calculo de conexiones
Post on 25-Jul-2015
663 Views
Preview:
TRANSCRIPT
PROCEDIMIENTOS DE
CALCULO DE CONEXIONES
Realizada por: Rodrigo Silva M.
Fecha: 06 de Junio de 2002 REV
0Aprobada por: Carlos Ramírez V.
Fecha: 06 de Junio de 2002
EDYCE S.APuerta del Sol # 55 Piso 7- Las Condes - Teléfono (56-2) 3530200 - Fax (56-2) 3530220 - Casilla 142 - Santiago, ChileAlgarrobo # 159 - Talcahuano - Teléfono (56-41) 507300 - Fax (56-41) 507330 - Casilla 2002 - Concepción, Chile
DEPARTAMENTO DEINGENIERIA DE DISEÑO
Página
2 de 38
CONTENIDOS
1. Conexiones de diagonales apernadas. 3
2. Unión viga - viga con doble clip apernado apernado. 6
3. Unión viga - columna con doble clip apernado apernado. 11
4. Unión viga - viga con doble clip apernado soldado. 12
5. Unión viga - columna con doble clip apernado soldado. 17
6. Empalmes de columnas. Cizalle doble en alas y alma. 18
7. Empalmes de vigas. Cizalle doble en alas y alma. 24
8. Doble filete de soldadura sometido a corte y cargas excéntricas. 29
9. Conexion de viga con plancha, pernos a cizalle simple (single plate). 31
PROCEDIMIENTOS DE CALCULO DE CONEXIONES
DEPARTAMENTO DEINGENIERIA DE DISEÑO
Página
3 de 38
1. CONEXIONES DE DIAGONALES APERNADAS.
1.1. CARGAS DE DISEÑO
T = 0.75 0.6 Fy Ag
( o carga especificada en el plano)
1.2. CÁLCULO NÚMERO DE PERNOS.
Espaciamiento entre pernos:
s(min) = 3 dp
lva(min) = 1.5 dp
Número de pernos:
N1 = T / Va (cizalle simple)N1 = T / (2 Va) (cizalle doble)
1.3. VERIFICACIÓN GUSSET.
Aplastamiento del gusset
fp = T / (eg N dp)Fp = 1.2 Fu
fp < Fp
Tracción y desgarramiento del gusset
Ta = T
T desg = 2 0.3 Fu eg [(N-1) S+Lva-(N-0.5) dh]+0.5 Fu eg (St-dh)
PROCEDIMIENTOS DE CALCULO DE CONEXIONES
DEPARTAMENTO DEINGENIERIA DE DISEÑO
Página
4 de 38
(Para dos líneas de pernos)
Ta < T desg
1.4. VERIFICACIÓN PERFIL DIAGONAL.
Aplastamiento del perfil
fp = T / (e N dp)Fp = 1.2 * Fu
fp < Fp
Tracción y desgarramiento del perfil (para perfil XL, L, DL)
Ta = (T/2)T desg = 0.3. Fu. e. [(N-1). s+Lva-(N-0.5). dh]+0.5. Fu. e. [(b-g)-0.5. dh]
Ta < T desg
Nomenclatura
Ag : Area bruta del perfil diagonaleg : Espesor del gussete : Espesor del perfil.Va : Corte admisible del perno.fp : Tensión de aplastamiento de trabajoFp : Tensión admisible de aplastamientoTa : tracción de trabajo en gusset o en 1 perfil ángulo.T desg : capacidad del gusset o del perfil por desgarramiento.N : número de pernos por línea.Lva : distancia del centro del perno al borde.dh : diámetro agujero.dp : diámetro del perno
PROCEDIMIENTOS DE CALCULO DE CONEXIONES
DEPARTAMENTO DEINGENIERIA DE DISEÑO
Página
5 de 38
g : gramil perfil Lb : ala del ángulo.St : distancia entre líneas de pernos.
St = 2. gramil, para XL, TLSt = gramil, para perfiles I conectados por las alas.
Observaciónes:
Para las diagonales o puntales TL, conectados a cizalle doble no se verifica
desgarramiento en el gusset.
Para las diagonales o puntales C y I conectados por alma, la zona de desgarramiento
del perfil es la misma que para el gusset.
