11 Trabes

Diseño de Trabes Armadas

Juan Felipe Beltrán
Departamento Ingeniería Civil
Universidad de Chile
Santiago, Chile
Marzo de 2007
Elaboración, guión y locución a cargo del Dpto. de Ingeniería Civil de la Universidad de Chile con
coordinación del Ing. Ricardo Herrera

Diseño de Trabes Armadas
1.
2.
3.
4.
5.
6.

Definición
Características
Usos de trabes armadas
Diseño
Arriostramiento lateralServiciabilidad

Contenido

Trabes Armadas

1. Definición
• Compuesta por unión de placas

– Placas horizontales que definen la altura de la trabe: alas
– Placas que conectan las placas horizontales: alma

• Optimizar la distribución del material
• Uniones de las placas
– Soldadura
– Pernos
– Remaches
Secciones de trabes armadas

Sección cajón

Sección I

Sección I-1 eje
simetría

Sección omega

2.Características

Suposición
Comportamiento

Estados límites en flexión
• Secciones compactas
– Pandeo flexo-torsional

• Secciones no compactas
– Pandeo flexo-torsional
– Pandeo local del ala comprimida
– Pandeo local del alma

• Trabe con alma esbelta
– Reducción de la capacidad a flexión de la trabe
– Pandeo del ala comprimida
– Pandeo del alma por corte

2. Características

SuposiciónComportamiento

• Incrementar resistencia al corte del alma: uso de
atiesadores
– Resistencia al corte post-pandeo
– Trabe con comportamiento de armadura
– Tensiones diagonales y compresiones verticales: campo de
tensión diagonal

• Transmisión de cargas concentradas
– Atiesadores de apoyo

3. Usos de trabes armadas
Principales usos de las trabes armadas
• Vigas en edificios de grandes claros
• Vigas depuente
• Vigas-guía de puente-grúa en edificios industriales

4. Diseño de Trabes Armadas

Conceptos
Generales

Diseño de la sección transversal de una trabe armada
• Resistencia a la flexión
• Rigidez vertical para limitar deformaciones
• Rigidez lateral para prevenir pandeo flexo-torsional del
ala en compresión
• Resistencia al corte
• Rigidez para aumentar la resistencia al pandeo del alma

4.Diseño de Trabes Armadas

Pandeo ala

• Pandeo vertical del ala
– Ala considerada como elemento a compresión
– Alma proporciona rigidez para evitar pandeo vertical del ala
– Limitar esbeltez del alma

h
96500

tw
Fyf  Fyf  114 
donde
h = altura alma
tw = espesor del alma
Fyf = tensión de fluencia del ala (MPa)

LRFD-Apéndice G1

4. Diseño de Trabes Armadas
• Criterio de diseño: método LRFD-F2b M n M u
donde
b : factor de reducción de resistencia por flexión (0.90)
Mn : resistencia nominal de flexión
Mu : momento mayorado en el miembro

Diseño a flexión

4. Diseño de Trabes Armadas

Diseño a flexión

• Cálculo resistencia nominal de flexión: Mn
– En general, trabes armadas tienen almas esbeltas
– Tensión de fluencia sólo desarrollada por fibras extremas
– No se consideracomportamiento inelástico para efectos de
diseño
– Estados límites en flexión de trabe de alma esbelta: Momento
nominal Mn
• Fluencia del ala en tensión
• Pandeo del ala en compresión

4. Diseño de Trabes Armadas

Diseño a flexión

Momento nominal Mn
• Debido a la fluencia del ala en tensión

M n Fyt S xt RPG

LRFD-Apéndice G2

• Debido al pandeo del ala en compresión

M n Fcr S xc RPG

LRFD-Apéndice G2donde
Fyt : esfuerzo de fluencia del ala en tensión
Fcr : esfuerzo de pandeo del ala en compresión controlado por
pandeo flexo-torsional, pandeo local del ala o fluencia
Sxt : módulo de sección referido al ala en tensión (fibra extrema)

4. Diseño de Trabes Armadas

Diseño a flexión

donde
Sxc : módulo de sección referido al ala en compresión (fibra extrema)

RPG

ar
1 
1200  300ar

 hc 970  
 1.0
 tw
Fcr 


donde
ar : Aw /Af ≤ 10
Af : área del ala en compresión
Aw : área del alma
hc : doble distancia del eje neutro a la cara inferior del ala en
compresión

4. Diseño de Trabes Armadas
•

Estado límite: pandeo flexo-torsional (secciones
compactas y no compactas) (LRFD-Apéndice G2)
1. Para≤p

Lb  
300 
      p 
rT  
Fyf 


Fcr Fyf

2. Parap...