Foros de SóloIngeniería

- 12 Jun 2011, 15:55 #272417

Hola a todos, nuevamente acudo a este foro porque tengo una duda y espero que alguien me la pueda aclarar, el caso es que estoy diseñando una viga armada de alas 330x25 (mm) y alma 850x10 (mm); y 9 metros de luz.
Dicha viga se une al resto de la estructura mediante una chapa de testa en cada extremo soldada al alma de la viga; dicha chapa de testa es de unos 500 mm de altura, quiero decir con esto que no toda el alma está soldada a dicha chapa de testa; y que no está en contacto con las alas, por lo que no creo que se pueda considerar como un rigidizador. La chapa a su vez, tiene unos taladros para unir mediante tornillos al resto de la estructura, considerando unión articulada.
Mi duda consiste en la abolladura del alma, ¿sería necesario la comprobación a abolladura del alma en la sección del apoyo?.
En la documentación que he mirado, siempre que hacen referencia a la abolladura del alma, en los esquemas que representan de las vigas, los apoyos son siempre “bajo” la viga con una reacción vertical aplicada “bajo” la viga, en el ala inferior (típico esquema de vigas biapoyadas), pero en mi caso mi apoyo no sería de esa tipología, ya que la viga está unida por el alma mediante cordón de soldadura a la chapa de testa, con lo que la reacción aplicada, es un cortante que está directamente en el alma y por eso tengo la duda de si es necesaria o no la comprobación de su abolladura, pues no la "veo" como una carga puntual aplicada en la viga, tal como aparece en la documentación que miré.

Espero haber expuesto con claridad mi problema.

Muchas gracias.

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- 12 Jun 2011, 18:39 #272421

CTE SE A dice que no es preciso comprobar la abolladura en vigas que se cumpla d/t<70*epsilon (fórmula 6.36), y posteriormente en 6.37 da otra fórmula indicando que debe usarse cuando haya rigidizadores en los extremos. Mi opinión es que en tu caso, si no quieres colocar rigidizadores extremos debes emplear 6.36, que en tu viga no se cumplirá nunca por las dimensiones del alma. Por tanto creo que deberás colocar rigidizadores en los extremos e intermedios si son necesarios, para soportar el cortante de la viga.
En mi opinión el hecho de que la viga esté apoyada en los pilares o colgada de las alas del pilar no influye para este tema, ya que ambos casos tendrán esfuerzos idénticos (el cortante sigue ahí). Otra cosa será calcular la unión viga-pilar: en tu caso los esfuerzos tendrán la dirección longitudinal de las soldaduras (en caso de unión atornillada los tornillos estarán sometidos a cortadura), y en caso de que la viga apoyara en el pilar los esfuerzos son trasversales a los cordones de soldadura (o en caso de uniones atornilladas, estos tornillos estarían solicitados a esfuerzo axial)

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- 14 Jun 2011, 07:54 #272564

hola, rigidizadores intermedios en principio no harían falta y económicamente no nos interesaría porque son muchas vigas así, mano de obra de soldar y ensayos sale más caro que aumentar el espesor del alma de 10 a 12, sólo que nos aumenta el peso y con la cantidad de vigas, el precio del acero.

Mi duda se basaba en que como decía, no es exactamente una carga puntual aplicada en la viga (como podría ser la reacción de un apoyo), sino una carga repartida en el alma que es lo que haría de "apoyo", mediante el cordón de soldadura a dicha chapa de testa que describí anteriormente y los tornillos, modelando la unión como apoyo articulado que sólo transmite cortante.

¿Se podría considerar la contribución de las alas a la resistencia a cortante?, como se dice en el Eurocódigo 3: EN 1993-1-5: 2006 (E); punto 5.4 (contribution from flanges), en este caso entiendo que al ser apoyo articulado, no estoy solicitando las alas a flector y por tanto se pueden considerar, o eso entiendo, no sé si estoy equivocado.

Y otra dudilla para terminar, ¿se puede considerar esa unión como "apoyo rígido" o "apoyo no rigido"?, puesto que los detalles que aparecen en la norma exactamente no se adaptan a mi situación, y como mi "lambda" es mayor de 1.08, la fórmula a aplicar difiere de un caso a otro, según tabla 5.1 de la norma ( o tabla 9.4 del libro de Argüelles "ESTRUCTURAS DE ACERO, CALCULO").

muchas gracias y siento ser tan preguntón.