2. UNIÓN VIGA - VIGA CON DOBLE CLIP APERNADO APERNADO.
PROCEDIMIENTOS DE CALCULO DE CONEXIONES
DEPARTAMENTO DEINGENIERIA DE DISEÑO
Página
6 de 38
2.1 DATOS.
DimensionesViga Ha Viga Hb
Altura total de la viga: Ha Hb
Anchos de alas de la viga Aa,Ba Ab,Bb
Espesores de alas de la viga e1a,e2a e1b,e2b
Espesor del alma de la viga ta tb
Solicitación
Menor corte de diseño de las vigas a conectar. Será la fuerza de corte especificada en
los planos, o estimada en base a un porcentaje de cálculo (%) pre-establecido.
Viga Ha armada : Va = ( % ) . ta . ( Ha – e1a – e2a ) . 0.4 . Fya Viga Hb armada : Vb = ( % ) . tb . ( Hb – e1b – e2b ) . 0.4 . Fya
% = Porcentaje de cálculo
Propiedades del acero
Elemento Tensión de fluencia (kg/cm2) Tensión de rotura (kg/cm2)
PROCEDIMIENTOS DE CALCULO DE CONEXIONES
DEPARTAMENTO DEINGENIERIA DE DISEÑO
Página
7 de 38
Viga Ha Fya FuaViga Hb Fyb FubAngulos Fy Fu
2.2 CÁLCULO DEL NÚMERO DE PERNOS
Datos
Tipo de unión : Aplastamiento
Tipo de perno : A325 ( Hilo incluido en plano de corte )
Diámetro del perno : dp
Diámetro del agujero : dh
Corte adm. al corte : Va
Espacio mínimo entre pernos: smin = 3 . dp
Espacio a usar : s
Número de pernos ( N )
Criterio por resistencia de pernos:
N1(min) = V / ( 2. Va ) , Cizalle simple, dos filas de pernos.
Criterio por aplastamiento alma de viga Hb:
Si s > 3 . dp : Fp = 1.2 . Fub
N2(min) = V / ( 2 . Fp . tb . dp )
Criterio por aplastamiento alma de viga Ha:
Si s > 3 . dp : Fp = 1.2 . Fua
N3(min) = V / ( Fp . ta . dp )Número mínimo de pernos:
N(min) = Mayor [ N1(min) , N2(min) , N3(min) ]
PROCEDIMIENTOS DE CALCULO DE CONEXIONES
DEPARTAMENTO DEINGENIERIA DE DISEÑO
Página
8 de 38
Número de pernos a usar: N
2.3 DISEÑO DE LOS ÁNGULOS DE UNIÓN. CÁLCULO ESPESOR DE ÁNGULO (TP) .
Ancho de ala : ba, bb
gramil : g
Distancia al borde libre mímima : Lva min = 1.5 . dp
Distancia al borde a usar : Lva
Largo del ángulo: La = ( N - 1 ) . s + 2 . Lva
Criterio fluencia en sección bruta:
t1(min) = 0.5 . V / (0.4 Fy . La )
Criterio corte en sección neta:
t2(min) = 0.5 . V / [0.3 . Fu . (La - N . dh )]
Criterio por falla de bloque de cizalle en la Viga Ha t3(min) = 0.5V / {0.3 [Lva + ( N-1 ) ( s - dh ) -0.5 . dh] + 0.5 [ (ba-g) – dh/2 ]}Fu
Criterio por falla de bloque de cizalle en la Viga Hb t4(min) = 0.5V / {0.3 [Lva + ( N-1 ) ( s - dh ) -0.5 . dh] + 0.5 [ (bb-g) – dh/2 ]}Fu
Criterio por aplastamiento
Si Lva > 1.5 . dp y s > 3 . dp : Fp = 1.2 . Fu
t5(min) = 0.5 . V / ( Fp . dp . N )
Espesor mínimo de pernos:
tp(min) = Mayor [ t1(min) , t2(min) , t3(min) ,t4(min) , t5(min) ]
PROCEDIMIENTOS DE CALCULO DE CONEXIONES
DEPARTAMENTO DEINGENIERIA DE DISEÑO
Página
9 de 38
Espesor a usar: tp
Requerimientos AISC:
Para el espesor : 6(mm) < tp < 16(mm)
Para distancia al borde : Lva = Menor [ 12 tp , 152 (mm) ]
2.4 Verificación alma de viga Ha
Verificación del corte en bloque - alma de Viga Ha
Resistencia al corte en bloque de la viga, Rvb.
