Análisis de pandeo de una unión de acero (EN)

1 Nuevo proyecto

Inicie IDEA StatiCa (descargue la versión más reciente) y seleccione la aplicación Connection .

Cree un nuevo proyecto seleccionando la plantilla inicial más cercana al diseño deseado. Complete el nombre, seleccione el grado de acero S355, el código de diseño Eurocode, y Create project.

Como estamos utilizando el código EN, configure las unidades métricas (consulte Cómo cambiar el sistema de unidades).

2 Geometría

Comience modificando la sección transversal del elemento horizontal C. Utilice el botón derecho del ratón sobre el elemento en la escena o el botón lápiz en las propiedades para cambiar la sección transversal a la misma forma.

Seleccione IPE220 de la librería.

Ahora, cambie la sección transversal del elemento vertical B a otra forma, utilizando de nuevo el botón derecho del ratón sobre el elemento en la escena o el botón más en las propiedades.

Elija el grupo secciones huecas rectangulares y confirme el tipo de sección transversal RHS120/80/8.0 .

Ahora, puede modificar las propiedades del elemento B. Configure el Model type a N-Vy-Vz y el parámetro Forces in a Bolts.

Lea más sobre los parámetros Model type y Forces in en los artículos How to model a single bolt connection (Model type) y How to define correct load position (Forces in).

3 Efectos de carga

Continuemos con los efectos de carga. El efecto de carga LE1 se agregó automáticamente. Introduzca -40 kN de fuerza normal N [kN] para el elemento B / End en la pestaña y -20 kN de fuerza cortante Vz [kN] para ambos extremos del elemento C (C / Begin, C / End).

4 Diseño

Ahora defina las operaciones de fabricación. Haga clic en los iconos de Operations en la cinta de opciones (alternativamente, haga clic con el botón derecho en Operations en el árbol de entidades y New operation).

Seleccione la operación Connecting plate de la lista de operaciones de fabricación disponibles.

Ahora, defina las propiedades de la placa de unión CPL1. Cambie el Thickness de la placa de unión (gusset plate) y la placa de conexión a 6 mm, el Width de la placa de unión y la placa de conexión a 140 mm, cambie el Type de la placa de conexión a Notched member y elija los tornillos M16 8.8.

El modelo está listo para ser analizado.

5 Cálculo y verificación

Navegue a la pestaña Check en la cinta de opciones superior e inicie el cálculo tanto del análisis EPS (tensión/deformación) como del análisis de pandeo mediante el comando Calculate y Stress/strain - Buckling.

Active la vista de Buckling shape, Mesh y Deformed. La pestaña de factores críticos de pandeo se encuentra en la pestaña Buckling.

Al hacer clic en cada fila de la pestaña de factores críticos de pandeo, puede explorar las formas deformadas en la ventana 3D y analizarlas visualmente.

Para comprender los resultados del análisis, lea los documentos recomendados, como el artículo Theoretical Background o Global buckling vs. local buckling. What does it mean?, o la entrada de blog Buckling needs critical thinking!.

Dado que se trata de un caso de pandeo global y el factor de pandeo es inferior a 15, debe utilizar una de las siguientes medidas adicionales:

• Simular los efectos de segundo orden: añada una carga cortante adicional perpendicular a la placa de unión como fuerza desestabilizadora debida a excentricidades, con una magnitud de V = N / 10 en la ubicación del centro del grupo de tornillos; puede encontrar una recomendación para este tipo de unión en el artículo Gusset plate design in IDEA StatiCa Connection.
• o refuerce la unión y recalcule el análisis de pandeo para garantizar que el factor crítico de pandeo sea superior a 15,
• o utilice un análisis o enfoque diferente para garantizar que el pandeo no sea peligroso para la unión diseñada.

Utilizaremos la primera medida. Vuelva a Design, abra el efecto de carga LE1 e introduzca 4 kN de fuerza cortante Vy en B / End y -2 kN de fuerza cortante Vy en C / Begin y C / End.

Recalcule el análisis de tensión/deformación (ya no es necesario el análisis de pandeo). Los resultados generales muestran que la unión cumple todas las verificaciones normativas.

6 Informe

Como último paso, vaya a la pestaña Report y Generatelo. IDEA StatiCa ofrece un informe totalmente personalizable para imprimir o guardar en un formato editable.

Ha diseñado y verificado normativamente una junta de acero estructural según el Eurocode (EN).