Download - Diseño en acero
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NOTAS DE CLASECURSO DE TITULACIONDISEÑO EN ACERO
a) REVISION NTE-090b) INTRODUCCION AL DISEÑO CON PERFILES PLEGADOS
Dr. Ing. Carlos ZavalaProfesor Asociado FIC/UNI
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Estructuras Metalicas de mayor usoa) Campamentos
Fuente: Precor
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b) Edificios & Viviendas
Fuente: Precor
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c) Galpones
Fuente: Precor
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d) Centros Comerciales
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Viviendas con sistemade muros con entramadode perfiles plegados
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Campamento con sistemade muros con entramado
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Tijerales con sistemareticulado
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REVISION DE LA NORMA LRFD – 1999Norma Tecnica NTE-090
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Capitulo-1: Cargas & Combinaciones
D : Carga muerta debida al peso propio de los elementos y los efectos permanentes sobre la estructura.
L : Carga viva debida al mobiliario y ocupantes.
rL : Carga viva en las azoteas. W : Carga de viento. S : Carga de nieve. E : Carga de sismo de acuerdo a la Norma E.030 Diseño Sismorresistente. R : Carga por lluvia o granizo.
Cargas
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La resistencia requerida de la estructura y sus elementos debe ser determinada para la adecuada combinación crítica de cargas factorizadas. El efecto crítico puede ocurrir cuando una o más cargas no estén actuando. Para la aplicación del método LRFD, las siguientes combinaciones deben ser investigadas:
1.4 D 1.4.11.2 D + 1.6 L + 0.5 (Lr ó S ó R) 1.4.21.2 D + 1.6 (Lr ó S ó R) + (0.5 L ó 0.8W) 1.4.31.2 D + 1.3 W + 0.5 L + 0.5 (Lr ó S ó R) 1.4.41.2 D + 1.0 E + 0.5 L + 0.2 S 1.4.50.9 D + (1.3 W ó 1.0 E) 1.4.6
Combinaciones
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Impacto
(a) Para apoyos de ascensores :100%.
(b) Para apoyos de maquinaria liviana accionada por ejes o motores : 20%.
(c) Para apoyos de máquinas reciprocantes : 50%.
(d) Para tirantes que soportan pisos y voladizos : 33%.
(e) Para vigas de puentes grúas con cabina de operador y sus conexiones : 25%.
(f) Para vigas de puentes grúas con control colgante y sus conexiones : 10%.
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P= 1000 KgMx= 1000 Kg-mMy= 1000 Kg-m
P= 9.81 KN-mMx= 9.81 KN-mMy= 9.81 KN-mFy= 250 MpaFu= 400 MpaE= 200000 MpaG= 77200 Mpa
Sistema Internacional - SI -
Equivalencias
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Capitulo-2: Requisitos de diseño
AreasAg: área de la seccion = S(b.t)An: área neta = S(bn .t) tal que bn se calcula - corte y tracción: ancho agujero =Fperno + 2 mm bn = b – ancho agujero
- cadena de agujeros en diagonal o zigzag
bn = b - Sancho agujero + s2/4g
b F
t
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ÁREA NETA EFECTIVA PARA MIEMBROS EN TRACCIÓN 1) Cuando la tracción es transmitida directamente a cada elemento de la sección por medio de conectores o soldadura, el área neta efectiva es igual al área neta, .
2) Cuando la tracción es transmitida por conectores o soldadura a través de algunos pero no todos los elementos de la sección, el área neta efectiva debe de calcularse como:
(2.3-1)
Donde A = el área como se define a continuación. U = coeficiente de reducción =
AUAe
9,01 Lx
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Significado de X & L
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(a) Cuando la tracción es transmitida sólo por pernos A = An (b) Cuando la tracción es transmitida sólo por soldaduras longitudinales a elementos que no son una plancha, ó por soldaduras longitudinales combinadas con transversales. A = Ag (c) Cuando la tracción es transmitida sólo por soldaduras transversales.
A= área de los elementos directamente conectadosU= 1,0
(d) Cuando la tracción es transmitida a una plancha a través de soldaduras longitudinales a lo largo de los bordes de ésta, la longitud de la soldadura no debe ser menor que el ancho de la plancha.