Rvb ={ 0.3 [(N-1) s+Lva2-(N-0.5)dh] + 0.5 [Lva3-0.5dh] } Fu ta
Lva2: Distancia vertical del último perno al destaje horizontal de la viga Ha.
Lva3: Distancia horizontal de la línea de pernos al borde del al alma de la viga Ha.
Rvb > V Alma de viga Ha no tiene falla por bloque de cizalle.
¿Verificación al corte en el alma de Viga Ha ( Vn )?
Fractura en el área neta :
PROCEDIMIENTOS DE CALCULO DE CONEXIONES
DEPARTAMENTO DEINGENIERIA DE DISEÑO
Página
10 de 38
Vn = 0.3 Fua ta ( ho - N dh ) > V Se verifica corte en el alma de la viga Ha
PROCEDIMIENTOS DE CALCULO DE CONEXIONES
DEPARTAMENTO DEINGENIERIA DE DISEÑO
Página
11 de 38
3. UNIÓN VIGA - COLUMNA CON DOBLE CLIP APERNADO APERNADO.
Se considera un procedimiento similar al descrito anteriormente ( conexión viga-viga),
excepto en lo que sigue:
Se verifica el aplastamiento en el ala o alma de la columna receptora.
No se verifica falla por bloque de cizalle, pues no hay destaje del ala de la viga.
PROCEDIMIENTOS DE CALCULO DE CONEXIONES
DEPARTAMENTO DEINGENIERIA DE DISEÑO
Página
12 de 38
4. UNIÓN VIGA - VIGA CON DOBLE CLIP APERNADO SOLDADO.
4.1 DATOS.
DimensionesViga Ha Viga Hb:
Altura total de la viga: Ha Hb
Anchos de alas de la viga Aa,Ba Ab,Bb
Espesores de alas de la viga e1a,e2a e1b,e2b
Espesor del alma de la viga ta tb
Solicitación
Menor corte de diseño de las vigas a conectar. Será la fuerza de corte especificada en los planos, o estimada en base a un porcentaje de cálculo (%) pre-establecido.
Viga Ha armada : Va = ( % ) ta ( Ha – e1a – e2a ) 0.4 Fya Viga Hb armada : Vb = ( % ) tb ( Hb – e1b – e2b ) 0.4 Fya% = Porcentaje de cálculo
Propiedades del acero
PROCEDIMIENTOS DE CALCULO DE CONEXIONES
DEPARTAMENTO DEINGENIERIA DE DISEÑO
Página
13 de 38
Elemento Tensión de fluencia (kg/cm2) Tensión de rotura (kg/cm2)
Viga Ha Fya FuaViga Hb Fyb FubAngulos Fy Fu
4.2 CÁLCULO DEL NÚMERO DE PERNOS
Datos
Tipo de unión : Aplastamiento
Tipo de perno : A325 ( Hilo incluido en plano de corte )
Diámetro del perno : dp
Diámetro del agujero : dh
Corte adm. al corte : Va
Espacio mínimo entre pernos: smin = 3 dp
Espacio a usar : s
Número de pernos ( N )
Criterio por resistencia de pernos:
N1(min) = V / ( 2 Va ) , Cizalle simple, dos filas de pernos.
Criterio por aplastamiento alma de viga Hb:
Si s > 3 dp : Fp = 1.2 Fub
N2(min) = V / ( 2 Fp tb dp )
Número mínimo de pernos:
N(min) = Mayor [ N1(min) , N2(min) ]
