126 Vigas

Carga muerta, incluyendo el peso correa, es de 0,32 kN / m2 en la pendiente y la

carga implantada es de 0,75 kN / m2 en el plan. Utilice Grado de acero 43:

La disposición de las correas en la pendiente de la cubierta y la carga se muestra en la

figura 5.43:

Carga muerta en pendiente = 0,32 x 5 x 1,6 = 2,56 kN

Carga impuesta sobre el plan = 0,75 x 5 x 1,6 x 2,5 / 2,69 = 5,58 kN de carga Diseño

= (1,4 x 2,56) + (1,6 x 5,58) = 12,51 kN

Momento = 12,51 x 5/8 = 7,82 kNm

Supongamos que el ángulo de flexión alrededor del eje XX resiste la carga vertical.

El componente horizontal es tomada por la lámina.

Diseño fuerza p, = 275 N / mm2

Aplicada capacidad de momento = momento de un solo ángulo de 7,82 x 103 =

275 x

Z. módulo elástico = 28,4 cm3

Proporcionar 125 x 75 x 10 L x 15 kg / m, Z. = 36,5 cm3

Refiriéndose a la Tabla 7; dlt para el tramo descendente = 12,5 (es decir, semi-

compacto)

Desviación No es necesario controlar en este caso.

Ejemplo 3. Diseño con el método empírico de BS 5950

Redesign the angle purlin above using the empirical method from BS 5950. The

purlin specified meets the requirements for the design rules.

W, = total de UNFAcarga ctored = 8,14 kN

= 22,6 cm3

Longitud de las piernas perpendiculares al plano del revestimiento

= 5000/45 = 111.1mm

Pierna longitud paralela al plano del revestimiento

= 5000/60 = 83,3 mm

Proporcionar 120 x 120 x 8 Lx 14,7 kg / m. Z,

Revestiminto de Tcp acordes

Sapo muerto 2 56 kW Sapo Impuesta 5 58 kN

1

5metro

Cargando

Pagina 127

Ejemplo 4. Seleccione una correa laminado en frío para cumplir con los

requisitos anteriores

Trate sección purlin Un 140/155 de la Tabla 5.2. Carga segura para el tramo

correa 5 m y el espaciamiento 1675 mm = 1,02 kN / m2.

Peso Purlin = 3,75 x 9,81 / 103 x 1,6 = 0,02 kN / m2 Imposed load normal to the roof slope = 0.75 x 2.5/2.69 = 0.7 kN/m2 Net load on purlin = 0.7 + 0.32 — 0.02 = 1.0kN/m2

La sección es satisfactoria y es mucho más ligero que la sección del ángulo.

5.13 rieles Láminas

5.13.1 Tipos de usos

Carriles Láminas apoyan revestimiento en las paredes y las secciones utilizados son

los mismos que para las correas que se muestran en la Figura 5.39.

5.13.2 Cargando

Rieles Láminas llevan una carga horizontal del viento y una vertical de peso propio y el peso del revestimiento. Los materiales de revestimiento son los mismos que se utiliza para techos inclinados (láminasde metal en el tablero de aislamiento). Las cargas de viento se estiman utilizando CP3: Capítulo V: Parte 2. Para ejemplos de diseño en esta sección serán asumidos valores adecuados para cargas de viento.

La disposición de los carriles de laminación en el lado de un edificio se muestra en la Figura 5.44 (a) y la carga sobre los carriles se muestra en la Figura 5.44 (b). El viento puede actuar en ambas direcciones debido a la presión o succión en las paredes del edificio.

5.13.3 Diseño de raíles láminas ángulo

Rieles láminas pueden ser diseñados como vigas de flexión alrededor de dos ejes. Es

asumido Láminas rail

Revestimiento y

peso propio

Columna

a1 Láminas Rai ls en

el costado del

edificio

Figura 5.44 (cont. Dorso)

b 1 Cargas en Láminas Rai l

Página 128

Revestimiento

Y

c) Ángulo Láminas de carr il Ejes de Doblado

Cifra 5.44 rieles Láminas: arreglo y carga

Para los carriles de láminas de ángulos que la lámina retiene el miembro y tiene

lugar la flexión alrededor de los ejes verticales y horizontales. Excentricidad de

la carga vertical (mostrado en la Figura 5.44 (b) no se tiene en cuenta.

El carril de láminas es totalmente compatible con la pierna hacia abajo. La

pierna outstand para rieles de laminación simplemente apoyadas está en

compresión de carga muerta y la tensión o compresión de la carga de viento.