A= área de la plancha. Cuando l 2w : U = 1,00 Cuando 2w > l 1,5w : U = 0,87 Cuando 1,5w >l w : U = 0,75 donde
l = longitud de la soldadura.w = ancho de la plancha (distancia entre soldaduras).
lw
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T A B L A 2 .5 .1
R E L A C IO N E S L ÍM IT E A N C H O /E S PE S O R P A R A E L E M E N T O S E N
C O M P R E S IÓ N ( Fy en M P a)
R ela ción Lím ites a nc ho /e sp esor para ele m en to s en co mpres ión
D e scripción del e lem en to R ela ción
ancho /espe so r p
(com pa cto ) r
(no com pa cto )
A la s de viga s lam ina das e n fo rm a de I, y ca na les en flex ión tb yF1 7 0 [c] 7 03 7 0 yF
A las de v igas so lda das o h íb r idas e n fo rm a d e I , en flex ión tb yfF1 7 0 cyf kF /115
4 2 5
[e]
A las q ue se p royec ta n de e le m e n tos a rm a dos e n co mpres ión tb ND cy kF28 5 [e]
La dos q ue se p royec ta n d e p a re s de ángu los e n co m pre s ió n e n c on tac to co nt inuo , a las de perfiles en fo rm a de I y ca na les e n c om pres ió n a x ia l; án gu los y p la nc ha s q ue se p royec ta n de v igas o de elem en tos e n c om pre s ión
tb ND yF2 5 0
La dos de pun ta le s de un so lo á n gu lo e n co m pre s ió n; la dos d e pun ta le s e n c om pres ión fo rm a dos por do s á ngu los con se paradores ; e le m e n tos no rig id iz ados o sea apo ya dos a lo la rgo de un borde .
tb ND yF2 0 0
Ele
me
nto
s n
o R
ig
id
iz
ad
os
A lm as d e se ccione s T td ND yF3 3 5
A las de sec cione s es tructu ra les , hue ca s , c ua dra das y rec ta ngu lares , y de sec ción cajón y de espesor un ifo rm e, so m et id as a fle x ió n o c om pres ió n; p la ta ba nda s y p la nc has de d ia fra g m as e nt re líne as de conec to re s o so ldadura s.
tb yF5 0 0 yF6 2 5
A nc ho no soporta do de p lataba ndas perfo ra das co n una suces ión d e hue cos d e a cc eso . [b ] tb ND
yF8 3 0
A lm as e n c om pre s ión por fle xión. [a] wth yF1 6 8 0 [c] yF2 5 5 0 [f]
A lm as e n fle xo-co mpres ión wth
P ara 1 2 5,0ybu PP [c]
yb
u
y P
P
F 7 5,2
11 6 8 0
P ara 1 2 5,0ybu PP [c]
yyb
u
y FP
P
F
6 6 53 3,2
5 0 0
[f]
yb
u
y P
P
F 7 4,01
2 5 5 0
C ua lqu ier o tro e lem e nto rig id iza do unifo rm enenre c om pre nd ido
tb
wth
ND yF6 6 5
Ele
me
nto
s R
ig
id
iz
ad
os
S ec ciones circu la re s huec as e n c om pre s ión ax ia l en flex ión tD
ND [d ]
yF0 0 01 4
yF0 0 02 2
yF0 0 06 2
[a]Pa ra v iga s híb ridas usar el e sfuerzo de flue nc ia del a la yfF en lugar de
yF .
[b ]S e asum e e l á re a neta de la p la nc ha en e l a gu jero m ás ancho
[c]A sume una ca pac ida d de ro tación inelá s tica de 3 . Pa ra es truc turas e n z ona s de alta s ism ic ida d , pued e ser nec esaria una m ayor ca pacidad de ro ta ción .
[d ]P ara d iseño p lás tic o em plea r 9 000 /yF
.
[e]
w
cth
k4
, con 0 ,35ck 0 ,7 6 3
[f]P ara ele m en to s con a las des igua les , ve r el A pénd ice 2 .5 .1 . yF
es el es fue rz o de fluencia m ínim o espec ificado del tipo de ac ero que e s tá s ie ndo usa do .
