Este punto de referencia examina el comportamiento a flexión de una viga ASTM A992 en forma de WT con una profundidad nominal de 5 pulgadas, modelada en FEMAP y verificada con SDC Verifier 2024 R2.
El elemento estructural, de 1,8 m de luz con arriostramiento continuo, está sometido a cargas dinámicas y estáticas uniformes. Los cálculos de resistencia a la flexión siguen las disposiciones del AISC, con los ajustes necesarios para simplificar el modelado.
El análisis implica la verificación cruzada de las propiedades de los materiales y las características geométricas, destacando el papel de la función de propiedades mapeadas en el perfeccionamiento de los valores del momento de inercia. Además, los cálculos automáticos de esbeltez de SDC Verifier garantizan la correcta aplicación de los criterios de estabilidad.
Tarea
Selecciona una viga ASTM A992 WT con una profundidad nominal de 5 pulgadas y una luz simple de 6 pies. La punta del vástago de la WT está en tensión. Las cargas son una carga muerta uniforme de 0,08 kip/pie y una carga viva uniforme de 0,24 kip/pie. No hay límite de deformación para este miembro. La viga está arriostrada de forma continua.
Solución
A partir de la Tabla 2-4 del Manual AISC, las propiedades del material son las siguientes:
- ASTM A992ASTM A992
- Fy = 50 ksi
- FU = 65 ksi
Según el capítulo 2 de ASCE/SEI 7, la resistencia a la flexión requerida es:
Prueba con una WT5x6.
A partir de la Tabla 1-8 del Manual AISC, las propiedades geométricas son las siguientes:
- WT5x6
- d=4,94 pulg.
- Ix=4,35 pulg.4
- Zx=2,20 pulg.3
- Sx=1,22 pulg.3
- bf=3,96 pulg.
- tf=0,210 pulg.
- y-=1,36 pulg.
- bf/2tf=9,43
Según la Sección F1 de la Especificación AISC, la resistencia a la flexión disponible es:
Ejemplo de AISC Ejemplos de diseño
Resumen del material
Resumen de propiedades
Como podemos ver, la propiedad WT5x6 creada en Femap tiene valores ligeramente inexactos de área y momentos de inercia debido a que está modelada con un enfoque simplificado sin filetes. Por eso utilizamos la función Propiedad Mapeada de la COSUDE que permite ajustar estos valores – por ejemplo podemos ver que el Ix (I1) cambia de 4,31 pulg^4 a 4,35 pulg^4, lo que se ajusta perfectamente a las propiedades geométricas dadas en el ejemplo.
Cargas y restricciones del MEF
Resultados
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SDC Verifier calcula automáticamente los límites λpf y λrf y realiza las elecciones de ecuación correctas en función del tipo de esbeltez resultante, pero sus valores pueden comprobarse en los detalles del cálculo.
La ligera diferencia proviene del error en el ejemplo en el que el valor de Mp utilizado en la Ec. (F9-6) anterior es de 110 kip-in. mientras que el calculado y elegido anteriormente es de 97,6 kip-in. En el SDC el valor se toma correctamente como 97,6 kip-in., por lo que el resultado para el pandeo local de la brida es inferior y controla.
La resistencia a la flexión disponible a partir de los resultados del SDC es:
96947 Lbf pulg * 0,90 = Lbf pulg = 7,27 kip ft
Comparando los resultados del cálculo en SDC Verifier y en el ejemplo F.10 podemos ver que los valores coinciden completamente.
Conclusión
El análisis confirma que los resultados del SDC Verifier se alinean estrechamente con los valores presentados en el ejemplo F.10. Las discrepancias menores, como los ajustes en el momento de inercia debidos al modelado simplificado en FEMAP, se mitigan eficazmente mediante la función de propiedades mapeadas de SDC Verifier. La selección automatizada de los límites de esbeltez en SDC Verifier garantiza una evaluación fiable de la resistencia al pandeo local del ala.
En última instancia, este caso práctico valida la precisión de SDC Verifier en los cálculos de resistencia a la flexión para miembros con forma WT, demostrando la coherencia y precisión en los flujos de trabajo de análisis estructural.
