Aplicación del análisis de estabilidad al diseño de estructuras de acero

Abstract

La última versión de la Normativa ANSI/AISC 360-05, especifica que la estabilidad de las estructuras debe ser verificada de manera global, así como de manera individual en todos los miembros. Este último requisito se cumple en el diseño convencional de las estructuras de acero, pero el primero no es de directa aplicación. Se requiere entonces una metodología general para estudiar la estabilidad global de los sistemas estructurales de cualquier configuración. En el presente trabajo se desarrolla una metodología para el análisis de estabilidad de estructuras desde un enfoque energético, que permita un tratamiento matricial del problema, los más cercano posible al análisis matricial convencional de estructuras, tanto en dos y tres dimensiones. La formulación planteada permite realizar un análisis elástico de segundo orden que obtiene la carga crítica de pandeo global de la estructura; con esta carga (o sistema de cargas) es posible encontrar el esfuerzo al que está sometido cada miembro estructural en el instante en que ocurre el pandeo global. Obviamente conocido tal esfuerzo se obtiene de manera directa el factor de longitud efectiva K de cada barra. Esto último permitió demostrar que el factor K, aunque las condiciones de apoyo se mantengan constantes, es muy variable según la ubicación y orientación del miembro dentro un sistema estructural particular, es decir, no es constante. Adicionalmente, la precisión de un nuevo método de análisis incluido en ANSI/AISC 360-05 para estudiar la estabilidad global de estructuras planas, denominado Método de Análisis Directo, es evaluada respecto al análisis elástico de segundo orden planteado en este trabajo.