Resistencia a cortante de vigas de alma llena

Resistencia a cortante en vigas de alma llena.
INTRODUCCIÓN.
El resumen alude a un artículo producto de una investigación realizada de 1957 a 1960 en la Universidad de Lehigh, la cual se dividió en la fase teórica y la experimental.
Durante 1960, en la práctica, los esfuerzos cortantes en el alma de vigas de alma llena se analizaban de acuerdo con la teoría clásica de Navier y St. Venant,para satisfacer esta teoría los atiesadores transversales se deben colocar lo suficientemente cerca para evitar inestabilidad.
Sin embargo, desde que se usan vigas de alma llena, se ha reconocido que la acción viga no es la única forma de tomar el cortante. Muchas discusiones sobre este comportamiento han indicado que la acción de la viga del alma llena es similar a la de una armadura tipo Pratt,Turneaure concluyó de una prueba experimental que esto se cumple. No obstante, estudios de diversos modelos señalan la importancia del alma como un elemento a tensión y los atiesadores como elementos a compresión. El objetivo era conocer la naturaleza del flujo de cortante en el alma más que conocer la capacidad de carga. La teoría del pandeo se desarrolló para establecer factores de seguridad en eldiseño. La acción armadura justificaba factores de seguridad menores. Estudios posteriores estaban encaminados a establecer límites de esbeltez de almas sin atiesar.
En 1916, H.H. Rode en su tesis, desarrolló la primera fórmula matemática que aborda el efecto del campo de tensión o acción armadura, que aparece después del pandeo cuando el alma pierde rigidez. Él propuso evaluar esta influenciaconsiderando tensión diagonal de un ancho equivalente a 80 veces el ancho del alma.
Estudios de aeronáutica desarrollaron la “Teoría de tensión diagonal pura”, el cual es un limitante del estado de esfuerzos en un alma delgada, mientras que cortante puro lo es para el caso de almas robustas. Sin embargo la teoría de la aeronáutica no fue aceptada en el campo de la Ingeniería Civil ya que no seaceptaba considerar a los patines cargados transversalmente por las fuerzas del campo de tensión actuando como vigas apoyadas en atiesadores intermedios.
Fuerza cortante última.
La fuerza cortante última, Vu, para una viga de alma llena atiesada transversalmente, será función de: separación de los atiesadores a, el peralte de la viga b, espesor del alma t, y propiedades del materia sy y E, (dondeel primero es el esfuerzo a fluencia y el segundo el módulo elástico). La fuerza cortante donde la fluencia ocurre sin restricción se llama “fuerza cortante plástica” Vp, análogo es el concepto de “momento plástico”, Mp. El cortante último se puede expresar en términos del cortante plástico Vu=Vp f(a, b,t, sy , E), la función f es adimensional. En la forma que ocurran sy y E, se puede hacer ε=sy/E. Las otras variables se pueden considerar como relaciones α=a/b y β=b/t, por lo que la fórmula anterior se convierte en:

De la fórmula de Mises de la condición de fluencia para esfuerzos planos, el esfuerzo cortante de fluencia ty, equivale a sy/√3. La fuerza cortante plástica se alcanza cuando la fluencia ocurre a lo largo del peralte b.

La contribución a cortante debida al campo detensión se considera asumiendo que el campo de esfuerzos de tensión uniformes st fluye a lo largo del alma, la fuerza cortante resultante V, depende de la inclinación ɸ de los esfuerzos de tensión. El valor máximo se obtiene cuando ɸ=45°.

El desarrollo del campo de tensión depende de las condiciones de frontera de la placa. Se cuenta con 2 fronteras, una lo largo de los patines, y otra a lo largo delos atiesadores transversales. Los patines de una viga convencional no tienen rigidez a flexión suficiente para desarrollar los campos de tensión. Para los atiesadores transversales cuentan con franjas de tensión que transmites los esfuerzos, la parte del alma que contiene campos de tensión conduce a un aumento de la fuerza cortante ΔVσ=σt st senɸ, donde s es el ancho del campo, que depende de...