1

Traducido y adaptado por Héctor Soto RodríguezCentro Regional de Desarrollo en Ingeniería CivilMorelaia Mich.Miembros en Compresión M AISC 13a Ed

DISEÑO DE

ESTRUCTURAS DE ACERO

DISEÑO DE

ESTRUCTURAS DE ACERO

Miembros en Compresión M AISC 13a Ed

Miembros en compresión: Capítulo E: Resistencia en compresión Capítulo I: Resistencia de miembros compuestos Parte 4: Ayudas de diseño y tablas Capítulo C: Secuela de análisis

2

Miembros en Compresión M AISC 13a Ed

Pandeo local: Criterio en Tabla B4.1 Resistencia en el Capítulo E: Miembros con elementos

esbeltos

3

Miembros en Compresión M AISC 13a Ed

Criterio de pandeo localLa esbeltez de los patines y del alma , l, se utiliza como un criterio general para determinar si el pandeo local puedecontrolar en el intervalo de comportamiento elástico o inelástico, de no ser así, el criterio de pandeo general rige el diseño de los miembros comprimidos axialmente.El criterio r se basa en la teória de pandeo de placas planasde Timoshenko.

Para perfiles IR ó W

FLB, = bf /2tf rf =

WLB, = h/tw rw =

yFE.560

yFE.491

4

Miembros en Compresión M AISC 13a Ed

> r “Elementoesbelto”

Ocurre la falla por pandeo local. Cubierto en la Sección E7 de lasEspecificaciones AISC 2005.

La mayoría de los perfiles estructurales laminados IR óW tienen dimensiones tales que la posibilidad de quese presente el pandeo local es remota. El diseño quedacontrolado por criterios generales.

5

Pandeo local

Miembros en Compresión M AISC 13a Ed

Capítulo E: Resistencia en compresión

6

Miembros en Compresión M AISC 13a Ed

c= 0.90 (c= 1.67)

7

Resistencia en compresión

Miembros en Compresión M AISC 13a Ed

Las Especificaciones consideran las siguientescondiciones:

Pandeo por flexiónPandeo por torsiónPandeo de los patines porflexotorsión

8

Resistencia en compresión

Miembros en Compresión M AISC 13a Ed

Resistencia en compresión

9

Miembros en Compresión M AISC 13a Ed

Las siguientes diapositivas consideran: Miembros con dos ejes de simetría Secciones con almas y patines compactos (no

esbeltos)

10

Resistencia en compresión

Miembros en Compresión M AISC 13a Ed

Como los miembros no son esbeltos y tienen dos ejes de simetría, el pandeo por flexión (pandeo general) es el querepresenta el modo potencial de falla antes de que se alcance la carga crítica .

La resistencia al pandeo depende de la relación de esbeltez del miembro comprimido axialmente, definidacomo KL/r.

La resistencia se define comoPn= FcrAg Ecuación E3-1

11

Resistencia en compresión

Miembros en Compresión M AISC 13a Ed

Fe = esfuerzo crítico de pandeo elástico (Euler), Ecuación E3-4

Sí , Fcr = 0.877Fe E3-3

Esta ecuación define el límite de pandeo elástico con un factor de reducción, 0.877veces el límite téorico.

Sí , . E3-2

Esta ecuación define el límite de pandeo inelástico”. yF

E.r

KL 714 yFF

cr F.F e

y

6580

yFE.

rKL 714

2

2π

rKL

EFe

12

Miembros en Compresión M AISC 13a Ed

KL/r

2

2π

rKL

EFe

Efectos del material inelástico

s

13

Comportamientoelástico

13

Miembros en Compresión M AISC 13a Ed

KL/r

2

2π

rKL

EFe

s

14

Fy-Fres

Fy

2

2π

rKL

EF Tc

Inelastico

Elástico

Efectos del material inelástico

14

Miembros en Compresión M AISC 13a Ed

KL/r

2

2π

rKL

EFe

s

15

Fy-Fres

Fy

2

2π

rKL

EF Tc

Inelástico

Elástico

Efectos del material inelástico

15

Miembros en Compresión M AISC 13a Ed

KL/r

2

2π

rKL

EFe

16

Fy

Inelático

Elástico

Efectos del material inelástico

yFF

cr F.F e

y

6580

ecr F.F 8770

yFE.714

0.44

16

Miembros en Compresión M AISC 13a Ed

Ayudas de diseño

Tabla 4-22cFcr en función de KL/r

Tablas 4-1 a 4-20cPn en función de KLy

Útil para todos los perfiles laminados.La mayor relación de esbeltez KL/rrige el diseño.

Puede aplicarse KLx perodividiendo KLy entre rx/ry.

17

Miembros en Compresión M AISC 13a Ed

Criterio de esbeltez

18

Miembros en Compresión M AISC 13a Ed

De acuerdo con la Sección E.2

Recomendado para proporcionar relacionesde esbeltez KL/r menor que 200

19

Miembros en Compresión M AISC 13a Ed

Procedimiento con nomogramas

20

Miembros en Compresión M AISC 13a Ed

Para tomaar en cuenta los efectos de columna inelástica, se utiliza un factor de reducción de rigidez, a, para disminuir la rigidez EI de las columnas.

El factor de reducción de rigidezse indica en la

Tabla 4-21, pág. 4-317

Nomógrama

21

Miembros en Compresión M AISC 13a Ed

Sí las vigas soportan carga axial importante, éstas proporcionan menos restricción a la rotación.

1-Q/Qcr

Q = carga axialQcr = resistencia por pandeo en el plano axial con K=1

La componente de rigidez rotacional de las vigas(EI/L) se reduce con el siguiente factor,

Esto también es válido para columnas en una junta (variosniveles), que soportan carga axial mínima en comparación con susresistencias.

Nomograma

22

Miembros en Compresión M AISC 13a Ed

Para tomar en cuenta el concepto de pandeo de entrepiso, todas lascolumnas deben alcanzar su capacidad para permitir la falla de entrepiso.Se revisa el valor de K para tomar en cuenta los efectos de entrepiso.

Nomograma

2

22

2

22

2 85

π

πn

n

r

r

K

LKEIΣ

ΣPP

LEI

K

Kn2 = K factor que se toma directamente del nomograma.

Pr = carga en la columna (factorizada de acuerdo con las combinaciones de carga LRFD)

K2 se obtiene con la ecuación C-C2-8

23