La Calculadora del módulo de sección efectivo es un estructural Herramienta de ingeniería utilizada para determinar la resistencia a la flexión de secciones transversales de paredes delgadas o esbeltas en acero y otros materiales. A diferencia del módulo de sección convencional, esta calculadora ajusta los valores en función de... método de ancho efectivo, lo que da cuenta del pandeo local en las zonas de compresión de elementos delgados.
Este ajuste es crucial en el diseño estructural, ya que los elementos delgados pueden pandearse antes de ceder, lo que reduce la resistencia real de la sección. Los ingenieros utilizan esta herramienta al trabajar con acero conformado en frío, perfiles de aluminio u otros elementos estructurales ligeros donde el pandeo local es un problema.
Esta calculadora pertenece a la categoría de Calculadoras de ingeniería estructural y mecánica.
Fórmula de la calculadora del módulo de sección efectiva
Lugar:
- S_eff = Módulo de sección efectivo (unidades: in³ o mm³)
- Yo_eff = Segundo momento efectivo del área, recalculado utilizando solo el ancho efectivo (b_eff) de los elementos de compresión (unidades: in⁴ o mm⁴)
- c_eff = Distancia desde el eje neutro hasta el punto más externo de la sección efectiva (unidades: pulg. o mm)
Notas:
- Ancho efectivo (b_eff) Se calcula para cada elemento de placa utilizando la relación de esbeltez (b/t) y códigos de diseño como AISI o Eurocódigo.
- Yo_eff se deriva reemplazando el ancho real con b_eff en el momento de inercia cálculo.
- c_eff puede desplazarse si la sección efectiva altera la posición del eje neutro.
Tabla de términos generales para referencia rápida
| Término | Descripciones | Relevancia en el diseño |
|---|---|---|
| S_eff | Módulo de sección efectivo | Refleja la verdadera resistencia a la flexión en elementos de paredes delgadas. |
| Yo_eff | momento de inercia efectivo | Ajustado para pandeo local utilizando ancho efectivo |
| c_eff | Distancia del eje neutro a la fibra extrema en la sección efectiva | Clave para calcular tensiones de flexión |
| entrepierna | Relación de esbeltez del elemento (ancho/espesor) | Se utiliza para determinar si se necesitan ajustes de pandeo local. |
| b_eff | Ancho efectivo del elemento | Se utiliza en lugar del ancho completo al recalcular I_eff |
Ejemplo de calculadora de módulo de sección efectivo
Digamos que tenemos una sección C de acero conformado en frío con las siguientes propiedades:
- Ancho de brida completa (b) = 60 mm
- Espesor (t) = 1.2 mm
- Momento de inercia utilizando el ancho completo (I) = 2.5 × 10⁴ mm⁴
- Distancia del eje neutro a la fibra más externa (c) = 40 mm
- Según el código, el ancho efectivo (b_eff) para la brida es de 40 mm.
Primero, recalculamos el momento de inercia efectivo:
I_eff = (40/60) × 2.5 × 10⁴
I_eff ≈ 1.67 × 10⁴ mm⁴
Ahora, calcule el módulo de sección efectivo:
S_eff = 1.67 × 10⁴ / 40
S_eff ≈ 417.5 mm³
Esto demuestra que la capacidad de flexión utilizable se reduce significativamente debido al efecto del pandeo local.
Preguntas frecuentes más comunes
Proporciona una estimación más realista de la resistencia a la flexión en secciones de paredes delgadas mediante el ajuste del pandeo local.
Úselo cuando trabaje con acero conformado en frío, aluminio o cualquier elemento delgado propenso a pandeo local bajo compresión.
Se calcula utilizando códigos de diseño (por ejemplo, AISI, Eurocódigo) y depende de la relación de esbeltez (b/t), la carga y las condiciones de soporte.