¿Cómo se clasifican los Perfiles de Acero? Compactos, No Compactos y Esbeltos

Summary

Este 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

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📈 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.

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🔍 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.

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🛠 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.

Keywords

💡Estructura

Estructura se refiere a la disposición y organización de los componentes de un edificio o construcción. En el vídeo, la estructura es fundamental para entender cómo se diseñan y evalúan los perfiles de acero, ya que estos perfiles son esenciales para la resistencia y estabilidad de las estructuras.

💡Perfiles estructurales de acero

Los perfiles estructurales de acero son secciones metálicas prefabricadas que se utilizan en la construcción para soportar cargas. En el vídeo, se discute cómo clasificar estos perfiles en flexión y compresión, lo cual es crucial para su diseño y aplicación en estructuras.

💡Clasificación

La clasificación es el proceso de categorizar los perfiles estructurales de acero según sus características y propiedades. En el vídeo, se explica cómo clasificar perfiles en flexión y compresión, lo que determina sus resistencias y procedimientos de diseño.

💡Compacto

Un perfil compacto es aquel que tiene una relación entre ancho y espesor que permite soportar cargas sin presentar pandeo local. En el vídeo, se menciona que si un perfil es compacto, puede someterse principalmente a flexión y pandeo lateral torsionante.

💡No compacto

Un perfil no compacto o esbelto puede experimentar pandeos locales en el patín o alma, dependiendo de su relación ancho-espesor. En el vídeo, se discute cómo clasificar estos perfiles y cómo esto afecta su comportamiento bajo carga.

💡Lambda

Lambda (λ) es la relación entre el ancho y el espesor de las secciones de los perfiles de acero. En el vídeo, se utiliza lambda para determinar si un perfil es compacto, no compacto o esbelto, y se calcula para el patín y alma de los perfiles.

💡Pandeo local

El pandeo local es una deformación local que puede ocurrir en los perfiles no compactos o esbeltos bajo compresión. En el vídeo, se menciona que la clasificación de los perfiles es crucial para evaluar el riesgo de pandeo local.

💡Norma técnica

La norma técnica es un conjunto de reglas y especificaciones que guía el diseño y construcción. En el vídeo, se hace referencia a normas técnicas para la clasificación de perfiles de acero, como el Manual de la ISC.

💡Resistencia

La resistencia es la capacidad de un material para soportar cargas sin romperse o deformarse. En el vídeo, se discute cómo la clasificación de los perfiles afecta sus resistencias y cómo se calculan estas en función de su clasificación.

💡Esfuerzo de fluencia

El esfuerzo de fluencia es el nivel de tensión al cual un material comienza a fluir plásticamente. En el vídeo, se menciona este concepto al calcular los límites para la relación ancho-espesor (lambda) en función del esfuerzo de fluencia del acero estructural.

💡Módulo de elasticidad

El módulo de elasticidad, también conocido como módulo de Young, es una medida de la rigidez de un material. En el vídeo, se utiliza para calcular los límites de lambda en la clasificación de perfiles de acero.

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