Número de pernos a usar: N
PROCEDIMIENTOS DE CALCULO DE CONEXIONES
DEPARTAMENTO DEINGENIERIA DE DISEÑO
Página
14 de 38
4.3 DISEÑO DE LOS ÁNGULOS DE UNIÓN. CÁLCULO ESPESOR DE ÁNGULO (TP) .
Ancho de ala : ba, bb
gramil : g
Distancia al borde libre mímima : Lva min = 1.5 dp
Distancia al borde a usar : Lva
Largo del ángulo: La = ( N - 1 ) s + 2 Lva
Criterio fluencia en sección bruta:
t1(min) = 0.5 V / (0.4 Fy La )
Criterio corte en sección neta:
t2(min) = 0.5 . V / [0.3 . Fu . (La - N . dh )]Criterio por falla de bloque de cizalle en la Viga Hb t3(min) = 0.5V / {0.3 [Lva + ( N-1 ) ( s - dh ) -0.5 dh] + 0.5 [ (bb-g) – dh/2 ]}Fu
Criterio por aplastamiento
Si Lva > 1.5 dp y s > 3 dp :
Fp = 1.2 Fu
t4(min) = 0.5 V / ( Fp dp N )
Espesor mínimo de pernos:
tp(min) = Mayor [ t1(min) , t2(min) , t3(min) ,t4(min) ]Espesor a usar: tp
Requerimientos AISC:
Para el espesor : 6(mm) < tp < 16(mm)Para distancia al borde : Lva = Menor [ 12 tp , 152 (mm) ]
PROCEDIMIENTOS DE CALCULO DE CONEXIONES
DEPARTAMENTO DEINGENIERIA DE DISEÑO
Página
15 de 38
4.4 CÁLCULO DE FILETE DE SOLDADURA.
Datos:
V = Vdiseño / 2
h = La
b = Ls
Soldadura : Electrodo E70-XX
Filete: a (mm)
Acero: A36
Fy = 2530 kg/cm2.
Fu = 4925 kg/cm2.
Se calcula el esfuerzo en el punto más lejano del centroide del grupo de soldadura (Punto A).
PROCEDIMIENTOS DE CALCULO DE CONEXIONES
DEPARTAMENTO DEINGENIERIA DE DISEÑO
Página
16 de 38
La capacidad de la conexión se debe reducir si el espesor del alma de la viga es menor que
dos veces el filete de soldadura apilcado. Para esto se aplica un factor de reducción (r) a la
tensión admisible de la soldadura o del metal base.
1, si ta 2ar = ta / 2a , si ta 2a
filete mínimo : a min = max { Fr / (r 0.4Fy) ; Fr / (r 0.3Fu) }
filete mínimo filete a usar Se verifica filete de soldadura.
5. UNIÓN VIGA - COLUMNA CON DOBLE CLIP APERNADO SOLDADO.
PROCEDIMIENTOS DE CALCULO DE CONEXIONES
DEPARTAMENTO DEINGENIERIA DE DISEÑO
Página
17 de 38
Se considera un procedimiento similar al descrito anteriormente ( conexión viga-viga),
excepto en lo que sigue:
Se verifica el aplastamiento en el ala o alma de la columna receptora.
6. EMPALMES DE COLUMNAS. CIZALLE DOBLE EN ALAS Y ALMA.
PROCEDIMIENTOS DE CALCULO DE CONEXIONES
DEPARTAMENTO DEINGENIERIA DE DISEÑO
Página
18 de 38
6.1 DATOS.
Dimensiones de la columna:
Altura total : H
Ancho de alas : B
Espesor de alas : e
Espesor de alma : t
Propiedades del acero :
Tensión de fluencia (kg/cm2) : Fy
Tensión de rotura (kg/cm2): FuDatos de conexión :
Tipo de unión : Aplastamiento
PROCEDIMIENTOS DE CALCULO DE CONEXIONES
DEPARTAMENTO DEINGENIERIA DE DISEÑO
Página
19 de 38
Tipo de perno : A325 ( Hilo incluido en plano de corte )
Espacio mínimo entre pernos: smin = 3 dp
Distancia mínima al borde : Lvamin = 1.5 dp
Diámetro de agujero: dh = dp + 1/16”
Cargas de diseño :
Carga de tracción sobre las alas: Tala = 0.6 Fy B e
Carga de corte sobre el alma: V = 0.4 Fy ( H-2e ) t
Carga de tracción sobre el alma: T alma = 0.6 Fy ( H - 2e ) t
6.2 CONEXIÓN DE PLANCHAS CONECTADAS AL ALA
Diseño de pernos
Diámetro de pernos en alas: dpala
Corte admisible perno: Va
Espacio a usar : S1
Número de pernos requerido por resistencia de pernos y aplastamiento del ala:
N° pernos ala min = max { Tala / ( 2Va ) ; Tala / (dpala e1.2Fu) }
N° pernos a usar : Nala
Espesor planchas superiores
bps B
Area neta / espesor = An =min {(bps - 2dh) ; 0.85bps }
ep1 = 0.5 Tala / ( 0.5 Fu An ) : criterio de fractura en el área neta.
