Foros de SóloIngeniería

- 15 Jun 2011, 08:45 #272714

Me he comprado los libros "Estructuras de Acero" de Argüelles & Son y estoy más contento que un niño con zapatos nuevos. Estoy mirando el tema del pandeo y el vuelco y me surge una duda:

Si tenemos una cercha biapoyada sometida a una SCU, se producirá compresión en el cordón superior y tracción en el inferior. El cordón superior podría pandear en el plano de la cercha y/o fuera de él. Lo comprobaríamos. Pero, aquí viene mi duda, no tiene sentido hablar de vuelco en cerchas, ¿verdad?
Lo digo porque la supuesta ala comprimida es el cordón superior y ya estamos comprobando su pandeo.

No sé si véis por dónde voy. Me explicaré más y mejor si hace falta.

Gracie.

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- 15 Jun 2011, 09:22 #272723

¿Te has leído este post de reciente edición?
En el se explica por qué puede estar sometido el cordón inferior de una cercha a compresión.
Si tienes la certeza que bajo cualquier combinación de hipótesis el cordón está traccionado entonces no tiene sentido hablar de pandeo

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- 15 Jun 2011, 09:23 #272724

perdona, se me olvidó poner el link:
viewtopic.php?f=7&t=34671

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- 15 Jun 2011, 09:33 #272726

Sí, estigia76. Creo que tengo claras las razones por las que el cordón inferior de una cercha puede estar comprimido. Mi duda es otra. Es: por las características de una cercha, el estudio a pandeo por flexión de toda una cercha se puede reducir al estudio del pandeo por compresión del cordón comprimido????

Gracias.

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- 15 Jun 2011, 09:49 #272727

En principio, los elementos de una cercha bien proyectada solo están sometidos a compresión (o tracción) así que el pandeo lateral no afecta de forma representativa. Otra cosa es el pandeo por compresión en el plano perpendicular a la cercha, que como bien supones, a veces es un problema y otras no influye en el cálculo (en función del sentido de las fuerzas que actuan sobre la estructura).

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La complejidad es un síntoma de falta de entendimiento

- 15 Jun 2011, 09:56 #272728

Gracias Manuelfr. Es lo que me imaginaba. Es lo que quería oir.

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- 15 Jun 2011, 11:06 #272737

Estoy de acuerdo en lo que dice manuelfr, pero me gustaría conocer su opinión acerca de la siguiente reflexión:
Siempre se dice que diseñando una cercha correctamente, con cargas aplicadas en los nudos, las barras trabajan únicamente a esfuerzo axil. Creo que muchas veces no es posible hacer coincidir las correas en los nudos de la cercha con lo que aparecerían también momentos en las barras (realmente simplemente con el peso propio ya se produciría esta flexión). ¿Hasta qué punto en la práctica esto es así ?
Por otra parte habitualmente los cordones superior e inferior son una viga continua sobre la que se colocan montantes y diagonales. ¿es posible entonces ejecutar articulaciones en los nudos? Por ejemplo el cordón superior ¿por qué se considera que trabaja a esfuerzo axil? ¿no sería como una viga continua sometida a cargas puntuales?

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- 15 Jun 2011, 11:53 #272743

Durante la espera de la opinión de manuelfr te contesto yo.

Si los elementos de la cercha van soldados, suponer que las barras sólo trabajan a tracción/compresión es sólo una suposición mejor o peor fundada según la precisión con la que se cumplan una serie de condicionantes. Al haber soladura la sección no girárá y por lo tanto aparecerán flectores y cortantes pero éstos son secundarios frente a los axiles hasta tal punto de poder despreciarse. Al ser tan pequeños esos esfuerzos secundarios uno se siente capaz de despreciarlos para facilitar el cálculo (con los medios informáticos de hoy en día no tiene mucho sentido).
Yo mismo he calculado cerchas comparando nudos empotrados con articulados y e resultado es prácticamente el mismo.
Por lo tanto en mayor o menor medida, colocando correas sobre nudos o no, despreciando o no pesos propios, siempre habrá flexiones.
Si los nudos llevan un solo tornillo de unión es otra historia porque la sección gira.

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- 15 Jun 2011, 12:08 #272745

Muchas gracias AZUCHE.
Voy a hacer pruebas varias con alguna cercha en concreto y si tengo alguna duda mas la planteo en este hilo

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- 15 Jun 2011, 14:37 #272761

Estoy de acuerdo en lo que dice manuelfr, pero me gustaría conocer su opinión acerca de la siguiente reflexión:
Siempre se dice que diseñando una cercha correctamente, con cargas aplicadas en los nudos, las barras trabajan únicamente a esfuerzo axil. Creo que muchas veces no es posible hacer coincidir las correas en los nudos de la cercha con lo que aparecerían también momentos en las barras (realmente simplemente con el peso propio ya se produciría esta flexión). ¿Hasta qué punto en la práctica esto es así ?

Lo importante es entender como trabaja la barra, antes de meterte a afinar el cálculo. Siempre hay flexión, pero muchas veces su efecto es mínimo, y lo que condiciona en mayor medida es el axil.

