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CONEXIONES
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CONEXIONES
Una conexin estructural
comprende:
los conectores
los elementos de conexin
las partes afectadas
de los miembros conectados
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Conexiones NSR-10Resistencia requerida
NSR-10 F.2.10.1.1:Las conexiones se deben disear para:
las fuerzas obtenidas de un anlisisestructural para las cargas de diseo
especificadas, o una fraccin determinada de la resistencia
de diseo de los miembros, cuando as seespecifique o lo requieran otras condiciones(p. ej. diseo sismo resistente)
NSR-98 especificaba una fuerza mnima de 45 kNpara diseo de las conexiones.
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Conexiones NSR-10Bases para el diseo
NSR-10 F.2.2.3.5:
Las fuerzas y deformaciones usadas en eldiseo deben ser consistentes con las
suposiciones del anlisis Se admiten deformaciones autolimitadas en las
conexiones
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Conexiones Simples y Conexiones a MomentoIdealizaciones para el anlisis - NSR-10
CONEXIONES
F.2.2.3.5
ConexionesSimples
Conexiones aMomento
Totalmenterestringidas(TR)
Parcialmente
restringidas(PR)
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Conexiones Simples y Conexiones a MomentoIdealizaciones para el anlisis - NSR-10
CONEXIN SIMPLENSR F.2.2.3.5.1 y F.2.10.1.2:El momento que se transfiere es de magnitud despreciableSe supone que no existe restriccin a la rotacin relativa entre los miembros
conectadosDebe tener capacidad de rotacin suficiente para permitir el giro requeridoSe permite algn grado de deformacin inelstica, mientras sea limitada
Restriccin nulaRotacin plena
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Conexiones Simples y Conexiones a MomentoIdealizaciones para el anlisis - NSR-10
Restriccin totalNo hay rotacin
CONEXIN A MOMENTO TOTALMENTE RESTRINGIDA (TR)NSR-10 F.2.2.3.5.2.1:Se transfiere momento
La rotacin relativa entre los miembros conectados es despreciablePor su resistencia y rigidez debe ser capaz de mantener el nguloentre los miembros conectados cuando se alcanzan los estados lmitesde resistencia
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Conexiones Simples y Conexiones a MomentoIdealizaciones para el anlisis - NSR-10
CONEXIN A MOMENTO PARCIALMENTE RESTRINGIDA (PR)NSR-10 F.2.2.3.5.2.2:Se transfiere momento
No se puede despreciar la rotacin relativa entre los miembros conectadosEl anlisis debe basarse en las relaciones fuerza-deformacin propias de laconexin (de la literatura tcnica o de ensayos)Debe tener resistencia, rigidez y capacidad de deformacin suficientescuando se alcanzan los estados lmites de resistencia
Restriccin parcialRotacin parcial
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Conexiones
Tipos bsicos de conectores:
Soldaduras
Pernos comunes o de mquina (ASTM A307)
Pernos de alta resistencia (ASTM A325, ASTM A490y pernos de tensin controlada equivalentes)
o Instalados con apriete ajustado
o Pretensionados
Pasadores
Remaches
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Conexiones
Tipos bsicos de conexiones segn el tipo de conector:
Conexiones soldadas
Conexiones con pernos comunes o de mquina
Conexiones con pernos de alta resistencia con aprieteajustado
Conexiones con pernos de alta resistenciapretensionados
Conexiones de deslizamiento crtico
Conexiones con pernos en combinacin con soldaduras
(ver limitaciones en F.2.10.1.8) Conexiones con pernos de alta resistencia en
combinacin con remaches (ver limitaciones enF.2.10.1.9)
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LIMITACIONES PARA EL TIPO DE CONEXIN
SEGN LA APLICACIN (F.2.10.1.10)
ESTRUCTURA CONEXIONES QUE DEBEN SER SOLDADASO CON PERNOS DE ALTA RESISTENCIACOMPLETAMENTE TENSIONADOS
Estructuras de varios pisoscon ms de 38 m de altura
Empalmes de columnas
Conexiones de vigas y viguetas a columnasConexiones entre vigas y viguetas de las cualesdependa la estabilidad de las columnas
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LIMITACIONES PARA EL TIPO DE CONEXIN
SEGN LA APLICACIN (F.2.10.1.10)
ESTRUCTURA CONEXIONES QUE DEBEN SER SOLDADASO CON PERNOS DE ALTA RESISTENCIACOMPLETAMENTE TENSIONADOS
Estructuras que soportenpuentes gras de ms de
50 kN de capacidad
Empalmes en armaduras de cubierta
Conexiones de armaduras a columnasEmpalmes de columnas
Arriostramientos de columnas
Pie-de-amigos
Apoyos del puente gra
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LIMITACIONES PARA EL TIPO DE CONEXIN
SEGN LA APLICACIN (F.2.10.1.10)
ESTRUCTURA CONEXIONES QUE DEBEN SER SOLDADASO CON PERNOS DE ALTA RESISTENCIACOMPLETAMENTE TENSIONADOS
Estructuras en general Conexiones para soportar maquinaria enmovimiento u otras cargas vivas que produzcan
impacto o inversin de esfuerzosCualquier otra conexin as especificada en losplanos de diseo
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LIMITACIONES PARA EL TIPO DE CONEXIN
SEGN LA APLICACIN (F.2.10.1.10)
CONDICIONES GENERALES PARA LAS CUALES LA ESPECIFICACIONRCSC(2009) REQUIERE QUE LOS PERNOS SEAN PRETENSIONADOS(RCSC 4.1)
Cuando as lo ordena la especificacin que se remite a la norma RCSC
Juntas sujetas a inversiones de carga significativas
Juntas sujetas a fatiga
Juntas con pernos ASTM A325 o F1852 sujetos a fatiga
Juntas con pernos ASTM A490 o F2280 sujetos a tensin o a cortante ytensin combinados, con o sin fatiga
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LIMITACIONES PARA EL TIPO DE CONEXIN
SEGN LA APLICACIN (F.2.10.1.10)
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CONECTORES
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CONECTORES: PERNOS
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Tipos y Condiciones de instalacin