ep2 = 0.5 Tala / ( 0.6 Fy bps ) : criterio de fluencia en el área bruta.
ep3 = 0.5 Tala / ( N pernos ala dpala 1.2 Fu ) : aplastamiento
PROCEDIMIENTOS DE CALCULO DE CONEXIONES
DEPARTAMENTO DEINGENIERIA DE DISEÑO
Página
20 de 38
epsmin = Max [ eps1 , eps2, eps3]
espesor a usar : ep
Espesor planchas inferiores
Area neta / espesor = An =min {(bpi - dh) ; 0.85bpi }
ei1 = 0.25 Tala / ( 0.5 Fu An ) : criterio de fractura en el área neta.
ei2 = 0.25 Tala / ( 0.6 Fy bp ) : criterio de fluencia en el área bruta.
ei3 = 0.25 Tala / ( 0.5 N pernos ala dp 1.2 Fu ) : aplastamiento
ep min = Max [ ei1 , ei2, ei3]
espesor a usar : ei
Verificación de desgarramiento en ala
Rd1 = {20.3[Lv+(Nala/2-1)S1 – (Nala/2-0.5)dh] + 20.5(Lv2-dh/2) } e Fu
Tala < Rd1 el número de pernos y distancia es satisfactorio.
Verificación de desgarramiento en plancha exterior
PROCEDIMIENTOS DE CALCULO DE CONEXIONES
DEPARTAMENTO DEINGENIERIA DE DISEÑO
Página
21 de 38
Rd2 = { 20.3[Lv+(Nala/2-1)S1 – (Nala/2-0.5)dh] + 0.5(S4-dh) } e Fu
(para dos filas de pernos en el ala)
Tala < Rd2 el número de pernos, distancia y espesor de plancha es satisfactorio.
6.3 CONEXIÓN DE PLANCHAS CONECTADAS AL ALMA
Diseño de pernos
Diámetro de pernos en alas: dpalma
Corte admisible perno: Va
Espacio a usar : S2, S3 (ver figura)
Número de pernos requerido por resistencia de pernos y aplastamiento del alma:
N° pernos alma min = max { T alma / ( 2Va ) ; T alma / (dpt1.2Fu) }
N° pernos a usar : Nalma
N° de filas de pernos (en sentido perpendicular a las alas) : Nfilas
Verificación aplastamiento planchas del alma
Si fp = T alma / (2et Nalma dpalma) < 1.2 Fu planchas resisten el aplastamiento.
Verificación de desgarramiento en alma
PROCEDIMIENTOS DE CALCULO DE CONEXIONES
DEPARTAMENTO DEINGENIERIA DE DISEÑO
Página
22 de 38
Rd3 = { 20.3[ Lv+( Nfilas -1)S3 – (Nfilas -0.5)dh ] +
0.5[ (Nalma / Nfilas - 1) S2 -(Nalma / Nfilas - 1) dh) } t Fu
Talma < Rd3 el número de pernos y distancia es satisfactorio.
Verificación de desgarramiento en planchas conectadas al alma
Rd4 = { 20.3[ Lv+( Nfilas -1)S3 – (Nfilas -0.5)dh ] +
0.5[ (Nalma / Nfilas - 1) S2 -(Nalma / Nfilas - 1) dh) } et Fu
Talma /2 < Rd4 el número de pernos, distancia y espesor de planchas es satisfactorio.
Verificación excentricidad grupo de pernos
C : coeficiente adimensional que reduce la resistencia de un grupo de pernos bajo cargas
excéntricas. Se obtiene de tablas XI a XVIII de Manual AISC, ASD.
