Esbeltez de elementos en miembros que conforman cerchas dentro de un sistema IMF o SMF

[Vic-11]

Saludos a todos,
Tengo una duda sobre la aplicabilidad de los limites de esbeltez en los elementos, me podrían ayudar por favor

Sistema aporticado IMF (R:6). Estructura de acero
En una estructura de 2 niveles, en la que el primer nivel esta compuesto por losa deck con vigas de alma llena tipo "I" y el segundo esta conformado por cerchas que conforman la cubierta.
-¿Los requerimientos de esbeltez de los elementos se aplicarían también a los perfiles utilizados que conforman las cerchas?.
-¿Las cerchas de que manera disiparían energía para cumplir los requerimientos del AISC 341-16 o las cerchas se deberían diseñar solo por capacidad en el mismo sistema IMF de la estructura?

Nota: Las vigas que conforman la losa deck si les diseñe con los espesores adecuados para los requerimientos de un sistema IMF

[gruasyequiposgarcia]

Sí, los requerimientos de esbeltez se aplican a los perfiles que conforman las cerchas en un sistema aporticado IMF (R:6). La norma AISC 341-16 establece que todos los elementos de un sistema IMF, incluidas las cerchas, deben cumplir con los límites de esbeltez para garantizar la estabilidad global del sistema.

Los límites de esbeltez específicos para las cerchas dependen de varios factores:
- El tipo de cercha: Las cerchas con cordones paralelos tienen diferentes límites de esbeltez que las cerchas con cordones no paralelos.
- Las condiciones de apoyo: Las cerchas con apoyos simples tienen diferentes límites de esbeltez que las cerchas con apoyos empotrados.
- La carga axial: Las cerchas que soportan carga axial tienen diferentes límites de esbeltez que las cerchas que no soportan carga axial.

Para determinar si las cerchas de tu estructura cumplen con los límites de esbeltez, es necesario realizar un análisis de estabilidad global del sistema. Este análisis puede realizarse utilizando software especializado en análisis estructural.

Las cerchas pueden disipar energía de diferentes maneras:

- Deformación de los elementos: Los elementos de la cercha pueden deformarse para absorber energía sísmica.
- Amortiguadores: Se pueden instalar amortiguadores en las cerchas para disipar energía sísmica.
- Conexiones disipativas: Se pueden diseñar las conexiones de las cerchas para que disipen energía sísmica.

La elección del método de disipación de energía dependerá de varios factores:

- El tipo de estructura: Las estructuras con diferentes niveles de riesgo sísmico requieren diferentes métodos de disipación de energía.
- Las condiciones del terreno: Las estructuras en terrenos blandos pueden requerir diferentes métodos de disipación de energía que las estructuras en terrenos firmes.
- El presupuesto: Los diferentes métodos de disipación de energía tienen diferentes costos.

Las cerchas se pueden diseñar de dos maneras:

- Diseño por capacidad: Este método se basa en la capacidad de las cerchas para resistir las fuerzas sísmicas.
- Diseño por ductilidad: Este método se basa en la capacidad de las cerchas para deformarse sin fallar.

Recursos adicionales:

Norma AISC 341-16: https://www.aisc.org/globalassets/aisc/publications/standards/seismic-provisions-for-structural-steel-buildings-ansi-aisc-341-16.pdf
Información sobre diseño de cerchas: https://m.youtube.com/watch?v=Y2Otscoyrms
Información sobre disipación de energía en estructuras: http://www.sigweb.cl/wp-content/uploads/biblioteca/DisipacionEnergia.pdf

[Vic-11]

Gracias por los medios (video, pdf) compartidos. La formula para el calculo por estabilidad manual me llamo mucho la atención y los distintos dispositivos de disipación que elevan el amortiguamiento para mitigar o inhibir los daños en los miembros estructurales.

Continuo...
La estructura la modele y analice en el software ETABS. La estructura es estable, traslacional y lo suficientemente rígida para que este por debajo de la deriva máxima permisible.
Al ser solo de 2 niveles, he elegido la disipación de energía mediante la deformación plástica, esto enfocado en las vigas de alma llena, sin embargo, una cercha al estar conformada por cordones y; montantes y diagonales (comportamiento solo a tensión o compresión), ¿en que zona se formaría la rotula plástica?.
Los cordones, montantes y diagonales son satisfactorios por capacidad (modelo analizado con sismo), pero los elementos de las secciones no son compactos (aun así resisten).

Algunos pensamientos:
- Debido a que los componentes de la cercha cumplen por capacidad, obviar los requisitos de esbeltez de la AISC 341-16.
- Dentro del mismo modelo mayorar las cargas sísmicas, convirtiéndolo en un modelo OFM solo para comprobar el diseño de las cerchas de la cubierta
- En el mismo modelo IMF diseñar los componentes de las cerchas solo con el modulo seccional elástico (Sx) en lugar del plastico (Zx) y verificar su capacidad aceptable (con elementos no compactos).

O, ¿que solución podría darse en cerchas?

Nota: Si les pusiera todos los elementos compactos, la estructura seria demasiada pesada (costosa).

[hernanfranco]

En cuanto a tu duda, sí, los límites de esbeltez también se aplican a los perfiles de las cerchas, ya que estas son parte integral de la estructura y deben cumplir con los requisitos de estabilidad y rigidez, como cualquier otro elemento estructural. Las cerchas pueden disipar energía de manera limitada en comparación con las vigas del sistema IMF, y su diseño debe cumplir con los requisitos de la AISC 341-16 en términos de capacidad sísmica. En general, las cerchas en un sistema IMF deben ser diseñadas con la capacidad necesaria para resistir las cargas sísmicas, pero no se espera que disipen tanta energía como los elementos principales del sistema, por lo que deben ser diseñadas para mantener la integridad estructural sin comprometer la capacidad global del sistema.