El documento describe los diferentes tipos de carga y modos de falla que pueden afectar a las vigas-columnas de acero, incluyendo pandeo lateral-torsional, flexión biaxial, y pandeo local de placas. También presenta fórmulas para calcular los momentos críticos y factores de amplificación, así como requisitos para que las secciones sean consideradas compactas.

2. ■ La deformación del miembro en cualquier sección puede dividirse en tres movimientos
distintos: desplazamiento vertical v en la dirección y, uno lateral u en la dirección x y una
rotación  alrededor del eje z.
■ El momento elástico critico en este tipo de viga columna apoya a la flexión y a la torsión
de un perfil doblemente simétrico sujeto de manera simultanea a una carga axial  y se
obtiene como:
Pandeo elástico lateral- torsional de vigas- columnas

4. 1
El momento elástico critico de una viga apoya en la flexión y en torsión de un perfil
con doble simetría, solo bajo momento uniforme M°, dado por:
3
El momento critico de pandeo lateral torsional de una viga apoyada en flexión y torsión bajo
momento uniforme en el eje mayor para el perfil con doble simetría, puede reescribirse en la
forma dimensional

5. 𝑀°𝑐𝑐𝑟𝐸 = Momento elástico critico de una viga columna con perfil
doblemente simétrico, cargado con una fuerza de compresión axial P y
momento uniforme en el eje mayor 𝑀°
𝑃 = Compresión axial en el miembro
𝑃𝐸𝑦 =Carga de pandeo por flexión del miembro alrededor de eje débil
𝑃𝐸𝑧 = Carga de pandeo por torsión del miembro
𝐿 = Longitud del miembro
𝐸𝐼𝑦 = Rigidez a la flexión alrededor del eje y
𝐺𝐽 = Rigidez a la torsión de St. Venant
𝐸𝐶𝑤 = Rigidez al alabeo
𝐼𝑥 = Momento de inercia de la sección alrededor del eje x
𝑟𝑜
−2
=
𝐼𝑥+𝐼𝑦
𝐴

6. RESISTENCIA EN EL PLANO DEVIGAS-
COLUMNAS

7. Las vigas -columnas de acero de patín ancho que se flexionan, en una sola curvatura,
alrededor de su eje mayor por momentos en los extremos 𝑀°𝑥 y una fuerza axial 𝑃. La carga
axial aplicada 𝑃 es menor que la fuerza máxima 𝑃𝑐𝑟 que el miembro puede soportar como
columna, por lo tanto hay cierta capacidad de reserva para soportar momentos flexionantes

9. PANDEO LATERAL-TORSIONAL
INELASTICO DEVIGAS-COLUMNAS DE
ACERO

10. Si una viga-columna tiene rigideces a la flexión muy diferentes en las
direcciones principales, carece de soporte lateral, y está sujeta a
momentos extremos alrededor del eje fuerte, puede fallar debido al
pandeo lateral torsional antes que a flexión excesiva en el plano del
momento.
El pandeo lateral-torsional reduce la capacidad de carga máxima del
miembro por debajo de la resistencia a la flexión en el plano 𝑀°𝑐𝑓𝑚𝑎𝑥 a
un valor designado como 𝑀°𝑐𝑙𝑚𝑎𝑥

12. RESISTENCIA DEVIGAS-COLUMNAS DE
ACERO FLEXIONADAS BIAXIALMENTE

13. ■ En las estructuras, las columnas suelen estar sujetas a momentos
flexionantes en dos direcciones perpendiculares, además de una
carga axial.
■ Estos momentos biaxiales pueden ser resultado de una carga axial
aplicada excéntricamente en relación con los ejes principales de la
sección transversal de la columna (columna aislada), o de la
sección especial de toda la estructura ( columna restringida)

14. FACTOR DE APLIFICACIÓN DE
MOMENTOS 𝐵2

15. Considere una columna voladiza AB de longitud L sobre la que actúan, en forma simultanea,
una carga transversal H y una fuerza axial P.
Si se supone que las cargas se aplican en un plano de simetría y que el miembro esta
arriostrado lateralmente, si es necesario, para que solo se puedan flexionar en el plano de las
cargas aplicadas.  representa la deflexión del extremo libre, es decir, la translación relativa de
la parte superior de la columna en relación con su base.

16. ■ B2 es un factor de amplificación de momento para columnas en marcos
no contraventados de varios pisos. Se trata de una medida del
momento de segundo orden que se desarrolla en una columna debido a
la interacción de la fuerza axial en una columna y de la transición
relativa. , de los extremos de esa columna.

