¿Cómo se clasifican los Perfiles de Acero? Compactos, No Compactos y Esbeltos
Summary
TLDREste video de 'Estructur Tec 21' celebra superar los 2000 suscriptores y explica cómo clasificar perfiles estructurales de acero en flexión y compresión. Se discuten las relaciones ancho-espesor (lambda) y los límites para determinar si un perfil es compacto, no compacto o esbelto. Se presentan ejemplos para calcular lambda y comparar con límites de la norma, impactando los procedimientos de diseño estructural.
Takeaways
- 😀 El canal estructural Tec 21 ha alcanzado 2000 suscriptores y agradece a su comunidad por su crecimiento y apoyo.
- 🔍 Se discute la importancia de la clasificación de perfiles estructurales de acero en flexión y compresión según la norma técnica.
- 📏 Se explica que los perfiles estructurales de acero pueden ser clasificados como compactos, no compactos o esbeltos basándose en su relación ancho-espesor (lambda).
- 🎯 Se menciona que la relación lambda es crucial para determinar si un perfil es compacto, no compacto o esbelto, y cómo afecta los procedimientos de cálculo de resistencia.
- 📐 Se detalla cómo calcular la relación lambda para perfiles 'W' y 'I', incluyendo los valores límite para clasificar un perfil como esbelto o no esbelto.
- 📉 Se presentan los valores límite para la relación lambda en función del módulo de elasticidad y el esfuerzo de fluencia del acero estructural utilizado.
- 🔢 Se hace un ejemplo práctico de cómo clasificar una sección 'W1X82' como no esbelta en compresión utilizando los valores límite de lambda.
- 📊 Se discute la diferencia en los límites de lambda para la clasificación por compresión y flexión, con valores diferentes para lambda_p y lambda_r.
- 👷♂️ Se enfatiza la relevancia de la clasificación correcta de perfiles en el diseño estructural, ya que influye en la evaluación de pandeo lateral, torsión y pandeo local.
- 🌐 Se invita a los espectadores a seguir aprendiendo sobre diseño por flexión y compresión en futuras publicaciones del canal.
Q & A
¿Cuál es el propósito del canal Estructur Tec 21?
-El propósito del canal Estructur Tec 21 es dedicarse al aprendizaje de la ingeniería estructural.
¿Cuál es el tema principal del video?
-El tema principal del video es la clasificación de los perfiles estructurales de acero.
¿Qué significa 'clasificar un perfil' en el contexto del video?
-Clasificar un perfil en el contexto del video se refiere a determinar si es compacto, no compacto o esbelto, según las normas técnicas aplicables.
¿Qué es la 'lambda' mencionada en el video y cómo se relaciona con la clasificación de perfiles?
-La 'lambda' es la relación ancho espesor de las secciones de los perfiles estructurales y es crucial para clasificarlos como compactos, no compactos o esbeltos.
¿Cómo se determina si un perfil es 'esbelto' o 'no esbelto' según la norma?
-Un perfil se clasifica como 'esbelto' si la relación ancho espesor (lambda) es mayor al límite establecido por la norma, y 'no esbelto' si es menor o igual a ese límite.
¿Cuál es la importancia de clasificar correctamente los perfiles estructurales de acero?
-La clasificación correcta de los perfiles estructurales de acero es importante porque determina los procedimientos para calcular sus resistencias y cómo se comportarán bajo diferentes tipos de cargas.
¿Cuál es la relación entre el módulo de elasticidad del acero y la clasificación de perfiles?
-El módulo de elasticidad del acero es una constante que se utiliza en la fórmula para calcular los límites de la relación ancho espesor (lambda) para clasificar los perfiles.
¿Cómo se calcula la relación ancho espesor (lambda) para un perfil W según el video?
-Para un perfil W, la relación ancho espesor (lambda) se calcula como el ancho del patín (b) entre dos por el espesor del patín (tf).
¿Qué pasa si el perfil se clasifica como 'no compacto' o 'esbelto'?
-Si un perfil se clasifica como 'no compacto' o 'esbelto', pueden presentarse efectos de pandeos locales en el patín o el alma, lo que requiere un tratamiento diferente en el diseño estructural.
¿Cuál es la diferencia entre la clasificación por compresión y por flexión de los perfiles estructurales?