[C ap . 2
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Alas de secciones estructurales, huecas, cuadradas y rectangulares, y de sección cajón y de espesor uniforme, sometidas a flexión o compresión; platabandas y planchas de diafragmas entre líneas de conectores o soldaduras.
tb yF500 yF625
Ancho no soportado de platabandas perforadas con una sucesión de huecos de acceso. [b] tb ND yF830
Almas en compresión por flexión. [a] wth yF1680 [c] yF2550 [f]
Almas en flexo-compresión wth
Para 125,0ybu PP [c]
yb
u
y P
P
F 75,2
11680
Para 125,0ybu PP [c]
yyb
u
y FP
P
F
66533,2
500
[f]
yb
u
y P
P
F 74,01
2550
Cualquier otro elemento rigidizado uniformenenre comprendido
tb
wth
ND yF665
Ele
men
tos
Rig
idiz
ados
Secciones circulares huecas en compresión axial en flexión tD
ND
[d]
yF00014
yF00022
yF00062
[a]Para vigas híbridas usar el esfuerzo de fluencia del ala yfFen lugar de yF
.
[b]Se asume el área neta de la plancha en el agujero más ancho
[c]Asume una capacidad de rotación inelástica de 3. Para estructuras en zonas de alta sismicidad, puede ser necesaria una mayor capacidad de rotación.
[d]Para diseño plástico emplear 9000/ yF .
[e]
w
cth
k4
, con 0,35 ck 0,763
[f]Para elementos con alas desiguales, ver el Apéndice 2.5.1. yFes el esfuerzo de fluencia mínimo especificado del tipo de acero que está siendo usado.
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Capitulo-3: Porticos y otras estructuras
uM= ltntMBMB21 11 1
1
eu
m
PP
CB
21 /4,06,0 MMCm
a) elementos en compresión NO sujetos a cargas transversales entre sus apoyos
21 MM
b) elementos en compresión SUJETOS a cargas transversales entre sus apoyos - Extremos restringidos contra rotación
en el plano de flexión
- Extremos no están restringidos contra rotación en el plano de flexión
mC = 0,85
mC= 1,00.
LH
PB
ohU1
12
2
2
1
1
e
u
P
PBó
Efecto de Segundo Orden
22 / cyge FAP
E
F
r
Kl yc
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Capitulo-4: Elementos en tracción
Pu < F Pn
a) Para fluencia en el área total:
t = 0,90 nP=gyAF
b) Para rotura en el área neta:
t= 0,75 nP=euAF
Carga Limite
Esbeltez Limite
L < 300 r
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Capitulo-5: Elementos en compresión
donde
si
si
Carga Limite
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Pandeo Inelastico
Pandeo Elastico (Euler)
Columna LargaColumnaIntermedia
ColumnaCorta
200 valor limite
Problema de la Esbeltez
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Arriostres
Ejemplo: Determine la resistencia limite de la seccion W 14x90 arriostrada como se muestra
Area= 26.5 in2 17096.7 mm2
rx= 6.14 in 156.0 mmry= 3.7 in 94.0 mmLx= 32 ft 9753.6 mmLy= 10 ft 3048.0 mm
12 ft 3657.6 mmKx= 0.8Ky= 1 KLx/rx= 50.0 50.0 < 200KLy/ry= 32.4 32.4KLy/ry= 38.9 38.9
Fy= 36 ksi 250 MpaE= 29000 ksi 200000 Mpa
l = 0.56 < 1.5 Pandeo Inelastico
Fcr= 31.53 ksiFcr= 218.93 Mpa
FFcr= 26.80 ksi
FFcr= 186.09 Mpa
FPn= 3181578.17 N 3181.58 kN
FPn= 710.13 Kip
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Capitulo-6: Elementos en flexión
(Longitud no arriostrada del ala en compresión)
Comportamiento Plastico –Mp
Pandeo Inelastico
Pandeo Elastico
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Gradiente de Momentos
Estados Limites a verificar• Fluencia• Pandeo Local de ala y alma• Pandeo Lateral Torsional• Corte• Deflexion
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Zona -1
Zona -2
Zona -3
Mn= Mp = Z Fy
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Capitulo 9: Elementos Compuestos
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Capitulo 10 : Conexiones
Conexiones Simples
Conexiones de Momento
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10.1.6 RESISTENCIA MINIMA DE CONEXIONES
En conexiones que transmiten esfuerzos de diseñoRn Pu > 45 kN en LRFD
En conexiones de armaduras por cargas de diseño
Rn Pu > 0.5 Pn en LRFD
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Se emplearan soldaduras o pernos de alta resistencia en:• Empalmes de columnas (estructuras de varios pisos de 60m o +)• Empalmes de columnas (estructuras de 30 a 60 m. si dimensión
horizontal mas pequeña es menor a 40% de la altura)• Empalmes de columnas (estructuras menores a 30 m.si dimensión
horizontal mas pequeña es menor a 25% de la altura)• Conexiones en vigas y columnas que dependa del arriostre en las
columnas (estructuras de mas de 38 m. de altura)• Todas las estructuras con grúas con levante mayor a 45 kN (empal-
mes de techos, conexiones de armaduras a columnas, empalmes de columnas, arriostres de columnas y soportes de grúas).
