W, HP y HSS
Perfiles de ala ancha y HP, así como perfiles tubulares estructurales cuadrados, rectangulares y redondos, con n = 2,24 para HSS de Clase H y 1,34 en los demás casos.
SKL-000125 · Skill
CSA S16:24NBCC 2020Diseñe un pilar de acero según CSA S16:24
Describa la altura del pilar, las condiciones de contorno, el pórtico y el arriostramiento, el perfil (W, HP o HSS) y el grado de acero, y las cargas. Mia clasifica el perfil, comprueba el pandeo por flexión y torsión o la tracción, la flexión con pandeo lateral-torsional y la interacción de la cláusula 13.8 o 13.9, e indica la comprobación determinante.
Mia te guía paso a pasoTe guía en los datos de entrada y te explica los resultados.
Ejemplo resuelto
W250x73 · 350W · 3,6 m · Cf 900 kN + Mfx = Mfy = 50 kNm · pórtico arriostrado
Diseño verificado: la resistencia al pandeo lateral-torsional 13.8.2 c) es determinante- Sistema
- Pilar biarticulado, K = 1,0, pórtico arriostrado
- Perfil
- W250x73 · 350W (Fy = 350 MPa)
- Altura
- 3,6 m, sin arriostramiento lateral (L = 3,6 m)
- Cargas mayoradas
- Cf = 900 kN · Mfx = 50 kNm · Mfy = 50 kNm, en un extremo
- Norma
- CSA S16:24
Comprueba un pilar W250x73 en acero 350W, de 3,6 m de altura, articulado en ambos extremos en un pórtico arriostrado y sin arriostramiento lateral en toda su altura, para Cf = 900 kN con Mfx = 50 kNm y Mfy = 50 kNm en el extremo superior (cero en la base), según CSA S16:24.
Resultados clave
- Resistencia a compresión mayorada Cr
- 2217 kN (pandeo por flexión y-y, n = 1,34)
- Resistencia a flexión mayorada Mrx
- 310 kNm (13.6.1 a), omega_2 = 1,75)
- Resistencia a flexión mayorada Mry
- 146 kNm (13.5 a), Clase 2)
- Aprovechamiento determinante
- 0,749 (13.8.2 c))
Todos los valores son deterministas para los datos indicados y reproducidos por el código de cálculo de la skill (E = 200 000 MPa, G = 77 000 MPa). El problema de verificación de STAAD.Pro para el mismo elemento utiliza E = 205 000 MPa y apoyo lateral completo e indica 0,831 para un pórtico no arriostrado; la skill lo reproduce con esos datos.
- — Los momentos mayorados incluyen los efectos de estabilidad de la cláusula 8.4; U1 se aplica según 13.8.5 porque el pórtico está arriostrado.
- — kappa = 0 (momento en un solo extremo), por lo que omega_1 = 0,6 y omega_2 = 1,75.
- — Kz = 1,0 para el pandeo torsional, ambos extremos impedidos de girar.
- — El ala (bel/t = 8,94) es de Clase 2 a flexión; el alma se clasifica con el límite de flexión biaxial de la Tabla 2.
Datos necesarios
- Altura del pilar, condiciones de contorno, pórtico y arriostramiento
- Perfil (W, HP o HSS con su clase C o H) y grado de acero
- Compresión o tracción; para tracción, la unión atornillada del extremo
- Cargas permanentes, variables y de viento (momentos en los extremos o una carga lateral uniforme), o efectos de carga mayorados
Resultados obtenidos
- Comprobación determinante y aprovechamiento
- Clase de sección a compresión y a flexión en ambos ejes
- Resistencia a compresión mayorada y el modo de pandeo que la produjo
- Resistencia a tracción mayorada con An y Ane
- Resistencia a flexión mayorada en ambos ejes, con Mu y omega_2
- El caso de interacción 13.8 o 13.9 que resulta determinante
- Hipótesis y referencias a las cláusulas
Empezar con una plantilla de datos
Estas plantillas rellenan el formulario con datos típicos. No son resultados calculados; el cálculo se realiza en CALC.
Preparar el cálculo
Configure su pilar
Croquis del sistema
L = 3.6 mCf = 900 kNMfx = 50 kNmMfy = 50 kNm
m
m
m
m
Todos los campos obligatorios completados
Todos los campos obligatorios completados
kN
kN
kNm
kNm
kNm
kNm
kN/m
kN/m
kN/m
kN
kNm
kNm
Todos los campos obligatorios completados
Todos los campos obligatorios completados
Datos completosListo para calcular
Qué verifica este Skill
Todas las clases de sección
Clasificación según las Tablas 1 y 2, incluidos los elementos a compresión de Clase 4 con anchos reducidos o una tensión de fluencia efectiva según la cláusula 13.3.4.
Pandeo lateral-torsional
M_u con omega_2 a partir del diagrama de momentos según la cláusula 13.6.1, para perfiles W de Clase 1 a 4 y HSS rectangulares.
La interacción 13.8, caso por caso
Resistencia de la sección transversal, resistencia global del elemento y resistencia al pandeo lateral-torsional con U_1 para pórticos arriostrados y no arriostrados, para perfiles en I y HSS.
Tracción axial según la cláusula 13.2
Fluencia bruta y rotura de la sección neta con los agujeros normalizados de la Tabla 5 y el área neta efectiva de la cláusula 12.3, combinada con flexión según 13.9.
Base normativa
Normas y referencias
Las comprobaciones siguen estas normas. Los parámetros de determinación nacional proceden del anejo nacional elegido en el formulario.
CSA S16:24
VigenteCSA S16:24 Design and construction of steel structures
Edición utilizada: CSA S16:24 (April 2024)
- §11
- §12.3
- §13.2
- §13.3
- §13.5
- §13.6
- §13.8
- §13.9
Estado comprobado el
NBCC 2020
VigenteNational Building Code of Canada 2020
Edición utilizada: NBC 2020
- §4.1.3.2
Estado comprobado el
Preguntas frecuentes
Preguntas frecuentes
Comprobaciones¿Qué edición de la CSA S16 utiliza la skill?
CSA S16:24. Cuando la edición de 2019 difiere (por ejemplo, el límite del ala de la Tabla 1 o la segunda comprobación de 13.9.1), se aplica el texto de 2024.
Comprobaciones¿Se comprueba el pandeo lateral-torsional?
Sí, según la cláusula 13.6.1 con omega_2 a partir del diagrama de momentos, y entra en la interacción 13.8 como caso c). Los HSS cuadrados y redondos no requieren comprobación de pandeo lateral-torsional según 13.6.1 c).
Comprobaciones¿Debo indicar si el pórtico está arriostrado?
Sí. U1 y la comprobación de la resistencia de la sección transversal de la cláusula 13.8 dependen de ello, por lo que el pórtico siempre se confirma en lugar de suponerse.
Comprobaciones¿Puede comprobar un elemento a tracción?
Sí. Mia comprueba la fluencia bruta y la rotura de la sección neta según la cláusula 13.2 con los agujeros normalizados de la Tabla 5 y el área neta efectiva de la cláusula 12.3, y combina la tracción con la flexión según 13.9. El desgarro en bloque depende de la unión y no se comprueba.
Comprobaciones¿Se cubren las secciones de Clase 4?
Sí, a compresión según la cláusula 13.3.4 y a flexión según 13.5 c) y 14.3.4. Solo se remite a RFEM una sección cuyo ala y alma sean ambos esbeltos a flexión, porque la S16 la deriva a AISI S100.
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