-La clasificación por compresión se basa en dos escenarios: 'esbelto' o 'no esbelto'. Por otro lado, la clasificación por flexión considera tres escenarios: 'compacto', 'no compacto' y 'esbelto', con límites diferentes (lambda_p y lambda_r) para cada caso.
¿Cómo se determina si una sección tubular circular es 'esbelta' o 'no esbelta' según el video?
-Para una sección tubular circular, se calcula la relación ancho espesor como el diámetro total externo del perfil entre el espesor del perfil tubular, y se compara con el límite establecido por la norma.
Outlines
📈 Clasificación de Perfiles de Acero en Flexión
El primer párrafo aborda la importancia de la clasificación de perfiles estructurales de acero en flexión. Se menciona que el canal ha alcanzado 2000 suscriptores y se agradece a la comunidad por su apoyo. Se discute la clasificación de perfiles de acero en función de su resistencia a la compresión, ya sea compactos, no compactos o esbeltos. Se introduce el concepto de 'lambda', que es la relación entre el ancho y el espesor de las secciones, y se explica cómo esta relación influye en la clasificación de los perfiles. Además, se destacan los límites para clasificar un perfil como esbelto o no esbelto, y se enfatiza la importancia de esta clasificación para determinar los procedimientos de cálculo de resistencias.
🔍 Detallando la Clasificación de Perfiles por Compresión
El segundo párrafo se centra en la clasificación de perfiles por compresión. Se explica que si el perfil se evalúa como esbelto en el patín o en el alma, entonces se clasifica como una sección esbelta y debe ser tratado de acuerdo a ello. Se presentan los límites de las relaciones lambda para las secciones 'W' y 'I', y se hace un ejemplo práctico con una sección 'W1X82' para demostrar cómo se calcula y compara la relación ancho espesor con los límites para determinar si el perfil es compacto o no. También se mencionan los límites para perfiles en forma de tubo cuadrado o rectangular, así como para perfiles tubulares circulares.
🛠 Evaluación de Clasificación de Perfiles en Flexión
El tercer párrafo continúa con la temática de la clasificación de perfiles, pero enfocado en la flexión. Se presentan tres escenarios de clasificación: compactos, no compactos y esbeltos, y se explican los límites lambda subíndice p y lambda subíndice r para cada escenario. Se hace un ejemplo con una sección 'W1X82' para evaluar su relación ancho espesor y compararla con los límites, concluyendo que es compacta en flexión. Se propone otro ejemplo con una sección 'W21X48', donde se calcula que el perfil es no compacto por el patín y compacto por el alma, pero debido a la regla mencionada, se clasifica como no compacta en su totalidad. Se enfatiza la importancia de una correcta clasificación para el diseño de vigas y la evaluación de pandeos.
Mindmap
Keywords
💡Estructura
💡Perfiles estructurales de acero
💡Clasificación
💡Compacto
💡No compacto
💡Lambda
💡Pandeo local
💡Norma técnica
💡Resistencia
💡Esfuerzo de fluencia
💡Módulo de elasticidad
Highlights
Agradecimiento a los 2000 suscriptores del canal Estructur Tec 21
Importancia de la clasificación de perfiles estructurales de acero en flexión
Definición de perfiles compactos, no compactos y esbeltos
Explicación de la relación ancho-espesor (lambda) y su relevancia
Clasificación de perfiles según la norma técnica y el manual de la isc
Diferenciación entre perfiles esbeltos y no esbeltos en compresión
Importancia de la clasificación para los procedimientos de cálculo de resistencias
Ejemplo de cómo calcular la relación ancho-espesor para una sección W
Valores límites para clasificar perfiles como no esbeltos o esbeltos
Ejemplo práctico de clasificación de una sección W1X82 como no esbelto
Clasificación de perfiles en compresión para secciones HSS
Límites para clasificar perfiles angulares y tubulares circulares
Introducción a los límites lambda subíndice p y lambda subíndice r para flexión
Clasificación de perfiles W y I por flexión según los límites lambda
Ejemplo de clasificación de una sección W21X48 como no compacta en flexión
Conclusión de que si una sección es no compacta en cualquier parte, debe ser tratada como no compacta
Invitación a los espectadores a seguir aprendiendo sobre diseño por flexión y compresión