La capacidad de momento es (ver Sección 5.12.4):

Mc= pyZ

Z = módulo de elasticidad para el eje apropiado

para flexión biaxial:

Mx Mi <1

Mx = momento alrededor del eje XX

Mi = momento alrededor del eje YY

Megabyte. = Pandeo momento de resistencia para el eje XX

MBY = pandeo momento de resistencia para el eje YY

El método de diseño se ilustra en el siguiente ejemplo. 5.13.4

Diseño de carriles láminas ángulo a BS 5950: Parte 1

Los requisitos generales de la Sección 4.12.4 del código establecido para correas en

la Sección 5.12 (4) anteriores deben cumplirse. Reglas empíricas para el diseño de

sheetirieles ng se dan en la Sección 4.12.4.3 del código. En ellas se establece que:

(1) La carga en general, debe ser debido a la carga de viento y el peso del

revestimiento. No más del 10 por ciento debe ser debido a otras cargas o

debido a cargas no uniformemente distribuidas.

(2) Los módulos elásticos de los dos ejes de la barandilla láminas de la Tabla 30 en

el código no debe ser inferior a los valores siguientes (véase la figura 5.44 (c):

(a) eje YY-paralelo al plano del revestimiento:

Z1? .. W1L1 / 1800cm3 W1 = carga sin ponderar en un carril de actuación perpendicular al plano del revestimiento en kN. Esta es la carga de viento

Pagina 129

L1 = lapso en milímetros, de centro a centro de las columnas

(b) XX-eje perpendicular al plano del revestimiento: Z2

W2L211200 cm3

W2 = carga sin ponderar en una barandilla que actúa paralela al plano de la ING cladd? (KN). Este es el peso del revestimiento y ferrocarril

L2 centro = lapso de centro de columnas o espaciamiento de los tensores, donde

éstos se proporcionan y debidamente justificados.

B-paralelo al revestimiento

L1 y L2 se definieron anteriormente.

5.13.5 Cold-rolled sheeting rails

El sistema que utiliza rieles de laminación en frío diseñados y

comercializados por

Sala Edificio componentes se describe brevemente con su amable permiso.

El miembro de carril es la sección multihaz colocado con el eje mayor

vertical. Para anchos de heno hasta 6,1 ma se proporciona puntal de acero

tubular única para apoyar alos rieles en la mitad del tramo. El puntal es

apoyado por diagonales lazos de cable de acero y el sistema de

revestimiento se puede nivelar antes skeeting ajustando el tiics. El

sistema se muestra en la Figura 5.45. Para bahías anchura mayor se

proporcionan dos puntales. El sistema de soporte puede ser omitido

cuando

/ M iembro A leros

ai Alzado lateral of edificio

Altura máxima de X - de metal de aislamiento en condiciones de servidumbre - 1 6-0 m - La piel sola meta -18.0m

b 1 Carril Fijación

Figura 5.45 sistema ferroviario láminas en frío

Columnas Rail

Puntal tubular

Rail

Alta resistencia a la tracción de la cuerda de acero Diagonal

Rail

1

6 1 m máximo 6 1 m máximo 30

Maker up

C vieja rodó rai

láminasl

Fi Sing pieza

130 Beams

5 5

constante

Multihaz Sección

Ejemplo-Sección B 140/180

Profundidad = 140 mm; espesor = 1,8 mm

Tabla 5.3 Sala Edificio Componentes Fría laminados Láminas sistema

ferroviario

Cargas seguras para rieles de laminación de doble tramo (kN / m2)

incluidos los miembros de final de la bahía de tramo único con conexión de

manga

Abarcar

(metro

)

Sección Carga Seguro para centresl carril

(mm)

1550 1700 / 850 2000

Peso Ferrocarril

(kg1m)

5.0

6.0

B120 / 150 B 140/150

B140 / 165

B140 / 150 B140 / 165 B170/155

1.08 1.32 1.51

0.90 0.99 1.24

0.99 1.20 1.38

0.82 0.90 1.13

0.91 1.10 1.26

0.75 0.83 1.04

0.84 1.02 1.17

0.69 0.77 0.96

3.03 3.26 3.59

3.26 3.59 3.73

usando Se utiliza 120 mm carriles en bahías de hasta 5 m de ancho, proporcionado revestimiento metálico fijo con cierres de rosca cortante.

Las cargas de viento aplicadas permisibles para una selección limitada de láminas de palmos de ferrocarril y separaciones se dan en la Tabla 5.3. Notas acerca del uso de la tabla se dan a continuación. Manual técnico del fabricante debe ser consultado para información completa respecto a las cargas de viento fuerte y la fijación de los detalles de los carriles, sistema de apoyo y revestimiento

Notas relativas a la Tabla 5.3 son:

(1) Las cargas que se muestran son válidos sólo cuando los rieles y el revestimiento se fijan exactamente según lo indicado por el fabricante.

(2) Las cargas que se muestran son sólo para cargas de viento externos positivos. Para las cargas negativas de aspiración multiplicar cargas mostradas por un factor de 0,80.

(3) Para separaciones intermedias interpolación es aceptable.