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- 14 Jun 2011, 21:59 #272675

Creo que el concepto rígido/no rígido se aplica, valga la redundancia a los rigidizadores de los apoyos. Si estos cumplen una serie de condiciones de rigidez se usarán unas expresiones en el calculo de resistencia, y sino otras. Los apoyos poco rígidos dan valores bajos de resistencia a abolladura en cuanto aumenta su esbeltez, creo.
Creo que la diferencia de expresiones entre distintos métodos se debe a las distintas teorías de cálculo de abolladura (campo girado, campo diagonal, método postcrítico..). El CTE emplea el método postcritico, mientras que el EC3 usa el teorema de campo girado, que no tiene en cuenta la contribución de las alas, pero que dice cómo calcularla. En cualquier caso creo que la misma en la mayoría de los casos no es importante.
De todas formas yo he leido el artículo 5.6 del EC3 en castellano, versión 1993 y creo que habla del tema de los rigidizadores en los extremos y las distintas formas de calcular la abolladura. No se si lo has leído pero es interesante.
La verdad es que tendría que mirar en profundidad este tema. El CTE apenas dice nada y encima creo que tiene una errata cuando habla del axil de cálculo a que están sometido el rigidizador intermedios

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- 17 Jun 2011, 08:53 #272947

Corriendo riesgo de ser pesado y para finalizar con esta cuestión en la que me estoy liando un poco dándole vueltas, voy a exponer la situación que tengo; incluyo un detalle de la unión en la que estoy viendo la abolladura del alma. ¿Sería correcto realizar el análisis a abolladura del alma en el apoyo, sólo a la parte de alma que queda “libre” debajo del angular que se une mediante 4 tornillos?, tenemos estas “viguitas” transversales a ambos lados de la viga en análisis.

Como se puede ver en sección E-E, el apoyo de la viga es la unión mediante cordón de soldadura a la chapa de testa de 500 mm de altura, posteriormente sí se usan tornillos para unir la chapa de testa, pero entiendo que para ver abolladura del alma, el cortante lo transmite el cordón y es el “apoyo” que considero.

En definitiva querría saber si se puede considerar como rigidizador la viga pequeña que tenemos en el extremo, considerando que rigidiza la parte de alma ocupada por los angulares, de tal modo que en la comprobación a abolladura, se pueda considerar la parte “libre” de alma, o sea, la que queda por debajo del angular, siendo esa la “altura” de alma a usar en las formulaciones.

Muchas gracias.

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- 17 Jun 2011, 15:32 #273012

Hola otra vez centu. te digo lo que pienso ya que como dices es complicadillo interpretar la norma para tu caso particular.
Creo que los embrochamientos proporcionan una cierta rigidez para la abolladura (y bastante a pandeo lateral). Ahora bien: Si bien es cierto que tu extremo no es un apoyo al uso, a falta de mas información yo lo consideraría como tal. Las normas dicen que un apoyo es rígido cuando se tienen 2 rigidizadores trasversales en ese extremo (además de tener que cumplir otras condiciones), bien 2 simples o un perfil laminado. Un apoyo es no rígido cuando se coloca solamente un rigidizador trasversal a cada lado del alma, que creo que es tu caso; por tanto para calcular la resistencia a abolladura deberás sacar Xw con condición de apoyo no rígido. Aparte de prolongar bajo los brochales con otro rigidizador hasta el ala inferior. Ahora bien, en ningún sitio he encontrado nada donde ponga qué condiciones debe cumplir un rigidizador no rígido.
Yo haría o bien lo anterior o bien tirar 2 rigidizadores trasversales a ambos lados de los angulares de unión de los brochales, en cuyo caso si podrías estudiar la abolladura como un apoyo rígido.
Como digo es lo que yo interpreto de la norma. Y si no estuviera seguro siempre calcularía de forma conservadora. La verdad es que no estaría mal que algún experto del foro diera su opinión, que seguro que mas de uno le ha tocado resolver casos similares de vigas armadas

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- 19 Jun 2011, 13:57 #273131

hola, y gracias por responder, finalmente sí creo que se debe considerar apoyo NO rígido, y así lo hice, tomando como altura de alma para el cálculo a abolladura, la parte que queda bajo los angulares que unen las vigas pequeñas (que llamamos nosotros stringers porque toda nuestra terminología es inglesa, o que serían en definitiva como las viguetas de un forjado y que tengo a ambos lados de la viga armada en estudio), pues considero que la parte de alma comprendida entre la unión de estos angulares, está rigidizada frente a abolladura.

Aparte de la chapa de testa, que se puede intentar modificar su diseño, esto es, aumentándola para unirla a alas superiores y que actúe de rigidizador, no se pueden colocar rigidizadores adicionales, puesto que económicamente no es interesante, por la cantidad de vigas armadas a fabricar y que implicaría ensayos de soldaduras y mano de obra; siempre que el análisis que hice no fuese correcto, sería mejor aumentar el espesor de alma, que implica aumentar cada viga en torno a unos 150 kilos (número gordo aproximado incluyendo galvanizado).

Lo dificil será soldar la chapa de testa a las alas inferiores de la viga armada, puesto que como se puede ver en el detalle, las alas inferiores se han "recortado" porque hay tornillos en la unión, que de otro modo no sería posible colocar, de modo que si puede servir de rigidizador la chapa de testa soldada únicamente a las alas superiores y alma, el tema del rigidizador en el extremo estaría solucionado, pero voy a documentarme sobre ello.

No obstante, tal como dices, sí sería buena la opinión de alguien que se haya enfrentado con esta problemática anteriormente.

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