17. FORMULAS DE INTERACCION DEL LRFD
PARA DISEÑO DEVIGAS-COLUMNAS

18. El método para diseñar marcos de acero consiste en modificar el diseño de un miembro
individual de manera que represente de forma aproximada la continuidad de la acción del
marco
■ Se aísla un miembro a compresión mas sus miembros adyacentes en ambos extremos y
se determina la carga de bifurcación del subensamble, la que se expresa en términos del
factor de longitud efectiva k
■ Se determina la distribución de momentos flexionantes y de fuerzas internas en toda la
estructura, bajo cargas factorizadas
■ Se diseña el miembro como una viga-columna mediante una ecuación de interacción
simplificada que representa de manera aproximada a la continuidad, inelasticidad y los
efectos de segundo orden

19. Fórmulas de interacción lineal

21. ■ La ecuación de interacción aplicable se basa en el primer termino que representa la relación de carga
axial. La resistencia de diseño a compresión Pd se debe basar en la mayor de las dos relaciones efectivas
de esbeltez
𝐾𝑥𝐿𝑥
𝑟𝑥
𝐾𝑦𝐿𝑦
𝑟𝑦
El factor de amplificación del miembro 𝐵1 resulta en especial importante cuando la columna es esbelta y se
acentúa a relaciones de carga axial mas elevadas para un miembro determinado.
El factor de amplificación de entre piso 𝐵2 resulta muy importante cuando las columnas de un piso son
esbeltas como grupo y se acentúa en niveles mas elevados de cargas de gravedad en el piso

23. PANDEO LOCAL DE PLACAS ENVIGAS-
COLUMNAS

24. Para el diseño de vigas- columnas implica que las placas componentes de
la sección transversal sean los suficientemente compactas; así, la sección
puede resistir un momento igual a la capacidad reducida en momento
plástico 𝑀𝑝𝑐 de la sección.
La placa del alma de una viga-columna de perfil  sujeta a un momento
en el eje mayor y a carga axial, se deforma de manera no uniforme en
toda su altura-
La relación critica b/t de una placa depende en gran medida de la
magnitud de la deformación máxima 𝐸𝑚áx

26. 𝒘𝒑𝒘 El perfil es compacto
𝒑𝒘𝒘𝒓𝒘 El perfil no es compacto
𝒘𝒓𝒘 El perfil es esbelto

27. ■ Los requisitos, la carga y las condiciones de apoyo para el patín a compresión de una viga-columna
son en esencia los mismos que para el patín a compresión de una viga. Por ello, se deben de usar los
mismos limites en las relaciones ancho-grueso del patín
■ Si la fuerza axial en la viga-columna es relativamente pequeña. El ENP estará cerca del punto medio
del peralte de la sección transversal. Así, cuando la fuerza axial sea también pequeña, la limitación en
la relación entre peralte y espesor del alma para las vigas-columnas habrá de ser la misma que para las
vigas
■ Si la fuerza axial en la viga-columna es grande, el ENP estará el patín a tensión y toda la placa del alma
estará sujeta a compresión,. Por lo tanto, en el caso de vigas-columnas sujeta a fuerzas axiales
relativamente grandes, la relación limitante entre peralte y espesor del alma debe de ser la misma que
para una columna cargada axialmente
■ En el caso de valores intermedios de la fuerza axial, el ENP deberá caer entre el centroide y el patín de
tensión. A medida que aumenta 𝑷𝒖𝑰𝑷𝒚 la parte del peralte del alma que esta sujeto a esfuerzos de
compresión también aumentara. Así, el limite en la relación de esbeltez del alma se debe de volver
mas restrictivo

28. La tabla B5-1 de la LRFDS prescribe los siguientes limites para el alma
de una viga-columna

29. BIBLIOGRAFÍA
ESTRUCTURAS DE ACERO COMPORTAMIENTOY LRFD SRIRAMULU
VINNAKOTA
MANUAL OF STEEL CONSTRUCTION
LOAD & RESISTANCE FACTOR DESIGN
MIEMBROS BAJO FUERZAS COMBINADASYTORSIÓN
https://prezi.com/agc6jkrx-sxu/miembros-bajo-fuerzas-combinadas-y-torsion/
DISEÑO SIMPLIFICADO DE ELEMENTOS DE ACERO ESTRUCTURAL
https://www.ingangelmanrique.com/attachments/Dise%C3%B1o-Simplificado-en-Acero-
Estructural.pdf
https://youtu.be/5IsCz63IzoY