Análisis de rigidez - Unión de momento W a HSS (AISC)

El ejemplo está tomado del artículo Shearly Perfect de Larry S. Muir y Carlo Lini:

https://lsc-pagepro.mydigitalpublication.com/publication/?m=7946&i=669446&view=articleBrowser&article_id=3736617&pre=1

Una viga W16x31 con un vano de 30 pies está conectada a un pilar HSS 10x10x1/2 y cargada con una fuerza cortante de 10 kips y un momento flector de 318 kip-in.

Esta unión se clasifica a menudo como rígida porque los patines están soldados directamente a la columna. Sin embargo, la pared del perfil tubular hueco de la columna no está directamente apoyada y se deforma significativamente. Los autores proporcionan un método muy simplificado para estimar la rigidez de esta unión:

IDEA StatiCa proporciona un análisis de rigidez exhaustivo basado en elementos finitos. Se muestran varios valores:

• M_Ed - momento flector aplicado
• M_j,Rd - resistencia de carga de la unión
• S_j,ini - rigidez inicial asumida como rigidez secante a 2/3 M_j,Rd
• S_js - rigidez secante a la carga aplicada
• \(\phi\) - giro a la carga aplicada
• \(\phi_c\) - capacidad de giro estimada (a un 15 % de deformación plástica de las placas de acero; nótese que todos los demás modos de fallo se desprecian - debe garantizarse un detallado suficiente, resistencia de soldaduras y tornillos)
• L - longitud del elemento analizado utilizada para la clasificación según la rigidez
• S_j,R - límite inferior para unión rígida
• S_j,P - límite superior para unión articulada

Según ambos enfoques, la unión se clasifica como semirrígida. El autor afirma: "Basándose en este análisis, es dudoso que la unión pueda considerarse una unión totalmente restringida, aunque un modelo más preciso podría dar como resultado una restricción más cercana a 20." Con más cercana a 20, los autores se refieren al valor de \(\frac{K_s L}{E I}\) igual a 5,3 en este caso. Eso significa que la unión es probablemente más rígida. Esto se confirma mediante el análisis de rigidez en IDEA Connection. 

Es importante señalar que las soldaduras a tope de penetración completa de los patines de la viga no garantizan la unión rígida. La rigidez del apoyo, en este caso la pared del HSS, también debe tenerse en cuenta.