A n á l i s i s
Las bases de diseño empleadas se fundamentan en las normas Europeas (Eurocódigo 3 - Diseño de estructuras de acero - Parte 1-3 - Reglas suplementarias para el diseño de elementos de chapa conformados en frío), americanas (North American Speification for the Design of Cold-Formed Steel structural Members) y otros países (Nueva Zelanda y Australia, entre otros... ) Los casos especiales no contemplados en las normas son analizados mediante programas de elementos finitos y bandas finitas en sus versiones no lineales que ponen en evidencia los tres modos fundamentales de inestabilidad de este tipo de estructura: local, por distorsión y lateral.
C O M P R E S I Ó N
La imagen bajo estas líneas muestra una sección genérica eficaz a compresión, consecuencia de que los elementos que la componen están sometidos a esfuerzos de compresión, que aparecen con motivo de las solicitaciones correspondientes, dando lugar a la inestabilidad local (abolladura) y a las distorsiones típicas de este tipo de estructuras.
Las posibilidades de pandeo local, por distorsión, o general se tienen en cuenta, según se establece en EN 1993-1-3, 5.5 al obtener las correspondientes secciones eficaces de los elementos de las piezas sometidas a compresión y deducir su capacidad portante según se establece en EN 1993-1-1, considerando las secciones iniciales como de clase 4.
Una vez obtenida la sección eficaz de la sección, en el diseño de la sección a compresión debe seguirse las recomendaciones de EN 1993-1-3, apartados 6.1.2 y 6.1.3.
F L E X I Ó N
El análisis de los elementos sometidos a flexión tiene también en cuenta las secciones eficaces a que dan lugar la compresiones, aunque en este caso solamente una de las zonas (la zona alrededor del ala superior en el caso de momentos positivos o la que se encuentra en la zona inferior en el caso de momentos negativos) quedará penalizada. Una vez obtenida la sección eficaz de la sección, en el diseño de la sección a compresión debe seguirse las recomendaciones de EN 1993-1-3, apartados 6.1.4 y 6.1.5.
Aunque puede tenerse en cuenta la rigidez del alma para evitar la abolladura del alma debido a la acción de cargas puntuales y el Eurocódigo contempla esa posibilidad (EN 1993-1-3 apartado 6.1.7), en el caso de la edificación esa suposición puede pasarse por alto ya que suele disponerse en todos los casos casquillos, que ayudan al montaje.
U N I O N E S
Las uniones tienen una cierta resistencia a tracción, pero en general no resulta, no es prudente hacer uso de esa capacidad, en principio se resolverán diseñándolas para que trabajen a cortadura. El Eurocódigo 3-1-3, tabla 8.2 muestra la resistencia de uniones entre diferentes espesores de chapas con tornillos de diámetro variable.
La broca del tornillo debe ser de longitud mayor que la suma del espesor de las chapas a unir, de tal manera que el agujero quede preparado antes de comenzar la rosca a atravesarlas.
Un modo fácil de diseñar las uniones suele ser emplear el principio de que cualquier distribución posible de fuerzas (fuerzas en los tornillos) en equilibrio con las solicitaciones exteriores supone un límite por debajo de la capacidad resistente de la unión. En ese caso debe tenerse en cuenta que para que eso pueda darse, la unión debe ser suficientemente dúctil, lo que se consigue siempre que no sean los tornillos los que controlen la resistencia de la unión y ésta sea compacta.