Puntos de referencia

Eurocódigo 3. Ejemplo 6.9: Resistencia de la barra bajo flexión de eje mayor y compresión axial combinadas

Resistencia de los miembros
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En este artículo comparamos la resistencia bajo flexión combinada de eje mayor y compresión axial 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 5.3 y se calculan con FEMAP v2019.1.

Tarea:

Se va a utilizar un elemento de sección hueca rectangular (RHS) como viga primaria de 7,2 m de luz en un edificio de varias plantas. Se aplican dos cargas puntuales de diseño de 58 kN a la viga primaria (en las ubicaciones B y C) desde vigas secundarias, como se muestra en la figura 6.27. Las vigas secundarias están conectadas a través de placas de aletas a las almas de la viga primaria, y se puede suponer una restricción lateral y torsional completa en estos puntos. La viga primaria también está sometida a una fuerza axial de diseño de 90 kN.
Evalúe la idoneidad de un acero laminado en caliente 200 100 16 RHS de grado S355 para esta aplicación.

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Solución:

Modelo

Materiales

Título Módulo Young [MPa] Módulo de cizallamiento [MPa] Relación Poisson Cizallamiento [MPa] Densidad de masa [t/mm^3] Resistencia a la tracción [MPa] Tensión de fluencia [MPa]
1..S355 2.10e+5 0 0.3000 0 7.850e-09 455.0 355.0

Propiedad «1..RHS 200x100x16»

Propiedad Valor Forma de la propiedad
Tipo / Elementos Viga / 30   SDC Verifier
Material 1..S355
Masa [t] 0.5
Centro de gravedad [mm] [3600.00; 0.00; 10.00]
Superficie, [mm^2] 8300.0000
I1, [mm^4] 11470000.00
I2, [mm^4] 36780000.00
I12, [mm^4] 0
Constante de torsión, [mm^4] 29820000.00
Área de cizallamiento Y, [mm^2] 2150.1420
Área de cizallamiento Z, [mm^2] 5779.1710
Masa no estructural, [t] 0
Perímetro, [mm] 600.00
Constante de alabeo, [mm^6] 0
Desplazamiento del eje neutro Y A, [mm] 0
Z Desplazamiento del eje neutro A, [mm] 0
h [mm] 200.000
w [mm] 100.000
t [mm] 16.000

Condiciones límite

Carga «1..Cortante Y = -58kN»

Definición Tipo de carga Aplicada sobre Valores
Fuerza en el nodo Fuerza Nodos: 42, 53 (0; -58000; 0)
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Carga «2..Axial = 90kN»

Definición Tipo de carga Aplicada sobre Valores
Fuerza en el nodo Fuerza Nodos: 64 (-90000; 0; 0)
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Restricción «1..fijo»

Definición Contar DOF
Restricción en el nodo Nodos: 22 Tx Ty Tz Rx
Restricción de nodos Nodos: 64 Ty Tz Rx

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Clasificación de la sección transversal

Compruebe [S2] 6..Clasificación de las bridas
Propiedad Epsilon Brida Lambda Límite1 Límite2 Límite3 Clase
1..RHS 200 x 100 x 16 0.81 3.25 26.85 30.92 34.17 1.0000

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Compruebe [S2] 7..Clasificaton Conjunto de cargas LS1..Cortante + Axial
Selección Viga Miembro 2
Componentes Web Alfa Phi Lambda Web Límite1 Web Limit2 Web Limit3 Web Clase Web Clase
Viga Miembro 2 0.52 -0.93 9.5000 55.18 63.54 94.88 1.00 1.00

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Resistencia a la compresión

Compruebe [S2] 9..Comprobación axial Conjunto de cargas LS1..Cortante + Axial
Selección Viga Miembro 2
Componentes Fuerza axial [KN] Resistencia a la tensión de diseño [KN] Resistencia a la compresión de diseño [KN] Resistencia de diseño [KN] Factor de utilización
Viga Miembro 2 -90.0 2946.5 2946.5 2946.5 0.03

