Foros de SóloIngeniería

- 19 Nov 2015, 11:51 #353534

Hola,

Estoy comprobando una cercha de una nave existente de 30 de luz. La cercha está compuesta por un cordón superior 2UPN160 en cajón, un cordón inferior 2UPN140 en cajón y montantes y diagonales "UPN100 en cajón.

¿Existe algún modo por normativa o bibliografía de reducir la longitud de pandeo del cordón inferior en el plano transversal a la celosía por el hecho del arriostramiento transversal que podrían ofrecer las montantes y diagonales al cordón inferior? (Sé que para celosías de perfiles tubulares sí se ha estudiado en la Monografía nº 4 del CIDECT: http://www.ictubular.es/asp/detalle_pub ... .asp?id=55 , pero quería saber si puede de algún modo aplicarse esto a celosías con otro tipo de perfiles)

¿Se podría combinar una reducción de la longitud de pandeo por esta razón con la reducción por tratarse de una pieza sometida a compresión variable (multiplicando los coeficientes de reducción que me salieran por ejemplo para obtener el coeficiente global para reducir la longitud de pandeo?

Muchas gracias

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- 20 Nov 2015, 10:15 #353559

Hola Correcaminos,

Si, se puede y se debe tener en cuenta ambos factores que has comentado (Cordón con axil de compresión variable, y colaboración elástica de montates y diagonales así como el posible nivel de piso o cubierta que tengas en el cordón traccionado ).

En el vol.2 de " Estructuras de acero " del profesor Argüelles capítulo 10.3.2.3 y 10.3.2.4 encontarás por un lado el beta que le toca a un cordón comprimido de una celosía debido al axil variable y como introducir el efecto de diagonales, montantes y nivel de piso en cordón traccionado mediante apoyos tipo muelle donde su rigidez depende de estos elementos. El libro proporciona fórmulas para cálcular la rigidez de los apoyos elásticos transversales a la conexión del cordón comprimido con montates y diagonales.

Mi recomendación es que hagas un análisis de estabilidad, es decir un cálculo donde se utiliza la matriz geométrica y se obtienen los modos propios de inestabilidad y las longitudes de pandeo (o los beta) modelando al menos tres cerchas (si es que hay al menos tres) y sus conexiones como rígidas. Los beta de pandeo no son universales para toda configuración de cargas sino que depende de la misma, es un error considerar el mismo beta para una hipótesis de carga simétrica y para otra de carga anti métrica. Siempre será necesario ver la configuración de cargas que proporciona la longitud elástica mayor, siendo necesario varios análisis de estabilidad para las combinaciones gobernantes. El profesor Argüelles explica todo esto muy bien en su libro.

Te adjunto un documento donde he modelado más o menos tu problema para una carga simétrica. La longitud de pandeo fuera del plano gracias a la colaboración de montantes y diagonales así como las vigas de piso era de 5.828 m. pese a que la luz era de 30 m. y la modulación de la cercha era de 3.75 m. Como puedes ver de consderar 30 m de longitud de pandeo a 5.828 m ...

https://mega.nz/#!9RdGAB5B!vLdPX8CaynbV ... oS_CYKoQNM

Yo en temas de afino es lo que hago siempre. Garantiza que si quieres considerar la rigidez montantes diagonales con cordón los primeros se encuentran soldados en su perímetro con el cordón o bien que el detalle local te garantiza un cierto mecanismo de transmisión de momentos.

Un saludo

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- 20 Nov 2015, 18:55 #353569

Waow! Muy interesante y muchísimas gracias! Voy a estudiarlo un poquito más y comento a dónde puedo llegar con esto.
Un saludo

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- 20 Nov 2015, 19:02 #353570

No obstante creo que mi caso es algo diferente en el sentido de que tú has considerado que las vigas de piso IPE330 coartan el giro de los montantes y diagonales (están empotrados en ellas) cosa que no me ofrecen a mí las correas de cubierta, por tanto, creo que en mi caso dependo más de la rigidez a torsión del cordón superior, que no será mucha pero algo es.

