Comportamiento y DiseComportamiento y Diseñño de o de Estructuras de AceroEstructuras de Acero

CC--805805

Jack Lopez Jara , MS, PEJack Lopez Jara , MS, PE

Universidad Nacional de IngenierUniversidad Nacional de IngenierííaaFacultad de IngeniarFacultad de Ingeniaríía Civila Civil

SecciSeccióón Postn Post--GradoGrado

Clase 09 Clase 09 –– Junio 28, 2008Junio 28, 2008

Secciones CompuestasSecciones CompuestasConcretoConcreto--AceroAcero

VIGA METALICA

LOSA DE CONCRETOCONECTOR DE CORTE

DeflexiDeflexióón en Viga Non en Viga No--compuestacompuesta

DeflexiDeflexióón en Viga Compuestan en Viga Compuesta

DistribuciDistribucióón de Deformaciones n de Deformaciones Unitarias en Vigas CompuestasUnitarias en Vigas Compuestas

M (LOSA)

M (VIGA)

N.A. LOSA

N.A. VIGA

Slip

M (LOSA)

M (VIGA)

N.A. LOSA

N.A. VIGA

Slip

e'

N.A. SECCION

No Slip

e"

SIN INTERACCION INTERACCION PARCIAL INTERACCION COMPLETA

C'

T'

C"

T"

COMPUESTA

Modelos de AnModelos de Anáálisis para Secciones lisis para Secciones CompuestasCompuestas

Modelos de AnModelos de Anáálisis para Secciones lisis para Secciones CompuestasCompuestas

Ancho Efectivo de LosaAncho Efectivo de LosaSecciones de Momento PositivoSecciones de Momento Positivo

Ancho Efectivo de LosaAncho Efectivo de LosaSecciones de Momento NegativoSecciones de Momento Negativo

ParParáámetros de Disemetros de Diseñño Afectados por el o Afectados por el Ancho Efectivo de LosaAncho Efectivo de Losa

Ancho Efectivo de LosaAncho Efectivo de Losa�� AISC:AISC:

AASHTO AASHTO –– TRB 2005 Recom.TRB 2005 Recom.

Fuerzas en la Interfase AceroFuerzas en la Interfase Acero--Concreto en Secciones Concreto en Secciones CompuestasCompuestas

Mmax

Vmax

dC

T T + dT

N.A. SECCION COMPUESTAA

A

C+dCC

dz

DistribuciDistribucióón de Esfuerzos de Corte n de Esfuerzos de Corte en Seccien Seccióón Compuestan Compuesta

bE

tw

v = VQ/(I b )E

Resistencia de Conectores de Corte (Resistencia de Conectores de Corte (StudsStuds) en ) en FunciFuncióón del Numero de Ciclos de Carga y Rango n del Numero de Ciclos de Carga y Rango

de Esfuerzosde Esfuerzos

Sr = 153 * N ^ -0.19 ( ksi )

Esfuezo Permisible Fatiga:

Zr = pi /4 * d^2 * Sr = 120 * N^-0.19 * d^2

AASHTO: Zr =alpha * d ^2

alpha = 34.5 – 4.28 log (N )

Especificaciones AASHTO para diseEspecificaciones AASHTO para diseñño de o de Conectores de Corte por FatigaConectores de Corte por Fatiga

QV

InZp

p

nZrv

I

QVv

ddZr

SdZr

sr

r

hr

srh

r

=

=

=

=

=

=

−=

≥=

=

Conectores de Diametro d

p distancia aseccion unaen Conectores de Numero n

Conectores de alLongitudin ntoEspaciamie p

:Donde

)Conectores Resistente (Cap.

Actuante) Fuerza - Completaon (Interacci

Servicio) de sRepetitiva (Cargas

Elasticas sCondicioneen Diseño : Fatiga de Carga

)log(28.45.34

75.2

422

2

α

α

π

in-2 de minimo

ntorecubrimieun r deben teney Losa laen in -2 de

Minimoun Penetrar dedeben es4.Conector

in 1 Superior ala del borde al

Conector del Borde del a3.Distanci

d * 4 s

(s) lTransversa iento2.Espaciam

in 24 p

d * 6 p

:(p) alLongitudin ntoEspaciamie 1.

:Notas

>

<

<

>

Efecto de DistribuciEfecto de Distribucióón de Conectores de n de Conectores de Corte en la Resistencia NominalCorte en la Resistencia Nominal

Resistencia de Conectores de Corte en FunciResistencia de Conectores de Corte en Funcióón del fn del f’’c y c y Modulo de Elasticidad ( E ) del ConcretoModulo de Elasticidad ( E ) del Concreto

Resistencia Nominal para un Conector de Corte Resistencia Nominal para un Conector de Corte Embebido en Losa de ConcretoEmbebido en Losa de Concreto

DistribuciDistribucióón del Numero Total de n del Numero Total de ConectoresConectores

Fuerza de Transferencia en la Interfase Losa de Fuerza de Transferencia en la Interfase Losa de Concreto Concreto –– Viga Metalica (Momento Positivo)Viga Metalica (Momento Positivo)

Fuerza de Transferencia en la Interfase Losa de Fuerza de Transferencia en la Interfase Losa de Concreto Concreto –– Viga Metalica (Momento Negativo)Viga Metalica (Momento Negativo)

Resistencia a FlexiResistencia a Flexióón: Vigas Compuestas con n: Vigas Compuestas con Conectores de CorteConectores de Corte

DistribuciDistribucióón de Esfuerzos en Seccin de Esfuerzos en Seccióón Compuestan Compuesta(Rango El(Rango Eláástico)stico)

Momento de Fluencia (Momento de Fluencia (MyMy) en secciones compuestas) en secciones compuestas

Eje Neutro (Y) y Momento Eje Neutro (Y) y Momento MpMp –– Flexion PositivaFlexion Positiva

Eje Neutro (Y) y Momento Eje Neutro (Y) y Momento MpMp –– Flexion NegativaFlexion Negativa

Resistencia a Corte: Vigas CompuestasResistencia a Corte: Vigas Compuestas

�� Resistencia al Corte de la Seccion Resistencia al Corte de la Seccion MetalicaMetalica

Secciones Compuestas con Losas Secciones Compuestas con Losas PrePre--FabricadasFabricadas

SecciSeccióón Compuestan CompuestaLosa PostLosa Post--Tensada / Puente en CurvaTensada / Puente en Curva

TG Backspan Concrete DeckTG Backspan Concrete Deck

Shear studs, concrete deck, PT duct,

and PT tendons have been torn out

Top flange

VOID

Failed Shear Studs Found at the Failed Shear Studs Found at the Site of the Collapsed San Site of the Collapsed San

Cristobal BridgeCristobal Bridge

Poor Welding of Shear Studs on Poor Welding of Shear Studs on Top FlangeTop Flange