C(req) = max { V / (2Va) ; V / (dpt1.2Fu) ; V / (2dpep1.2Fu)
Si C > C(req) Cantidad de pernos es satisfactoria.
6.4 RESUMEN DE RESULTADOS
PROCEDIMIENTOS DE CALCULO DE CONEXIONES
DEPARTAMENTO DEINGENIERIA DE DISEÑO
Página
23 de 38
7. EMPALMES DE VIGAS. CIZALLE DOBLE EN ALAS Y ALMA.
PROCEDIMIENTOS DE CALCULO DE CONEXIONES
DEPARTAMENTO DEINGENIERIA DE DISEÑO
Página
24 de 38
7.1 DATOS.
Dimensiones de la viga:
Altura total : H
Ancho de alas : B
Espesor de alas : e
Espesor de alma : t
Propiedades del acero :
Tensión de fluencia (kg/cm2) : Fy
Tensión de rotura (kg/cm2): FuDatos de conexión :
PROCEDIMIENTOS DE CALCULO DE CONEXIONES
DEPARTAMENTO DEINGENIERIA DE DISEÑO
Página
25 de 38
Tipo de unión : Aplastamiento
Tipo de perno : A325 ( Hilo incluido en plano de corte )
Espacio mínimo entre pernos: smin = 3 dp
Distancia mínima al borde : Lvamin = 1.5 dp
Diámetro de agujero: dh = dp + 1/16”
Cargas de diseño :
Wx : módulo de flexión de la viga en el eje fuerte.
Carga de tracción sobre las alas: Tala = 0.6 Fy Wx / (H-e)
Carga de corte sobre el alma: V = 0.4 Fy ( H-2e ) t
Carga de tracción sobre el alma: no se considera tracción.
7.2 CONEXIÓN DE PLANCHAS CONECTADAS AL ALA
Diseño de pernos
Diámetro de pernos en alas: dpala
Corte admisible perno: Va
Espacio a usar : S1
Número de pernos requerido por resistencia de pernos y aplastamiento del ala:
N° pernos ala min = max { Tala / ( 2Va ) ; Tala / (dpala e1.2Fu) }
N° pernos a usar : Nala
Espesor planchas superiores
bps B
Area neta / espesor = An =min {(bps - 2dh) ; 0.85bps }
ep1 = 0.5 Tala / ( 0.5 Fu An ) : criterio de fractura en el área neta.
ep2 = 0.5 Tala / ( 0.6 Fy bps ) : criterio de fluencia en el área bruta.
PROCEDIMIENTOS DE CALCULO DE CONEXIONES
DEPARTAMENTO DEINGENIERIA DE DISEÑO
Página
26 de 38
ep3 = 0.5 Tala / ( N pernos ala dpala 1.2 Fu ) : aplastamiento
epsmin = Max [ eps1 , eps2, eps3]
espesor a usar : ep
Espesor planchas inferiores
Area neta / espesor = An =min {(bpi - dh) ; 0.85bpi }
ei1 = 0.25 Tala / ( 0.5 Fu An ) : criterio de fractura en el área neta.
ei2 = 0.25 Tala / ( 0.6 Fy bp ) : criterio de fluencia en el área bruta.
ei3 = 0.25 Tala / ( 0.5 N pernos ala dp 1.2 Fu ) : aplastamiento
ep min = Max [ ei1 , ei2, ei3]
espesor a usar : ei
Verificación de desgarramiento en ala
Rd1 = {20.3[Lv+(Nala/2-1)S1 – (Nala/2-0.5)dh] + 20.5(Lv2-dh/2) } e Fu
Tala < Rd1 el número de pernos y distancia es satisfactorio.
Verificación de desgarramiento en plancha exterior
PROCEDIMIENTOS DE CALCULO DE CONEXIONES
DEPARTAMENTO DEINGENIERIA DE DISEÑO
Página
27 de 38
Rd2 = { 20.3[Lv+(Nala/2-1)S1 – (Nala/2-0.5)dh] + 0.5(S4-dh) } e Fu
(para dos filas de pernos en el ala)
Tala < Rd2 el número de pernos, distancia y espesor de plancha es satisfactorio.