• Conexiones para soporte de maquinaria en funcionamiento o carga viva que produce impacto o inversión de esfuerzos.
10.1.9 LIMITACIONES EN LAS CONEXIONES EMPERNADAS Y SOLDADAS
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10.2 SOLDADURAS
10.2.1 Soldaduras Acanaladas
Sin bisel Bisel en V Bisel en UBisel
simple
t1 t2
le
te = (t1 t2)minVer tabla 10.2.1, 10.2.2 y 10.2.3
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Sin bisel Bisel en V Bisel en UBisel
simple
t1 t2
le
te = (t1 t2)minVer tabla 10.2.1, 10.2.2 y 10.2.3
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10.2.2 Soldaduras de Filete
Lmin = 1.5 tw
> tw
Sw
Sw
te m
in
te m
ax
te
· te = 0.707 Sw
· Sw mín Sw Sw máx
· Sw mínimo: ver tabla 10.2.4
t , t < 6mm· Swmax =
t-2 , t > 6mm
TABLA 10.2.4Tamaño Mínimo de Soldaduras de Filete [b]
Espesor de la parte unida más gruesa(en mm)
Tamaño mínimo de la soldadurade filete [a] (en mm)
Hasta 6 inclusiveSobre 6 a 13
Sobre 13 a 19Sobre 19
3568
[a] Dimensión del lado de la soldadura de filete. Debe emplearse soldaduras en sólouna pasada.
[b] Ver la Sección 10.2.2b para el tamaño máximo de soldaduras de filete.
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10.1.5 RECORTES DE VIGAS Y HUECOS DE ACCESO(soldaduras)
Lmin = 1.5 tw
> tw
Sw
Sw
· te = 0.707 Sw
· Sw mín Sw Sw máx
· Sw mínimo: ver tabla 10.2.4
t , t < 6mm· Swmax =
t-2 , t > 6mm
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Lmin = 2 Sw
Lmin = 2 Sw
Lw max 70 Sw
Lw min = 4 Sw
u u
L > 4 SwLmin = 40 mm
Q Qt1
t2
LT5 tmin > 25mm
CORTE Q-Q
Limitaciones de Soldadura de Filete
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10.2.3 Soldaduras de Tapón
CORTE R-R
d
RRd
u
u
t
4*
2 dAe
t + 8 mm < d 2.25 Sw
emin =
4d
t , t < 16mmSw
> t/2 > 16mm , t > 16mm
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t + 8 mm < d 2.25 Sw2
t
u
u
S S
d
CORTE S-S
LR 10 Sw
t + 8 mm < a < 2.25 Sw
4a
2 LR
t , t < 16mmSw
> t/2 > 16mm , t > 16mm
10.2.3 Soldaduras de Ranura
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10.2.4 Resistencia de Diseño
Usando el Método LRFD
Rn = { FBM A BM , Fw Aw } min.
Los valores , FBM , Fw se obtienen de Tabla 10.2.5.1
donde: FBM = Resistencia nominal de material base Fw = Resistencia nominal del electrodo A BM = área de la sección recta del material base A w = área efectiva de la sección recta de soldadura = factor de resistencia
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Acciones Típicas en Conexiones
Referencia: L.Zapata
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Metal Base y Soldadura Compatible
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Ejemplo: Diseño de Soldadura de Filete
Perfil y Plancha Fy=250 Mpa Fu=400 MpaElectrodo E70XX Fexx=490 Mpa.