5.13.6 Láminas ferroviarios ejemplos de

diseño Ejemplo 1: Diseño de un carril de

láminas ángulo

Un carril láminas simplemente apoyada extiende por 5 m. Los rieles están en los centros de 1,5-M. los

peso total de revestimiento y auto peso de ferrocarril es de 0,32 kN / m2. La carga de viento?

ing en la wtodo es ± 0,5 kN / m2. La carga de viento tendría que ser

Y En

20 34

varía

sección de profundidad

Página 131

estiman para el edificio en particular y de la succión y presión máxima pueden ser diferentes. La

disposición de carril láminas se muestra en la Figura 5.46 (a). Utilice Grado 43 Steel.

2 4 kN

5m

Carga vert ica l

E in

3 7 5 k N

Carga horizontal

a ) L ám in a s R a i l

b) Unfactored Cargando

Y

c ) Á n g u l o R a i l

Figura 5.46 Ángulo ferrocarril láminas

Carga vertical = 0,32 x 1,5 x 5 = 2,4 kN

Carga Horizontal = 0,5 x 1,5 x 5 = 3,75 kN

La carga se muestra en la Figura 5.46 (b).

El factor de carga yf = 1,4 para una carga de viento actuando sólo con carga muerta. (Referirse a

Tabla 2 de la norma BS 5950: Parte 1)

Momento verticales factorizada M, = 1.4 x 2.4 x 5.8 = 2,10 kNm

Momento horizontal factorizada Mi = 1.4 x 3.75 x 5.8 = 3,28 kNm Resistencia de cálculo pY = 275 N / mm

„

Proporcionar 100 x 100 x 8 L x 12.2 kg / m. Para el blt outstand pierna = 12.5-semi-compacto (Tabla 7).

132 Beams

Ejemplo 2: Diseñe con el método empírico de BS 5950

Rediseñar el ángulo láminas ferrocarril anterior utilizando el método empírico de BS 5950.

Carga de viento sin ponderar W1 = 3,75 kN

Módulos elásticos

Z1 = Zy = 3,75 x 5000/1800 = 10,42 cm3

Sin ponderar W2 carga muerta = 2 ,4 kN

Elastic modulus

= 10 cm3

Dimensiones especificados son para ser

120 x 120 x 8 L es el ángulo más pequeño para satisfacer todos los requisitos.

Ejemplo 3: Seleccionar un carril laminados en frío láminas para cumplir con los siguientes requisitos

Carga de viento = ± 0,5 kN / m2

Abarcar = 5 m

Spacing = 1,5 m

Consulte la Tabla 5.3. Sección Rail B120 / 150 llevará a 1,08 kN / m2 en un lapso de 5 m en 1,55 m de espaciamiento. Esta es la presión externa segura. La carga de aspiración es segura = 0,8 x 1,08 = 0,86 kN / m2 Esta sección es satisfactoria. (Ver Figura 5.45 para el sistema de soporte de

carril.)

Problemas

5.1 Se requiere una viga de acero simplemente apoyada de 6,0 m de luz para realizar una uni? Forman carga muerta de 40 kN / m y una carga impuesta de 20 kN/m. The floor slab system provides full lateral restraint to the beam. If a 457 x 191 UB 67 of Grade 43 steel is available for this purpose, check its adequacy in terms of bending, shear and deflection.

5.2 La viga lleva las mismas cargas que en el problema 5.1, pero sin restricción lateral se ofrece a lo largo del tramo de la viga. Determine el nuevo tamaño de la viga universal, necesario.

5.3 Una viga de acero de 8,0 m de luz lleva la carga como se muestra en la Figura 5.47. Restricción lateral se proporciona en los apoyos y el punto de carga concentrada (por vigas transversales). Usando Grado 43 acero, seleccionar una sección de viga universal, adecuada para satisfacer la flexión, cortante y requisitos de serviciabilidad del código.

DL = 90

kN IL

=70kN

(

80 kNm

10kNim

(.5kNm 4 Om I 4 0 m

8 0 m Cifra 5.47

Página 133

5.4 Es necesario diseñar un haz con un extremo en voladizo. La

dimensión y la carga se muestran en la Figura 5.48. La viga de

torsión tiene restricciones en los apoyos, pero sin soporte lateral

intermedia. Seleccione una viga universal, adecuado utilizando Grado 43

Steel.

2metro 3m 2m DL = SKN / m IL = 10

kN / m

7 Om 3 0m

Pa ra P , DL = 50 k N IL = 40 kN Cifra 5.48

5.5 A 610 x 229 UB 125 se utiliza como una viga del techo. La disposición se

muestra en la Figura 5.49 y el haz es de grado 43 de acero y totalmente

restringida por la cubierta del techo. Compruebe la adecuación de la sección en

la flexión y al corte y la web en el pandeo y aplastamiento.

