acero a torsion

PROYECTO DE ESTRUCTURAS METÁLICASPROYECTO DE ESTRUCTURAS METÁLICAS

Cálculo de Estructuras de Acero LaminadoCálculo de Estructuras de Acero Laminado(Parte 3 EA(Parte 3 EA--95)95)

TORSIÓNTORSIÓN

Anejo 3.A3 Cálculo de piezas solicitadas a torsiónAnejo 3.A3 Cálculo de piezas solicitadas a torsiónAnejo 3.A3Anejo 3.A3

¿ES LA TORSIÓN DE CARÁCTER:¿ES LA TORSIÓN DE CARÁCTER:

•• PRINCIPAL (PRINCIPAL (DE DE EQUILIBRIO:GHEQUILIBRIO:GH) O) O

••SECUNDARIA (SECUNDARIA (DE COMPATIBILIDAD: CDDE COMPATIBILIDAD: CD)?)?

Anejo 3.A3Anejo 3.A3

Anejo 3.A3Anejo 3.A3Dependiendo de las condiciones de vinculación de la pieza se distinguen dos tipos de torsión:

Anejo 3.A3Anejo 3.A3Torsión UniformeTorsión Uniforme

T

Tt GI

M=θ

T

Tmáx W

M ** =τ

Anejo 3.A3Anejo 3.A3Para calcular WT


Piezas sometidas a torsión no uniforme que se calculan a torsión pura

Torsión No UniformeTorsión No Uniforme

MT=MT1+MT2

Momento asociadoa la flexión de las alas en su propio plano


Torsión no uniforme de piezas de sección abierta de pequeño espesor

Piezas con sección I simétrica

Momento asociadoa torsión uniforme

Anejo 3.A3Anejo 3.A3Torsión no uniforme de piezas con sección I simétrica (Cont.)

La deformación es SUMA de:

• deformación de torsión de las alas y el alma (como si la torsión fuese uniforme)

• deformación de flexión de las alas en su plano (bimomento)MT=MT1+MT2

Momento asociadoa la flexión de las alas en su propio plano

Momento asociadoa torsión uniforme

d

F*F*

M*

M*

La rigidez de las alas a la flexión en su plano puede ser bastante mayor que la rigidez a torsión uniforme Y MT2>MT1

M*T2=F* x d

M*T1

M*T




Debidas a torsión

MT1*

Debidas a flexión

F*, M*

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Cálculo de Estructuras de Acero LaminadoCálculo de Estructuras de Acero Laminado(Parte 3 EA(Parte 3 EA--95)95)

Piezas de directriz recta Piezas de directriz recta sometidas a compresiónsometidas a compresión ((Cont.Cont.):):

••Pandeo por torsiónPandeo por torsión

•• Pandeo por flexión y torsiónPandeo por flexión y torsión

Cuando nos planteamos el pandeo de Euler analizamos si era posible el equilibrio para una configuración flectada:

La pregunta que planteamos ahora es:

¿Resulta posible el equilibrio para otra configuración deformada?

•• Pandeo por torsiónPandeo por torsión

•• Pandeo por flexoPandeo por flexo--torsióntorsión

Pandeo con torsiónPandeo con torsión

Otras formas de pandeo con deformaciones de torsión: pandeo por torsión y pandeo por flexoandeo por torsión y pandeo por flexo--torsióntorsión

Habrá que considerar su posible Habrá que considerar su posible existencia en piezas simples de existencia en piezas simples de sección abierta de pequeño sección abierta de pequeño espesorespesor(pequeña rigidez (pequeña rigidez torsionaltorsional))

Art. 3.2.5.5. EAArt. 3.2.5.5. EA--9595

Se puede producir cuando el CEC no coincide con el baricentro o Se puede producir cuando el CEC no coincide con el baricentro o ii00>>iiTT


•• Pandeo con torsión en piezas con carga centradaPandeo con torsión en piezas con carga centrada

La condición La condición ii00>>iiTT es poco frecuente en perfiles habitualeses poco frecuente en perfiles habituales

uT

AN σλω

≤)(

*


Piezas simples con sección abierta de pequeño espesor, con un solo eje de simetría:

Si el baricentro y el centro de esfuerzos cortantes no coinciden los desplazamientos debidos a la flexión y a la torsión se combinan. Como consecuencia de ello se produce una reducción en la carga crítica, si se compara con la asociada al pandeo a flexión. Este fenómeno es particularmente importante en el caso de angulares y secciones en U.


•• Pandeo con flexión y torsión en piezas con carga centradaPandeo con flexión y torsión en piezas con carga centrada

Sea una sección en U sometida a una compresión uniaxialaplicada en su baricentro, de manera que las secciones experimenten una tensión uniforme (Figura a). Si Iyy > Izztendremos que considerar el pandeo a flexión según el eje zz: Tan pronto como la barra comienza a pandear en la dirección yy su deformada v(x) produce un momento flector M(x) = Nv(x), y da lugar a la aparición de un cortante asociado, V =dM/dx = N(dv(x)/dx). Es como si la barra estuviera sometida a una carga transversal uniformemente repartida q = - dV(x)/dx = -N (d2v(x)/dx2), actuando en el plano yy que contiene al baricentro G, y no en el plano zzque contiene el centro de esfuerzos cortantes C (Figura c). Por lo tanto la flexión alrededor de zz y el correspondiente cortante inducen un momento de torsión.


•• Pandeo con flexión y torsión en piezas con carga centradaPandeo con flexión y torsión en piezas con carga centrada


•• Pandeo con flexión y torsión en piezas con carga excéntricaPandeo con flexión y torsión en piezas con carga excéntrica

En piezas con sección abierta de pequeño espesor y simetría sencEn piezas con sección abierta de pequeño espesor y simetría sencilla o illa o doble, el pandeo en el plano de carga es con flexión. Sin embargdoble, el pandeo en el plano de carga es con flexión. Sin embargo, fuera o, fuera del plano de carga puede presentarse pandeo con flexión y torsiódel plano de carga puede presentarse pandeo con flexión y torsión (Art. n (Art. 4.5)4.5)

Art. 4.5.3. Pandeo con torsiónArt. 4.5.3. Pandeo con torsión

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