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Resistencia a la flexión

Compruebe [S2] 10..Comprobación de flexión Carga individual IL1..Corte Y = -58kN.fijo
Selección Viga Miembro 2
Componentes Momento flector Y [KN mm] Momento de flexión Z [KN mm] Resistencia al momento de flexión Y [KN mm] Resistencia al momento de flexión Z [KN mm] Factor de utilización Y Factor de utilización Z Factor de utilización
Viga Miembro 2 0.0e+3 -139.2e+3 103.0e+3 174.3e+3 0.00 0.80 0.80

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Nota: El módulo plástico de la sección en SDC Verifier se ajustó utilizando la característica para que coincidiera con la sección con filetes:

6..Usuario Módulo de sección plástica Y

Propiedad Valor
Tipo Propiedad ‘6..Usuario Módulo de sección plástica Y’
Alias WplYUser
1..RHS 200 x 100 x 16 290000

7..Usuario Módulo de sección plástica Z

Propiedad Valor
Tipo Propiedad ‘7..Usuario Módulo de sección plástica Z’
Alias WplZUser
1..RHS 200 x 100 x 16 491000

Resistencia al cizallamiento

Comprobar [S2] 8..Comprobación de cizallamiento Conjunto de cargas LS1..Cortante + Axial
Selección Viga Miembro 2
Componentes Fuerza cortante Y [KN] Fuerza cortante Z [KN] Fuerza cortante Resistencia Y [KN] Fuerza cortante Resistencia Z [KN] Factor de utilización Y Factor de utilización Z Factor de utilización RendimientoReducido [MPa]
Viga Miembro 2 0.0 58.0 567.1 1134.1 0.00 0.05 0.05 355.0

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Resistencia al pandeo en compresión

Compruebe [S2] 12..Compresión de pandeo Conjunto de cargas LS1..Cortante + Axial
Selecciones 2
Componentes Ncr_y [KN] Ncr_z [KN] Lambda Y Lambda Z Fy Fz Xi_Y Xi_Z Nb Rd Y [KN]
Viga Miembro 2 4127.2 1470.5 0.8449 1.4155 0.92 1.63 0.77 0.41 2266.0

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Compruebe [S2] 12..Compresión de pandeo Conjunto de cargas LS1..Cortante + Axial
Selecciones 2
Componentes Lambda Y Lambda Z Fy Fz Xi_Y Xi_Z Nb Rd Y [KN] Nb Rd Z [KN]
Viga Miembro 2 0.8449 1.4155 0.92 1.63 0.77 0.41 2266.0 1209.2

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Compruebe [S2] 12..Compresión de pandeo Conjunto de cargas LS1..Cortante + Axial
Selecciones 2
Componentes Lambda Y Lambda Z Fy Fz Xi_Y Xi_Z Nb Rd Y [KN] Nb Rd Z [KN]
Viga Miembro 2 0.8449 1.4155 0.92 1.63 0.77 0.41 2266.0 1209.2

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Resistencia al pandeo de los miembros en pandeo

Consulte [S2] 14..Pandeo torsional lateral Carga individual IL1..Cortante Y = -58kN.fija
Selección Viga Miembro 2
Componentes L_LT [mm] C1 Gm Mcr [KN mm] Lambda_LT X_LT Mb_Rd [KN mm] Uf b
Viga Miembro 2 2400.000 1.000 80769.23 3152.9e+3 0.235 0.973 169.5e+3 0.82

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Nota: SDC Verifier no aplica la regla λ<= λLT0, en los resultados la Utilización es mayor en un 2% (0,82 frente a 0,8).

La parte combinada de flexión y compresión axial no se compara porque Ejemplo utiliza el método alternativo 1 (Anexo A) y SDC Verifier utiliza el método alternativo 2 (Anexo B).

Los resultados de la resistencia de los miembros bajo flexión combinada del eje mayor y compresión axial en SDC Verifier coinciden con los resultados del ejemplo 6.9.

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