Agradecimiento y despedida del presentador
Transcripts
Hola qué tal bienvenidos sean todos a
nuestro canal estructur Tec 21 un canal
dedicado al aprendizaje de la ingeniería
estructural eh antes de empezar este
video quisiera eh agradecer y sobre todo
mencionar que Hemos llegado a los 2000
suscriptores quisiera agradecerles de
manera personal a todos ustedes a todos
los que nos escuchan a todos los que
comentan y difunden nuestro espacio eh
Me da muchísimo gusto que nuestro canal
y nuestra comunidad siga creciendo
Espero que continuemos creciendo y
creciendo para que la difusión de esta
maravillosa área siga creciendo con ello
Muchísimas gracias Pues a todos ustedes
el día de hoy quiero platicarles acerca
de un tema bastante bastante interesante
que gira en torno a la clasificación de
los perfiles estructurales de acero qué
A qué nos referimos cuando hablamos de
clasificar un perfil Bueno pues si
nosotros vamos a diseñar un perfil en
flexión pues vamos a tener que nos vamos
a ver en la
primeramente de
clasificarlo cómo es la clasificación de
un perfil estructural de acero en
flexión Bueno pues los perfiles pueden
ser compactos no compactos O esbeltos y
cuando ustedes van a diseñar un elemento
sometido a compresión pura también hay
que clasificarlo según nuestra Norma y
el manual de la isc y ahí la
clasificación se reduce a dos escenarios
o es esbelto o no es esbelto vamos a
platicar acerca de estos conceptos y me
gustaría empezar con eh
esta discusión en torno a la famosa
lambda que no es otra cosa más que la
relación ancho espesor de las secciones
Por ejemplo si ustedes tienen una
sección w o una sección ipr la relación
ancho espesor para el patín será
precisamente la Cota que tenemos aquí
que es la mitad del ancho del patín
entre el espesor de el mismo esto nos da
una idea de precisamente la razón o la
relación que existe entre el el ancho y
su espesor y en el caso de el alma No es
otra cosa la relación ancho espesor No
es otra cosa más que la razón que existe
entre el peralte del alma que se conoce
como h y el espesor de la misma en este
caso para los perfiles cuando ustedes
van a clasificar un perfil por
compresión ya sea bajo la norma técnica
complementaria del reglamento en México
o del manual de la isc eh tendrán que
calcular la relación ancho espesor del
patín ni del alma y tendrán que
precisamente calcular el límite superior
que nos clasifica el perfil como esbelto
o como no es velto cómo se Cómo podemos
hacer esa clasificación Aquí les puse la
desigualdad Si lambda o si la relación
ancho espesor es menor o igual a este
límite que acabo de mencionar el perfil
será clasificado como no esbelto en el
caso de que la relación ancho espesor
lambda sea mayor a ese límite Entonces
el perfil o el elemento será esbelto Por
qué es importante clasificar el perfil
Bueno pues porque dependiendo de su
clasificación dependerán por supuesto
los procedimientos para poder calcular
sus resistencias Por ejemplo si un
perfil es compacto pues entonces podría
presentarse únicamente en flexión el
pandeo lateral torsionante pero si un
perfil es no compacto o esbelto podrían
presentarse efectos de pandeos locales
en el patín o en el alma en función de
esta clasificación de ahí la importancia
de que ustedes clasifiquen de manera
correcta los perfiles que estén
utilizando Pues muy bien Vamos a
comenzar primero hablando de la
clasificación de los perfiles por
compresión ya discutíamos estas
desigualdades y lo que voy a mostrarles
aquí es Cuánto valen los valores límites
de esas relaciones lambda subíndice r
para que ustedes puedan calcularlas Y
por supuesto clasificar su perfil en
función de estos límites para el caso de
las secciones w secciones ipr el límite
por ejemplo para la relación ancho
espesor del patín es56 veces la raíz del
módulo de elasticidad del acero
estructural entre Perdón entre el
esfuerzo de fluencia de el acero que
estén utilizando Por ejemplo si ustedes
están utilizando un acero estructural
grado 50 Bueno pues el esfuerzo de
fluencia serán 50 ksi Recuerden que el
módulo de elasticidad es 29,000 ksi que
es una constante en el caso del alma el
límite para clasificar es
1.49 por la raíz de e que es el módulo
elástico entre
