Puntos de referencia

Eurocódigo 3. Ejemplo 6.6: Resistencia de la sección transversal bajo flexión y compresión combinadas

/ 11 Dic 2019 / por: User Avatar
SDC Verifier

En este artículo comparamos la resistencia bajo flexión y compresión combinadas según SDC Verifier y la Guía del Diseñador del Eurocódigo3: Diseño de edificios de acero EN 1993-1-1.

Todos los resultados se generan con SDC Verifier 4.5 y se calculan con FEMAP v11.3.1

Tarea:

Un miembro debe diseñarse para soportar un momento flector de eje mayor y una fuerza axial combinados. En este ejemplo, se realiza una comprobación transversal para determinar el momento flector máximo que puede soportar un UKB 457 x 191 x 98 de acero grado S275, en presencia de una fuerza axial de 1400 kN.

Figura 6.15. Propiedades de la sección para una UKB de 457 × 191 × 98

Propiedades de la sección para una UKB de 457 × 191 × 98
\[h = 467,2 mm\]
\[b = 192,8 mm\]
\[t_{w} \ = 11,4 mm\]
\[t_{f} \ = 19,6 mm\]
\[r = 10,2 mm\]
\[A \ = 12 500 mm^{2}\]
\[W_{pLy} \ = 2 230 000 mm^{3}\]

Solución:

Modelo

Materiales

Título Módulo Young [Pa] Módulo de cizallamiento [Pa] Relación Poisson Cizalla [Pa] Densidad de la masa [kg/m^3] Resistencia a la tracción [Pa] Tensión de fluencia [Pa]
1..S275 2.10e+11 0 0.3000 0 7850.0000 355.00e+6 265.00e+6

Propiedad «1..UKB 457x191x98»

Propiedad Valor Forma de la propiedad
Tipo / Elementos Viga / 6 SDC Verifier
Material 1..S275
Masa [kg] 137.4
Centro de gravedad [m] [0.70; 0.00; 0.00]
Superficie, [m^2] 0.0125
I1, [m^4] 2.346e-05
I2, [m^4] 4.533e-04
I12, [m^4] 0
Constante de torsión, [m^4] 1.160e-06
Área de cizallamiento Y, [m^2] 0.0081
Área de cizallamiento Z, [m^2] 0.0051
Masa no estructural, [kg] 0
Perímetro, [m] 1.68
Constante de deformación, [m^6] 0
Desplazamiento del eje neutro A, [m] Y 0
Desplazamiento del eje neutro A, [m] Z 0
h [m] 0.467
wt [m] 0.193
wb [m] 0.193
tf2 [m] 0.020
tw [m] 0.011
tf1 [m] 0.020

Condiciones límite

Carga «1..Cortante -Y = 1050kN»

Definición Tipo de carga Aplicada sobre Valores
Fuerza en el nodo Fuerza Nodos: 4 (0; -1050000; 0)
SDC Verifier

Carga «2..Axial 1400N»

Definición Tipo de carga Aplicada sobre Valores
Fuerza en el nodo Fuerza Nodos: 4 (1400000; 0; 0)
SDC Verifier

Constaint «1..fijo»

Definición Contar DOF
Restricción en el nodo Nodos: 1 Tx Ty Tz
Restricción en el nodo Nodos: 7 Ty Rx Ry
SDC Verifier

Clasificación

Norma 2..Comprobaciones de los miembros del Eurocódigo 3 Comprobar 7..Clasificación
Carga individual 1..Axial 1400kN Dirección Todos
Selección Todas las entidades
Cargar Web Alfa Phi Lambda Web Límite1 Web Limit2 Web Limit3 Web Clase Web Clase
Carga individual ‘1..Axial 1400kN’ 1.0000 -0.1547 35.7544 31.0760 35.7845 63.9012 2.0000 2.0000
Clasificación de la sección transversal bajo compresión pura (cláusula 5.5.2)

\[\varepsilon =\sqrt{235/f_{y}} \ =\sqrt{235/265} \ =0.94\]

Bridas sobresalientes (tabla 5.2, hoja 2):

\[c_{f} \ = (b – t_{w} – 2r)/2 \ = 80,5 mm\]

\[c_{f}/t_{f} \ = 80,5/19,6 = 4,11\]

Límite para brida de clase 1 = 9ε = 8,48

8.48 > 4.11 ∴ la brida es de clase 1

Red – parte interna en compresión (tabla 5.2, hoja 1):

\[c_{w} \ = h – 2t_{f} – 2r \ = 407,6 mm\]

\[c_{w}/t_{w} \ = 407,6/11,4 = 35,75\]

Límite para banda de clase 2 = 38ε = 35,78

35,78 > 35,75 ∴ web es de clase 2

Bajo compresión pura, la clasificación general de la sección transversal es por tanto Clase 2 . Por consiguiente, a diferencia del ejemplo 5.1, no se gana nada utilizando el enfoque más complejo de considerar la distribución real de tensiones.

11..Flexión y Axial

Norma 2..Comprobaciones de los miembros del Eurocódigo 3 Comprobar 11..Flexión y Axial
Carga individual 1..Axial 1400kN Dirección Todos
Selección 1..Eurocódigo3 Formas
Extremo n Resistencia reducida Y Resistencia reducida Z Uf Reducido Y Uf Z reducido Alfa Beta Uf Combinado
Mínimo 0.42 100016.5 422113.0 0.00 0.00 2.00 2.11 0.00
Máximo 0.42 100016.5 422113.0 0.00 0.00 2.00 2.11 0.00
Absolute 0.42 100016.5 422113.0 0.00 0.00 2.00 2.11 0.00

Conclusión

Para satisfacer las comprobaciones de la sección transversal del apartado 6.2.9, el momento flector máximo que puede soportar un UKB de 457 x 191 x 98 en acero grado S275, en presencia de una fuerza axial de 1400 kN es de 425,3 kN m .

Para los elementos de clase 2 en el cálculo se tienen en cuenta los filetes. En las formas se omiten los filetes y da una diferencia de 0,007% en los resultados.

Consulte otras comparaciones de la norma de ejemplos de diseño Eurocode3 y SDC Verifier.