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INTRODUCCIÓN TORSIÓN La torsión aparece cuando: • Cuando el plano de carga no pasa por el centro de corte de la sección • Cuando se aplica un momento torsor a la barra • Ligada al fenómeno de inestabilidad de una barra comprimida (pandeo torsional o flexotorsional

TORSIÓN El momento torsor externo aplicado puede ser: Uniforme a lo largo de la barra Puntual

TORSIÓN El momento torsor puede producir tensiones tangenciales o tangenciales combinadas con normales dependiendo de: • La forma seccional • El diagrama de momentos torsores • Las condiciones vinculares de la barra respecto de la torsión EN GENERAL: Formas seccionales abiertas (doble T, canales, ángulos ) Mala respuesta a torsión Formas seccionales cerradas (Tubos, cajones ) Buena respuesta a torsión Resulta conveniente evitar la solicitación por torsión Ante solicitación de torsión: Elegir formas seccionales adecuadas Diseño de los apoyos de la viga Cuando la torsión está combinada con flexión, corte o axil el estado tensional elástico es la suma de las tensiones de cada solicitación actuando independientemente

CENTRO DE CORTE TORSIÓN Es el punto respecto del cual los momentos de las tensiones tangenciales, en una sección sometida a flexión y corte, están en equilibrio Cuando el esfuerzo de corte pasa por el centro de corte No hay torsión Cuando el esfuerzo de corte no pasa por el centro de corte Hay torsión Flexión sin torsión Flexión con torsión

CENTRO DE CORTE TORSIÓN En secciones doblemente simétricas o de simetría puntual: Centro de corte coincide con baricentro seccional En secciones con un eje de simetría: Centro de corte se ubica sobre este eje Cuando la sección está formada por placas planas delgadas cuyos ejes concurren a un punto: Centro de corte se encuentra en la intersección de las placas

ALABEO SECCIONAL TORSIÓN Cuando se somete una barra prismática a torsión la sección: Puede permanecer plana Puede alabearse (la sección no se mantiene en el plano) El alabeo o no depende de la forma seccional Formas seccionales que no alabean Formas seccionales que alabean

TORSIÓN UNIFORME ( Saint Venant ) Este tipo de torsión ocurre en secciones Que no albean Para cualquier tipo de vínculos Para todo tipo de variación del torsor Que alabean Para vínculos que no restrinjan el alabeo y para momento torsor constante en toda la barra Vínculos a la torsión Los vínculos en las barras pueden: § Restringir la rotación seccional y no el alabeo § Restringir la rotación y el alabeo (mantiene la sección plana)

TORSIÓN UNIFORME TORSIÓN • En este tipo de torsión las secciones no alabean o si lo hacen es el mismo en todas • Solo se generan tensiones tangenciales La rotación por unidad de longitud se denomina ángulo específico de torsión θ’ y es: G. J : rigidez torsional

MÓDULO DE TORSIÓN • Las tensiones tangenciales generadas son inversamente proporcionales a su valor • Depende de forma y geometría seccional

MÓDULO DE TORSIÓN

MÓDULO DE TORSIÓN

TORSIÓN NO UNIFORME TORSIÓN • La sección debe alabear • En alguna sección (p. ej apoyo) tiene restricción al alabeo ó el momento torsor no es constante Al no ser el alabeo constante las deformaciones relativas entre secciones generan tensiones normales y tangenciales adicionales a las de Saint Venant Al estar impedido el alabeo en el apoyo, las alas se comportan con flexión en su plano, generando tensiones normales y tangenciales. El alma no resulta afectada. Los estados tensionales son:

TORSIÓN NO UNIFORME Si la sección fuera perfil C o Z Los estados tensionales son: TORSIÓN

TORSIÓN NO UNIFORME

PARÁMETROS TORSIONALES Perfil doble T Los valores de θ’’ y θ’’’ dependen del diagrama de carga a torsión y del condiciones vinculares de la barra y de la constante de flexión por torsión: El módulo de alabeo es: TORSIÓN

FUNCIONES TORSIONALES TORSIÓN Los valores de θ’’ y θ’’’ se pueden obtener, para los distintos diagramas de cargas y vínculos en la publicación de la AISC “Análisis torsional de miembros estructurales de acero” Vigas cortas de sección doble Te • Con L/a < 0, 5 para vigas en voladizo • Con L/a < 1 para vigas simplemente apoyadas • Con L/a < 2 para vigas continuas de tramos iguales La torsión por alabeo, cuando existe es totalmente dominante Se puede calcular las tensiones en forma aproximada:

TORSIÓN MIXTA La torsión exterior puede derivarse en una torsión mixta Tu= Tt + Tw Con Tu : momento torsor último requerido (con cargas factorizadas) • La torsión uniforme Tt siempre está presente • La torsión no uniforme Tw si la sección alabea y existe alguna restricción al alabeo o el torsor es variable TORSIÓN

TORSIÓN COMBINADA CON FLEXIÓN TORSIÓN Raramente en las estructuras metálicas la torsión se presenta sola Puede ir acompañada por : • Flexión y corte (disimétrica o no • Esfuerzo axil Mientras la sección se mantenga en régimen elástico las acciones son sumadas con sus signo Así para la sección solicitada por los efectos de las acciones mayoradas

VERIFICACIÓN DE ESTADOS LÍMITES TORSIÓN “La resistencia de diseño de la barra ø. Fy deberá ser mayor o igual a la resistencia requerida expresada en términos de tensión normal o tensión de corte ambas determinadas por análisis global y seccional elástico para cargas mayoradas” • En la determinación de las solicitaciones se deberán considerar efectos de segundo cuando sean significativos