Pandeo de columnas de acero

Fuente: Roberto León, Departamento de Ingeniería Civil y ambiental, Virginia Tech, Blacksburg, VA

En el diseño de obras civiles, es importante proporcionar estructuras que no son sólo seguros bajo cargas inesperadas, pero también proporcionan funcionamiento excelente bajo cargas todos los días a un costo económico razonable. El último está a menudo vinculado con mínimo uso de materiales, facilidad de fabricación y la rápida construcción en el campo. Las estructuras hechas de acero de los miembros pueden ser muy económicos debido a la gran resistencia del material y la prefabricación amplia de sus miembros y las conexiones, que ayuda a maximizar la velocidad de construcción en sitio. Generalmente, el esqueleto de una estructura de acero serán muy delgado en comparación con un hormigón armado uno. Mientras que su comportamiento en tensión se rige principalmente por la resistencia del material, el acero en compresión se rige por otro modo de falla común a todos los materiales-pandeo. Este comportamiento se demuestra fácilmente presionando hacia abajo en una regla de madera delgada, que bajo una carga de compresión repentinamente se moverá hacia un lado y perder capacidad de carga. Este fenómeno ocurrirá en cualquier miembro esbelto de una estructura. En este laboratorio, medimos la capacidad de pandeo de una serie de columnas de aluminio delgado para ilustrar este modo de falla, que con el tiempo ha dado lugar a muchos fracasos catastróficos entre ellas la del puente del río de Quebec, que se erigió en 1918.

1. Obtener varios largos trozos de 1 pulgada por barra de aluminio de ¼ pulgadas (6061 o similar) y corte a longitud de 72, 60, 48, 36, 24, 12 y 8 pulgadas, respectivamente. Ronda ambos extremos de las barras a una circunferencia de 1/8 pulg.
2. Medir las dimensiones de la barra (longitud, anchura y grueso) a la más cercana en 0,02.
3. Máquina de dos bloque pequeño de acero (2 pulg x 2 pulg x 2 pulg.) para tener una penetración circular pulg. ½ muy suave a lo largo de uno de sus lados para servir como el soporte de extremo de l

Representar los resultados de la tabla como pandeo tensiones vs esbeltez (kL/r), junto con la curva dada por la ecuación 9. Comparar sus resultados con los valores predichos. Los resultados experimentales muestra dos regiones distintas. Cuando las columnas son relativamente largas, la carga crítica viene dada por multiplicar la EC. 9 por la zona de la columna. Como las columnas comienzan a conseguir más cortos, la carga crítica comienza a acercarse a la resistencia del material. En e...

Este experimento demostró la validez de la aproximación de Euler para calcular cargas para columnas simples de pandeo local. Aunque el problema se vuelve mucho más complicado si las condiciones de contorno no son bien conocidas, los miembros no prismáticos, o si el material no exhibe una curva bi-linear de la tensión, la solución del problema sigue el mismo proceso general. En muchos casos prácticos, no será posible resolver las ecuaciones diferenciales resultantes exactamente, pero son muchas las técnicas numé...