ARTICULACION ARTICUL ACION PLASTIICA PL ASTIICA MECANISMO MECANIS MO DE COLAPSO COL APSO
INTRODUCCION Cuando el esfuerzo en un punto de una estructura dúctil de acero alcanza el esfuerzo de uencia, esa parte de la estructura uirá localmente permitiendo el reajuste de los esfuerzos en alguna medida. Cuando el momento se incrementa mas allá del momento de uencia, cuando la distribución de esfuerzos ha alcanzado esa etapa se dice que se ha formado una AR!C"#AC!$% &#A'!CA, por que no puede resistir ningún momento adicional. (l momento plástico es el momento que producirá una plasti)cación completa en una sección trans*ersal del miembro.
+(!C!$%RótulaMétodo o forma de unión entre dos o más elementos onser!ando ada uno de ellos su indi!idualidad" Tam#ién llamada artiulaión$ %unta de &asador$ unión artiulada" Rótula plásticaEstado &lástio 'ue alan(an todas las )#ras de un elemento estrutural al &roduirse una artiulaión en la seión trans!ersal del mismo" Tam#ién llamada artiulaión &lástia" ecanismo de ColapsoUn meanismo de ola&so está formado &or el n*mero m+nimo de artiulaiones &lástias a&a( de &ermitir 'ue la !i,a se a,ote uando se so#re&asa le!emente la ar,a *ltima"
'(CC!$%(' RA%'/(R'A#(' ('R"C"RA#(' Como el e%e de -e.ión de las !i,as es siem&re el de ma/or momento de ineria 0e%e 12 13$ se re'uieren seiones estruturales de ma/or &eralte 'ue el de las utili(adas omo olumnas -e.o2om&rimidas" Las !i,as están su%etas &re&onderantemente a -e.ión unia.ial / uando se utili(an &er)les IR se ar,an en el &lano de simetr+a 'ue orres&onde al de menor momento de ineria" En la si,uiente ),ura se muestran los &er)les de uso freuente en !i,as$ siendo el más &o&ular los &er)les IR laminados$ /a 'ue resisten momentos -e.ionantes im&ortantes" Las seiones armadas de seión trans!ersal distinta a la de los &er)les I se utili(an en !i,as 'ue so&ortan ar,as de ,ran ma,nitud 'ue &roduen momentos -e.ionantes ele!ados / 'ue &ueden ausar &andeo lateral &or -e.o2torsión" Las seiones de alma a#ierta 0armaduras3 se utili(an e!entualmente uando se neesita es&aio &ara anali(ar las instalaiones elétrias$ 4idrosanitarias o de aire aondiionado a tra!és del alma de la !i,a$ o &ara ar,as li,eras / ,randes laros$ omo las u#iertas de na!es industriales"
eor0a simple para el *igas
elástica dise1o
de
Los &rini&ios fundamentales del dise5o elástio son am&liamente utili(ados a ni!el mundial en estruturas de aero desde 4ae más de un si,lo" Para entender las diferenias entre el dise5o elástio / &l ástio$ se onsidera una !i,a do#lemente em&otrada / 'ue so&orta una ar,a uniformemente re&artida" El dise5o elástio se #asa en una distri#uión lineal de esfuer(os / deformaiones" El riterio de dise5o de la !i,a esti&ula 'ue los esfuer(os de -e.ión má.imos en las )#ras e.tremas de ésta$ oasionados &or la ar,a atuante$ no de#en e.eder los esfuer(os &ermisi#les de -e.ión esti&ulados en las Es&ei)aiones del AISC" As+$ la !i,a tiene una reser!a de a&aidad a -e.ión / su om&ortamiento es elástio lineal$ los momentos -e.ionantes má.imos 0ne,ati!os3 se &resentan en los a&o/os em&otrados / en la seión media de la !i,a se &resenta el momento -e.ionante má.imo &ositi!o$ u/o !alor orres&onde a la mitad del momento -e.ionante ne,ati!o en los a&o/os" Lo anterior si,ni)a 'ue la !i,a toda!+a &uede so&ortar ar,a6 sin em#ar,o$ en el dise5o elástio no se &ermite 'ue se formen las artiulaiones &lástias en los a&o/os / en la seión media de la !i,a$ /a 'ue esta 4i&ótesis es la #ase del dise5o &lástio"