Plancha 3/8”
L 2.5”x2”x5/16”
P2
P1
P3
Pu = 377.6 kN
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A) Tamaño mínimo de Soldadura Plancha 3/8” t= 9.52 mm. Angulo 5/16” t= 7.94 mm. tmax= 9.52 mm. TABLA 10.2.4
Swmin= 5 mm.
B) Tamaño máximo de Soldadura (10.2.2b) material con espesor 9.52 > 6 mm. Swmax= t - 2 =9.52 - 2 = 7.52 mm.
Swmin< Sw< Swmax
5 mm< Sw < 7.52 mm.Tomamos Sw = 6.35 mm. = 1/4”
Plancha 3/8”
L2.5”x2”x5/16”
L2
L1
L3
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Rn = { FBM A BM , Fw Aw } min.
, FBM , Fw de la Tabla 10.2.5.1 tal que
FBM = Resistencia nominal de material base Fw = Resistencia nominal del electrodo A BM = área de la sección recta del material base =Sw.Lw A w = área efectiva de la sección recta de soldadura = (0.707 Sw).Lw = factor de resistencia
C) Resistencia de la Soldadura de Filete
5 mm< Sw < 7.52 mm.Tomamos Sw = 6.35 mm. = 1/4”
P1
P2
P3
Pu
Corte
Corte
PuTracción
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Soldaduras L2 y L3 ( en CORTE) para Lw=1 mm* Base (nota [f] use apéndice 10): Rn = 0.75 Fw Aw = 0.75 (0.60 FEXX {1.0 +0.5 sen 1.5 q})(Lw te)
= 0.75(0.60x490x{1.0 + 0.5 sen 1.5 0}(Lw x 0.707x 6.35) = 989.9 N/mm
* Electrodo: Rn = 0.75 Fw Aw = 0.75 (0.60 FEXX Lw te )= 0.75 x 0.6 x 490 x 1 x 0.707 x 6.35 = 989.9 N/mm
Soldadura L1 (en TRACCION)* Base : Rn = 0.90 Fw Aw = 0.90 Fy Lw Sw = 0.90 x 250 x 1 x 6.35 = 1428.7 N/mm
Rn = 989.9 N/mm = 0.9899 kN/mm
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d) Arreglo Balanceado Por equilibrio: Rn x (63.5 + L2 + L3) = 377.6 kN 0.9899 x (63.5+L2+L3) = 377.6 kN L2+L3 = 317.95
Por Momentos en L3:63.5 P2 +31.75 P1 = 42.95 x 377.663.5x Rn L2+ 31.75x Rn L1 =42.95 x 377.663.5x Rn L2+ 31.75x Rn 63.5 =42.95 x 377.663.5x 0.989 L2 + 31.75x 0.989x63.5=16217.92 L2= 226.2 mm 228 mm = 9” L3= 91.75 mm 100 mm = 4” Lmin= 4Sw = 4x 6.35= 25.4 mm.
Plancha 3/8”
2Ls 2.5”x2”x5/16”
L2
L1
L3
20.55 mm
42.95 mm
Pu
P2
P3
P1
31.75 mm
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A-307 Elementos secundarios
A-325 Pernos de alta resistenciaA-490 para estructuras principales
F H Longitud del perno H W
10.3 PERNOS Y PIEZAS ROSCADAS
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10.3 PERNOS Y PIEZAS ROSCADAS
• Todos los pernos A325 y A490 deben ajustarse hasta conseguir una tracción no menor a la indicada en la Tabla 10.3.1
• El ajuste será por: - Método de giro de la tuerca- Indicador directo de tracción- Llave de torque calibrada
• Los valores de resistencia nominal en la Tabla 10.3.2.1 y la Tabla 10.3.2.2 para conexiones de aplastamiento se usaran para pernos ajustados sin requintar ( pernos no sometidos a carga de tracción).
• En las conexiones de deslizamiento critico con dirección de carga hacia el borde de la parte conectada, debe existir una adecuada resistencia al aplastamiento( Sección 10.3.10)
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10.3 PERNOS Y PIEZAS ROSCADAS
• Todos los pernos A325 y A490 deben ajustarse hasta conseguir una tracción no menor a la indicada en la Tabla 10.3.1
• El ajuste será por: - Método de giro de la tuerca- Indicador directo de tracción- Llave de torque calibrada
• Los valores de resistencia nominal en la Tabla 10.3.2.1 y la Tabla 10.3.2.2 para conexiones de aplastamiento se usaran para pernos ajustados sin requintar ( pernos no sometidos a carga de tracción).
