Tensión crítica de abolladura a cortante de almas esbeltas de vigas metálicas de inercia variable

Resumen

Ante determinadas situaciones de diseño de estructuras metálicas (pórticos de edificios metálicos, puentes metálicos y puentes mixtos), las tensiones que se desarrollan en los ele-mentos pueden ser considerables y no resistidas con secciones de perfiles laminados (perfil I y H). El problema se resuelve mediante el dimensionamiento de vigas o pilares armados proyectados ?a medida?, los cuales, se forman ensamblando placas de acero por medio de los elementos de unión (uniones atornilladas, uniones soldadas). Por otro lado, para conseguir, si cabe, elementos estructurales óptimos, en muchas ocasio-nes dichas vigas o pilares armados se proyectan con una variación longitudinal de su sección en función de la distribución de tensiones, definiendo así, elementos armados metálicos de inercia variable. Ello se realiza mediante un panel de alma cuya altura varía a lo largo de la directriz y dos paneles (alas), de modo que, se obtiene un elemento que utiliza material resistente, únicamente, allá donde es requerido y, por consiguiente, con disminución del peso propio. Habitualmente, la variación del canto del alma es lineal; y si no es así, puede aproximarse a ella. Respecto al comportamiento estructural de las vigas de inercia variable, una de sus principales características es la significativa esbeltez del alma, por lo cual, la abolladura ocurre, a menudo, en el rango elástico del material procediendo posteriormente a la plastificación del acero. En particular, en este artículo se presenta una formulación analítica que permite determinar la tensión crítica de abolladura a cortante del panel de alma de vigas de inercia variable para un parámetro de forma, a, igual a la unidad. Dicha formulación, ha sido obtenida a partir de estudios numéricos de inestabilidad de placas y considera la influencia que ejercen las alas en la definición de las condiciones de contorno del propio panel de alma.