Abolladura: definición, causas y fases del proceso

Abolladura

Definición: fenómeno de inestabilidad por el cual una chapa esbelta metálica sometida a tensiones normales de compresión en su plano sufre unos movimientos en sentido transversal a su plano medio cuando la carga alcanza un determinado valor, llamado crítico. Se trata de un fenómeno resistente debido a los efectos de la no linealidad del material y especialmente, de los de segundo orden por la no linealidad geométrica.

Causas que producen abolladura:

• Compresión local del alma por cargas concentradas
• Compresión excesiva del alma debido a tensiones normales y/o tensiones tangenciales
• Abolladura de alas debido a tensiones normales

Fases del proceso de agotamiento por abolladura

1. Fase precrítica: comprende desde un valor nulo de la carga hasta el momento en el que se alcanza la carga crítica de pandeo
2. Fase postcrítica: comprende desde el momento en que se alcanza la carga crítica de pandeo hasta agotamiento de la chapa.

Tras alcanzar la carga crítica de pandeo se producen deformaciones fuera del plano de la chapa que provocan alargamiento en las fibras ortogonales a la compresión inicial. Estas fibras traccionadas estabilizan la estructura (efecto membrana) dando lugar a una reserva de capacidad portante que en algunos casos puede superar en varias veces la carga crítica de pandeo. La reserva postcrítica aumenta con la esbeltez de las chapas. En secciones armadas de edificación se tiende a eliminar toda clase de rigidizadores intermedios excepto en las secciones de apoyo y bajo cargas concentradas. Para evitar la abolladura por cortante se disponen rigidizadores transversales.

Relación entre tensión crítica ideal panel b y panel a

tcritB/tcritA= (espesorB/espesorA)^2

Rigidizadores

Si la abolladura se produce por compresión es aconsejable aumentar el espesor del alma o en vigas de gran canto disponer rigidizadores longitudinales. Los rigidizadores transversales no deben soldarse a las platabandas de tracción. Si solo se disponen rigidizadores en apoyos y bajo cargas concentradas, éstos deben ser simétricos respecto al plano medio de la viga. Cuanto mayor arriostramiento exista en el contorno mayor reserva postcrítica existirá.

Disipación plástica

La carga de tracción monótona hace que las fibras no se carguen de la misma forma, algunas alcanzan antes el límite elástico, pero no se fragilizan y producirá rotura en cadena, sino que seguirá deformándose y transmitirá la carga que soporta a otras zonas menos cargadas, a esto se le llama disipación plástica.

Verdadero falso

La inercia de los rigidizadores depende del espesor de alma. Cuanto mayor es este espesor, menor debe ser la inercia del rigidizador porque el alma tenderá a abollarse menos, al ser más rígida. Verdadero.

La fisuración del hormigón hace que las secciones mixtas no aporten ventajas resistentes respecto de las secciones metálicas cuando se hallan solicitadas a flexiones negativas. Verdadero.

Las secciones mixtas a flexión positiva son casi siempre de clase 1 o 2. Verdadero.

El factor de forma de una sección mixta a flexión positiva es generalmente bastante superior al de una sección metálica. Verdadero.

El factor de forma de una sección mixta a flexión positiva es mayor en el caso de un montaje no apeado que en el de un montaje apeado. Falso, es mayor en el caso de montaje no apeado que en el caso de montaje apeado.

Secciones

4 clases con objeto de identificar la influencia de la abolladura sobre la capacidad resistente de las secciones, su capacidad de rotación.

Clase 1 PLASTICA, mas robusta, plastifica todas las fibras con Mu=Mplastico. Son aquellas que pueden desarrollar rotulas plásticas con la capacidad de rotación requerida para un análisis global plástico, sin reducción de la resistencia de la sección

Clase 2 COMPACTA Mu=Mplastico plastifica todas las fibras. Son aquellas que pueden alcanzar su momento resistente plástico, pero que poseen una capacidad de rotación limitada a causa de la aparición de fenómenos de inestabilidad local (abolladura)

Clase 3 SEMI-COMPACTA Mu=Melastico llega solo a fy en el pto mas desfavorable. Son aquellas para las que la tensión calculada en la fibra comprimida más solicitada del elemento, suponiendo una distribución plástica de tensiones, puede alcanzar el límite de elasticidad del acero pero en las que el desarrollo de fenómenos de estabilidad local es susceptible de impedir el desarrollo del momento resistente plástico de la sección

Clase 4 ESBELTA Mu=Mefficaz menor a Mel. Son aquellas en las que la abolladura local se produce antes de alcanzarse el límite de elasticidad en una o varias zonas comprimidas de chapa de la sección transversal., puede utilizarse anchuras eficaces.

Cálculo plástico

Tracción= área traccionada). b + (área compr). b

Tracción q agota la pieza=Tp=Fy.h.b

Evolución Tracciones-Elongaciones(****) remember la diferencia

T1=0’3fy.h.b=0’3Tp….E1=0’3Ey //el 0’3 viene de 0’7fy inicial hasta 1fy final

T2=Tp….E2=1’35Ey…. El 1’35viene de -0’35fy inicial hasta 1fy final

Cálculo elasto plástico

Ys=( sumatorio área de ala*y desde arriba)+(área alma*y desde arriba)/área

I=Ialma+Aalma*d^2+Iala+Aala*d^2

Hallar e,M=N*e, hallar Msup…Sigma sup=(-N/A )-(Mu+M)10^`6/I=-fy/gamma m. gamma inf=-++

Mn,rd en reg plástico, hallar primero d, N*=(fy/gamma m)*Area compr-(fy/gamma m)*Atraccion

Mn=sumatorio Ni*dig.MelSin N*///(Mel*y/I)=fy/gamma m Mpl sin N*, hago Nsup, Nw,, Nsup+Mw*d/halma=Nw*(halma-d/hallma)saco d, tomo momentos respecto fn, Mpl=sumatorio N*dist a fn