DIAGRAMA DE FLUJO DE RESISTENCIA A COMPRESIÓN DE PERFIL W

Introducción

Este artículo muestra los pasos concretos para conocer la resistencia a compresión de un perfil W sometido a compresión axial pura. La secuencia de fórmulas y teoría a partir de la cual se armó el diagrama de flujo se encuentra en el enlace Diseño a compresión de perfil W. Se entiende que estos perfiles son laminados en caliente.

Unidades y Normativa

Las fórmulas presentadas pueden usarse en las unidades que se deseen, siempre y cuando se mantenga la consistencia de las unidades de inicio a fin. Por ejemplo puede trabajarse en [N] y [mm] y [MPa], de inicio a fin. También puede trabajarse con unidades [KN], [m], [KPa] ó también [kLb], [pulg].

La normativa utilizada para el diagrama de flujo corresponde a la AISC 360-16, bajo la teoría de LOAD AND RESISTANCE FACTOR DESIGN (LRFD)

Diagrama de flujo

Los pasos para el cálculo de la resistencia de un perfil W se dan a continuación. La resistencia de diseño obtenida al final ɸPn deberá compararse con la carga mayorada obtenida a partir del análisis de carga hacia la estructura.

Todas las variables del diagrama se explican luego del diagrama.

Variables de ingreso

  • tf: espesor del ala
  • tw: espesor del alma
  • d: Peralte de la sección
  • bf: ancho de la sección
  • Fy: Esfuerzo de Fluencia del acero
  • Pu: Solicitación mayorada hacia el perfil
  • Kx: Factor de longitud efectiva en el eje fuerte
  • Ky: Factor de longitud efectiva en el eje débil
  • Kz: Factor de longitud efectiva a torsión
  • L: Longitud total del elemento comprimido

Variables de propiedades de sección

Aparecen en algunas partes del diagrama de flujo, variables que forman parte de las propiedades de sección del perfil. Estas variables se calculan con las fórmulas de la publicación Propiedades de Sección de perfil W. Las utilizadas en este diagrama de flujo las mencionamos a continuación:

  • rx: Radio de giro respecto al eje fuerte X-X
  • ry: Radio de giro respecto al eje débil Y-Y
  • Cw: Constante de alabeo
  • J: Constante de torsión de Saint Venant
  • Ix: Inercia respecto al eje fuerte de la sección W
  • Iy: Inercia respecto al eje débil de la sección W
  • Ag: Sección bruta del perfil W
  • Ae: Sección efectiva del perfil W cuando el perfil es esbelto

Variables de cálculo y salida

  • G: Módulo de cortante
  • E: Módulo elástico del acero
  • Fcr: Esfuerzo crítico de pandeo
  • Lcx: Longitud efectiva en la dirección X
  • Lcy: Longitud efectiva en la dirección Y
  • Lcz: Longitud efectiva a torsión
  • λ_ala: esbeltez del ala
  • λ_alma: esbeltez del alma
  • λ_r_ala: límite de esbeltez. Delimita secciones esbeltas de compactas.
  • λ_r_alma: límite de esbeltez. Delimita secciones esbeltas de compactas.
  • bfe: ancho efectivo de la sección esbelta
  • bwe: altura efectiva del alma esbelta
  • Pn: resistencia nominal del perfil (en unidades de fuerza)
  • ɸPn: resistencia de diseño del perfil (en unidades de fuerza)

Consideraciones adicionales

En el vídeo explico algunas puntualizaciones necesarias respecto al pandeo en ambas direcciones en perfiles W

autor: Marcelo Pardo

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