7.3 CONEXIÓN DE PLANCHAS CONECTADAS AL ALMA
Diseño de pernos
Diámetro de pernos en alas: dpalma
Corte admisible perno: Va
Espacio a usar : S2, S3 (ver figura)
Número de pernos requerido por resistencia de pernos y aplastamiento del alma:
N° pernos alma min = max { V / ( 2Va ) ; V / (dpt1.2Fu) }
N° pernos a usar : Nalma
N° de filas de pernos (en sentido perpendicular a las alas) : Nfilas
Verificación aplastamiento planchas del alma
Si fp = V / (2et Nalma dpalma) < 1.2 Fu planchas resisten el aplastamiento.
Verificación excentricidad grupo de pernos
PROCEDIMIENTOS DE CALCULO DE CONEXIONES
DEPARTAMENTO DEINGENIERIA DE DISEÑO
Página
28 de 38
C : coeficiente adimensional que reduce la resistencia de un grupo de pernos bajo cargas
excéntricas. Se obtiene de tablas XI a XVIII de Manual AISC, ASD.
C(req) = max { V / (2Va) ; V / (dpt1.2Fu) ; V / (2dpep1.2Fu)
Si C > C(req) Cantidad de pernos es satisfactoria.
7.4 RESUMEN DE RESULTADOS
PROCEDIMIENTOS DE CALCULO DE CONEXIONES
DEPARTAMENTO DEINGENIERIA DE DISEÑO
Página
29 de 38
8. DOBLE FILETE DE SOLDADURA SOMETIDO A CORTE Y CARGAS EXCÉNTRICAS.
Este grupo de soldadura se presenta en variadas conexiones, tales como conexiones de
gusset y conexiones de “single plate” (conexión de corte a cizalle simple).
La resistencia del grupo de soldadura puede determinarse de la tabla XIX del Manual AISC,
ASD, basada en el Método de Resistencia Ültima.
En el método presentado a continuación, se realiza un ánalisis elástico y se verifica la
resistencia del filete de soldadura (corte en garganta efectiva) y la resistencia del metal base.
Esta metodología entrega resultados más conservadores.
Datos:
V : carga en sentido paralelo a la soldadura (eje Y).
Mf : momento flector ( eje X )
Mt : momento torsor ( eje Z )
largo de soldadura : h
PROCEDIMIENTOS DE CALCULO DE CONEXIONES
DEPARTAMENTO DEINGENIERIA DE DISEÑO
Página
30 de 38
distancia entre filetes = b
Soldadura : Electrodo E70-XX
Filete: a (mm)
Acero: A36
Fy = 2530 kg/cm2.
Fu = 4925 kg/cm2.
Cálculo de esfuerzo
Cálculo de filete de soldadura
filete mínimo : a min = max { Fr / (0.4Fy) ; Fr / (0.3Fu) }
filete mínimo filete a usar Se verifica filete de soldadura.
PROCEDIMIENTOS DE CALCULO DE CONEXIONES
DEPARTAMENTO DEINGENIERIA DE DISEÑO
Página
31 de 38
9. CONEXION DE VIGA CON PLANCHA, PERNOS A CIZALLE SIMPLE (SINGLE PLATE).
9.1 DATOS.
Dimensiones de la viga:
Altura total : H
Anchos de alas : A, B
Espesores de alas : e1 , e2
Espesor de alma : t
Espesor de plancha : tp
Solicitación
Fuerza de corte especificada en los planos, o estimada en base a un porcentaje de
cálculo (%) pre-establecido.
Viga H armada : V = ( % ) . ta . ( Ha – e1a – e2a ) . 0.4 . Fy
PROCEDIMIENTOS DE CALCULO DE CONEXIONES
DEPARTAMENTO DEINGENIERIA DE DISEÑO
Página
32 de 38
Propiedades del acero :
Tensión de fluencia (kg/cm2) : Fy
Tensión de rotura (kg/cm2): Fu
Datos de conexión :
Tipo de unión : Aplastamiento
Tipo de perno : A325 ( Hilo incluido en plano de corte )
Espacio mínimo entre pernos: smin = 3 dp
Distancia mínima al borde : Lvamin = 1.5 dp
Diámetro de agujero: dh = dp + 1/16”
Soldadura : Electrodo E70-XX
Fu = 4925 kg/cm2.