Por otra parte habitualmente los cordones superior e inferior son una viga continua sobre la que se colocan montantes y diagonales. ¿es posible entonces ejecutar articulaciones en los nudos? Por ejemplo el cordón superior ¿por qué se considera que trabaja a esfuerzo axil? ¿no sería como una viga continua sometida a cargas puntuales?

Esto es más fácil que lo veas con un ejemplo, a que yo me "lie" con una explicación teórica interminable. Saca los diagramas de axiles y flectores de una celosía que tengas calculada "en algún rincón" de tu PC y comprueba los valores. ¿Que solicita más a la barra?
(Realmente no es una viga multiapoyada, piensa en como se comportan los montantes y diagonales al deformarse la celosía).

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La complejidad es un síntoma de falta de entendimiento

- 15 Jun 2011, 14:43 #272762

Durante la espera de la opinión de manuelfr te contesto yo.

Si los elementos de la cercha van soldados, suponer que las barras sólo trabajan a tracción/compresión es sólo una suposición mejor o peor fundada según la precisión con la que se cumplan una serie de condicionantes. Al haber soladura la sección no girárá

Esto no es del todo exacto. Que materialices la unión mediante soldadura no impide el giro. Todo depende de como se ejecute esa unión. Hay soluciones soldadas que aportan poca rigidez rotacional.

y por lo tanto aparecerán flectores y cortantes pero éstos son secundarios frente a los axiles hasta tal punto de poder despreciarse. Al ser tan pequeños esos esfuerzos secundarios uno se siente capaz de despreciarlos para facilitar el cálculo (con los medios informáticos de hoy en día no tiene mucho sentido).

, exactamente.

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La complejidad es un síntoma de falta de entendimiento

- 15 Jun 2011, 15:59 #272779

Primero muchas gracias a los dos.
Tras ver vuestras explicaciones y volver releer el tema 10 de Argüelles (madre mía, es todo un seguro de vida) todo me queda mas claro.
Resumiendo (y si no es así ruego que corrijáis) que cuando las cargas se aplican en los nudos se puede considerar que las barras trabajan sólamente a axil, teniendo poca incidencia los momentos secundarios debidos a la rigidez y desplazamientos de las uniones; la flexión debida al peso propio y al viento se podrá despreciar si la proyección de la barra es inferior a 6 m.
Para poder considerar las uniones como articuladas y por tanto que se trabaje sólo a axil, habrá que cumplir una serie de condiciones geométricas y de rigidez en las barras.
Si las fuerzas no se aplican en los nudos los momentos que aparecen ya no serán secundarios, sino primarios, y habrá que tenerlos en cuenta en el cálculo.
Como bien decíais, con la facilidad de cálculo que ofrecen los programas informáticos hoy en día, no tiene sentido despreciar nada e incluso se pueden probar todas las opciones posibles para compararlas y decidir el diseño final.
Como bien dices Manuelfr, muchas veces con un ejemplo de aplicación en el que estudias todas las opciones posibles todo se ve mas claro que con únicamente explicaciones teóricas

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- 15 Jun 2011, 17:17 #272790

Gracias estigia76, como ves aquí aprendemos todos.

En esta línea manuelfr me gustaría, si puede ser, que me aclarases un poco más el tema de las uniones soldadas con baja rigidez rotacional. Una unión soldada se puede ver como una rótula pero no perfecta, como dices, habrá una una determinada rigidez rotacional. Por mucho que llegara a plastifificar el cordón de soldadura siempre habrá un grado de empotramiento y se inducirán flexiones. La rótula más perfecta que se me ocurre es la unión mediante un sólo tornillo ordinario ó un sólo vástago.
Siguiendo tu razonamiento, ¿consideras que en algún caso una cercha con uniones soldadas nunca debería calcularse con un modelo con nudos empotrados?

Esta es mi tesis, ¿qué te parece?

Muchas gracias.

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- 15 Jun 2011, 17:48 #272795

Como bien dices, en ciertos casos te encontraras con un "empotramiento parcial". En otros, con soldaduras perimetrales por ejemplo, se acerca más al modelo de empotramiento. El valor exacto es complicado de obtener mediante cálculo, si acaso haciendo uso de análisis por MEF, métodos iterativos... Pero al final, como decíais antes (salvo casos puntuales) no influye demasiado considerar empotramiento o articulación en los nudos de unión de cordones y montantes/diagonales, por lo que a nivel de cálculo no es algo que os deba preocupar demasiado.

P.D: por cierto, uniones con un solo tornillo, aunque en teoría soporten las cargas, son totalmente desaconsejables. Mínimo 2 tornillos por nudo. Si quieres articulación perfecta hay que ir a soluciones mediante bulón.

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La complejidad es un síntoma de falta de entendimiento

- 16 Jun 2011, 00:09 #272813

P.D: por cierto, uniones con un solo tornillo, aunque en teoría soporten las cargas, son totalmente desaconsejables.Mínimo 2 tornillos por nudo.

Por redundancia?

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"La calidad perdura una vez olvidado el precio" Henry Royce