Pandeo de placas de unión
El mejor enfoque para determinar la resistencia al pandeo de un subsistema compuesto por junta-elemento-junta es utilizar GMNIA (análisis geométrica y materialmente no lineal con imperfecciones) en la aplicación IDEA StatiCa Member.
IDEA StatiCa Connection carece del contexto de la estructura circundante. Además, la no linealidad geométrica se utiliza únicamente para uniones de secciones huecas y las imperfecciones no pueden establecerse. El análisis de pandeo lineal proporciona un factor —un multiplicador de las cargas establecidas para alcanzar el punto de bifurcación de una estructura perfecta y elástica—. La estructura real generalmente pandea bajo una carga menor, y no está claro qué límite de factor debe utilizarse para el análisis de pandeo lineal de placas de unión, es decir, un factor por encima del cual el pandeo deja de ser una preocupación.
El Eurocódigo EN 1993-1-1 proporciona una recomendación general:
\[\alpha_{cr} \le 15 \textrm{ for plastic analysis}\]
AISC 360-22 en el Capítulo J4.4 proporciona un límite similar:
\[ L_c/r \le 25 \]
Lo que puede traducirse en un límite de \(\alpha_{cr}\) que depende de la resistencia a la fluencia, siendo el límite más conservador 12,7 para el acero de grado A36.
Dichos límites son muy elevados. Los factores por debajo de estos límites deberían activar una advertencia y debería verificarse el estado límite de pandeo. Sin embargo, \(\alpha_{cr}\) difícilmente puede traducirse en resistencia al pandeo.
Téngase en cuenta también que las uniones de placas de unión atornilladas proporcionan factores de pandeo razonables, mientras que las uniones con pasadores proporcionan factores de pandeo extremadamente bajos. Esto se debe al modelo de análisis del pasador, que consiste en numerosos elementos especiales (elementos de cuerpo rígido, elementos de viga, elementos de contacto...) y proporciona buenos resultados en términos de resistencias del pasador a cortante, flexión y aplastamiento. Por ello, a continuación se describe un procedimiento simplificado.
Verificación de la resistencia al pandeo
Esta verificación simplificada de la resistencia al pandeo debe realizarse cuando el factor de pandeo cae por debajo del límite \(\alpha_{cr}\) mencionado anteriormente.
- El tipo de modelo del elemento conectado mediante la placa de unión debe establecerse como N-Vy-Vz.
- Las fuerzas en deben establecerse en Tornillos.
- Añadir una fuerza cortante ficticia que actúe en el centro de los tornillos o del pasador, que doble la placa de unión con una magnitud de 1/10 de la fuerza de compresión: \(V_z=N/10\).
- Calcular el análisis materialmente no lineal.
La fuerza ficticia tiene en cuenta cualquier excentricidad causada por imperfecciones y no linealidad geométrica. La validación con experimentos se encuentra en el artículo vinculado.