perfiles de acero: clase, pandeo, vuelco lateral e interacción
Los perfiles se comprueban según el CTE DB SE-A y el anejo 22 del Código Estructural, ambos basados en el Eurocódigo 3, con γM0 = γM1 = 1,05.
1 · resistencia de la sección
- Axil: Npl,Rd = A·fy/γM0.
- Flexión: Mc,Rd = W·fy/γM0, con Wpl en clases 1 y 2 y Wel en clase 3.
- Cortante: Vpl,Rd = Av·fy/(√3·γM0). En un perfil en I laminado, Av = A − 2·b·tf + (tw + 2r)·tf.
- Si VEd > 0,5·Vpl,Rd, el cortante reduce el momento resistente con ρ = (2·VEd/Vpl,Rd − 1)² (EC3 6.2.8).
2 · clasificación de la sección
Las paredes delgadas abollan antes de plastificar. Cada pared se clasifica por su esbeltez c/t frente a unos límites que dependen de ε = √(235/fy):
| pared | clase 1 | clase 2 | clase 3 |
|---|---|---|---|
| ala en voladizo comprimida | 9ε | 10ε | 14ε |
| alma a flexión simple | 72ε | 83ε | 124ε |
| alma a compresión | 33ε | 38ε | 42ε |
| pared de tubo cuadrado comprimida | 33ε | 38ε | 42ε |
| tubo circular (d/t) | 50ε² | 70ε² | 90ε² |
Con flexión y axil a la vez, el alma usa los límites intermedios de la tabla 5.2 (con α plástico y ψ elástico): la herramienta los calcula con tus esfuerzos. Un IPE 400 de S 355 es de clase 1 a flexión pero de clase 4 a compresión pura.
3 · pandeo por flexión
La esbeltez reducida es λ̄ = Lk/(i·λ1), con λ1 = 93,9·ε. El coeficiente de reducción χ sale de la curva europea que corresponde a la sección (EC3 tabla 6.2): en un IPE, curva a en el eje fuerte y b en el débil; en HEA y HEB de hasta 360 mm, b y c; en un UPN, c; en un tubo, a si está laminado en caliente y c si está conformado en frío. Nb,Rd = χ·A·fy/γM1.
4 · vuelco lateral
Una viga en I flectada sin arriostrar puede girar y desplazarse de lado. El momento crítico elástico, con la carga en el centro de esfuerzos cortantes, es
Mcr = C1 · (π²·E·Iz/L²) · √( Iw/Iz + L²·G·It/(π²·E·Iz) )
Con él, λ̄LT = √(Wy·fy/Mcr), χLT sale de la curva a (h/b ≤ 2) o b, y Mb,Rd = χLT·Wy·fy/γM1. Si λ̄LT ≤ 0,4 el vuelco no se tiene en cuenta (EC3 6.3.2.2(4)). C1 recoge la forma de la ley de momentos entre arriostramientos:
| ley de momentos entre arriostramientos | C1 |
|---|---|
| momento uniforme | 1,00 |
| viga biapoyada con carga repartida | 1,13 |
| viga biapoyada con carga puntual centrada | 1,35 |
| ley lineal con un extremo a cero (ψ = 0) | ≈ 1,77 |
| ley lineal en doble curvatura (ψ = −1) | ≈ 2,55 |
5 · axil y flexión con pandeo
Si la pieza está comprimida y flectada se cumplen a la vez las ecuaciones 6.61 (eje y) y 6.62 (eje z) del EC3, con los coeficientes kyy, kyz, kzy y kzz del anejo B. La herramienta toma Cm = 1, que queda del lado de la seguridad para cualquier ley de momentos.