P lacas Cap 270 .270 . 20 mm thk

Tod o G rado 43 Ac e r o Cifra 5.49 5.6 El plan parte de suelo para el panel interior de un edificio de oficinas se

muestra en la Figura 5.50. El suelo es de losas prefabricadas de hormigón de

125 mm de espesor apoyado sobre vigas de acero. Los siguientes datos de

carga se pueden usar:

125 mm losa de hormigón = 3,0 kN / m2

Pavimento termina = 1,0 kN / m2

Partition = 1,0 kN / m2

Carga impuesta = 3,0 kN / m2

610 229 NOS 125 300k Pur N Wu = 150KN

placa de casquillo

254 .254.73 UC

3 OM

LA

-1-------1---------4----

1 -,.0

, 1

I

..,

=

=

=

_

6 0 m 6 0 m

0

Toda la co lumna 203.

203 UC 60

parels similares rodean

bandas mostrados

Parte de planta de of ic inas - Panel Interna

Cifra 5.50

134 Beams

Diseño las vigas de piso, suponiendo que el peso propio de vigas principales y vigas secundarias puede ser tomado como 0,5 y 1,0 kN / m plazo, respectivamente.

Se requiere 5,7 A viga simplemente apoyada para abarcar 7,0 m. La carga total, INCLUYENDO peso propio de la viga, es de 130 kN / m distribuidos uniformemente. La profundidad total de la viga no deberá ser superior a 500 mm y se propone una viga compuesta. Si el ala comprimida tiene restricción lateral adecuada y las dos placas de brida no se redujo, llevar a cabo los siguientes trabajos:

(a) Compruebe que una sección que consta de 457 x 191 UB 98 y dos N º 15 x 250 placas de brida es satisfactoria;

(b) Determinar el tamaño de la soldadura requerida para la soldadura de placa a la brida en el punto de cortante máximo;

(c) Si la viga está soportada sobre soportes en cada extremo con un cojinete rígido

longitud de 80 mm, compruebe la cizalla web, pandeo y aplastamiento. 5.8 A simply supported crane girder for a 200 kN (working load) capacity electric

overhead crane spans 7 m. The maximum static wheel loads from the end carriage are shown in Figure 5.51. It is propone utilizar una viga de la grúa que consiste en

533 x 210 122 y UB

305 x 89 x 42 kg / m Channel

160 kN 160 kN 2 8 metro

grúa de viga

305. 89x 42 kg / m ... v. / canal

533 x 210 UB 122

Cifra 5.51

El peso del cangrejo es de 40 kN y el peso propio de la viga puede ser tomado como 15 kN. Compruebe la adecuación de la sección de la viga. 5.9 Un edificio de la fábrica ha combinado columnas de techo y la grúa en

los centros de 8 m. Es necesario instalar una sobrecarga eléctrica viaja grúa. Los datos de la grúa son los siguientes:

Gancho de carga = 150 kN

Span de la grúa = 15 m

Peso del puente grúa = 180 kN

Peso del cangrejo = 40 kN

Número de ruedas en el transporte final

= 2 Ruedas centra en extremo carro

enfoque gancho = 3 m mínimo = 1 m

Diseño de la viga de la grúa utilizando tramos simplemente apoyados entre

columnas. 5.10 Seleccione un tamaño adecuado para una correa laminado en frío

simplemente apoyada. El pur? Lin lapso es de 5,0 m y la distancia es de 1,8 m. La carga muerta total y la carga impuesta sobre el plan son de 0,22 y 0,75 kN / m2, respectivamente. Use la Tabla 5.2 en el diseño. Rediseñar la correa usando las reglas de BS 5950: Parte 1.

6

Vigas Plate

6.1 Design considerations 6.1.1

Uses and construction

Vigas de placas se utilizan para transportar cargas más grandes durante lapsos más largos que son posibles

con vigas universales o compuestas. Se utilizan en edificios y industrial estructuras de vigas del piso de tramo largo, para vigas de la grúa pesada y en puentes.

Vigas de placas se construyen soldando placas de acero para formar I secciones. Una sección cerrada se denomina una Secciones típicas, incluyendo una viga de la grúa fabricada pesada, se muestran en la Figura 6.1 (a).