• En las conexiones de deslizamiento critico con dirección de carga hacia el borde de la parte conectada, debe existir una adecuada resistencia al aplastamiento( Sección 10.3.10)
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10.3 PERNOS Y PIEZAS ROSCADAS
• Todos los pernos A325 y A490 deben ajustarse hasta conseguir una tracción no menor a la indicada en la Tabla 10.3.1
• El ajuste será por: - Método de giro de la tuerca- Indicador directo de tracción- Llave de torque calibrada
• Los valores de resistencia nominal en la Tabla 10.3.2.1 y la Tabla 10.3.2.2 para conexiones de aplastamiento se usaran para pernos ajustados sin requintar ( pernos no sometidos a carga de tracción).
• En las conexiones de deslizamiento critico con dirección de carga hacia el borde de la parte conectada, debe existir una adecuada resistencia al aplastamiento( Sección 10.3.10)
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Junta de contacto Junta sin deslizamiento
Transmisión de Fuerzas en Conexiones
Referencia: L.Zapata
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Modos de Falla Típicas en Uniones con Pernos
Referencia: L.Zapata
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Esfuerzos en Conexiones de aplastamiento
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10.3.2 Tamaño y uso de Huecos (Tabla 10.3.3)
Smax = 24 tmin ó 300 mm, cuando el elemento no está sujeto a corrosión.Smax = 14 t ó 180 mm, cuando el elemento está sujeto a corrosión.
Lmin (tabla 10.3.4 ó 10.3.6 y 10.3.7)Lmax = 12t < 150mm
dmax(tabla 10.3.3)
L
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10.3.3 Espaciamiento Mínimo10.3.4 Distancia Mínima al borde10.3.5 Máximo Espaciamiento y Distancia al Borde
Smax = 24 tmin ó 300 mm, cuando el elemento no está sujeto a corrosión.Smax = 14 t ó 180 mm, cuando el elemento está sujeto a corrosión.
Lmin (tabla 10.3.4 ó 10.3.6 y 10.3.7)Lmax = 12t < 150mm
dmax(tabla 10.3.3)
L
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10.9 BASES DE COLUMNAS Y APLASTAMIENTO EN EL CONCRETO
Usando el método LRFD
Pp = 0.60 (0.85 fc’ A1 ) > Pu
Pp = 0.60 (0.85 fc’ A1( (A2/A1) ) ) > Pu
A2A1
A2
A1
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Conclusiones
• La norma NT-E90 representa un gran avance para la normalización en la construcción de estructuras metalicas.• Existe una comisión permanente de la norma se encuentra trabajando incorporando los avances que se realizan en el campo de la ingeniería local y los cambios en metodologías.
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REVISION DE LA NORMA AISI – 1996 aplicable a Perfiles plegados
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Que es un perfil plegado?Son perfiles doblados en frio cuyarelacion ancho espesor no satsfacela tabla B5.1 del AISC-LRFD99Se disenan usando la norma AISIbajo cargas de servicio ASD
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T A B L A 2 .5 .1
R E L A C IO N E S L ÍM IT E A N C H O /E S PE S O R P A R A E L E M E N T O S E N
C O M P R E S IÓ N ( Fy en M P a)
R ela ción Lím ites a nc ho /e sp esor para ele m en to s en co mpres ión
D e scripción del e lem en to R ela ción
ancho /espe so r p
(com pa cto ) r
(no com pa cto )
A la s de viga s lam ina das e n fo rm a de I, y ca na les en flex ión tb yF1 7 0 [c] 7 03 7 0 yF
A las de v igas so lda das o h íb r idas e n fo rm a d e I , en flex ión tb yfF1 7 0 cyf kF /115
4 2 5
[e]
A las q ue se p royec ta n de e le m e n tos a rm a dos e n co mpres ión tb ND cy kF28 5 [e]
La dos q ue se p royec ta n d e p a re s de ángu los e n co m pre s ió n e n c on tac to co nt inuo , a las de perfiles en fo rm a de I y ca na les e n c om pres ió n a x ia l; án gu los y p la nc ha s q ue se p royec ta n de v igas o de elem en tos e n c om pre s ión
tb ND yF2 5 0
La dos de pun ta le s de un so lo á n gu lo e n co m pre s ió n; la dos d e pun ta le s e n c om pres ión fo rm a dos por do s á ngu los con se paradores ; e le m e n tos no rig id iz ados o sea apo ya dos a lo la rgo de un borde .
