Foros de SóloIngeniería

- 19 Jun 2010, 12:47 #227468

Por cierto, ¿sabriais calcular el centro de cortantes de una seccion de este tipo? el del IPE coincide con el cdg y el de la UPN me lo da la tabla.

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- 23 Jun 2010, 19:22 #227992

Hola a todos, soy estudiante de ITI mecanica y estoy ya haciendo el PFC y, claro, ya salen las dudas a diestro y siniestro

Tengo una nave con puente grua y he calculado las acciones con la norma correspondiente a las vigas carril.
El cáculo lo estoy haciendo a mano todo lo que es posible. Uso el metal 3D para obtener las envolventes y luego, con los maximos compruebo a mano las secciones. Esto me va bien para axiles, cortantes y flectores pero cuando llego a la torsión...
Me refiero al tren de esfuerzos torsores que dice la norma, pues no se como comprobarlo pues no se obtener el modulo resistente correspondiente.

¿Alguien sabe como podria realizar esta comprobacion a mano?

El momento de inercia torsor para un perfil abierto de paredes delgadas es

It = 1/3 de la suma de (t^3 * h)

siendo t los espesores y h los anchos correspondientes.

Si es un perfil laminado en forma de I o H se multiplica el resultado por 1,3; por aquello de los radios y tal, si es laminado UPN por 1,12; si es laminado angular por 0,99 y si es laminado en forma de T por 1,12.

El momento resitente mínimo es

Wtmin = It / tmax

y la tensión por torsión es

tau = Mt * t / It = Mt / Wt

Un saludo

Última edición por experimentator el 23 Jun 2010, 19:46, editado 1 vez en total

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- 23 Jun 2010, 19:26 #227994

Por cierto, ¿sabriais calcular el centro de cortantes de una seccion de este tipo? el del IPE coincide con el cdg y el de la UPN me lo da la tabla.

El centro de cortantes verticales estaría sobre el eje vertical, ¿o entiendo mal la pregunta?

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- 24 Jun 2010, 23:40 #228190

El centro de cortantes verticales estaría sobre el eje vertical, ¿o entiendo mal la pregunta?

Si, el centro de cortantes esta sobre la vertical pero a que altura. Para cargas verticales no afecta pero sí para las horizontales, donde si la linea de aplicacion de la fuerza no pasa por el centro de cortantes si provocaria torsor. Si os fijais en cualquier tabla, las UPN tienen el centro de cortantes fuera de la seccion, Para mi caso estaria por encima del alma de la UPN tumbada. Eso si está sola, pero si añadimos el IPE, este provocará un descenso del centro de cortantes pero no se de cuanto. Os pareceraque quiero afinar demasiado pero es que este momento torsor casi que me determina la IPE a usar pues provoca una flexion en el ala inferior como consecuencia del bimomento que, dado el poco modulo resistente de la misma, se dispara la tension y me obliga a subir de perfil. Es importante saber si me estoy colando con los torsores.

Os cuento lo que he avanzado:

1)He reducido las dimensiones del carril de rodadura, pues de esta forma reduzco la excentricidad de las cargas y, por ende, la magnitud de los torsores. En concreto pase de un 60x40 a un 40x30 macizo.

2)Me he releido bien la norma de las vigas carril y modifique las hipotesis de carga. Yo supuse la maxima carga vertical mas la maxima carga horizontal. La norma indica conbinaciones donde varian los coeficientes y no actua el total de las cargas a la vez. Eso me volvio a reducir la torsion.

Duda que se me plantea ahora.

El bimomento produce una flecha en las alas superior e inferior que para doble T smetrica es la misma pero en mi caso la flecha del ala inferior es mucho mayor (21mm) que la de la superior(2mm). Por otro lado por efecto de las cargas horizontales se suma una flecha en el ala superior maxima de 16mm. En realidad el ala inferior se movera algo. Si la carga estubiera aplicada en el centro de cortantes se moverian lo mismo las dos.
Ahora bien, teniendo en cuenta las flechas producidas por el torsor y la carga horizontal parece como que el ala inferior se va hacia un lado por el bimomento pero luego retrocede un poco. Es este momento me pregunto que flector real esta absorviendo el ala inferior, pues en vez de tener 21mm de flecha tiene 21-16=5mm. Parece que deberia ser menor el flector, pero menor flector significa que la magnitud del par de fuerzas es menor y no alcanzaria a equilibrar el torsor
Da la sensacion de que el ala inferior trabaja menos de lo que en teoria deberia y que esa diferencia la cargaria el ala superior.

No se ustedes, pero esto de la torsion me parece una gran putada y si ya tenemos un perifil que no es doble T simetrica pues ni te digo

Muchas gracias por las respuestas, poco a poco me voy aclarando.

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- 25 Jun 2010, 20:14 #228370

No sé, todavía no me he enfrentado al centro de cortantes de perfiles asimétricos. De todas maneras, en las vigas carrileras que he visto la torsión no debe ser un gran problema, porque algunas tenían un canto considerable. Si puedes esperar miraré algo que tengo en el trabajo a ver si arroja un poco de luz.

Un saludo

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- 25 Jun 2010, 22:24 #228380

Por descontado que puedo esperar, toda la ayuda será poca. Respecto a lo de que la torsión es poco importante.....hombre, según los cálculos ya te digo que me afecta y en gran medida. Estaré pendiente del hilo y ya os contaré como evoluciona el tema.