Brida Soldar

Refuerzo

Sección Refuerzos

Plato Viga

Viga tubular Grúa pesada viga

a ) S e c c i o n e s p a r a Fabricados Vigas

Puesto End Refuerzo

Brida

Web

b I S i d e E l e v a t i o n o f P l a t e G i r d e r

Figura 6.1 Placa de construcción de vigas

136 Plate girders

los web de una viga de placa es relativamente delgada, y rigidizadores son necesarios ya sea para evitar el pandeo debido a la compresión de flexión y cizallamiento o para promover la acción campo de tensión, dependiendo del método de diseño utilizado. También se requieren refuerzos en los puntos de carga y soportes. Así, el alzado lateral de una viga de placa tiene una serie de refuerzos como se muestra en la figura 6.1 (b)

6.1.2 Depth and flange breadth

La profundidad de una viga de placa puede ser fijado por los requisitos de espacio

libre, pero a menudo puede ser seleccionado por el diseñador. La profundidad se

hace por lo general de una décima a la doceava parte del tramo. La amplitud de la

placa de brida se hace alrededor de un tercio de la profundidad

Cuanto más profunda es la viga está hecho, menores serán las placas de

brida requeridos. Sin embargo, la placa web, entonces se debe hacer más

grueso o refuerzos adicionales proporcionan para satisfacer

determinadosrequisitos de diseño. Un método simplificado para ob? Tain la

profundidad óptima se da en la Sección 6.3.3. Una viga superficial puede ser

muy mucho más pesado que una viga más profunda que lleva las mismas cargas..

6.1.3 Variación de secciones de vigas

Placas de cubierta de brida se pueden restringir o placas de brida individuales se pueden reducir de espesor cuando la reducción en la flexión momento permisos. Esto se muestra en la Figura 6.2 (a). En el segundo caso mencionado la profundidad de la viga se mantiene constante a lo largo.

Alcance Plato

Tapa

Placa de brida cónica t de empalme

Cur Error Platos Cubiertos Empalme Web

Viga Profundidad

constante

al Variable Sección Vigas

Cónicos Final Vientre Fish Hog - Volver

b ) V i g a s d e p r o f u n d i d a d v a r i a b l e

d) Termina haunched Viga continua

Figura 6.2 Variación de las secciones de viga de placa

Consideraciones de diseño 137

En la construcción del marco rígido y vigas continuas del mo máximo? Ción se produce en los apoyos. Las vigas pueden ser haunched para resistir estos momentos, como se muestra en la Figura 6.2 (c).

6.1.4 cargas viga Plate

Las cargas se aplican a vigas de placa a través de las losas de piso, vigas de pisos

enmarcan en la viga, columnas realizadas en la viga o cargas suspendidas deél a

través de perchas. Algunos ejemplos de cargas aplicadas a las vigas de placa a través

de vigas secundarias, una columna y colgador se muestran en la figur 6.3.

a ) d e l a v i g a a v i g a Conexiones

Percha

b C a rg a s I d e co l um na s , v ig a s y co l gado r es

Soldaduras completas de fuerza

) S o l d a d o y a t o r n i l l a d o e m p a l m e s

Figura 6.3 (cont. Dorso)

138 Plate girders

d I v iga de p laca F in Conexiones

Figura conexiones viga 6.3 Plate y empalmes

6.1.5 conexiones viga Plate y empalmes

Conexiones típicas de vigas y columnas para vigas de placa se muestran en las

Figuras 6.3 (a) y (b). Los empalmes son necesarias en vigas largas.

Atornilladas y uniones soldadas se muestran en la Figura 6.3 (c) y al final

apoya en la figura 6.3 (d).

6.2 Comportamiento de una viga de placa

6.2.1 tensiones viga

Las tensiones de cizallamiento momento y para una placa y la caja de la viga en

el estado elástico se muestran en la Figura 6.4. Las pestañas tienen tensiones

directas uniformes y la cizalla web y variando la tensión directa.

a) Brida Doblado Subraya

b) Web corte y flexión

S trenzas

Figura 6.4 Destaca en la placa y la caja de vigas

Las chapas y vigas de caja se componen de elementos de placa plana

soportados sobre uno o ambos bordes y cargados en el plano de flexión y

cizallamiento. La forma en que actúa la viga se determina por el comportamiento

de las placas individuales.

Comportamiento de vigas de placa 139

las cuatro placas cargarse como se muestra en la Figura 6.5. La forma en que las

placas de hebilla y la tensión crítica de pandeo dependen de las condiciones de

borde, DIMEN? Siones y de carga. Los patrones de placa de hebilla también se

muestran en la figura.

In all cases the critical buckling stress can be expressed by the equation: 12,17

pc, = K E n2 0) 2

12 (1 - v2)

a

Cuadrado Largo

Al Compresión uniforme

la

Gratis

b I Un i ta en compres ión - un borde l ibre

la

c 1 Shear Stress

.0

d I In PlaneEsfuer zo de f l ex i ón

T o d o s l o s b o r d e s s i m p l e m en t e a p o y ad o s c o n e x c e p c i ó n d e l o s eñ a l a d o e n l b /

Figura 6.5 pandeo elástico de placas

K = Coeficiente de pandeo que depende de la relación de la longitud de la placa

a la anchura alb (las condiciones de borde y caso de carga)

E = módulo de Young

v = coeficiente de Poisson

t = espesor de la placa

Algunos valores de K para los cuatro placas se muestran en la Figura 6.6. Tenga en

cuenta que la longitud de la placa una muestra es también la separación de refuerzo

en una viga de placa.