tb ND yF2 0 0
Ele
me
nto
s n
o R
ig
id
iz
ad
os
A lm as d e se ccione s T td ND yF3 3 5
A las de sec cione s es tructu ra les , hue ca s , c ua dra das y rec ta ngu lares , y de sec ción cajón y de espesor un ifo rm e, so m et id as a fle x ió n o c om pres ió n; p la ta ba nda s y p la nc has de d ia fra g m as e nt re líne as de conec to re s o so ldadura s.
tb yF5 0 0 yF6 2 5
A nc ho no soporta do de p lataba ndas perfo ra das co n una suces ión d e hue cos d e a cc eso . [b ] tb ND
yF8 3 0
A lm as e n c om pre s ión por fle xión. [a] wth yF1 6 8 0 [c] yF2 5 5 0 [f]
A lm as e n fle xo-co mpres ión wth
P ara 1 2 5,0ybu PP [c]
yb
u
y P
P
F 7 5,2
11 6 8 0
P ara 1 2 5,0ybu PP [c]
yyb
u
y FP
P
F
6 6 53 3,2
5 0 0
[f]
yb
u
y P
P
F 7 4,01
2 5 5 0
C ua lqu ier o tro e lem e nto rig id iza do unifo rm enenre c om pre nd ido
tb
wth
ND yF6 6 5
Ele
me
nto
s R
ig
id
iz
ad
os
S ec ciones circu la re s huec as e n c om pre s ión ax ia l en flex ión tD
ND [d ]
yF0 0 01 4
yF0 0 02 2
yF0 0 06 2
[a]Pa ra v iga s híb ridas usar el e sfuerzo de flue nc ia del a la yfF en lugar de
yF .
[b ]S e asum e e l á re a neta de la p la nc ha en e l a gu jero m ás ancho
[c]A sume una ca pac ida d de ro tación inelá s tica de 3 . Pa ra es truc turas e n z ona s de alta s ism ic ida d , pued e ser nec esaria una m ayor ca pacidad de ro ta ción .
[d ]P ara d iseño p lás tic o em plea r 9 000 /yF
.
[e]
w
cth
k4
, con 0 ,35ck 0 ,7 6 3
[f]P ara ele m en to s con a las des igua les , ve r el A pénd ice 2 .5 .1 . yF
es el es fue rz o de fluencia m ínim o espec ificado del tipo de ac ero que e s tá s ie ndo usa do .
[C ap . 2
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Alas de secciones estructurales, huecas, cuadradas y rectangulares, y de sección cajón y de espesor uniforme, sometidas a flexión o compresión; platabandas y planchas de diafragmas entre líneas de conectores o soldaduras.
tb yF500 yF625
Ancho no soportado de platabandas perforadas con una sucesión de huecos de acceso. [b] tb ND yF830
Almas en compresión por flexión. [a] wth yF1680 [c] yF2550 [f]
Almas en flexo-compresión wth
Para 125,0ybu PP [c]
yb
u
y P
P
F 75,2
11680
Para 125,0ybu PP [c]
yyb
u
y FP
P
F
66533,2
500
[f]
yb
u
y P
P
F 74,01
2550
Cualquier otro elemento rigidizado uniformenenre comprendido
tb
wth
ND yF665
Ele
men
tos
Rig
idiz
ados
Secciones circulares huecas en compresión axial en flexión tD
ND
[d]
yF00014
yF00022
yF00062
[a]Para vigas híbridas usar el esfuerzo de fluencia del ala yfFen lugar de yF
.
[b]Se asume el área neta de la plancha en el agujero más ancho
[c]Asume una capacidad de rotación inelástica de 3. Para estructuras en zonas de alta sismicidad, puede ser necesaria una mayor capacidad de rotación.
[d]Para diseño plástico emplear 9000/ yF .
