Resistencia axial de las secciones de acero de canal corto formadas en frío de espalda a espalda con orificios de malla no endurecidos y endurecidos

Área de la Ciencia:

• Ingeniería estructural
• Ciencias de los materiales
• Ingeniería civil

Sus antecedentes:

• Las columnas de canal de acero formado en frío (CFS) se utilizan cada vez más debido a sus propiedades favorables.
• Las aberturas web en las columnas CFS facilitan la integración de la utilidad, pero pueden afectar el rendimiento estructural.
• Las normas de diseño existentes pueden subestimar la capacidad de carga axial de las columnas CFS incorporadas.

Objetivo del estudio:

• Investigar el impacto de las configuraciones de los orificios en red en el rendimiento axial de las columnas de canales CFS cortos incorporados.
• Evaluar la eficacia de los endurecedores de bordes para mitigar la reducción de la capacidad de carga causada por las aberturas de la malla.
• Para comparar las predicciones del análisis de elementos finitos (FEA) con los resultados experimentales de las columnas perforadas de SFC.

Principales métodos:

• Desarrollo de 180 modelos de elementos finitos validados de columnas de canales CFS cortos incorporados.
• Análisis de cuatro configuraciones diferentes de orificios no endurecidos y endurecidos por los bordes.
• Comparación de los resultados de la FEA con los datos experimentales de 18 ensayos en columnas de tela plana.

Principales resultados:

• Los agujeros de malla reducen significativamente la capacidad de carga axial de las columnas CFS, con una reducción de ~ 8,5% para un agujero ubicado en el centro sin endurecedores.
• Los endurecedores de borde alrededor de las aberturas de la malla mitigan sustancialmente la reducción de la capacidad y mejoran la eficiencia estructural.
• La forma específica de las aberturas de la malla tiene un efecto insignificante en el rendimiento axial.

Conclusiones:

• El endurecimiento de los bordes es fundamental para optimizar el rendimiento estructural de las columnas CFS perforadas.
• El modelado de elementos finitos predice con precisión la resistencia a la curvatura axial de estos elementos estructurales.
• Las normas de diseño pueden requerir una revisión para tener mejor en cuenta el comportamiento de las columnas CFS perforadas.