fy lo que tenemos que hacer para poder
clasificar un perfil es calcular estas
relaciones ancho espesor que están aquí
tipificadas como lambda acuérdense que
eh B que es lo que están viendo acá es
bf que es toda la base del patín o el
ancho del patín entre dos para que nos
pueda dar esta B por tf no en el
denominador y en el caso del alma Pues
habíamos dicho que es H Sobre tw qué es
lo que ocurre cuando ustedes están
clasificando un perfil y ustedes Lo
evaluan por el patín y luego por el alma
si alguno de los dos si alguno del si el
patín o si el alma les da esbelto
entonces todo el perfil se clasifica
como una sección esbelta y debe de ser
tratado con esa clasificación si los dos
les dan No esbeltos pues el perfil será
no esbelto Sí esa es la regla vamos a
ver más adelante un ejemplo estos son
los límites recuerden para las secciones
W vamos a hacer un ejercicio o un
ejemplo para una sección por ejemplo
para el perfil w1x 82 acá les repetí los
valores límite que habíamos discutido en
la lámina anterior y vamos a comenzar
con el cálculo de lambda que es la
relación ancho espesor para el patín la
relación bf entre dos tf para ese perfil
ustedes pueden consultar en la ficha en
las fichas dichas técnicas Cuánto vale
el ancho del patín y el espesor del
patín nos da
5.92 si nosotros calculamos la relación
ancho espesor del alma recordando que es
H / tw nos da
22.4 por otro lado debemos de calcular
los valores límite 56 por la raíz de
29000 / 50 y
1.49 por la raíz de 29000 50 los límites
nos dan 1348 en este caso y
3588 los comparamos finalmente con los
valores de nuestras relaciones ancho
espesor y los lo que vemos es que por
ambos lados por el pín y por el alma
obtenemos magnitudes menores a los
valores límite por lo tanto este perfil
w14 por 82 es no esbelto O compacto en
compresión Qué hay de los
perfiles clasificados o los perfiles eh
que forman parte por ejemplo de las
secciones hss perfiles en general
tubulares cuadradas o rectangulares los
límites eh Son los que observan aquí las
relaciones límite es 56 por la raíz de e
sobre fy y 1.49 por la raíz de e sobre
fy las relaciones en este caso si se dan
cuenta la relación en el caso del patín
la relación ancho espesor ahora es bf
entre tf que es precisamente uno de sus
lados entre el espesor del mismo Sí ya
no hay que dividirlo entre
dos en el caso de las secciones
angulares ya sean en configuración doble
o simple el límite es 45 veces la raíz
de e sobre fy y lo que vamos a
considerar pues es el lado sí entre el
espesor Aquí no hay no hay de otra es
nada más el lado entre el
espesor en el caso de las secciones
tubulares circulares el límite que nos
marca la Norma y el manual es pun 11
veces la raíz de e sobre fy y lo nuevo
para ustedes en el caso de la sección
tubular circular Es que la relación
ancho espesor hay que calcularla como el
diámetro total o externo del perfil
entre el espesor o el calibre de ese
perfil tubular circular Obviamente si el
valor es menor a este límite la sección
será no es delta si el valor es mayor a
este límite Eh hablo de la relación
ancho espesor pues la sección eh será es
belta muy bien qué hay por el lado de
las clasificaciones de los perfiles pero
ahora ante la flexión ante la flexión ya
se los adelantaba Existen tres
escenarios existe la relación ancho
espesor que son las mismas que
discutimos pero existen ahora dos
límites el límite lambda subíndice p y
el límite lambda subíndice r el límite
lambda subíndice p es el límite para la
clasificación del perfil como compacto y
el límite lambda subíndice r es el
límite superior para clasificar los
perfiles como no compactos qué Sign
significa esto pues muy fácil lo que
significa es que si ustedes calculan la
relación ancho espesor y les da menor a
lambda p Entonces el patín eh la sección
Perdón es compacta si ustedes calculan
la relación ancho espesor que es lambda
y les da mayor a lambda p pero menor a
lambda r la sección es No compacta y si
ustedes calculan la relación ancho
espesor y les da mayor a lambda sub
índice r la sección será esbelta sí
entonces recordando en el caso de la
clasificación por flexión Existen tres
escenarios pueden ser los perfiles
compactos no compactos o bien esbeltos y
se rebasa el límite lambda subíndice