[e]
w
cth
k4
, con 0,35 ck 0,763
[f]Para elementos con alas desiguales, ver el Apéndice 2.5.1. yFes el esfuerzo de fluencia mínimo especificado del tipo de acero que está siendo usado.
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Consideraciones de Cargas & Combinaciones
D : Carga muerta debida al peso propio de los elementos y los efectos permanentes sobre la estructura.
L : Carga viva debida al mobiliario y ocupantes.
rL : Carga viva en las azoteas. W : Carga de viento. S : Carga de nieve. E : Carga de sismo de acuerdo a la Norma E.030 Diseño Sismorresistente. R : Carga por lluvia o granizo.
Cargas
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La verificacion del perfil se realiza usando el criterio de los esfuerzos permisiblesversus la demanda de las cargas de servicio. El metodo de diseño por servicio esconocido con las siglas ASD (Allowable Stress Design). Las siguientes combinaciones deben ser investigadas:
D 1.D + L + (Lr ó S ó Rr) 2.D + ( W ó E) 3.D + L + (Lr ó S ó Rr) + (W ó E) 4.
Combinaciones
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Propiedades de las secciones: Metodo de la linea
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Metodo de la linea: Ejemplo
Calcule el Modulo de seccion Sx para el perfil mostrado
En la Figura (a) se muestra la seccion rectaEn la Figura (b) se muestra la linea al centro de la seccionEn la Figura (c) se muestra la esquina curva
Se divide el elemento en secciones: 3-> alma 2-> curva 1-> ala
1) Zona plana de alas (elemento 1)
Lf = 1.5 - 0.292 = 1.208 in
2) Distancia desde eje X-X al centro de la linea del ala
3- 0.105/ 2 = 2.948 in
3) Calculo de propiedades de la esquina curva (Figura c - Elemento 2)
R' = 0.1875 +0.105/ 2= 0.240 in
Lc = 1.57 (0.240) = 0.377 in
c = 0.637 (0.240) = 0.153 in
4) Ancho plano del elemento almas (elemento 3)
Lw = 6.0 - 2 (0.292) = 5.416 in
5) Distancia desde eje X- X al centro de gravedad de la esquina curva
y = 5.416 / 2 + 0.153= 2.861 in
6) Momento de inercia de la linea media de la plancha metalica (Ix')
Alas:Esquinas:Alma:
Total = 40.41
7) Momento de Inercia actual
Ix = Ix' t 4.24
8) Modulo de Seccion (Sx)
1.41
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Calcule el Modulo de seccion Sx para el perfil mostrado
En la Figura (a) se muestra la seccion rectaEn la Figura (b) se muestra la linea al centro de la seccionEn la Figura (c) se muestra la esquina curva
Se divide el elemento en secciones: 3-> alma 2-> curva 1-> ala
1) Zona plana de alas (elemento 1)
Lf = 1.5 - 0.292 = 1.208 in
2) Distancia desde eje X-X al centro de la linea del ala
3- 0.105/ 2 = 2.948 in
3) Calculo de propiedades de la esquina curva (Figura c - Elemento 2)
R' = 0.1875 +0.105/ 2= 0.240 in
Lc = 1.57 (0.240) = 0.377 in
c = 0.637 (0.240) = 0.153 in
4) Ancho plano del elemento almas (elemento 3)
Lw = 6.0 - 2 (0.292) = 5.416 in
5) Distancia desde eje X- X al centro de gravedad de la esquina curva
y = 5.416 / 2 + 0.153= 2.861 in
6) Momento de inercia de la linea media de la plancha metalica (Ix')
Alas: 2(1.208)(2.948)2 = 21.00 inEsquinas: 2(0.377)(2.861)2 = 6.17 inAlma: 1/ 12 (5.416) 3 = 13.24 in
Total = 40.41 in3
7) Momento de Inercia actual
Ix = Ix' t 4.24 in4
8) Modulo de Seccion (Sx)
Sx = Ix/ (d/ 2)= 4.243/ 3 = 1.41 in3
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Errores del metodo de la linea
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Efecto de los esfuerzos residuales
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Esfuerzos residuales
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Pandeo local en elementos
Vigas
Columnas
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Tipos de elementos en el perfil
- Atiesados
- No Atiesados
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Ancho efectivo para flexion y compresion
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Factor de longitudefectiva por esbeltezde plancha
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