RESISTENCIA A FLEXIÓN DE PERFIL C LAMINADO EN CALIENTE
Introducción de datos
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Diagrama de Flujo – Resistencia a flexión de perfil C laminado en caliente
Campo de aplicación
Este algoritmo se aplica en la obtención de resistencia a flexión de vigas en sección C laminadas en caliente.
Variables
Variables de ingreso de datos:
- Fy: Esfuerzo de fluencia del acero
- E: Módulo elástico del acero
- Ma: Momento flector a 1/4 del tramo de análisis en valor absoluto
- Mb: Momento flector a la mital del tramo de análisis en valor absoluto
- Mc: Momento flector a 3/4 del tramo de análisis en valor absoluto
- Mu: Momento último (máximo) solicitante
- bf: ancho del ala de la sección transversal
- tf: espesor del ala de la sección transversal
- d: peralte de la viga
- tw: espesor del alma
- Lb: longitud del tramo de análisis entre puntos de restricción al pandeo del ala comprimida
Variables de cálculo:
- Ag: Superficie de la sección transversal
- Ix: Inercia respecto al eje horizontal de la sección de la viga
- Iy: Inercia respecto al eje vertical de la sección transversal de la viga
- Sx: Módulo de sección Elástica respecto al eje X
- rx, ry: radio de giro de la sección de la viga despecto al eje X y Y
- Zx: Módulo de sección plástica
- J: Módulo de torsión
- Cw: Constante de alabeo. Cuantifica la resistencia a la deformación no uniforme por torsión
- Lp: Longitud máxima de flexión plástica sin pandeo lateral torsional.
- Lr: Longitud máxima de flexión plástica con pandeo lateral torsional.
- Mp: Máximo momento resistente nominal con deformación plástica completa de la sección de la viga
- Cb: Factor de modificación del momento crítico Mcr. El pandeo lateral torsional depende no solo de la sección sino de la forma como se distribuyen las cargas en la viga. Cb se usa para ajustar el momento crítico elástico Mcr. Mcr es el momento máximo que una viga puede resistir antes de inestabilizarse lateralmente cuando está cargada en flexión
- λf: factor de esbeltez del ala
- λpf: límite máximo de esbeltez del ala para considerarse compacta
- λrf: límite máximo de esbeltez del ala para considerarse no compacta. Más allá de este límite, la sección se considera esbelta.
- λw: factor de esbeltez del alma
- λpw: límite máximo de esbeltez del alma para considerarse compacta
- λrw: límite máximo de esbeltez del alma para considerarse no compacta. Más allá de este límite, la sección se considera esbelta.
- Mn: momento nominal (resistente máximo) de la viga
- φMn: Momento de diseño de la viga
Diagrama de flujo
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PROGRAMA: PROPIEDADES DE SECCIÓN DE PERFIL METÁLICO C LAMINADO EN CALIENTE
Teoría y fórmulas
Las fórmulas utilizadas para la generación del programa están expuestas en el artículo Propiedades de sección del perfil W
Variables
De entrada
- bf: ancho del ala
- tf: espesor del ala
- d: altura total del alma
- tw: ancho del alma
Las unidades de ingreso dependen del usuario. Pueden estar en [cm], en [pulg] o cualquier otra unidad, siempre que sean unidades consistentes (todas las casillas con las mismas unidades). El resultado se calculará y devolverá las mismas unidades.
De salida
- Ag: Area bruta de la sección
- Centroide Xc: Centroide de la figura medida desde la esquina inferior izquierda
- Centroide Yc: Centroide de la figura medida desde la esquina inferior izquierda
- Ix: Inercia respecto del Eje X centroidal
- Iy: Inercia respecto del Eje Y centroidal
- rx: Radio de giro respecto al eje X
- ry: Radio de giro respecto a Y
- Sx: Módulo de sección en X
- Sy: Módulo de sección en Y
- Zx: Módulo de sección plástica respecto a X
- Zy: Módulo de sección plástica respecto a Y
- J: Constante de torsión de St. Venant
- Cw: Constante de alabeo
Programa
RESULTADOS
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Propiedades de sección de perfil metálico C laminado en caliente
Ámbito de aplicación
Se aplican las fórmulas siguientes a secciones tranversales C de pared gruesa laminadas en caliente. Estas fórmulas no aplican para secciones conformadas en frío (de pared delgada). Para estas últimas secciones se debe ir al siguiente enlace: Propiedes de sección costanera conformada en frío.
