Miembros en Flexión
Miembros en Flexión
Miembros en Flexión
FACULTAD DE INGENIERÍA
ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL
“MIEMBROS EN FLEXIÓN”
SEGÚN CAPÍTULO F DE AISC360-2016
CICLO : IX
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CONTENIDO
1. Definición
2. Usos de miembros en flexión
3. Tipos de vigas
4. Modos de falla
5. Clasificación de las secciones de acero
6. Diseño
3
MIEMBRO EN
FLEXION
1. Definición
• Miembro estructural sobre el que actúan cargas perpendiculares a su
eje que producen flexión y corte.
4
SECCIONES
Secciones abiertas
Fuente: STRUCTURALIA
8
EDIFICIOS
INDUSTRIALES
Fuente: ARCHDAILY.PE
9
EDIFICIOS
INDUSTRIALES
3. Tipos de vigas
11
CLASIFICACION
12
4. Modos de falla
• Plastificación de la sección
• Volcamiento
• Pandeo local
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PLASTIFICACION
sy
s E
e
•No hay inestabilidad
•No hay fractura
•No hay fatiga
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PLASTIFICACION
• Comportamiento de la sección
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PLASTIFICACION
PLASTIFICACION
• Momento plástico N = At Fy − Ac Fy = 0
At = Ac
x x
M p = Fy Ac yc + Fy At yt
= Fy ( Ac yc + At yt )
Eje neutro plástico
= Fy Z x
Módulo plástico Z x = Ac yc + At yt
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PLASTIFICACION
PLASTIFICACION Mp Z x Fy
Zx
= = =
M y S x Fy S x
• Factor de forma
= 1. 50 = 1.27 = 1. 70
Secciones laminadas
= 1.09 ~ 1.20 ≈ 1.50
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PLASTIFICACION
• Viga en flexión
M
M p
M y
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VOLCAMIENTO
• Viga bajo momento uniforme
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VOLCAMIENTO
VOLCAMIENTO
• Arriostramiento lateral
• Continuo
• Puntual
20
VOLCAMIENTO
ELASTICO
VOLCAMIENTO ELÁSTICO
M0senf
M0cosf
M0sen
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VOLCAMIENTO
ELASTICO
VOLCAMIENTO ELÁSTICO
du
M x = M 0 , M y = M 0 f , M z = M 0
dz
d 2v d 2v
M x = − EI x 2 EI x 2 + M 0 = 0
dz dz
d 2u d 2u
M y = − EI y 2 EI y 2 + M 0 f = 0
dz dz
df d 2f df d 2f du
M z = GJ − EC w 2 GJ − EC w 2 − M 0 =0
dz dz dz dz dz
2 ECw
M cr = EI y GJ 1 +
L L2 GJ
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VOLCAMIENTO ELÁSTICO
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VOLCAMIENTO
ELASTICO
VOLCAMIENTO ELÁSTICO
• Cargas aplicadas
Mn
Mp
Cb > 1,0
Cb = 1,0
volcamiento
plastificación
elástico
Lp L
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VOLCAMIENTO ELÁSTICO
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VOLCAMIENTO INELÁSTICO
Causas:
• Plastificación parcial de la sección
• Tensiones residuales
• Imperfecciones iniciales
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VOLCAMIENTO INELÁSTICO
• Tensiones residuales
Fluencia en compresión
M
Fluencia en tracción
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VOLCAMIENTO
INELASTICO
VOLCAMIENTO INELÁSTICO
• Imperfección inicial
M
Viga ideal
Mcr
M’cr
M cr
M 'cr =
I y GJ 2 EC w
1 − 1 − 1 + 2
I x EI x L GJ
Viga con imperfecciones
v0 v
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LONGITUDES DE
ARRIOSTRAMIENTO
LONGITUDES DE ARRIOSTRAMIENTO
2
L2 GJ 0, para Lb cortos
• Lp M p = Fy Z x = M cr = EI y EC w 1 + 2
L EC w
E 2 hA E hA
L p = ry = 2.72ry si = 1.5
Fy 2 Zx Fy Zx
L p = 1.76ry
E
( AISC )
Fy
• Lr
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TIPOS DE VIGAS
RESUMEN
TIPOS DE VIGAS RESUMEN
30
PANDEO
LOCAL
PANDEO LOCAL
31
PANDEO LOCAL ELÁSTICO
32
EFECTO DE LA ESBELTEZ
elástico
lp lr
33
5. Clasificación de las secciones de acero
34
SECCIONES TIPO 1
• Alcanzan Mp
35
SECCIONES TIPO 1
Soldadura de
filete
36
SECCIONES TIPO 1
REQUISITOS
SECCIONES TIPO 1
37
SECCIONES TIPO 2
CARACTERÍSTICAS
SECCIONES TIPO 2
38
SECCIONES TIPO 2
REQUISITOS
SECCIONES TIPO 2
Soldadura de
filete
39
SECCIONES TIPO 2
REQUISITOS
SECCIONES TIPO 2
Plano de carga
40
SECCIONES TIPO 3
CARACTERÍSTICAS
SECCIONES TIPO 3
41
SECCIONES TIPO 4
CARACTERÍSTICAS
SECCIONES TIPO 4
42
SECCIONES TIPO 3 y 4
43
TIPOS DE SECCIONES RESUMEN
6-8qy
M 3q y
Mp
2 1
My
3
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LIMITES ESBELTEZ AISC NO RIGIDIZADOS
6. Diseño
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LONGITUDES DE ARRIOSTRAMIENTO AISC
donde
1 perfil I
I y Cw
r =2 c = ho I y ho
ts
Sx 2 C canal
w
hc/2 hc t w
aw =
b fct fc
E
Lr = rt
0,7 Fy
volcamiento
inelástico volcamiento
plastificación elástico
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LONGITUDES DE ARRIOSTRAMIENTO AISC
• Resistencia a la flexión
fb = 0.9 (LRFD) Wb = 1.67 (ASD)
• Perfiles I y C
• Fluencia (plastificación) de la sección
M n = M p = Fy Z x
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MIEMBROS DE SECCIÓN COMPACTA
• Volcamiento
Lb − L p
• Lp < Lb ≤ Lr M n = Cb M p − (M p − 0,7 Fy S x ) M p
L − L
r p
2
Cb E 2
J c Lb
• Lb ≥ Lr M n = Fcr S x M p Fcr = 2
1 + 0,078
Lb S x ho rts
rts
1 perfil I
I y Cw ho
r =
2 c = ho I y
ts
Sx 2 C canal
w
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MIEMBROS DE SECCIÓN COMPACTA
M n = M p = Fy Z
Z : módulo plástico con respecto al eje de flexión
55
MIEMBROS DE
SECCION COMPACTA
MIEMBROS DE SECCIÓN COMPACTA
Mn M y (alma en compresión)
56
MIEMBROS DE SECCIÓN COMPACTA
• Volcamiento
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MIEMBROS DE
SECCION COMPACTA
MIEMBROS DE SECCIÓN COMPACTA
• Perfiles L
• Fluencia (plastificación) de la sección
M n = 1.5M y
My: Momento de fluencia en torno al eje de flexión
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MIEMBROS DE
SECCION COMPACTA
MIEMBROS DE SECCIÓN COMPACTA
• Volcamiento
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MIEMBROS DE SECCIÓN COMPACTA
• Flexión en torno a un eje geométrico
• Sin restricción al volcamiento
Signo – se aplica
si punta del ala
está en compresión
M y = 0.8M y, geom
• Volcamiento restringido en el punto de máximo momento
M e = 1.25M e
M y = M y , geom
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