de los pernos
Pernos
Comunes o demquina (A307)
De alta resistencia(A325, A490, de
tensin controlada)
Instalados conapriete ajustado
Pretensionados
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Condiciones de instalacin de los pernos
Pernos con apriete ajustado
Definicin NSR-10:
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Condiciones de instalacin de los pernosPernos pretensionados
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Pernos pretensionadosMtodos de instalacin
Mtodos de instalacin
Instalacin con llave calibrada
Mtodo del giro de la tuerca Pernos de tensin controlada
Indicadores directos de tensin
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Pernos pretensionadosInstalacin con llave calibrada
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Pernos pretensionadosInstalacin con llave calibrada
Generalmente se usan tablas adoptadas por la industria (no son
respaldadas por las normas) que dan el torque a aplicar segn el dimetroy la calidad del perno.
(Tabla suministrada por un fabricante de tornillos,se presenta aqu como referencia nicamente)
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Pernos pretensionadosMtodo del giro de la tuerca
Giro a partir de la condicin de apriete ajustadoa,b(adaptado a partir de especificacin RCSC)
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Pernos pretensionadosMtodo del giro de la tuerca
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Pernos pretensionadosInstalacin con llave calibrada o por el giro de la tuerca
Para garantizar la adecuadacorrelacin entre el torque o elgiro de la tuerca aplicado y
la pretensin resultante en el
perno, las normas exigen queel uso de estos mtodos vayaacompaado por unacalibracin rutinaria con el
equipo conocido comoSkidmore-Wilhelm
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Pernos pretensionadosPernos de tensin controlada
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Pernos pretensionadosIndicadores directos de tensin
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Uso de arandelas
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Condiciones que requieren el uso de arandelas(adaptado de RCSC y NSR-10)
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Condiciones que requieren el uso de arandelas(adaptado de RCSC y NSR-10)
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Estados lmites en pernos
Corte del perno
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Estados lmites en pernos
Rotura del pernoa tensin
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Conexiones con pernos
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Pernos a tensin y cortante combinados
Condiciones tpicas
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Aplastamiento del material conectado
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Aplastamiento del material conectado
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CONECTORES: SOLDADURAS
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Caractersticas de una junta soldada
Tipo de junta
Tipo de soldadura
Proceso utilizado para soldar Posicin en que se ejecuta la soldadura
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Tipos de soldadura
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Aplicaciones tpicas de soldaduras de filete
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Procesos de soldadura
Soldadura por arco con electrodo revestido
SAER (SMAW) Soldadura por arco con gas
SAG (GAW) Soldadura por arco con fundente en el ncleo
SAFN (FCAW)
Soldadura por arco sumergidoSAS (SAW)
P d S ld d
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Procesos de SoldaduraEsquema general de Soldadura por Arco Elctrico
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Procesos de soldadura
1. Soldadura por arco con electrodo revestido
SAER (SMAW)
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Procesos de soldadura
2. Soldadura por arco con gasSAG (GAW)
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Procesos de soldadura
3.1. Soldadura por arco
con fundente en el ncleoAutoprotegidaSAFN (FCAW-S)
P d ld d
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Procesos de soldadura3.2. Soldadura por arco con fundente en el ncleoCon Gas
SAFN (FCAW-G)
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Procesos de soldadura
4. Soldadura por arco sumergido
SAS (SAW)
P i i ld
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Posiciones para soldar
Sobre cabeza
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Estados lmites:
Resistencia de conexiones soldadas
Resistencia de las soldaduras
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Soldaduras acanaladas de penetracin completa
D fi i i ld d l d
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Definiciones para soldaduras acanaladas
Resistencia de las soldad ras
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Resistencia de las soldadurasMetal de aporte compatible
Resistencia de las soldaduras
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Resistencia de las soldadurasSoldaduras acanaladas de penetracin parcial
Soldaduras acanaladas de Penetracin Parcial
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Soldaduras acanaladas de Penetracin ParcialEspesor efectivo de la Garganta
(ver tabla F.2.10.2-2 para Vsconvexas y medias Vsconvexas)
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Soldaduras acanaladas de Penetracin Parcialtipo V convexa y media V convexa
Nota: estos valores del espesor efectivo de la garganta son vlidos cuando lasoldadura llena el canal a ras hasta la superficie. En caso contrario, se debe restar lamayor distancia entre la superficie de la soldadura y una lnea a ras de la superficiedel metal base, medida perpendicularmente a esta ltima.
