STABILITY AND MINIMUM LATERAL BRACING FOR STEPPED COLUMNS WITH SEMI-RIGID CONNECTIONS INCLUDING SHEAR EFFECTS: I) THEORY

• Main Author: J. DARÍO ARISTIZÁBAL OCHOA
• Format: Article
• Language: English
• Published: Universidad Nacional de Colombia 2012-01-01
• Series: Dyna
• Online Access: http://www.redalyc.org/articulo.oa?id=49623216014

Se presenta una clasificación completa de columnas escalonadas y las ecuaciones correspondientes de estabilidad con derivas laterales inhibidas, parcialmente inhibidas, y desinhibidas sometidas a cargas axiales concentradas en los extremos y en el nudo intermedio incluyendo los efectos de las conexiones y de las fuerzas a cortante utilizando tres modelos diferentes. Los dos primeros modelos son de Engesser y Haringx que incluyen la componente de la fuerza axial aplicada a cortante proporcional a la pendiente total (dy/dx) y al ángulo de giro de la sección transversal (y) a lo largo del miembro, respectivamente. El tercer modelo es una formulación simplificada basada en la teoría clásica de Euler, que incluye los efectos de las deformaciones por cortante, pero desprecia la componente a cortante de la fuerza axial aplicada a lo largo de la columna. Se muestra que hay cuatro tipos diferentes de inestabilidad divergentes posibles para columnas con un cambio de sección cuando son sometidas a cargas axiales concéntricas: 1) pandeo con deriva entre los dos extremos y con el nudo intermedio totalmente inhibido lateralmente; 2) pandeo con deriva lateral entre los dos extremos totalmente desinhibida; 3) pandeo con deriva lateral entre el extremo inferior y el nudo intermedio totalmente inhibida; y 4) pandeo con deriva entre los dos extremos y el nudo intermedio desinhibidos o parcialmente inhibidos. El análisis de estabilidad de una columna con un cambio de sección consiste en determinar el valor propio de una matriz de 2'2 para los tres primeros tipos de pandeo que acabamos de mencionar y de una matriz de 3'3 para los miembros con pandeo con derivas entre los dos extremos e intermedios desinhibida conjunto o parcialmente inhibida. Se presenta también criterios definidos para determinar la rigidez mínima de los arriostramientos laterales para columnas con un cambio de sección. El método propuesto es general y se puede ampliar a columnas con varios cambios de sección.