Estabilidad y relaciones de esbeltez. Factores de longitud efectiva






De interes: Estabilidad y relaciones de esbeltez. Factores de longitud efectiva.

La relación de esbeltez (kL/r) de los miembros comprimidos axialmente o flexocomprimidos se determina con la longitud efectiva (kL) y el menor radio de giro de la sección transversal.
L = longitud libre de la columna entre secciones soportadas lateralmente.
K = factor de longitud efectiva que se determina de acuerdo a las condiciones de apoyo de la columna.
Debe cuidarse de emplear en todos los casos el valor de kL/r máximo ya que estos valores cambian de una dirección a otra.
Las longitudes efectivas son:

FACTORES DE LONGITUD EFECTIVA
Para determinar el factor de longitud efectiva de una sección deben considerarse los elementos que se conectan al primero en ambos extremos, considerando tres casos:

a) Miembros con extremos fijos linealmente:Se considera K = 1.0 , pues el pandeo se debe a las deformaciones ocasionadas entre sus extremos.

b) Miembros a las que puedan despreciarse los efectos de esbeltez .Estos efectos pueden despreciarse en columnas de entrepiso de marcos rígidos que forman parte de estructuras regulares cuando se cumple en el entrepiso “i” lo siguiente: 
donde:
D ei = desplazamiento horizontal del entrepiso i
Hi = altura del entrepiso i
Vi = cortante del entrepiso
Wi* = peso de la construcción arriba del nivel i
Cuando los desplazamientos son ocasionados por sismo se multiplica por el factor de comportamiento sísmico (Q) empleado al reducir las fuerzas sísmicas.
Así como las columnas de edificios regulares rigidizadas por marcos desplazados lateralmente, muros o combinación de ambos.
Columnas de marcos rígidos de uno o dos niveles aunque no tengan contraventeos o muros.
*Pueden emplearse valores menores si se justifica con un análisis adecuado
C) Miembros en los que no puede despreciarse los efectos de esbeltez debidos a desplazamientos lineales en sus extremos:
Los efectos de esbeltez no pueden despreciarse en columnas de marcos rígidos que pertenecen a estructuras regulares, como los desplazamientos laterales del entrepiso correspondiente, exceden del límite establecido en b). Tal es el caso de columnas en edificios cuya estabilidad lateral depende exclusivamente de la rigidez a la flexión de columnas y vigas unidas entre sí por medio de conexiones rígidas.
El factor k > 1.0 debe determinarse analíticamente, ya sea:
1* A través del cálculo de los índices de rotación (Y i) de los extremos del miembro en cuestión, y obteniendo del nomograma de factores de longitud efectiva su valor (NTC-concreto).

donde:

n = numero de columnas que llegan al nodo del miembro en cuestión (incluyendo el miembro analizado).  

i = Extremo considerado (solo se consideran los elementos contenidos en un plano de análisis).  

m = numero de trabes que llegan al nodo del miembro en cuestión.2* A través de un análisis de interacción: flexión-carga axial de toda la estructura considerando el sistema de cargas aplicado.

Relaciones de esbeltez máximo:
Para miembros en compresión kL/r <= 200
Para miembros en tensión pueden tener cualquier valor, pero se recomienda :

      • Miembros principales kL/r <= 240
      • Miembros secundarios kL/r <= 300

Para el caso de varillas (a tensión) puede tener cualquier valor pero se deben pretensionar para evitar vibraciones: