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7/17/2019 ESPECIFICACIONES AISC
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ESPECIFICACIONES AISC – LRFD
La ecuación parabólica propuesta por el SSRC provee una aproximación razonable
para una Curva de Resistencia de Columnas con una transición entre el pandeo
inelástico y elástico de las columnas, como se aprecia en la figura. La curva planteada
coincide bastante bien con una banda de resultados experimentales cuyos puntos se
muestran. Para el Pandeo lástico es aplicable la !órmula de uler.
n este caso se muestra la Curva de Resistencia F cr vs KL
r ya "ue siempre es
posible establecer una relación entre KL
r y λc . l Comit# $%SC de Columnas
acostumbraba a recomendar, en sus specificaciones $S&, una curva parabólica para
el Rango %nelástico de pandeo de las columnas y la 'ip#rbola de uler para el Rango
lástico. (saba, asimismo, un factor de seguridad variable para los esfuerzos
permisibles. n las nuevas fórmulas $%SC)LR!& para las columnas cargadas
axialmente y "ue pandean en el rango inelástico, se prefiere usar una expresión deuna regresión estad*stica como se aprecia en +)+ "ue se austa a las curvas de
resistencia de columnas.
n el rango elástico se sigue usando la fórmula de uler, pero con una disminución de
los valores "ue se espera alcanzar con dic'a fórmula, para considerar "ue la falta de
rectitud -/0112 de las columnas esbeltas va a disminuir la resistencia de las mismas.
FÓRMULAS DEL AISC – LRFD PARA COLUMNAS CARGADAS AXIALMENTE
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l re"uerimiento de resistencia de una columna cargada axialmente, de acuerdo a lo
indicado por LR!&)+ puede declararse como sigue3
f c Pn≥Pu
&onde
f c 4 1.50
Pn resistencia nominal 4 A g x F cr
Pu Carga factorizada
F cr sfuerzo cr*tico de pandeo, dado como sigue3
a2 Cuando λc ≤1.5
66. F cr=(0.658 λc
2
) Fy 66. + 7 +
b2 Cuando λc>1.5 66. F cr=(0.877)
λc2 Fy 66. + 7 8
λc= Kl
r
x
√
F y
π 2
E
=
√
F y
F e
Sin embargo, el $p#ndice del reglamento $%SC)LR!& introduce un factor de
reducción 9 para considerar el caso en "ue 'aya espesores delgados en los
elementos de la sección, -cuando las relaciones anc'o)espesor de las placas
constituyentes de la sección son grandes2. ste factor sirve para controlar el pandeo
local de los elementos de la sección de columna "ue pandea en el rango inelástico.
9 puede ser igual a cuando las placas son gruesas, pero puede ser menor "ue ,
cuando las placas son delgadas, por lo "ue, 9, se introduce en las expresiones
anteriores as*3
a2 Cuando λc √ Q≤1.5 66. F cr=(0.658Q λc
2
) QFy 66. $ 7 + 7
b2 Cuando λc √ Q>1.5 66. F cr=(0.877)
λc
2 Fy 66. $ 7 + 7 8
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Se observa "ue, para el caso de pandeo elástico no 'ay influencia del grosor de las
placas de la sección -mediante 92 ya "ue el esfuerzo a "ue ocurre el pandeo elástico
es pe"ue:o y puede asegurarse "ue, antes de ocurrir el pandeo local de los elementos
de la sección, ocurrirá el pandeo elástico global. Posteriormente se tratará del factor 9
y el pandeo local. Los dise:adores se 'an acostumbrado a emplear tablas "ue dan los
esfuerzos cr*ticos para cargas de compresión axial a partir de KL
r en vez de λc .
Con las nuevas fórmulas $%SC 7 LR!&, esto no es dif*cil por la relación directa "ue
'ay entre ambos valores.
Diseño para columna compuesta
ESPECIFICACIONES AISC – LRFD
La ecuación parabólica propuesta por el SSRC provee una aproximación razonable
para una Curva de Resistencia de Columnas con una transición entre el pandeo
inelástico y elástico de las columnas, como se aprecia en la figura. La curva planteada
coincide bastante bien con una banda de resultados experimentales cuyos puntos semuestran. Para el Pandeo lástico es aplicable la !órmula de uler.
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n este caso se muestra la Curva de Resistencia F cr vs KL
r ya "ue siempre es
posible establecer una relación entre
KL
r y
λc. l Comit# $%SC de Columnas
acostumbraba a recomendar, en sus specificaciones $S&, una curva parabólica para
el Rango %nelástico de pandeo de las columnas y la 'ip#rbola de uler para el Rango
lástico. (saba, asimismo, un factor de seguridad variable para los esfuerzos
permisibles. n las nuevas fórmulas $%SC)LR!& para las columnas cargadas
axialmente y "ue pandean en el rango inelástico, se prefiere usar una expresión de
una regresión estad*stica como se aprecia en +)+ "ue se austa a las curvas de
resistencia de columnas.
n el rango elástico se sigue usando la fórmula de uler, pero con una disminución de
los valores "ue se espera alcanzar con dic'a fórmula, para considerar "ue la falta de
rectitud -/0112 de las columnas esbeltas va a disminuir la resistencia de las mismas.
FÓRMULAS DEL AISC – LRFD PARA COLUMNAS CARGADAS AXIALMENTE
l re"uerimiento de resistencia de una columna cargada axialmente, de acuerdo a lo
indicado por LR!&)+ puede declararse como sigue3
f c Pn≥Pu
&onde
f c 4 1.50
Pn resistencia nominal 4 A g x F cr
Pu Carga factorizada
F cr sfuerzo cr*tico de pandeo, dado como sigue3
c2 Cuando λc ≤1.5 66. F cr=(0.658 λc2
) Fy 66. + 7 +
d2 Cuando λc>1.5 66. F cr=(0.877)
λc2 Fy 66. + 7 8
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λc= Kl
r x√
F y
π 2 E=√
F y F e
Sin embargo, el $p#ndice del reglamento $%SC)LR!& introduce un factor de
reducción 9 para considerar el caso en "ue 'aya espesores delgados en los
elementos de la sección, -cuando las relaciones anc'o)espesor de las placas
constituyentes de la sección son grandes2. ste factor sirve para controlar el pandeo
local de los elementos de la sección de columna "ue pandea en el rango inelástico.
9 puede ser igual a cuando las placas son gruesas, pero puede ser menor "ue ,
cuando las placas son delgadas, por lo "ue, 9, se introduce en las expresiones
anteriores as*3
c2 Cuando λc √ Q≤1.5 66. F cr=(0.658Q λc
2
) QFy 66. $ 7 + 7
d2 Cuando λc √ Q>1.5 66. F cr=(0.877)
λc2 Fy 66. $ 7 + 7 8
Se observa "ue, para el caso de pandeo elástico no 'ay influencia del grosor de las
placas de la sección -mediante 92 ya "ue el esfuerzo a "ue ocurre el pandeo elástico
es pe"ue:o y puede asegurarse "ue, antes de ocurrir el pandeo local de los elementos
de la sección, ocurrirá el pandeo elástico global. Posteriormente se tratará del factor 9
y el pandeo local. Los dise:adores se 'an acostumbrado a emplear tablas "ue dan los
esfuerzos cr*ticos para cargas de compresión axial a partir de KL
r en vez de λc .
Con las nuevas fórmulas $%SC 7 LR!&, esto no es dif*cil por la relación directa "ue
'ay entre ambos valores.
REQUISITOS DEL AISC PARA DISEÑO (Fcr)
&%SP;S%C%;<S =<R$LS
l dise:o de miembros y conexiones deberá ser consistente con el comportamiento
"ue se espera "ue tenga el sistema estructural y las 'ipótesis 'ec'as en el análisis. $menos "ue exista una restricción impuesta por la normativa de edificación "ue
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corresponda, puede dotarse de resistencia y estabilidad a la estructura mediante
cual"uier combinación de miembros y conexiones.
C$R=$S > C;?@%<$C%;<S & C$R=$S
Las cargas y combinaciones de cargas serán definidas por la normativa de edificación
aplicable. n ausencia de una normativa de edificación las cargas y combinaciones de
cargas, serán las estipuladas en el estándar S%/$SC A. Para propósitos de dise:o,
las cargas nominales serán a"uellas estipuladas en la normativa de ediBcación
aplicable.
@$S & &%S;
l &ise:o se realizará de acuerdo con las disposiciones del m#todo &ise:o en @ase a
!actores de Carga y Resistencia -LR!&2
. Resistencia Re"uerida
La resistencia re"uerida de los miembros estructurales y conexiones será determinada
mediante análisis estructural para las combinaciones de carga "ue.
Se acepta realizar el dise:o mediante análisis elástico, inelástico o plástico. Las
disposiciones para el análisis inelástico o plástico se estipulan en el $nexo , &ise:o
mediante $nálisis %nelástico.
+. stados L*mites
l dise:o estará basado en el principio "ue cuando la estructura es sometida a las
combinaciones de carga apropiadas, ningDn estado l*mite aplicable, resistente o de
servicio será excedido.
Los re"uerimientos de dise:o en integridad estructural del código de construcción
aplicable deberán estar basados en resistencias nominales, en lugar de resistencias
de dise:o -LR!&2. Los estados l*mites para conexiones basados en deformaciones
l*mites o fluencia de los componentes de la conexión no necesitan ser considerados
para cumplir los re"uerimientos de integridad estructural.
Con el propósito de satisfacer las disposiciones de integridad estructural del código de
construcción aplicable, los pernos tipo de aplastamiento con agueros de ranura corta
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paralelos a la dirección de la carga de tracción son permitidos, y se debe suponer "ue
se ubican al borde de la ranura.
8. &ise:o por Resistencia (sando &ise:o en @ase a !actores de Carga y Resistencia
-LR!&2
l dise:o de acuerdo con las disposiciones de &ise:o en @ase a !actores de Carga y
Resistencia -LR!&2 satisface los re"uisitos de esta speciBcación cuando la
resistencia de dise:o de cada componente estructural es mayor o igual a la resistencia
re"uerida determinada de acuerdo con las combinaciones de carga LR!&. Se aplican
todas las disposiciones de esta speciBcación excepto las de la Sección @8.E.
l dise:o se realizará de acuerdo con la ecuación3
Ru≤∅ Rn
donde3
Ru 4 resistencia re"uerida -LR!&2
Rn 4 resistencia nominal, segDn se especiBca en los Cap*tulos @ a F
∅ 4 factor de resistencia, segDn se especiBca en los Cap*tulos @ a F
∅
Rn4 resistencia de dise:o
@E. PR;P%&$&S & L;S ?%?@R;S
. Clasificación de las secciones segDn pandeo local.
Para compresión, las secciones se clasifican como no esbeltas o esbeltas. Para
elementos con una sección no esbelta, la razón anc'o)espesor de sus elementos
comprimidos no debe de exceder los valores
γ r, de la tabla @E.la. Si la razón anc'o
espesor de cual"uier elemento en compresión excede el valor γ r , la sección se
considera esbelta.
a. lementos <o $tiesados
Para elementos no atiesados, apoyados en un lado paralelo a la dirección de la fuerza
de compresión, el anc'o se define como se indica a continuación3
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-a2 n alas de secciones % y G, el anc'o es la mitad del anc'o total del ala, bf.
-b2 Para alas de ángulos, canales y secciones zeta, el anc'o es el anc'o nominal
completo.
-c2 Para planc'as, el anc'o es la distancia desde el borde libre 'asta la primera l*nea
de conectores o soldadura.
-d2 Para almas de secciones G, d es la profundidad nominal total de la sección
lb. lementos $tiesados
Para elementos atiesados, apoyados en dos lados paralelos a la dirección de la fuerzade compresión, el anc'o se define como se indica a continuación3
-a2 Para almas de secciones laminadas o plegadas, ' es la distancia libre entre alas
menos el filete o es"uina redondeada "ue se produce en el encuentro ala)almaH 'c es
dos veces la distancia desde el centroide a la cara interna del ala comprimida menos
el filete o es"uina redondeada.
-b2 Para almas de secciones armadas, ' es la distancia entre l*neas adyacentes de
conectores o la distancia libre entre alas soldadas, y 'c es dos veces la distancia
desde el centroide a la l*nea más cercana de conectores del ala comprimida o a la
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cara interior del ala comprimida en secciones de alas soldadasH 'p es dos veces la
distancia desde el ee neutro plástico a la l*nea más cercana de conectores del ala
comprimida o a la cara interior del ala comprimida en secciones de alas soldadas.
-c2 Para alas o planc'as "ue actDan como diafragmas en secciones armadas, el anc'o
b es la distancia entre l*neas adyacentes de conectores o l*neas de soldadura.
-d2 Para alas de secciones tubulares rectangulares -ISS2, el anc'o b es la distancia
libre entre almas menos las es"uinas redondeadas de cada lado. Para almas de
secciones ISS rectangulares, ' es la luz libre entre las alas las es"uinas redondeadas
a cada lado. Cuando la es"uina redondeada no se conoce, b y ' se tomaran como la
dimensión exterior correspondiente menos tres veces el espesor. l espesor, t, será el
espesor de dise:o, de acuerdo con la Sección @8.+.
-e2 Para planc'as de cubierta perforadas, b es la distancia transversal entre las l*neas
más cercanas de conectores, y el área neta de la planc'a es considerada con el
aguero más anc'o.
Para alas de espesor variable en secciones laminadas, el espesor será el valor
nominal evaluado como el promedio entre el espesor medido en el lado libre y el
espesor correspondiente medido en la cara del alma.
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+.+ Resistencia a la compresión de la sección compuesta
Para determinar la resistencia a compresión de la sección compuesta utilizaremos la
resistencia nominal a la compresión Pno y las formulas del apartado %+. del $%SC
+11.
+.+. Re"uisitos $%SC
La sección a analizar deberá cumplir los re"uisitos estipulados en el apartado l+.a del
$%SC +11
JlK l área transversal de la sección de acero deberá ser por lo menos el del área
transversal total de la sección compuesta.
JlK l concreto "ue confine al perfil del acero deberá ser reforzado con barras de
refuerzo longitudinales y estribos o zunc'os.
&onde se utilicen estribos, estos serán m*nimo del <M8 -1 mm2, su separación
máxima será de 81.0 cm, tambi#n podrán utilizarse estribos del <ME -8 mm2, su
separación máxima será de E1.N cm.
La separación maxima de los estribos no deberá de exceder .0 veces la dimensión
mas corta dela columna compuesta.
JlK l porcentae de refuerzo m*nimo para las barras de refuerzo longitudinal Psr deberá
de ser cuando menos .E del area de concreto de la columna compuesta
+.+.+ Resistencia a compresión de dise:o Pn
La resistencia de una columna compuesta con un perBl doblemente sim#tricaconBnado en
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concreto, deberá ser determinado por el estado limite de pandeo flexio na nte como se
demuestra bao este párrafo.
Condicionante
pmO++0
Pe K
Si se Cumple deberá emplearse la siguiente ecuación
Pno
Pn 4 Pno -. N05AA2
Si no se cum ple deberá emplearse la siguiente ecuación
Pn 4 .5AAPe
&onde
Pe 4 carga critica de pandeo
Pno 4 resistencia nominal a compresión
https://www.academia.edu/11673804/Dise
%C3%1o!de!columas!compuestas!por!el!"#$C
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##... &s'uer(os permisi)les miem)ros en compresi*n
+a columna aislada es un miem)ro prism,tico con secciones compactas o
no compactas- sometido a compresi*n aial producida por 'uer(as ue
actan a lo laro de sus e2es centroidales.
&l diseño de miem)ros 'ormados por elementos planos es)eltos en
compresi*n se e'ecta con las disposiciones del "pndice C- anual #C"-
ltima edici*n.
+os miem)ros su2etos a compresi*n aial 5 ei*n com)inadas se
dimensionan de acuerdo con lo estipulado en el Captulo .
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+os miem)ros de secci*n 9aria)le o de alma trape(oidal se dimensionar,n
de acuerdo con el "pndice D de las &specicaciones ;#C"<003=.