Estudio comparativo de la deflexión de una viga de alma abierta con diferentes cuantías de acero

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Date

2025

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Universidad Técnica de Ambato. Facultad de Ingeniería Civil y Mecánica. Maestría en Ingeniería Civil con Mención en Estructuras Metálicas.

Abstract

This study focuses on the analysis of the behavior of Joist-type open web beams with different amounts of steel, evaluating their stiffness and deflection under distributed loads. The beams, fabricated in ASTM A36 structural steel, were subjected to experimental tests and computational simulations to determine how the variation in the amount of steel influences their structural performance. The results showed that a higher amount of steel significantly reduces the deflection and increases the stiffness of the beams, which is consistent with structural design theory. The research also revealed significant variability in deflection under high loads, attributed to factors such as imperfections in fabrication, differences in material properties, and the configuration of diagonal and chord elements. These findings have important implications for the design of steel structures, suggesting that, in applications with high loads, it is advisable to use beams with a greater amount of steel to ensure lower deflection and greater safety. The study highlights the importance of more detailed analysis and testing to reduce variability and optimize the design of open web beams. The results provide a sol id basis for future research, which could include the analysis of other factors such as beam geometry, load distribution and behavior under dynamic loads, with the aim of improving the efficiency and safety of these structures in practica! applications.

Description

Este estudio es el análisis del comportamiento de vigas de alma abierta tipo Joist con diferentes cuantías de acero, evaluando su rigidez y de-flexión bajo cargas distribuidas. Las vigas, fabricadas en acero estructural ASTM A36, fueron sometidas a ensayos experimentales y simulaciones computacionales para determinar cómo la variación en la cantidad de acero influye en su desempeño estructural. Los resultados muestran que una mayor cuantía de acero reduce la de-flexión y aumenta la rigidez de las vigas, lo que se confirma con la teoría de diseño estructural. Los datos revelan una variabilidad en la de-flexión bajo cargas elevadas, atribuida a factores como imperfecciones en la fabricación, diferencias en las propiedades del material y la configuración de los elementos diagonales y cordones. Los hallazgos tienen implicaciones en el diseño de estructuras de acero, en aplicaciones con cargas elevadas, es recomendable utilizar vigas con mayor cuantía de acero para garantizar una menor de-flexión y mayor seguridad. p i estudio se basa en realizar análisis detallados con ensayos para reducir la variabilidad y optimizar el diseño de vigas de alma abierta. Los resultados proporcionan una base sólida para el análisis de factores como la geometría de la viga, la distribución de cargas y el comportamiento bajo cargas dinámicas, con el objetivo de mejorar la eficiencia y seguridad.

Keywords

DEFLECTION, DUCTILITY, BEAMS, AMOUNT, STIFFNESS.

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