. Una columna es un miembro relativamente largo cargado a compresin. Una columna alta esbelta falla por pandeo, nombre comn que recibe la inestabilidad elstica de las columnas. En lugar de aplastar o desmembrar el material, la columna se flexiona de manera drstica a una carga crtica y luego se desploma repentinamenteEn 1986 este organismo modifica la frmula n 2 anterior para columnas de edificios, de la manera siguiente:

3.8 Placas de base (axial y con momento) Las placas base son elementos que forman parte de la superestructura, las que tienen que ser lo suficientemente adecuadas para poder transmitir las cargas de compresin axial de las columnas y los momentos flexionantes (si existen), a los cimientos.

Por otro lado, cuando la columna transmite momento flexionante, se debe usar, adems de la placa que distribuye la carga, elementos que sirvan de anclaje y que tienen como funcin evitar que la columna se levante. Estos elementos se denominan anclas o pernos de anclaje.

Una base transmite a la cimentacin diferentes esfuerzos, cuya naturaleza y cuanta depende de las combinaciones de cargas que puedan presentarse y que pueden ser:

Compresin simple Momento flector Esfuerzos transversales Traccin Combinaciones entre ellos