Introduccion a Los Miembros Cargados Axialmente a Compresion

INTRODUCCION A LOS MIEMBROS CARGADOS AXIALMENTE A COMPRESION 1. INTRODUCCION Existen varios tipos e !ie!"ros #$e tra"a%an a &o!presi'n( e )os &$a)es )a &o)$!na es e) !*s &ono&io. Entre )os otros tipos se en&$entran )as &$eras s$periores e ar!a$ras + iversos !ie!"ros e arriostra!iento. Ae!*s( !$&,os otros !ie!"ros tienen &o!presi'n en a)-$na e s$s partes. stos in&)$+en )os patines a &o!presi'n e vi-as )a!inaas + ar!aas + )os !ie!"ros s$%etos si!$)t*nea!ente a &ar-as e /exi'n + e &o!presi'n. Las &o)$!nas son !ie!"ros verti&a)es re&tos &$+as )on-it$es son &onsiera")e!ente !a+ores #$e s$ an&,o. Los !ie!"ros verti&a)es &ortos s$%etos a &ar-as e &o!presi'n se eno!inan &on 0re&$en&ia p$nta)es o( si!p)e!ente( !ie!"ros a &o!presi'n sin e!"ar-o( en )as p*-inas si-$ientes )os t2r!inos columna + miembro a compresión se $san inistinta!ente. Los paneos se s$"ivien en3 •

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E) pandeo fexionante 4))a!ao ta!"i2n paneo e E$)er5 es e) tipo pri!ario e paneo ana)i6ao en este &ap7t$)o. Los !ie!"ros est*n so!etios a /exi'n &$ano se v$e)ven inesta")es. E) pandeo local o&$rre &$ano a)-$na parte o partes e )a se&&i'n transversa) e $na &o)$!na son tan e)-aas #$e se panean )o&a)!ente en &o!presi'n antes #$e )os otros !oos e paneo p$ean o&$rrir. La s$s&epti"i)ia e $na &o)$!na a) paneo )o&a) se !ie por )as re)a&iones an&,o a espesor e )as partes e s$ se&&i'n transversa). E) pandeo torsionante fexionante p$ee o&$rrir en &o)$!nas #$e tienen &iertas &on8-$ra&iones en s$ se&&i'n transversa). Esas &o)$!nas 0a))an por torsi'n o por $na &o!"ina&i'n e paneo torsiona) + /exionante.

9. :ARIABLES DE UN MIEMBRO A COMPRESION 9.1 ESFUERZOS RESIDUALES Investi-a&iones rea)i6aas en )a Universia e Le,i-, ,an e!ostrao #$e )os es0$er6os resi$a)es + s$ istri"$&i'n son 0a&tores !$+ i!portantes #$e a0e&tan )a resisten&ia e )as &o)$!n &o)$!nas as e a&ero a&ero &ar-a &ar-aas as axia)! axia)!ent ente. e. Estos Estos es0$er es0$er6os 6os son e -ran -ran i!port i!portan& an&ia ia en &o)$!nas &on re)a&iones e es"e)te6 e ;< a 19<( interva)o #$e in&)$+e $n -ran por&enta%e e )as &o)$!nas $saas en )a pr*&ti&a. Una &a$sa !$+ i!portante e )os es0$er6os resi$a)es es e) en0ria!iento esi-$a) #$e s$0ren )os per8)es esp$2s e ,a"er sio )a!inaos en &a)iente. Por e%e!p)o( en $n per8) = )os p$ntos exteriores e )os patines + )a parte !eia e) a)!a se en0r7an r*pia!ente( en tanto #$e )as 6onas e interse&&i'n e) a)!a &on )os patines )o ,a&en !*s )enta!ente. Las partes e )a se&&i'n #$e se en0r7an &on !*s rapie6( a) so)ii8&arse( s$0ren )os pri!eros a&orta!ientos( en tanto #$e a#$e))as partes #$e est*n a>n &a)ientes tienen a a&ortarse a>n !*s a) en0riarse. E) res$)tao neto es #$e )as *reas #$e se en0riaron !*s r*pia!ente #$ean &on es0$er6os resi$a)es e &o!presi'n( en tanto #$e )as *reas e en0ria!iento !*s )ento #$ean &on es0$er6os resi$a)es e tensi'n. La !a-nit$ e estos es0$er6os var7a entre 1< + 1? @)"p)- 9 4 a 1< MPa5 a$n#$e se ,an en&ontrao va)ores !a+ores e 9< @)"p)- 9 41 MPa5. La so)a$ra p$ee pro$&ir es0$er6os resi$a)es severos en )as &o)$!nas( #$e p$een aproxi!arse a) va)or e) es0$er6o e /$en&ia en )as &er&an7as e )as partes so)aas. Otro ,e&,o i!portante es #$e )as &o)$!nas ta!"i2n p$een /exionarse apre&ia")e!ente e"io a )a ap)i&a&i'n e )a so)a$ra( )o #$e a0e&ta s$ &apa&ia e soportar &ar-a. La Fi-$ra si-$iente i)$stra e) e0e&to e )os es0$er6os resi$a)es 4e"io a) en0ria!iento + )a 0a"ri&a&i'n5 0 a"ri&a&i'n5 so"re e) ia-ra!a es0$er6oe0or!a&i'n $nitaria para $n per8) = )a!inao en &a)iente.

E) so)ao entre s7 e per8)es para pie6as &o!p$estas &a$sa &on 0re&$en&ia es0$er6os resi$a)es a>n !a+ores #$e )os o&asionaos por e) en0ria!iento esi-$a) e se&&iones H )a!inaas en &a)iente.