Programa
Si requieres calcular las propiedades de sección de un perfil C laminado en frío, puedes hacerlo desde el programa de esta plataforma PROGRAMA DE CÁLCULO DE PROPIEDADES DE SECCIÓN DE PERFIL C LAMINADO EN CALIENTE.
Sección transversal
El área de la sección transversal:
Centroide
El centroide en X y Y se obtienen con:
Inercia
Las inercias Ix e Iy respecto del centroide de la sección son:
Módulo elástico de sección
El módulo de sección elástico tanto en X como en Y son:
Módulo plástico de sección
El módulo plástico de sección y el eje neutro plástico medido desde la cara izquierda vertical de la sección, son:
Módulo de torsíon
El módulo de torsión para la sección es:…
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Diagrama de flujo de resistencia a compresión de perfil Costanera conformado en frío.
Aplicación
Este diagrama de flujo aplica una serie de pasos ordenados para calcular la resistencia a compresión de un perfil C conformado en frío.
Explicación de variables
Las denominaciones de las dimensiones de la sección transversal son:
Más allá de estas variables, las demás que aparecen en el diagrama de flujo son:
- kx: Factor de longitud efectiva en dirección perpendicular a X
- ky: Factor de longitud efectiva en dirección perpendicular a Y
- kt: Factor de longitud efectiva de torsión
- A : Superficie de la sección transversal
- Ix : Inercia respecto al eje X centroidal
- Iy : Inercia respecto al eje Y centroidal
- C.G. : Centro de gravedad
- S.C. : Centro de corte
- J: Módulo de torsión
- Cw: Constante de alabeo
- Sx: Módulo de sección respecto al eje X
- Sy: Módulo de sección respecto al eje Y
- rx: Radio de giro respecto al eje X
- ry: Radio de giro respecto al eje Y
- Fcre: Esfuerzo crítico de pandeo global
- FcreX:Esfuerzo crítico de pandeo global en dirección X
- FcreY:Esfuerzo crítico de pandeo global en dirección Y
- FcreT:Esfuerzo crítico de pandeo global por torsión
- Fcrl: Esfuerzo crítico de pandeo local
- Fcrd: Esfuerzo crítico de pandeo distorsional
- Fy: Esfuerzo de fluencia del acero
- E: Módulo elástico del acero
- G: Módulo de cortante del acero
- L: Longitud del perfil comprimido
- Fn: Esfuerzo resistente nominal del perfil
- Pne: Fuerza resistente nominal reducida por pandeo global
- a_eff: Longitud efectiva recta de la cara A’
- b_eff: Longitud efectiva recta de la cara B’
- c_eff: Longitud efectiva recta del labio rigidizador C’
- k: factor de longitud efectiva de las caras del perfil
- A_eff: Superficie efectiva de la sección transversal del perfil por pandeo local
- Pnl: Fuerza resistente nominal reducida por pandeo local
- Lm: Longitud del perfil entre dos arriostres transversales que impidan pandeo distorsional
- Lcrd: Longitud crítica por pandeo distorsional
- Pnd: Fuerza resistente nominal reducida por pandeo distorsional
- Pn: Fuerza nominal resistente final
- ØPn: Fuerza resistente de diseño final
Diagrama de flujo
Seguir el algoritmo para calcular la resistencia a compresión pura de un perfil C (costanera) conformado en frío.
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Diagrama de flujo – resistencia a compresión de perfil tubular rectangular conformado en frío
Aplicación
Los cálculos siguientes aplican a tubos metálicos rectangulares conformados en frío (de pared delgada). El diagrama de flujo calcula la resistencia del perfil sometido a compresión pura en estados límites últimos (LRFD).
Diagrama de flujo
Las variables de ingreso y salida se explican más abajo.
Los pasos de cálculo de la resistencia a compresión de un perfil metálico son:
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Programa: Resistencia a compresión de perfil tubular conformado en frío – normativa AISI-100 16
Variables de Ingreso
El programa entrega las propiedades de sección para tubos rectangulares conformadas en frío.