S ld d l d
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Soldaduras acanaladasde Penetracin Parcial
Resistencia de las soldaduras
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Resistencia de las soldadurasSoldaduras de Filete
Definiciones para soldadura de filete
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Definiciones para soldadura de filete
Soldaduras de Filete
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Soldaduras de Filete
(a) Dimensin del lado de la soldadura de filete, debe aplicarse enuna sola pasada
Nota:en NSR-98 el tamao mnimo del filete se determinaba conbase en el mayor de los espesores a unir
S ld d d Fil t
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Soldaduras de FileteLongitud mnima
Se debe cumplir:
l 4w
En caso contrario, para efectos de clculo tomar:
w = l/4
S ld d d Fil t
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Soldaduras de FileteLongitud mnima
Barra plana solicitada por tensin, con filetes longitudinales nicamente:
l w
En este caso, la mxima capacidad por efecto del rezago de cortante (U=1)
se obtiene para:l 2w
(ver tabla F.2.4.3-1)
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Soldaduras de FileteTamao mximo del filete
1.6 mm
Dejar como mnimo estaescala cuando t 6 mm
R i t i d l ld d
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Resistencia de las soldadurasSoldaduras de tapn y de ranura
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ESTADOS LIMITESEN LOS ELEMENTOS DE CONEXION
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Estados lmites en los elementos de conexin
Aplastamientoen el borde cargadode la perforacin(bolt bearing -
BB)
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Estados lmite en los elementos de conexin
Fluencia a tensin(tension yielding - TY)
Rotura a tensin(tension rupture - TR)
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Estados lmite en los elementos de conexin
Fluencia o pandeoSeccin Whitmore(WS)
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Estados lmites en los elementos de conexin
Desgarramiento en bloque(block shear rupture -BSR)
Estados Limites en las partes afectadas de los miembros conectados
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Estados Limites en las partes afectadas de los miembros conectados
NSR-10 - Desgarramiento en Bloque
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Desgarramiento en
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Desgarramiento enbloque
RESISTENCIA NOMINAL:0.6Fu.Anv
Rn= UbsFu.Ant+ min {
0.6Fy.Agv
RESISTENCIA DE DISEO:
LRFD: tRnt= 0.75
Ant =area neta sometida a traccin
Anv=area neta sometida a cortante
Agv=area bruta sometida a cortante
Ubs=1.0 para esfuerzo de traccin uniforme0.5 para esfuerzo de traccin no uniforme
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Estados lmites en los elementos de conexin
Efecto de palanca(prying action - PA)
Estados lmites en los elementos de conexin
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Estados lmites en los elementos de conexin
Efecto de Palanca
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ESTADOS LIMITESEN LAS PARTES AFECTADAS
DE LOS MIEMBROS CONECTADOS
Estados Limites en las partes afectadas de los miembros conectados
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Estados Limites en las partes afectadas de los miembros conectados
- Aplastamiento en el borde cargado de la perforacin (bolt bearing -BB)- Desgarramiento por efecto de los pernos (bolt tear out - BTO)
Fractura
Fluencia
Estados lmites
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Estados lmites
en las partes afectadas de los miembros conectados
Fluencia a tensin(tension yielding - TY)
Rotura a tensin
(tension rupture - TR)
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Estados lmites
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Estados lmites
en las partes afectadas de los miembros conectados
BSR(block shearrupture)Desgarramiento enbloque
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Estados lmites
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s dos es
en las partes afectadas de los miembros conectados
FY(flexural yielding)Fluencia a flexin
Estados Limites en las partes afectadas de los miembros conectados
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p
Resistencia a flexin de elementos afectados
Estados Limites en las partes afectadas de los miembros conectados
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NSR-10Efectos de Fuerzas Concentradas
Estados Limites en las partes afectadas de los miembros conectados
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p
Efectos de Fuerzas Concentradas
1. Flexin local de las aletas (flange local bending - FLB)
Aplica a fuerzas concentradas de tensin nicamente
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Estados Limites en las partes afectadas de los miembros conectados
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Efectos de Fuerzas Concentradas
Fluencia local del Alma (web local yielding - WLY)
Aplica a fuerzas concentradas de tensin o de compresin
Estados Limites en las partes afectadas de los miembros conectados
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Efectos de Fuerzas Concentradas
Fluencia local del Alma (web local yielding - WLY)
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Estados Limites en las partes afectadas de los miembros conectadosNSR-10 Efectos de Fuerzas Concentradas
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NSR 10 Efectos de Fuerzas Concentradas
2. Fluencia Local del Alma
Estados Limites en las partes afectadas de los miembros conectados
Efectos de Fuerzas Concentradas
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Efectos de Fuerzas Concentradas3. Arrugamiento del Alma
WCArrugamientodel alma
Se aplica nicamente afuerzas decompresin, tanto enapoyos o puntos de
aplicacin de cargascomo en conexionesa momento.