Plato y Carga

Largo a _ - Buckling

Coefficient, k Limitando Valor

of b / tpara

ordenador

personal, .

rendimiento estrés

Anchura b

1 0 4. 0

519 — —

- . , , , — _ — 5 0 4 - 0, 51 9

1 0 1 425

30 9 —

— — — — 0-425 16.9

Gratis

1

9.35

78.1

1 °° 5.35 60.0

1 = - K

1.0 25 6 m 23

1313 124.4

A l l e d g e s s im p l y s u pp o r t e d e x c ep t a s n o t ed

Figura 6.6 coeficientes de pandeo y valores límite de ancho / relaciones de espesor

La tensión crítica depende de la anchura / espesor relación b / t. Valores de b / t, donde la tensión crítica es igual a la tensión de fluencia limitación, también se muestran en la Figura 6.6. Estos valores son par a el Grado 43 para la placa de acero de hasta 16 mm de espesor, en el que el límite elástico p, = 275 N / mm2. Los valores forman la base para la clasificación de sección semi-compacto dada en la Tabla 7 en BS 5950..

Las placas web de vigas son sometidos a esfuerzos combinados ejercidos por

esfuerzo de flexión directa y cizalla. Una fórmula de interacción se utiliza para

obtener combinaciones de estrés críticos. La discusión de este tema está fuera del

alcance de este libro, en el que se utilizan los procedimientos de diseño simplificadas

dadas en el código. El lector debe consultar las referencias 17 y 18 y el Apéndice H de

BS 5950: Parte 1.

Comportamiento de vigas de placa

141

Fuerza de placas 6.2.3 Post-pandeo

(1) Las placas de compresión en

La placa apoyada sobre dos bordes largos que se muestran en la Figura 6.7 (a) puede soportar más carga sobre las partes exteriores siguientes pande o de la porción central. El comportamiento se puede aproximar por el supuesto de que la carga se realiza por las tiras en el borde, como se muestraen la figura 6.7 (b). La carga se considera a ser transportado en una anchura efectiva de la placa. a su esbeltez. (Vea la Sección 3.6 del código.)

límite elástico 1

a) Distr ibución tensión real b 1 Ancho Efectivo Simplificación

Cifra 6.7 Post-resistencia a la rotura: Placa de compresión

Una placa apoyada sobre un borde largo hebillas con más facilidad que la

placa de arriba y el aumento de la fuerza no es tan grande. Refuerzos

aumentan la carga que puede ser transportada (ver Figura 6.6).

(2) Las placas en canto de flexión

Estas placas pueden sostener la carga en exceso de la que causa el pandeo.

Longi? Rigidizadores longi- en la región de compresión son muy eficaces

en el aumen to de la carga que puede ser transportada. Estos refuerzos se

proporcionan comúnmente en vigas de placa de profundidad utilizados en

puentes (ver Figura 6.5).

(3) Las placas de cizalla

Una ganancia de resistencia es posible con placas de cizalla, donde se considera

la acción campo de tensión. Esta es una nueva inclusión en el código.

Placas rigidizadas delgadas no pueden llevar mucha carga después de

pandeo. En referencia a la figura 6.6, la tensión de pandeo crítico aumenta si se

añaden los refuerzos. Sin embargo, la placa rigidizada puede llevar más carga

después de pandeo en el campo de tensión diagonal, como se muestra en la Figura

6.8. El bridas, los refuerzos y de campo de tensión actúan como una armadura.

13.19

If la resistencia a la flexión de las bridas se ignora, el campo de tensión se

desarrolla entre los rigidizadores, como se muestra en la Figura 6.8 (a). Si se

incluye la contribución brida del campo de tensión se prop aga como se

muestra en la figura 6.8 (b). El fracaso en el panel de viga se produce cuando

las bisagras de plástico en forma de las bridas y una zona de rendimiento en

la red, como se muestra en la Figura 6.8 (c).

Fórmulas de diseño basado en el trabajo teórico y experimental han sido

desarrollados para actuar campo de tensión en cuenta. El método de diseño en

el código también incluye la contribución de la brida. La resistencia de la tela

es entonces la

142 Plate girders

c Mecan ismo 1 Fracaso

Figura 6.8 Tensión acción de campo y mecanismo de falla

suma de la resistencia al pandeo elástico, el campo de tensión y la fuerza de la

brida.

6.3 Diseño de BS 5950: Parte 1

6.3.1 Clasificación de las secciones transversales de vigas

La clasificación de las secciones transversales de la Sección 3.5 de Bs 5950:

Parte 1 fue dado en la Sección 5.3 (vigas). Las proporciones limitantes para

bridas y las telas para las secciones urbanizadas de la Tabla 7 en el código se dan

en la Figura 6.9. Los límites para las secciones soldadas son más bajos que los de

los perfiles laminados debido secciones soldadas tienen tensionesresiduales más

graves y los errores de fabricación también puede afectar negativamente el

comportamiento. (El lector debe consultar el código para regalo? Ción de

secciones transversales esbeltas.)

a ) E l c am p o d e t e n s i ó n en W eb ú n i c a

131 Brida Contribución Incluido

Bisagras de plástico

Zona de Rendimiento en la web

.

