Asunto:
Análisis torsional según AISC DG 9 con el complemento 7 GDL
Comentario:
Según la guía de cálculo AISC 9, sección 4.1 [1], se deben considerar las siguientes tensiones de torsión para secciones abiertas sometidas a alabeo:
Descripción:
- Tensión tangencial torsional pura (ecuación 4.1)
- Tensión tangencial debida al alabeo (ecuación 4.2a)
- Tensión normal debida al alabeo (ecuación 4.3a)
Además de las tensiones de torsión, también se deben considerar las tensiones de flexión y cortante (ecuaciones 4.5 y 4.6) debidas a la flexión plana y la carga axial (ecuación 4.7).
Con el
Complemento Alabeo por torsión (7 GDL)
, estas tensiones se pueden calcular en el
Complemento Cálculo de acero
. Esto permite una determinación más precisa de las tensiones normales y tangenciales totales en comparación con los resultados sin el complemento 7 GDL, que generalmente producía una relación de comprobación de cálculo más baja. Sin embargo, no se incluyen las comprobaciones de diseño para los estados límite de pandeo.
La coacción torsional se debe definir utilizando los apoyos en nudo 'reales' en RFEM (figura 01).
La asignación de la coacción a torsión y/o alabeo en el complemento '''Longitudes eficaces'' para el cálculo de acero (figura 02) '''no''' se considera en el análisis torsional según la guía de cálculo AISC 9 (con o sin 7 GDL complemento). La coacción a torsión y al alabeo afectan a las otras comprobaciones de diseño.
'''Ejemplo'''
Una viga W12x50 está sujeta a varias cargas, incluida la torsión. Las coacciones al giro alrededor de su eje longitudinal (eje X) se proporcionan en los nudos 5 y 7 (figura 03).
Los resultados con y sin el complemento Alabeo por torsión (7 GDL) se muestran en la Imagen 04. Sin el complemento, no se consideran las tensiones normales y tangenciales debidas al alabeo. En la comprobación de diseño HH7370.00, las tensiones combinadas se determinan con ecuaciones altamente conservadoras de AISC 360 Sección H3.3 [2], "Barras que no son de HSS sometidas a torsión y tensión combinada".
Con el complemento, la verificación de diseño HH7400.00 calcula las tensiones combinadas según AISC Design Guide 9 [1], lo que resultó en una relación de verificación de diseño mucho más baja en comparación con AISC 360 Sección H3.3 [2].
Al ver los detalles de la comprobación de diseño para GG6400.00 de ambos análisis, la tensión tangencial torsional pura calculada sin el complemento es significativamente mayor (Imagen 05).
Conclusión
El Complemento Alabeo por torsión (7 GDL) introduce el alabeo de la sección como un grado de libertad adicional, lo que permite un análisis de torsión más preciso y completo. Al calcular según AISC 360 dentro del Complemento Cálculo de acero , las tensiones de torsión se calculan según la guía de diseño 9 de AISC. La integración del complemento avanzado 7 GDL permite un diseño más preciso y económico de barras de acero.