+ise1o de *igas de acuerdo con la teor0a plástica simple La #ase &ara alular la ar,a *ltima 0resistenia má.ima &lástia3 de una !i,a es la resistenia del aero en el inter!alo &lástio" El aero estrutural tiene la &ro&iedad de deformarse &lástiamente des&ués de alan(ar el &unto de -uenia" As+$ uando iertas seiones trans!ersales de una estrutura alan(an el esfuer(o de -uenia$ éstas se mantienen al mismo ni!el de esfuer(o #a%o deformaión reiente$ mientras 'ue otras &artes menos esfor(adas se deforman elástiamente$ 4asta 'ue alan(an tam#ién la ondiión de &lasti)aión o -uenia"
Puesto 'ue )nalmente$ todas las seiones trans!ersales r+tias de la !i,a alan(an la ondiión de -uenia o &lasti)aión$ el análisis se sim&li)a onsidera#lemente$ de#ido a 'ue solamente se neesita onsiderar este 4e4o" No es im&ortante reonoer ómo se redistri#u/en los momentos -e.ionantes en la estrutura sino solamente de#e reonoerse 'ue efeti!amente se redistri#u/en"
#as articulaciones plásticas pueden formarse ena3 Los em&otramientos$ los nudos r+,idos / las uniones no artiuladas donde onurran dos o más elementos" #3 Los a&o/os intermedios de las !i,as ontinuas" 3 Los &untos de a&liaión de las ar,as onentradas" d3 7a%o ar,as distri#uidas$ a &artir de los &untos donde el momento -etor es má.imo"
(# (CA%!'$ +( C$#A&'$ Una !i,a estátiamente determinada falla si se desarrolla en ella una artiulaión &lástia$ la teor+a de dise5o &lástio no es mu/ *til en estruturas estátiamente indeterminadas" Su ,ran !alor se mani)esta en las estátiamente indeterminadas" Para 'ue una estrutura estátiamente indeterminada falle es neesario 'ue se forme más de una artiulai8n &lástia$ se &resentan en antidades no menores de 9" Se llama meanismo de falla a la dis&osiión de artiulaiones &lástias / 'ui(á de artiulaiones reales$ 'ue &ermiten la falla de la estrutura"
(stado limite por capacidad resistente a e2ión Los estados l+mites de resistenia ontem&lan diferentes &osi#ilidades en el om&ortamiento de falla de !i,as anali(adas #a%o la aión de ar,as" La resistenia a -e.ión resulta el menor de los !alores o#tenidos de onsiderar los si,uientes estados l+mites:
3. alla por uencia de la sección de *igas compactas con adecuados soportes laterales Las !i,as &lástias están formadas &or elementos u/as &ro&oriones$ as+ omo las ondiiones de ar,a tem&eratura$ et"$ / la orreta u#iaión de sus arriostramientos laterales son tales$ 'ue &ermiten desarrollar las deformaiones unitarias orres&ondientes a la iniiaión del endureimiento &or deformaión del material$ sin fallas &rematuras del ti&o frá,il$ o &or &andeo lateral torsional" Las arater+stias de dutilidad de las !i,as &lástias &ermiten as+ mismo la a&liaión del one&to de formaión de meanismos de ola&so on redistri#uión de momentos en el sistema estrutural anali(ado" Una !e( 'ue se forma la artiulaión &lástia en una seión$ la ma,nitud del momento -e.ionante en esta seión &ermanee onstante on el !alor onoido M& ; <= /$ / el ,rado de 4i&erestatiidad de la estrutura se redue en uno"
4. alla por uencia de la sección de *igas compactas con insu)cientes soportes laterales El modo de falla so#re!ienen &or &andeo lateral$ el ual se 4a/a asoiado al &andeo torsional de forma on%unta" Por lo tanto$ las !i,as son a&aes de alan(ar la &lasti)aión en al,una de sus seiones$ &or ser om&atas on relaión a la es#elte( de sus elementos om&onentes 0ala / alma3$ &ero ina&aes de formar meanismos de ola&so /a 'ue eden antes &or &andeo lateral"
Una !i,a se ola&sa uando en ella se forma un n*mero su)iente de artiulaiones &lástias" El meanismo de ola&so de la !i,a de la ),ura onsiste en las tres artiulaiones &lástias indiadas" La a&liaión del &rini&io de los tra#a%os !irtuales &ermite alular la ar,a *ltima"
