Análisis no-lineales de pandeo

Los análisis de buckling lineales predicen la resistencia teórica al pandeo de una estructura con comportamiento elástico lineal. Los valores propios son calculados para la configuración estructural no deformada, considerando las condiciones de contorno y un conjunto determinado de cargas. El análisis de buckling lineal produce un conjunto de coeficientes (“buckling factors”). Las cargas definidas multiplicadas por estos coeficientes llevan la estructura a la inestabilidad elástica.

En una estructura real, las imperfecciones y el comportamiento no-lineal impiden que el sistema alcance esta resistencia teórica al pandeo, así que normalmente los análisis lineales de buckling sobreestiman los valores críticos de las cargas asociadas a la inestabilidad de la estructura. Por lo tanto, para predecir la carga de colapso “real”, recomendamos el uso de análisis no-lineales de pandeo.

Durante un análisis no-lineal de pandeo, la carga se aplica de forma incremental hasta que un pequeño cambio en el nivel de carga provoque un grande incremento en el desplazamiento. Esta condición indica que la estructura ha quedado inestable. El análisis no-lineal de pandeo es un método estático que puede considerar no-linealidades materiales y geométricas, disturbios de carga, imperfecciones geométricas y holguras. Hay que introducir una pequeña carga desestabilizadora o una imperfección inicial para empezar una solución correspondiente al modo de pandeo deseado. La rigidez e la respuesta son evaluadas para cada incremento de carga, pudiendo variar debido a los siguientes efectos:

• P-Delta: efecto de grandes tensiones de tracción o compresión en el comportamiento de flexión y de cortante.
• Grandes desplazamientos: se considera la configuración deformada al rehacer las ecuaciones de equilibrio.
• Comportamiento inelástico: no-linealidad material de elementos Shell layered, rótulas plásticas y límites T/C de barras y comportamiento no-lineal de links.

Los resultados de un análisis estático no-lineal de pandeo pueden consultarse mediante gráficas de deformación en función de la aplicación de carga.

Consulte los ejercicios 21 y 22 del curso SAP2000 Avanzado (en anexo) para ver un ejemplo práctico de aplicación de este tipo de análisis. En este ejemplo, el objetivo es estudiar la carga de colapso para una torre atirantada simplificada, considerando distintos niveles de tracción inicial en los tirantes.