Tema 3- Compresión

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DISEÑO DE ESTRUCTURAS 
DE ACERO
Prof. María Alejandra Gutiérrez
TEMA #3
Diseño de elementos sometidos a 
compresión
ELEMENTOS SOLICITADOS A COMPRESIÓN Prof. María A. Gutiérrez 
MIEMBRO SOMETIDO A COMPRESIÓN
La resistencia, la rigidez del material y la geometría (relación de esbeltez) 
del miembro
Puede fallar por
La compresión ocurre cuando dos fuerzas actúan en la misma dirección y 
sentido contrario haciendo que el elemento se acorte y se deforme
“Si se presiona dos extremos de una barra delgada la misma no permanece 
recta, se acorta y se flexiona fuera de su eje ”
BARRA EN COMPRESIÓN
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LONGITUD EFECTIVA (K)
Euler predijo la ecuación de la deformada de una columna con 
apoyos simples, para la cual se tiene una carga crítica de pandeo igual a:
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MODOS DE FALLA DE UN ELEMENTO SOMETIDO A COMPRESIÓN
 Cedencia en los apoyos.
 Pandeo General del miembro.
 Pandeo Flexional, NF.
 Pandeo Torsional, NT.
 Pandeo Flexotorsional, NFT.
 Pandeo Local
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MODOS DE FALLA DE UN ELEMENTO SOMETIDO A COMPRESIÓN
Su estudio, se hace a través de las siguientes variables:
 Forma de la sección transversal ( NF, NT, NFT )
 Condiciones de apoyo o de vinculación (Factor de longitud efectiva K).
 Esbelteces locales de los elementos de la sección transversal (factor de reducción )
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PROCEDIMIENTO DE DISEÑO
La resistencia del diseño a compresión axial, será igual a:
Pu ≤ Øc Nt ; Nt =Ag Fcr ; Øc = 0.85 
donde:
Pu = Suma de las cargas factorizadas
Nt = Resistencia nominal por compresión
Øc = Factor de resistencia para miembros a compresión
Fcr = Esfuerzo crítico de Pandeo
 Perfiles con dos ejes de simetría o simetría puntual:
Fcr  Menor valor entre  FcrF y FcrT
 Según ejes principales
 Perfiles con un eje de simetría (*):
Fcr  Menor valor entre  FcrF y FcrFT
 Según ejes principales
 Secciones asimétricas:
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PANDEO FLEXIONAL
Se usan dos fórmulas para determinar la tensión crítica en columnas: una para columnas 
elásticas y otra para columnas inelásticas. Estas fórmulas están en función del término λc
donde:
Øas = Coeficiente de reducción por efecto del 
pandeo local
λc = Parámetro de esbeltez
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PANDEO TORSIONAL Y FLEXOTORSIONAL
Según sea el caso, FCR se designará como FT
CR ó FFT
CR en las siguientes expresiones:
“Estas fórmulas están en función del término λe” 
ELEMENTOS SOLICITADOS A COMPRESIÓN Prof. María A. Gutiérrez 
PANDEO TORSIONAL Y FLEXOTORSIONAL
Fe se calculará según uno de los dos casos siguientes:
Pandeo Torsional, Fe = FT
CR
donde:
Cw = Constante de torsión uniforme o de alabeo
J = Constante de torsión uniforme o de Saint-Venant
x0 , y0 = Coordenadas del centro de corte
G = Módulo de cortePandeo Flexotorsional, Fe =FT
CR
donde:
Fey = Tensión elástica de pandeo flexional calculada según el eje de simetría
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ESTABILIDAD Y RELACIÓN Ancho/Espesor (b/t) para elementos comprimidos:
Se pueden diferenciar tres tipos de secciones:
1. COMPACTAS  Aquellas con un perfil suficientemente fuerte 
 Capaz de desarrollar una distribución total de esfuerzos antes de 
pandearse
2. NO COMPACTAS  Aquellas en las que el esfuerzo de fluencia puede alcanzarse en 
algunos pero no en todos sus elementos, antes de pandearse 
 No son capaces de alcanzar una distribución plástica de esfuerzo 
totales
3. ESBELTAS  Elementos con relación (b/t) > λr
 Se pandearán elásticamente antes de que se alcance el esfuerzo de 
fluencia en cualquier parte de la flexión
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RELACIÓN Ancho/Espesor (b/t) para elementos rigidizados y no rigidizados:
Depende del tipo de sección del perfil:
a) 
hd tw
b
t
t
b
h
b
t
Fr = 700 K/cm2
 Perfiles laminados
Fr = 1160 K/cm2 
 Perfiles soldados
(Fr = Esfuerzo residual)
Si b/t ≤ λr  Øas = 1
Si b/t > λr  Øas = Øa Øs
Para las Alas:
-Si :
Øs = 1.415-0.751(b/t) ; Øa = 1
-Si b/t >1.02 : 
Øs = ; Øa = 1
Para el Alma:
Øas = 1
b) 
-Si b/t >0.91 : 
Øs = ; Øa = 1
-Si 0.446 < 0.91 : 
Øs =
Øa = 1
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RELACIÓN Ancho/Espesor (b/t) para elementos rigidizados y no rigidizados:
Depende del tipo de sección del perfil:
c) 
h
b
b
t
b
t
- Si b/t < 1.46  be = b
- Si b/t < 1.38 
donde:
f = Øc Fcr ; con Øas =Øs ; Øc = 0.85
- Si 0.55 < b/t < 1.02 :
Øs = 1.415 – 0.751 (b/t)
- Si b/t < 1.02 :
Øs =