Diseño de miembros a flexion


   


Diseño de miembros a flexión.

Las vigas son miembros estructurales que soportan cargas transversales a su eje longitudinal. Entre los tipos de vigas están: viguetas, dinteles, largueros y vigas de piso, etc. El término trabe denota una viga grande a la que se conectan otras vigas de menor tamaño. Los perfiles W son por lo general, las secciones más económicas para usarse como vigas. Se usan canales como largueros en cubiertas aligeradas y cuando los claros que tiene que cubrir no son muy grandes. Los perfiles W tienen una mayor cantidad de acero concentrado en sus patines que las vigas S, por lo que poseen mayores momentos de inercia (teorema de los ejes paralelos) y momentos resistentes para un mismo peso, además de que son relativamente anchos y tienen una rigidez lateral considerable. De hecho, el AISC-LRFD toma muy poco en cuenta a los perfiles S. Otro tipo de vigas utilizada comúnmente para soportar losas de piso y techo son las armaduras ligeras de cuerdas paralelas (Joist beam) Resulta muy económica para grandes claros y cargas ligeras.

Comportamiento de vigas a flexión Como se sabe, si la viga esta sujeta a momento flexionante el esfuerzo en cualquier punto de la sección transversal se puede calcular con la fórmula de la escuadría fb = My / I, recordando que esta expresión es aplicable solamente cuando el esfuerzo máximo calculado en la viga es menor que el límite elástico. La fórmula se basa las hipótesis básicas de la teoría elástica: el esfuerzo es proporcional a la deformación unitaria, las secciones se mantienen planas antes y  después de la flexión, etc.

 El Módulo de Sección S es igual a I / y, y es una constante para una sección específica. Así, la fórmula de la escuadra se escribe como: fb = M / S (4.1) Cuando la distribución de esfuerzos ha alcanzado la etapa de distribución plástica, se dice que se ha formado una articulación plástica, ya que no puede resistir en esta sección ningún momento adicional. Cualquier momento adicional aplicado en la sección causaría una rotación en la viga con un pequeño incremento del esfuerzo.

El momento plástico es el momento que producirá una plastificación completa en una sección transversal del miembro creándose ahí mismo una articulación plástica. La relación del momento plástico Mp al momento elástico o de fluencia My se denomina factor de forma. Los factores de forma son iguales a 1.5 para secciones rectangulares y varía de 1.1 a 1.2 para secciones W. Hasta hace pocos años, casi todas las vigas de acero se diseñaban con base en la teoría elástica. Los miembros se diseñaban de manera que los esfuerzos de flexión calculados para cargas de servicio no fueran mayor al esfuerzo de fluencia dividido entre un factor de seguridad (Diseño por Esfuerzos Permisibles). Las estructuras se diseñaron durante muchos años mediante este método. Sin embargo, se sabe que los miembros dúctiles no fallan sino hasta que ocurre una gran plastificación después de que ha alcanzado el esfuerzo de fluencia. Esto significa que tales miembros tienen mayores niveles de seguridad que los estimados por la teoría elástica. El momento de fluencia My es igual al esfuerzo de fluencia multiplicado por el módulo de sección elástico S.

Gracias al señor Claudio José Manzueta por enviarnos este material


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