Vigas fabricadas de planchas - Estructuras Metálicas

CAPÍTULO 7 - VIGAS FABRICADAS
DE PLANCHAS

Las vigas fabricadas de planchas de sección I se distinguirán de las vigas laminadas de sección “I” en base a la esbeltez del alma h / t_w . Cuando este valor es mayor que _r se aplicaran las provisiones de las Secciones 7.1 y 7.2 para la resistencia de diseño a la flexión. Para h / t_{w  r}, se aplicaran las provisiones del Capítulo 6. o Apéndice 6 para la resistencia de diseño a la flexión. Para vigas de planchas con alas desiguales véase el Apéndice 2.5.1.
La resistencia de diseño al corte y el diseño de los rigidizadores transversales se basará en la Sección 6.2 (sin acción de campo de tensiones) o en el Sección 7.3 (con acción del campo de tensiones). Para vigas de planchas con alas desiguales, véase el Apéndice 2.5.1.

7.1. LIMITACIONES
Las vigas de plancha con un alma de simetría doble y simple, no híbridas e híbridas cargadas en el plano del alma deben ser dimensionadas de acuerdo a lo previsto en este Capítulo o en la Sección 6.2, siempre que se cumplan las siguientes limitaciones:

(a) Para

         (7.1-1)

(b) Para

      (7.1-2)

Donde
a = distancia libre entre rigizadores.
h = distancia libre entre alas menos el filete o radio en la esquina para secciones laminadas; para secciones armadas, la distancia entre líneas adyacentes de conectores o la distancia libre entre alas cuando se emplea soldadura.
t_w = espesor del alma.
F_yf = esfuerzo de fluencia mínimo especificado del ala, MPa.
Para el caso de vigas de plancha sin rigidizadores la relación h / t_w no excederá 260.

7.2. DISEÑO POR FLEXIÓN
La resistencia de diseño por flexión para vigas de plancha con almas esbeltas será _n M_n, donde _b = 0,90 y M_n es el menor valor obtenido de acuerdo a los estados límites de fluencia en el ala en tracción y pandeo del ala en compresión. Para vigas de plancha con alas desiguales, ver el Apéndice 2.5.1 para la determinación de para el _r estado límite de pandeo del alma.

(a) Para fluencia del ala en tracción:
M_n=S_xt R_eF_yt         (7.2-1)

(b) Para pandeo del ala en compresión:
M_n = S_xcR_PGR_eF_cr      (7.2-2)

Donde
      (7.2-3)
R_e = factor de viga híbrida 
      (para vigas no híbridas R_e= 1)

a_r = relación entre el área del alma y el área del ala en compresión ( 10).
m = relación entre el esfuerzo de fluencia del alma al esfuerzo de fluencia del ala o al esfuerzo crítico F_cr .
F_cr = esfuerzo crítico de compresión del ala, MPa.
F_yt esfuerzo de fluencia del ala en tracción.
S_xc = módulo de sección con respecto al ala en compresión.
S_xt = módulo de sección con respecto al ala en tracción.
h_c = el doble de la distancia del centroide a la línea mas cercana de conectores en el ala en compresión o a la cara interior del ala en compresión cuando se usa soldadura.
El esfuerzo críticoF_cr a ser usado depende de los parámetros de esbeltez , _p, _r, y C_PG como sigue:
Para:   _p: F_cr = F_yf       (7.2-4)
Para _p <   _r
          (7.2-5)

Para: 
     (7.2-6)

En el párrafo anterior, el parámetro de esbeltez deberá determinarse para los estados limites de pandeo lateral torsional y de pandeo local del ala; el parámetro de esbeltez que resulte en el menor valor de F_cr será el empleado.

(a) Para el estado limite de pandeo lateral torsional.

	(7.2-7)
	(7.2-8)
	(7.2-9)
CPG=1970000Cb	(7.2-10)

Donde
C_b = ver la Sección 6.1.1.2, Ecuación 6.1-3.
r_T = radio de giro del ala en compresión mas un tercio de la porción comprimida del alma.

(b) Para el estado lìmite del pandeo local del ala:

	(7.2-11)
	(7.2-12)
	(7.2-13)
CPG = 180690kc Cb=1,0	(7.2-14)

Donde,
 

El estado límite de pandeo local del alma por flexión no se aplica.

7.3. RESISTENCIA DE DISEÑO POR CORTE CON ACCIÒN DE CAMPO DE TENSIONES
La resistencia de diseño por corte bajo la acción de campo de tensiones deberá ser _VV_n, donde _V= 0,90 y V_n se determina a continuación:

Para

V_n = 0,6A_w F_yw      (7.3-1)

Para

     (7.3-2)
Donde
C_v = relación del esfuerzo critico del alma, de acuerdo a la teoría de pandeo elástico, al esfuerzo de fluencia en corte del material del alma. Véase también las Secciones 7.4 y 7.5.
Para los paneles extremos en vigas de planchas no híbridas, para todos los paneles en vigas de plancha híbridas y de peralte variable, y cuando a / h excede 3,0 o [260 / (h/t_w)]² la acción de campo de tensiones no esta permitida y
V_n=0,6 A_wF_ywC_v       (7.3-3)
El coeficiente de pandeo de la plancha del alma k_v se define como
        (7.3-4)
con excepto de que k_v se tomara igual a 5,0 si a/h excede 3,0 ó [260 / (h/t_w)]² .
El coeficiente de corte v C se determina como sigue:

(a) Para:

        (7.3-5)

(b) Para:

     (7.3-6)

7.4. RIGIDIZADORES TRANSVERSALES
Los rigidizadores transversales no son necesarios en vigas de plancha cuando  ó cuando el corte requerido V_u, determinado por el análisis estructural de cargas factorizadas, es menor o igual a 0,6 _V A_w F_ywC_v donde C_v se determina para k_v= 5. Los rigidizadores pueden ser requeridos en ciertas porciones de la viga de plancha para desarrollar el corte requerido o satisfacer las limitaciones dadas en la Sección 7.1. Los rigidizadores transversales deberán satisfacer los requisitos del Apéndice 6.2.3.
Cuando se diseñe para la acción de un campo de tensiones, el área A_st del rigidizador no deberá ser menor que:

 (7.4-1)
Donde
F_yst = esfuerzo de fluencia del material del rigidizador.
D = 1 para rigidizadores en pares.
   = 1,8 para rigidizadores de un solo ángulo.
   = 2,4 para rigidizadores de una sola placa .

C_v y V_n se definen en la Sección 7.3, y V_u es el corte requerido en la posición del rigidizador.

7.5. INTERACCION FLEXIÓN - CORTE
Para 0,6  V_n  V_u   V_n ( = 0,90) y para 0,75 M_n  M_u   M_n ( = 0,90), las vigas de plancha con almas diseñadas para la acción de campo de tensiones, deberán satisfacer adicionalmente el siguiente criterio de interacción flexión – corte:

      (7.5-1)

donde M_n es la resistencia nominal en flexión de la viga de plancha de acuerdo a la Sección 7.2 ó a la Sección 6.1, =0,90 y V_n es la resistencia nominal al corte de acuerdo a la Sección 7.3.