La norma de diseño establece que se puede utilizar un análisis de primer orden para la estructura si el incremento de los esfuerzos o momentos internos relevantes, o cualquier otro cambio en el comportamiento estructural causado por las deformaciones, puede despreciarse.
Para evaluar si este incremento puede o no despreciarse, se puede utilizar el factor crítico de pandeo αcr. Podemos despreciar el pandeo global en elementos (incluyendo la unión) en los casos en que el factor de pandeo sea superior a 15 (en el caso de diseño plástico) o superior a 10 (en el caso de que la tensión en las placas se encuentre en la rama elástica).
El pandeo local se aplica a placas individuales (rigidizadores, alma de la columna), y los correspondientes factores de pandeo límite se establecen según las normas de diseño y los experimentos de investigación. Se considera que los efectos del pandeo local son despreciables cuando el factor de pandeo es:
- ≥ 2 - en el caso de una placa apoyada en 4 lados
- ≥ 3 - en el caso de una placa apoyada en 3 lados
- ≥ 4 - en el caso de una placa apoyada en 2 lados (adyacentes)
- ≥ 15 - en el caso de una placa apoyada en 2 lados (opuestos)
En el video, puede ver los diferentes tipos de pandeo y cómo tratarlos, considerando los factores y formas de pandeo.
Para obtener una explicación más completa de los tipos de pandeo que podemos esperar en el elemento analizado, consulte nuestro artículo sobre Análisis de pandeo lineal (LBA).
¿Cómo evaluar los resultados de pandeo en casos específicos?
En primer lugar, debemos determinar el multiplicador de fuerza mínimo para alcanzar el pandeo crítico elástico, αcr, mediante el análisis de pandeo. IDEA StatiCa proporciona los factores de pandeo en tablas de resultados, y las formas de pandeo para cada factor pueden mostrarse en una vista 3D.
El valor límite para el análisis global se puede encontrar en la norma EN 1993-1-1:2005 Cl. 5.2.1.
Ejemplo 1
En el primer ejemplo, la fuerza de presión se aplica a la viga conectada mediante una placa de conexión.
Se muestran los resultados del cálculo geométricamente lineal, y el primer factor es 8,76. Según la norma EN 1993-1-1:2005 Cl. 5.2.1, el valor límite es 15, ya que esta junta es crítica para la estabilidad de la propia viga, por lo que se concluye que la unión no superó el análisis de pandeo. Sin mencionar que esta placa de conexión de un solo lado es peligrosa en este arriostramiento bajo la configuración de compresión.
Lea más aquí sobre cómo calcular la resistencia al pandeo de una placa de unión.
Ejemplo 2
Por otro lado, en el caso de la mayoría de las placas en uniones, puede producirse pandeo local, y el valor máximo del factor crítico de pandeo, αcr, que requiere un análisis exhaustivo, suele ser menor. Se ha verificado que, para rigidizadores y el panel del alma de la columna sometido a cortante, no es necesario tener en cuenta el pandeo si el factor crítico de pandeo es superior a 3.
Debemos determinar el valor límite correcto para cada componente y decidir en consecuencia. Este ejemplo muestra que el primer modo de pandeo corresponde a un rigidizador con un factor αcr = 8,76 >> 3. En este ejemplo, este primer modo de pandeo no es peligroso.
Al realizar el análisis de pandeo y tratar los resultados, es necesario aplicar el criterio ingenieril. La pregunta es cuándo utilizar los límites globales o locales del factor crítico de pandeo, y para dar la respuesta correcta es fundamental conocer la topología y el sistema estructural de la estructura diseñada. Aunque IDEA StatiCa tiene la capacidad de proporcionar las formas de pandeo y el factor crítico de cualquier parte de la junta, no realiza la verificación normativa de pandeo según la norma.
Cuando los resultados de las formas de pandeo nos dan valores negativos, no significa que el cálculo haya fallado o que el resultado sea incorrecto. Lo que ocurre exactamente en estos casos se explica en este artículo de la base de conocimientos.
En este video del webinar se presentó un ejemplo práctico de evaluación del análisis de pandeo de elementos:
Fundamentos teóricos
Para comprender mejor el tema del pandeo y la solución de IDEA StatiCa, lea la información esencial sobre el análisis de pandeo en nuestros artículos de Fundamentos Teóricos.
IDEA StatiCa Connection - Diseño estructural de uniones de acero
IDEA StatiCa Member - Estabilidad de elementos
Tutoriales
Hemos creado tutoriales paso a paso para configurar el modelo y ejecutar el análisis. Encuentre los enlaces a continuación:
Diseño estructural de una viga transversal de acero afectada por pandeo lateral torsional (EN)
Diseño estructural y verificación normativa de un pórtico de acero (EN)
Análisis de pandeo de una unión de acero (EN)
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