Estados Limites en las partes afectadas de los miembros conectadosNSR-10 Efectos de Fuerzas Concentradas
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NSR 10 Efectos de Fuerzas Concentradas
3.Arrugamiento del Alma
Estados Limites en las partes afectadas de los miembrosconectados
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NSR-10Efectos de Fuerzas Concentradas
Arrugamiento del Alma
Estados Limites en las partes afectadas de los miembros conectadosNSR-10 Efectos de Fuerzas Concentradas
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NSR 10 Efectos de Fuerzas Concentradas
4. Pandeo Lateral del Alma
Estados Limites en las partes afectadas de los miembros conectadosNSR-10 Efectos de Fuerzas Concentradas
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NSR 10 Efectos de Fuerzas Concentradas
Pandeo Lateral del Alma
Estados Limites en las partes afectadas de los miembrosconectados
NSR 10 Ef t d F C t d
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NSR-10Efectos de Fuerzas Concentradas
Pandeo Lateral del Alma
Estados Limites en las partes afectadas de los miembrosconectados
NSR 10 Ef t d F C t d
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NSR-10Efectos de Fuerzas Concentradas
Pandeo Lateral del Alma
Estados Limites en las partes afectadas de los miembros conectados
Efectos de Fuerzas Concentradas
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Efectos de Fuerzas Concentradas
5. Pandeo del Alma por Compresin
(web compressin buckling - WCB)
Estados Limites en las partes afectadas de los miembrosconectados
NSR 10 Ef t d F C t d
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NSR-10Efectos de Fuerzas Concentradas
5. Pandeo del Alma por Compresin
Estados Limites en las partes afectadas de los miembros conectados
Efectos de Fuerzas Concentradas
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Efectos de Fuerzas Concentradas6. Cortante en la zona de panel del alma
Cortante en la zonade panel del alma
Estados Limites en las partes afectadas de los miembros conectadosNSR-10Efectos de Fuerzas Concentradas
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6. Cortante en la zona de panel del alma
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Estados Limites en las partes afectadas de los miembros conectadosNSR-10Efectos de Fuerzas Concentradas
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Cortante en la zona de panel del alma
Estados Limites en las partes afectadas de los miembros conectados
NSR-10Efectos de Fuerzas Concentradas
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113/124
Cortante en la zona de panel del alma
Estados Limites en las partes afectadas de los miembros conectadosNSR-10Efectos de Fuerzas Concentradas
Cortante en la zona de panel del alma
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Cortante en la zona de panel del almaDetalles de placa de enchape
Estados Limites en las partes afectadas de los miembros conectadosNSR-10Efectos de Fuerzas Concentradas
Cortante en la zona de panel del alma
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Cortante en la zona de panel del almaDetalles
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CONEXIONES PARA PERFILESTUBULARES ESTRUCTURALES
Conexiones para Perfiles Tubulares EstructuralesNomenclatura
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Conexiones para Perfiles Tubulares EstructuralesEstados Lmites
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Plastificacin del miembro principal
Conexiones para Perfiles Tubulares EstructuralesEstados Lmites
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119/124
Falla a cortante (punzonamiento) en el miembro principal
Conexiones para Perfiles Tubulares EstructuralesEstados Lmites
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Distribucin no uniforme de la carga en el ramal a tensin
Conexiones para Perfiles Tubulares EstructuralesEstados Lmites
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121/124
Distribucin no uniforme de la carga en el ramal a compresin
Conexiones para Perfiles Tubulares EstructuralesEstados Lmites
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122/124
Fluencia a cortante sobre la separacin en el miembro principal
Conexiones para Perfiles Tubulares EstructuralesEstados Lmites
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Falla en la pared lateral del miembro principal
Conexiones para Perfiles Tubulares EstructuralesTabla Tpica
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