Comportamiento De Perfiles De Lámina Delgada Ante Cargas De Compresión Axial

Behavior of Thin Sheet Profiles under Axial Compression Loads

Este artículo presenta los resultados de ensayos experimentales de columnas en perfiles de acero en lámina delgada sometidos a compresión pura. Se presentan e interpretan resultados de 12 elementos ensayados con diferentes relaciones de esbeltez. Los elementos fallan de acuerdo con lo esperado por pandeo local o pandeo global. Los esfuerzos axiales de compresión en la falla se comparan con los esfuerzos últimos analíticos dados por la Norma Colombiana de Diseño y Construcción Sismo Resistente, NSR-98, obteniéndose en general una buena correlación de resultados. Se encontró que el método de ensamble de la sección, al igual que los esfuerzos residuales afectan considerablemente los esfuerzos axiales resistentes de columnas de acero en lámina delgada.

INTRODUCCION

El empleo de los primeros perfiles laminados en frío se inicia hacia 1784. Los primeros estudios de compresión axial sobre columnas fueron realizados por Euler en 1744; Lamarle en 1845; Considere y Von Karman a finales del siglo XIX y principios del XX y Shanley en 1947.

De los estudios realizados sobre columnas de acero en lámina delgada debe resaltarse el desarrollado por Karren y Winter en 1967, donde se consideró la influencia del trabajo en frío sobre las propiedades de las secciones transversales de los perfiles. Esto dió origen al concepto de áreas efectivas que posteriormente fue estudiado por Chajes, Britvec y Uribe (1968), generando formulaciones especificas para el cálculo de anchos efectivos. En estas investigaciones se pudo comprobar que las fórmulas empleadas por el Consejo de Investigaciones de columnas CRC "Column Research Council" (Johnston 1966) eran una buena aproximación de los datos experimentales, lo cual llevo a que las fórmulas se emplearan en la norma AISI (1980) "American Iron and Steel Institute" para el cálculo de la carga máxima resistente de cualquier perfil de acero laminado en frío. En su gran mayoría las investigaciones fueron orientadas por Winter de la universidad de Cornell (E.U).

Dat en 1980 realizó estudios con el fin de comparar los resultados experimentales con los teóricos, con lo cual pudo concluir que la fórmula de la AISI (1980) sobreestimaba y subestimaba algunos valores de carga resistente.

De este estudio se pudo ver que las columnas de calibre 14 (2,0 mm) presentaron una carga experimental menor a la teórica, lo cual dió origen a que en 1990 C.C. Weng y Teoman Pekoz decidieran continuar con el estudio empleando el mismo tipo de columnas pero con variaciones significativas en el espesor, fabricante y líneas de fabricación (laminado en caliente "hot rolled" y laminado en frío "cold rolled"). El estudio indicó resultados conservativos y no conservativos. Los valores no conservativos se dieron para calibres 11 (3,0 mm), 12 (2,5 mm), 13 2,25 mm) y 14 (2,0 mm).