9.2 DISEÑO DE PERNOS
Datos
Diámetro del perno : dp
Diámetro del agujero : dh
Corte adm. al corte : Va
Espacio mínimo entre pernos: S min = 3 . dp
Espacio a usar : S1, S2
Cálculo de número de pernos.
Se verifica corte en los pernos y aplastamiento en alma y plancha, considerando el efecto de
la excentricidad de la carga.
PROCEDIMIENTOS DE CALCULO DE CONEXIONES
DEPARTAMENTO DEINGENIERIA DE DISEÑO
Página
33 de 38
C : coeficiente adimensional que reduce la resistencia de un grupo de pernos bajo cargas
excéntricas. Se obtiene de tablas XI a XVIII de Manual AISC, ASD.
C(req) = max { V / (Va) ; V / (dpt1.2Fu) ; V / (dptp1.2Fu) }
Si C > C(req) Cantidad de pernos es satisfactoria.
Para distancias entre pernos diferentes a las tabuladas, se puede obtener un valor de C más
conservador, con la fórmulas dadas en Manual ICHA 1976.
Para una fila de pernos:
Para dos filas de pernos:
n: número de pernos por fila.
9.3 CÁLCULO DE FILETE DE SOLDADURA.
El filete de soldadura requerido se obtiene aplicando el método explicado en sección 8, con
los siguientes datos:
V : carga de corte de la viga
Mf : momento flector = V ex
Mt : momento torsor = 0
PROCEDIMIENTOS DE CALCULO DE CONEXIONES
DEPARTAMENTO DEINGENIERIA DE DISEÑO
Página
34 de 38
largo de soldadura : h = L
distancia entre filetes : b = tp.
Finalmente se debe verificar que el filete de soldadura cumpla con el mínimo exigido por
AWS.
PROCEDIMIENTOS DE CALCULO DE CONEXIONES
DEPARTAMENTO DEINGENIERIA DE DISEÑO
Página
35 de 38
9.4 VERIFICACIÓN PLANCHA CONECTORA.
Además del aplastamiento, se debe verificar la resistencia al corte de la plancha,
considerando la fluencia en el área neta y la fractura en el área bruta.
V 0.4 Fy tp L
V 0.3 Fu tp (L – n dh)
PROCEDIMIENTOS DE CALCULO DE CONEXIONES
DEPARTAMENTO DEINGENIERIA DE DISEÑO
Página
36 de 38
10. CONEXIONES CON CONECTOR T PARA VIGAS CON ALTA CARGA DE TRACCION.
La plancha conectora a la viga, de espesor tp, se verifica de acuerdo a la parte 3 del
presente informe, es decir es una conexión a simple plate. La plancha cabeza debe ser
verificada para la interacción corte-tracción que se expone a continuación
VERIFICACIÓN INTERACCIÓN CORTE-TRACCIÓN.
Nomenclatura:
a: distancia entre el centerline del perno al borde de la placa, no mayor a 1.25b
b: distancia entre el centerline del perno y el borde de la placa conectada
p: Largo del ala paralela o el ancho tributario de cada perno.
t: Espesor del ángulo conector o de la plancha de cabeza.
Le: distancia entre el centerline del perno y los bordes
Ap: Área del perno
Vcp: Corte por perno
Tpp: Tracción por perno
PROCEDIMIENTOS DE CALCULO DE CONEXIONES
DEPARTAMENTO DEINGENIERIA DE DISEÑO
Página
37 de 38
Tensión admisible por tracción
Vcp = V / N
Fv = Vcp / Ap
B = Ft * Ap
Tpp < B
Verificación del efecto tenaza
a' = a + d / 2
b' = b – d / 2
d' = d + 1 / 16"
r = b' / a'
d = 1 - d' / P
a' considerada:
Tpp < TA
Verificación de pernos al corte
Vcp < Fv
PROCEDIMIENTOS DE CALCULO DE CONEXIONES
DEPARTAMENTO DEINGENIERIA DE DISEÑO
Página
38 de 38
Verificación al aplastamiento
Si Le > 1.5d , se debe verificar que:
Vadm = Ap * Fp
Vadm > Vcp
PROCEDIMIENTOS DE CALCULO DE CONEXIONES
top related