Las variables de entrada son:
- A’: Altura externa del perfil
- B’: Ancho exterior del perfil
- r: Radio de doblado de las esquinas al eje
- t: Espesor de la plancha
- Fy: Esfuerzo de fluencia del perfil
- L: Longitud del perfil
- Kx: Factor de longitud efectiva perpendicular al eje X
- Ky: Factor de longitud efectiva perpendicular al eje Y
Unidades
El programa permite el ingreso en varios sistemas de unidades. De hecho permite el cambio de unidades incluso cuando ya se introdujeron los datos. La transformación se realiza automáticamente.
Sin embargo si ya se calcularon los resultados y se cambian unidades luego, se deberá volver a correr el programa.
Variables de salida
u: Longitud de arco de la curva de doblado de esquina medida al eje del perfil
Ix: Momento de inercia despecto al eje Horizontal X
Sx: Módulo de sección en dirección X
rx: Radio de giro en dirección X
Iy: Momento de inercia respecto al eje Vertical Y
Sy: Módulo de sección en dirección Y
ry: Radio de giro en dirección Y
J: Constante de torsión de St.Venant
Cw: Constante de alabeo
a Efectivo: Longitud vertical recta efectiva por pandeo local
b Efectivo: Longitud horizontal recta efectiva por pandeo local
Area Efectiva: Superficie efectiva considerada para la resistencia considerando pandeo local
Fn: Esfuerzo Máximo aplicado al tubo reducido por pandeo Global
Pne_X: Fuerza resistente máxima con reducción por pandeo en dirección perpendicular a X
Pne_Y: Fuerza resistente máxima con reducción por pandeo en dirección perpendicular a Y
Pne: Mínimo valor entre Pne_X y Pne_Y (valor más desfavorable)
Pnl: Fuerza resistente a compresión del perfil considerando pandeo global más pandeo local
ØPn: Resistencia final de diseño a compresión (Aplicados factores de seguridad) que puede resistir el perfil
Programa
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Programa: Propiedades de sección de perfil C conformado en frío (sin labios)
Variables
El programa entrega las propiedades de sección para secciones costanera conformadas en frío.
En este caso se trabajó con fórmulas del manual AISI para diseño de acero conformado en frío del 2002.
Las variables de entrada son:
- A’: Altura externa del perfil
- B’: Ancho exterior del perfil
- C’: Altura del labio rigidizador
- r: Radio interno del doblez
- t: Espesor de la plancha
Unidades
El programa permite el ingreso en cualquier sistema de unidades, es por eso que no se anotan las unidades en la casilla de ingreso. Solo debe tenerse presente que todos los datos deben estar en las mismas unidades, y el resultado será consistente con esas unidades. Ej: si se ingresan datos en [cm], la inercia Ix estará en [cm4]. En «Resultados», [u] denota «unidades»
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Programa: Resistencia a compresión de perfil C (conformado en frío)
Variables de ingreso
→ Resumen de variables
Variables de ingreso:
A = Peralte de sección
B = Ancho de sección
C = Labio rigidizador
t = Espesor del perfil
r = Radio de doblado medido al eje del espesor del perfil
Fy = Límite de fluencia del perfil
Pu = Carga mayorada axial de compresión en el perfil
L = Longitud entre apoyos del perfil
Lm = Longitud entre restricciones de pandeo Distorsional
Kx = Factor de longitud efectiva en la dirección del pandeo respecto al eje X (perpendicular a X)
Ky = Factor de longitud efectiva en la dirección del pandeo respecto al eje Y (perpendicular a Y)
Kt = Factor de longitud efectiva de torsión
Variables de salida:
para ver todas las variables geométricas de salida, click aquí
fCreX = Esfuerzo resistente elástico a pandeo global en dirección X
fCreY = Esfuerzo resistente elástico a pandeo global en dirección Y
fCreT = Esfuerzo resistente elástico a pandeo por flexotorsión
Fn = Esfuerzo nominal resistente por pandeo Global
Pne = Fuerza nominal resistente por pandeo Global
ρ = factor porcentual de sección efectiva para pandeo Local (abolladura)
Pnl = Fuerza nominal resistente por pandeo local
fCrd = Esfuerzo elástico límite por pandeo distorsional
Pnd = Fuerza nominal resistente por pandeo distorsional
Pn = La menor de las fuerzas resistentes por los tres tipos de falla (global, local y distorsional)
ɸPn = Resistencia de diseño a compresión.
→ Tipos de pandeo analizado
Programa
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Programa – Resistencia a flexión de perfil W, I, IPR
Introducción de datos
Unidades
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