143 Plate girders

Escribe of Elemento

Clase of Sección

El plastico Compacto Semi-compacto

Outsland elementoo of

compresión brida

b <

r -- 8 -5 correo 13 e

Interno element of

compression brida

b

T 23 e 25 e 2 8 e

Web con neutral

eje at medioprofundidad d

—T -DO. 79 e 98 e 120 e

e = ( 2 7 5 / p y ) 0 5

Figura 6.9 Clasificación de las secciones transversales de vigas

Capacidad 6.3.2 Momento

La capacidad de momento de vigas de placa se da en la Sección 4.4 de la norma

BS 5950: Parte 1. Por secciones donde bridas cumpl en con los requisitos de la

sección compacta o semi-compacta de plástico dada en la Figura 6.9 la

capacidad de momento se da por

(1) Si la profundidad / espesor relación d / t para la web es menos de 63e, la capacidad de momento se determina de la misma manera que para las vigas que figuran en la sección 5.4.2. La distribución de la tensión se muestra en la Figura 6.10 (a).

(2) Si la profundidad / espesor relación d / t para la web es superior a 63E, la capacidad de momento debe calcularse utilizando uno de los métodos siguientes: (a) Momento y la carga axial se supone que son resistidas por la brida única

con cada brida sometido a un py tensión uniforme. . La web está diseñada para resistir cizalla solamente;

(b) Momento y carga axial se supone que son resistidas por toda la sec

ción?. La web está diseñada para cizalla combinado y el estrés

longitudinal; (c) Parte de la carga puede ser asumido para ser resistido por el método (a)

unand parte por el método (b). Only method (a) will be considered in this book.

La distribución de tensiones en flexión para este caso se muestra en la Figura 6.10 (b). La capacidad de momento de una viga con la brida de compresión moderada es:

M0 BT = (T + D) p,

Donde B = brida

T = Espesor de la brida

d = Altura del alma

Para los casos en que no se frenado el ala comprimida, se puede producir pandeo lateral. Esto se trata de la misma forma que se estab lece para las vigas en la Sección 5.5. La resistencia a la flexión Pb para las secciones soldadas se toma de la tabla 12 en el códigoe.

144 Plate girders

segundo

_ 1 - - -

.-1

d / t ..C. 63e

a) Toda la Sección Resiste

Momento

d / t ? , 63e

b 1 Br idas única Res ist Momento

2000

1500

1000

500

10 20 30 40 50 60

Módulo de la sección Sx x103 cm3

D iseño p ro fund idad óp t ima c ) Gráf i co

Figura 6.10 tensiones viga Plate y óptima profundidad

6.3.3 profundidad óptima

La profundidad óptima basada en el área mínima de la sección transversal se puede

derivar de la siguiente manera. El tratamiento c onsiste en una viga con la brida de

compresión moderada para una relación dada de altura del alma de espesor. Definir

los términos

do = distancia entre centros de bridas = d,

profundidad clara de aproximadamente

web

R = relación entre la altura del alma / espesor = dolt Af = área de la

brida

S = módulo plástico basado en las bridas solamente = AKIO Af = Sid °

El ancho de una viga de placa es relativamente delgada, y rigidizadores son necesarios ya sea para evitar el

pandeo debido a la compresión de flexión y cizallamiento o para promover la acción campo de tensión,

dependiendo del método de diseño utilizado. También se requieren refuerzos en los puntos de carga y

soportes. Así, el alzado lateral de una viga de placa tiene una serie de refuerzos como se muestra en la figura

6.1 (b).

6.1.2 Profundidad y amplitud de brida

La profundidad de una viga de placa puede ser fijada por los requisitos de espacio libre, pero a menudo

puede ser seleccionado por el diseñador. La profundidad se hace por lo general de una décima a la doceava

parte del tramo. La amplitud de la placa de brida se hace alrededor de un tercio de la profundidad.

Cuanto más profunda es la viga está hecho, menores serán las placas de brida requeridos. Sin embargo, la

placa web, entonces se debe hacer más grueso o refuerzos adicionales proporcionan para satisfacer

determinados requisitos de diseño. Un método simplificado para observadores

La profundidad óptima se da en la Sección 6.3.3. Una viga superficial puede ser muy mucho más pesado

que una viga más profunda que lleva las mismas cargas.