r vamos a ver el caso de las secciones
más usadas por flexión ustedes ya lo
saben la mayoría de las de nuestras
vigas son perfiles eh w o perfiles I
como también se les conoce y aquí les
estoy mostrando una tabla donde les
coloco los límites los valores que nos
marca el manual o la norma en eh para
los las relaciones límite lambda p y
lambda r por el lado del patín los
límites son 38 í e sobre fy y lambda r
es 1 ra e sobre fy en el caso del alma
es son más altas 3.76 veces esa raíz y
5.7 veces esa raíz entonces las
relaciones les decía ancho espesor
siguen siendo exactamente las mismas
vamos a hacer un ejemplo de
clasificación me traje el mismo perfil
que clasificamos por compresión vamos a
evaluar las relaciones ancho espesor
esas ya las habíamos calculado en la en
en la clasificación por compresión y lo
que cambia pues es la evaluación de los
límites que ahora son diferentes en este
caso calculamos lambda p para el patín
lambda p para el alma nos da 915 por el
patín 90 por el alma y vemos que en este
caso no es necesario calcular los
límites lambda r dado que descubrimos a
priori que la relación ancho espesor del
patín es menor al límite lambda p y en
el caso del alma también lo es en este
caso es una conclusión contundente la
sección w1x 82 si ustedes usan ese
perfil en una 0,50 va a ser un perfil
compacto en flexión vamos a ver un caso
diferente voy a proponer una sección W
21x 48 también con un acero estructural
grado 50 y vamos a calcular sus límites
en este caso
eh el cálculo de la relación ancho
espesor del patín me da 947 y la
relación ancho espesor del alma me da
53.6 Si Yo calculo los límites vemos Que
lambda subíndice r da 24 y lambda
subíndice p da 915 esto ya lo habíamos
calculado en el en la lámina anterior
por lo que lo que observamos es que en
el caso del patín esa relación ancho
espesor nos da 947 que es mayor que
límite lambda p esto nos manda
precisamente a la ventana de los no
compactos y nada más comprobamos en este
caso si hay que calcular lambda r para
calcular que o comprobar que lambda
subíndice r sea menor Perdón sea mayor
que la relación ancho espesor calculada
en este caso Nos está dando la relación
del patín mayor a lambda p pero menor a
lambda r Entonces en este escenario
podemos afirmar que la sección es no
compacta por el lado del patín y si nos
venimos a comparar la relación ancho
espesor del alma vemos que es menor
mucho menor que el límite lambda p en
este caso tendríamos que decir que la
sección es compacta por el por el alma
sin embargo habíamos discutido que si
alguna de las dos nos da un escenario
más crítico en este caso por el lado del
patín estamos descubriendo que la
sección es no compacta Aunque por el
alma sea compacta esta sección debe de
ser clasificada como no compacta
acuérdense Esa es la regla si uno de los
dos si el patín o si el alma nos da no
compacto la sección enteramente será
clasificada como no compacta y lo mismo
va aplica si ustedes entraran en el
escenario de lo
esbelto Pues muy bien espero les sea de
utilidad esta discusión para sus
proyectos eh cuando estén clasificando
sus perfiles eh Por ahí vamos a empezar
a generar contenido para que aprendan
los procedimientos eh de atención en el
diseño por flexión y por compresión de
hecho ya hay algunos videos aquí en el
canal eh sobre ese tema vamos a extender
esas explicaciones Para que vean Qué
sigue después de que ustedes clasifican
su perfil Bueno pues entrarán en los
escenarios si están diseñando una Viga
eh de evaluación de pandeo lateral
tronante el pandeo local del alma el
pandeo local del patín y esos
procedimientos derivan o dependen
altamente de una correcta clasificación
de el perfil Pues muy bien Esto es todo
por hoy eh les agradezco mucho que me
hayan acompañado en este otro video si
les gustó Pues por supuesto denle like y
no olviden por favor suscribirse al
Canal y seguir difundiendo este
contenido y este material entre sus
colegas y sus compañeros para lograr que
finalmente la discusión se extienda y
podamos llegar a más y más personas
interesadas en la ingeniería estructural
Les mando un abrazo a todos síganse
cuidando muchísimo en esta
contingencia nos vemos y les abrazo
desde cretaro
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