De todos modos me parece que lo has explicado de una manera excelente y te estoy muy agradecido

Un saludo

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- 20 Nov 2015, 20:28 #353572

Una pregunta @SanchoLopez,

¿Sería correcto calcular mi coeficiente de pandeo beta global como el producto del beta que calcule por un lado por el efecto de compresión variable a lo largo del cordón, y por ele beta que calcule por otro lado por el efecto de arriostramiento transversal elástico distribuido que me dan los montantes y diagonales, beta global=beta1xbeta2=0,77x0,61=0,47?

Gracias

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- 21 Nov 2015, 07:04 #353575

Al final y por indicaciones de un compañero he calculado el coeficiente beta con ayuda de la opción "cálculo de las longitudes de pandeo para barras aisladas" del programa Metal 3D Clásico (Nuevo Metal 3D no implementa esta posibilidad). Básicamente lo que hace el programa es sustituir el efecto del resto de la estructura sobre la barra mediante la colocación de un apoyo y empotramiento elástico que produzca efectos equivalentes en cada uno de sus extremos, y con dichas condiciones de contorno calcular las longitudes de pandeo de la barra.

Lo he calculado así y los resultados son de un orden similar al que he estimado a mano con la fórmula del método de Timoshenko que viene en el libro de Argüelles, y la reducción de las longitudes de pandeo me ha resultado considerable.

Otra cosa es que se haya de afinar más o menos con las rigideces rotacionales de los nudos a la hora de calcular estas longitudes con el programa (grado de empotramiento de las montantes y diagonales en los cordones), y sería otra cuestión por ver.

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- 22 Nov 2015, 19:22 #353580

Hola Correcaminos,

Así es. En mi modelo considere los IPE-300 conectados rígidamente a la cercha y de alguna forma ayuda.
De todas se puede repetir el análisis articulando esas vigas. En tu caso las correas al estar articuladas la colaboración vendra por la rigidez de los pórticos hastiales y que es posible que algunas cerchas no pandeen simultáneamente porque no todas tienen las mismas cargas al a vez.

Como te he comentado los beta de pandeo no sólo dependen de las conexiones y de las rigideces de las mismas sino que también de la configuración de cargas. Por ejemplo: Imagina un pórtico con dos pilares empotrados en su base y una viga que conecta ambos pilares biarticulada. Si se aplica una misma carga P en ambas cabezas de pilares el beta de pandeo para esos pilares es 2, pues ambos pandean a la vez. Si por el contrario se aplica la carga en un sólo pilar el beta de pandeo es menor que 2 pues el otro pilar ayuda a no pandear con su rigidez a flexión. Esto se puede extrapolar al ejemplo que te he mostrado observando que las cerchas que no estan cargadas ayudan a la cercha cargada.

Por ello te recomendaba a realizar un análisis de estabilidad para las configuraciones de carga gobernantes y te quedaras con el mayor beta. Dale una vistazo a los apendices D y G del tomo I del Argüelles para más información sobre un análisis de inestabilidad.

En cuanto a lo de multiplicar el beta de un efecto con el del otro. La verdad, desconozco si es correcto o no. Pero mi opinión es que no.

Un saludo.

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- 23 Nov 2015, 17:31 #353606

Hola SanchoLopez.

Lo que me dices de la dependencia del beta con el estado de cargas , o con el hecho de que no van a pandear simultáneamente estoy de acuerdo, entiendo lo que dices, es así al menos en estos casos en los que la seguridad al pandeo de una parte de la estructura no depende sólo de otra que podría pandear igual que aquella, sino de varias de ellas (porque aún arriostrados entre sí, los cordones inferiores de dos cerchas sí pueden ponerse de acuerdo y pandear al la vez, incluso tres, pero más igual ya es raro).

Tomo nota de los apéndices D y G de Arqüelles y de tu forma de evaluar el beta en estos casos que piden afinar más.

Un saludo y gracias por todo

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