6.1.3 Variación en las secciones de viga

Placas de cubierta de brida se pueden restringir o placas de brida individuales se pueden reducir de espesor

cuando la reducción en la flexión momento permisos. Esto se muestra en la figura

6.2 (a). En el segundo caso mencionado la profundidad de la viga se mantiene constante a lo largo.

a) Vigas de Sección Variable

Figura 6.2 Variación de las secciones de viga de placa

Para vigas simplemente apoyadas, donde el momento de flexión es máxima en el centro, la

profundidad puede variar, como se muestra en la figura 6.2 (b). En el pasado, se han utilizado

comúnmente vigas hog-back o pescado-vientre. En la práctica moderna, con métodos

automáticos de fabricación es más económico para hacer vigas de profundidad uniforme y la

sección a lo largo.

En la construcción del marco rígido y vigas continuas del momento máximo se produce en los

soportes. Las vigas pueden ser peraltadas para resistir estos momentos, como se muestra en la

Figura 6.2 (c).

6.1.4 cargas viga Placa

Las cargas se aplican a vigas de placa a través de las losas de piso, vigas de pisos enmarcan en

la viga, columnas realizadas en la viga o cargas suspendidas de él a través de perchas. Algunos

ejemplos de cargas aplicadas a la placa a través de vigas secundarias, una columna y colgador

se muestran en la Figura 6.3.

a) Conexiones de viga a viga

b) Cargas de vigas, columnas y colgadores

Soldado y atornillado empalmes

Figura 6.3 cont. Al dorso

d) conexión final de la placa viga

La figura 6.3 conexiones y empalmes trabe armada

6.1.5 conexiones viga placa y empalmes

Conexiones típicas de vigas y columnas para vigas de placa se muestran en las Figuras 6.3 (a) y (b). Los

empalmes son necesarias en vigas largas. Atornilladas y uniones soldadas se muestran en la Figura 6.3 (c)

y al final apoya en la figura 6.3 (d).

6.2 Comportamiento de una viga de placa

6.2.1 tensiones viga

Las tensiones de cizallamiento momento y para una placa y la caja de la viga en el estado elástico se

muestran en la Figura 6.4. Las pestañas tienen tensiones directas uniformes y la cizalla web y variando la

tensión directa.

a) Brida Doblado Subraya b) Web corte y flexión Subraya

Figura 6.4 Destaca en la placa y la caja de vigas

Las chapas y vigas de caja se componen de elementos de placa plana soportados sobre uno o ambos bordes

y cargados en el plano de flexión y cizallamiento. La forma en que actúa la viga se determina por el

comportamiento de las placas individuales.

6.2.2 pandeo elástico de placas

Los componentes de la placa y la caja de viga bajo estrés pueden ser representados por las cuatro placas

cargarse como se muestra en la Figura 6.5. La forma en que las placas de hebilla y el esfuerzo de pandeo

crítico depende de las condiciones de borde, dimensión y de carga. Los patrones de placa de hebilla también

se muestran en la figura.

En todos los casos el esfuerzo de pandeo crítica puede expresarse por la ecuación:

𝑝𝑐𝑟 = 𝐾 𝜋2

12(1 − 𝑣2) (

𝑡

𝑏)

2

a) Compresión uniforme

b) Compresión Uniforme - un borde libre

c) Esfuerzo cortante

d) En el plano del esfuerzo flexión

Todos los bordes simplemente apoyados con excepción de lo señalado en (b)

K = coeficiente de pandeo que depende de la relación de longitud a anchura placa

𝑎/ 𝑏 (Las condiciones de borde y de carga caso)

E = módulo de Young

v = coeficiente de Poisson

t = espesor de la placa

Algunos valores de K para los cuatro placas se muestran en la Figura 6.6. Tenga en cuenta que la

longitud de la placa una muestra es también la separación de refuerzo en una trabe armada.

Todos los bordes simplemente apoyados excepto como se indica

Figura 6.6 coeficientes de pandeo y valores límite de ancho/relaciones de espesor

La tensión crítica depende de la anchura / relación 𝑏/𝑡 espesor. Valores de 𝑏/𝑡 , donde la tensión crítica

es igual a la tensión de fluencia limitación, se muestran también en la figura

6.6. Estos valores son para el Grado 43 para la placa de acero de hasta 16 mm de espesor, en el que el

límite elástico 𝑝𝑦 = 275 𝑁/𝑚𝑚2. Los valores forman la base para la clasificación de sección semi-

compacto dada en la Tabla 7 en BS 5950.

Las placas web de vigas son sometidas a esfuerzos combinados ejercidos por esfuerzo de flexión

directa y cizalla. Una fórmula de interacción se utiliza para obtener combinaciones de estrés críticos.

La discusión de este tema está fuera del alcance de este libro, en el que se utilizan los procedimientos

de diseño simplificadas dadas en el código. El lector debe consultar las referencias 17 y 18 y el

Apéndice H de la BS 5950: Parte 1.