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- 26 Jun 2010, 11:32 #228400

Si la torsión fuera un factor determinante para el dimensionamiento de las vigas carrileras éstas no serían en forma de I, como lo son en su mayoría, sino en forma de cajón. De hecho que tengan forma de I nos indica que el problema está en la flexión y en la flecha, que creo se limita a L/1000. Seguro que hay un planteamiento que resuelva el problema de la acción horizontal transversal de una forma óptima. Alguien que estuviera acostumbrado a estos cálculos nos podría dar más pistas.
Un saludo

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- 28 Jun 2010, 17:14 #228642

Bueno pues al final lo he resuelto con la ea-95, donde por lo menos se definen las cosas. Es lo mejor que encotré.
He aplicado unas formulas en funcion de la flecha de las alas y el giro que te dan un coeficiente alfa. Este coeficiente indica la proporcion entre torsion uniforme y torsion de alabeo. De la primera sale una tension de corte y de la segunda sale el bimomento y el cortante asociados al alabeo de las alas. Para que os hagais una idea, en mi caso, el coeficiente sale alrededor de 0.2 lo que indica que el 20% del torsor se resiste por torsion uniforme y el 80% restante por alabeo. Esto me parece logico. Asi mis tensiones por el bimomento se reducen un 20% lo que significa un perfil menor.

Con todo ello, el perfil necesario es IPE 400+UPN240. Flechas 5.6 (max 8 y 1.5 (max 6

Otra consideracion que hice posteriormente es respecto al centro dee cortantes del ala superior. En un ala de un perfil e doblñ T, este centro se situa dentro del ala, pero en el conjunto UPN240+ ala superior del IPE400 el centro de cortantes se situa por encima de dicho ala, en concreto a unos 15mm. Según yo, esto hace que el torsor sea menor en este tipo de alas que el que me indica la norma de las carrileras, corregidme si me equivoco. Pues teniendo en consideracion la reduccion de la excentricidad de la carga horizontal consigo rebajar a un IPE360+UPN240. Os digo que las flechas cumplen justillas en este ultimo: 7.84 (max 8 en vertical y 1.63 (max 6 en horizontal.

Os comento otro tema respecto al pandeo lateral: que norma usais para este tipo de perfil. Yo empecé usando el CTE A pero no recoje el caso de perfiles que no tengan simetria doble. He usado en su lugar el Eurocodigo 3 donde si aparece el calculo de perfiles con un eje de simetria. El caso es que tengo los dos calculos hechos y el del Eurocódigo es más desfavorable, con lo que creo que será el que usaré.

Última edición por ing.tec.mec. el 29 Jun 2010, 01:38, editado 1 vez en total

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- 28 Jun 2010, 18:54 #228666

Yo he estado investigando por mi parte y he encontrado un anexo del EC EN 1993-6 que trata la torsión en vigas carrileras, no sé si te servirá.


También he visto un documento que explica el cálculo según DIN:
http://www.frilo.de/artikel/kranbahn/kr ... raeger.pdf
Para el cálculo de la torsión supone un momento Mz equivalente que junto a My y Mz de cálculo la suma de esfuerzos debe estar por debajo del ratio admisible 1, lo explica en la página 5 a 7. El documento no tiene desperdicio, el problema es que está en alemán.

Aunque lo mejor lo he visto en la norma canadiense. Ésta supone que si se coloca una chapa posicionadora que une el ala superior de la viga carril al pilar de la nave, como realmente se ve en muchos casos, se puede despreciar la comprobación de la torsión si cumple que la sección del ala superior puede absorber los esfuerzos de flexión y cortadura de la carga horizontal transversal. No sé si considerará algo de torsión por la excentricidad entre punto de acción de cargas y nivel de la chapa posicionadora, pero tiene bastante sentido lo que dice.

Un salduo

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- 29 Jun 2010, 01:34 #228700

Lo primero darte las gracias por el esfuerzo que has hecho ...vaya, se ve que sabes buscar informacion porque yo desde luego....
Al tema, pues creo que lo que me comentas de la norma DIN es bastante acorde con el bimomento que se aplica segun la EAE y el CTE, el cual se define en la EA-95. Así que creo que voy por buen camino.

Respecto a la norma canadiense....no me parece que se pueda despreciar la torsion, pues lo cierto es que la carga horizontal no se aplica al ala superior sino mas arriba, por lo que si habra un cierto torsor.

Tambien he visto el documento que esta en alemán, del cual no entiendo ni papa, pero que los dibujitos son buenos. Se ve que tienen en cuenta la posicion del centro de cortantes para cuantificar el torsor. Supongo entonces que los perfiles con el centro de cortantes situado más arriba tendra menos torsor que uno simetrico.

Ahora si juntamos lo que dice la norma canadiense, añadiendo ese punto de apoyo del ala superior, podemos considerar que el ala superior absorve toda la carga horizontal, como de hecho hacemos pero que unida a la excentricidad (altura del carril) pues tiene un torsor. Este torsor es proporcional a la distancia al centro de cortantes de , esta vez, el ala superior. Ya tenemos el torsor. Pero como se resiste. No se lo come todo el ala superior, es mas, la norma UNE considera un flector localizado en la parte superior del alma de la viga precisamente porque se transmite al ala inferior. Así, el torsor es absorvido por todo el perfil generando de este modo el bimomento.

Ahora bien, la EA95 no toma toda la torsion como uniforme sino como mixta, En un perfil mas rigido a torsion habra mas tau y menos sigma y viceversa. El coeficiente alfa cuantifica el reparto.

Al final va a resultar que la EA-95 es la mas completa..... con to lo antigua que es.... , al menos en este aspecto.

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