. PERFILES USADOS PARA COLUMNA En teor7a p$ee se)e&&ionarse $n sin07n e per8 )es para resistir &on se-$ria $na &ar-a e &o!presi'n en $na estr$&t$ra aa. Sin e!"ar-o( ese e) p$nto e vista pr*&ti&o( e) n>!ero e so)$&iones posi")es se ve )i!itao por e) tipo e se&&iones isponi")es( por pro")e!as e &onexi'n + e) tipo e estr$&t$ra en one se va a $sar )a se&&i'n. Los p*rra0os #$e si-$en intentan ar $n "reve res$!en e )as se&&iones #$e ,an res$)tao satis0a&torias para &iertas &oni&iones. Estas se&&iones se !$estran en )a Fi-$ra ?.9( + )as )etras entre par2ntesis en )os p*rra0os #$e si-$en se re8 eren a )as partes e esta 8 -$ra. Las se&&iones $ti)i6aas para !ie!"ros a &o!presi'n por )o &o!>n son si!i)ares a )as e!p)eaas para !ie!"ros a tensi'n &on &iertas ex&ep&iones. Las ex&ep&iones )as &a$sa e) ,e&,o e #$e )as resisten&ias e )os !ie!"ros a &o!presi'n var7an en &ierta re)a&i'n inversa &on )as re)a&iones e es"e)te6 + se re#$ieren enton&es !ie!"ros r7-ios. Las "arras( p)a&as + vari))as inivi$a)es son -enera)!ente e!asiao es"e)tas para 0$n&ionar en 0or!a satis0a&toria &o!o !ie!"ros a &o!presi'n( a !enos #$e sean !$+ &ortas + re&i"an &ar-a )i-era.

Fi-$ra N 1 Per8)es en &o)$!na Una pe#$eJa esventa%a #$e se presenta en &iertos &asos es #$e )os extre!os e )as se&&iones t$"$)ares + e )os t$"os #$e est*n s$%etos a at!'s0eras &orrosivas e"en se))arse para prote-er s$s s$per8&ies interiores ina&&esi")es &ontra )a &orrosi'n. A$n#$e res$)tan !$+ atra&tivos para $sarse exp$estos &o!o vi-as( )os per8)es t$"$)ares est*n en esventa%a &on )as se&&iones =( #$e poseen !o!entos resistentes !$&,o !a+ores para e) !is!o peso. Para !$&,as sit$a&iones en &o)$!nas( e) peso e )as se&&iones t$"$)ares &$araas o re&tan-$)ares $s$a)!ente ))a!aas secciones estructurales huecas 4HSS5( p$ee ser !enor #$e )a !ita e )os pesos re#$erios para se&&iones e per8) a"ierto 4=( M( S( &ana)es + an-$)ares5. Es &ierto #$e )as se&&iones t$"$)ares + t$"os p$een &ostar ta) ve6 9?K !*s por )i"ra #$e )as se&&iones a"iertas( pero esto nos per!ite a>n )o-rar a,orros e ,asta 9
Fi-$ra N 9 C$rva res$)tao e )a pr$e"a Unos aJos !*s tare( en 1?( Leon,ar E$)er( $n !ate!*ti&o s$i6o( es&ri"i' $n art7&$)o e -ran va)or re)ativo a) paneo e &o)$!nas. Pro"a")e!ente 2) 0$e )a pri!era persona en arse &$enta e )a i!portan&ia e) paneo. La 0'r!$)a e E$)er( )a !*s 0a!osa e toas )as expresiones para &o)$!nas( se e$&e en e) Ap2ni&e A e este texto. Esta 0'r!$)a( #$e se ana)i6a en )a si-$iente se&&i'n( !ar&' e) veraero prin&ipio e )a investi-a&i'n te'ri&a + experi!enta) so"re &o)$!nas. La "i")io-ra07a t2&ni&a &ontiene !$&,as 0'r!$)as esarro))aas para &oni&iones iea)es e )as &o)$!nas( pero estas &oni&iones no se en&$entran en )a rea)ia pr*&ti&a. En &onse&$en&ia( e) iseJo pr*&ti&o e &o)$!nas se "asa prin&ipa)!ente en 0'r!$)as #$e se ,an esarro))ao para &on&orar( &on exa&tit$ ra6ona")e( &on )as &$rvas res$)tao e )a pr$e"a. La %$sti8&a&i'n e este pro&ei!iento es e) ,e&,o e #$e )a e$&&i'n inepeniente e expresiones paras &o)$!nas no &on$&e a 0'r!$)as #$e en res$)taos &o!para")es &on )os va)ores e )as &$rvas res$)tao e )a pr$e"a para toa re)a&i'n e es"e)te6. Las !a-nit$es e )os es0$er6os e /$en&ia e )as se&&ione pro"aas son !$+ i!portantes en )as &o)$!nas &ortas( +a #$e s$s es0$er6os e 0a))a tienen va)ores &er&anos a )os e /$en&ia. Para &o)$!nas &on re)a&iones e es"e)te6 inter!eias( )os es0$er6os e /$en&ia tienen !enor i!portan&ia en s$s e0e&tos so"re )os es0$er6os e 0a))a( + no tienen nin-$na i!portan&ia en )as &o)$!nas )ar-as + es"e)tas. Para &o)$!nas en e) ran-o inter!eio( )os es0$er6os resi$a)es tienen !a+or in/$en&ia en )os res$)taos( en tanto #$e )os es0$er6os e 0a))a e &o)$!nas )ar-as + es"e)tas son !$+ sensi")es a )as &oni&iones e apo+o en )os extre!os. Otro 0a&tor o!inante en s$ e0e&to so"re )a resisten&ia e )as &o)$!nas( ae!*s e )os es0$er6os resi$a)es + e )a no )inea)ia e )os !ateria)es( es )a 0a)ta e re&tit$ axia). 5.1 La fórmula de Euler