Diseño En Laminado

Teoría General de diseño de laminado
La teoría de placas y las investigaciones de laboratorio fundamentan el estudio de los perfiles laminados en frío, en el presente apartado se presenta parte de la teoría desarrollada para el estudio de placas. El comportamiento de los perfiles laminados en frío viene gobernado por los pandeos locales de los elementos que constituyen el perfil (alma,atiesadores o alas). El esfuerzo crítico teórico para el pandeo de placas fue estudiado por Timoshenko. Figura 4. Comportamiento de diferentes perfiles al pandeo. Tomado de: Timoshenko, S. Tomando algunas formas de perfiles usualmente utilizadas en la industria del acero (cajón, T, doble T) ver figura 4, se denota que la longitud de la placa comprimida es grande comparada con su espesor y dimensiones. Enel caso del perfil tipo cajón cada uno de sus lados puede tomarse como simplemente apoyado y cada cara tenderá a pandear de igual forma, en los casos de las figuras a y b los bordes inferiores estarán libres y los superiores empotrados elásticamente (Timoshenko, 1967). Figura 5. Pandeo de placa rectangular. Tomado de: Timoshenko, S. La solución al problema de una placa rectangular apoyada en loscuatro lados viene dado por la siguiente ecuación (ver figura 5): 2 2 2 2 12 (1 ) cr Eh b       Donde: = valor crítico del pandeo de placa. E=módulo de elasticidad del acero μ= módulo de Poisson, igual a 0.3 para el acero b= ancho de la parte plana en compresión h=espesor del elemento comprimido 2 a mb mb a          Representa un coeficiente que depende de la relación a/b m=númeroentero de ondas en que divide la placa al pandear El valor “m” se escoge de modo que β sea mínimo, este valor converge a 4, para el caso en estudio. La equivalencia de la formula anterior para el análisis según el manual de diseño de AISI, utiliza la siguiente ecuación:   2 2 cr 2 π E t F k 12 1 μ w         Donde: k= coeficiente de pandeo de placa, ver figura 6 w= ancho de la parte planaen compresión t=espesor del elemento comprimido Figura 6. Valores típicos de k para diferentes condiciones de apoyo y esfuerzos en placas. Tomado de: AISI Commentary.
1 2 Ancho Efectivo
Principalmente debido al fenómeno de pandeo en elementos no atiesados, se da una redistribución de esfuerzos con lo cual se hace difícil predecir su comportamiento, esto requiere un análisis por computadora.Entonces para simplificar el trabajo Karman sugirió el uso del ancho efectivo. Distribución de esfuerzos en una placa atiesada. Tomado de: AISI Commentary. Considerando la figura 7, los esfuerzos de compresión en la placa poseen una distribución no uniforme. El ancho seleccionado “b” es la suma de dos partes iguales (b/2). Estas partes rectangulares equivalen al esfuerzo total de la placa, cada unasujeta a un esfuerzo uniforme como se muestra en la figura, tal que fmax es igual a la carga real de la placa (Hancock et al, 2001). 1 2 Pandeo de perfiles
1 2 Pandeo local: 1 Tanto las secciones abiertas (tipo C) como cerradas (tubo estructural) están sujetas al pandeo local de sus elementos, lo que hace necesario aplicar el método del ancho efectivo para su análisis. Este tipo de pandeo escrítico cuando el miembro estructural totalmente arriostrado o a distancias no arriostradas muy cortas (Hancock et al, 2001). Figura 8. Pandeo local del alma de un perfil tipo C, sometido a compresión. Imagen tomada del programa Figura 9. Pandeo local del alma, ala y atiesador de un perfil tipo C, sometido a flexión. Imagen tomada del programa CUFSM.
1 2 Pandeo lateral-torsional, flexotorsional (fallasgenerales): 1 En flexión se da el pandeo lateral-torsional el cual es un giro lateral del ala a compresión junto con la sección del alma a compresión. Esto ocurre cuando se tiene un miembro no arriostrado lateralmente. Sin embargo, el pandeo lateral torsional no ocurrirá si la longitud no arriostrada es menor a Lu. En compresión el pandeo flexo-torsional similar al de flexión, puede generar un...