tema 1 - ejemplo 1

CONTENIDO:

Datos preliminares y predimensionado:

a.- Viga soportada ó secundaria:

- Perfil: IPE-450

Dimensiones de la sección:

ds = tfs = Ks =

bfs = tws = ho =

c = dc = Snet = cm3

Luz de la viga: Ls =

b.- Viga de soporte ó principal:

- Perfil: IPE-550

Dimensiones de la sección:

dm = tfm = Km =

bfm = twm =

- Tipo de acero: ASTM - A 572. Gr 50 - Acero de la plancha: ASTM - A 36

Tensión cedente: Fy = 3515 Kgf/cm2 Tensión cedente: Fyp = 2530 Kgf/cm

2

Resistencia última: Fu = 4570 Kgf/cm2 Tensión última: Fup = 4080 Kgf/cm

2

c.- Planchas y pernos de conexión: d.- Soldaduras de la conexión:

Número de pernos en una fila vertical: n = 4 - Metal de aporte: E70XX

Dist. vertical entre pernos: Sv =

Dist. horizontal a borde del perfil: Les = Resistencia límite: FEXX = 4920 Kgf/cm2

Dist. horizontal a borde de plancha: Leh =

Dist. vertical a borde de plancha: Lev = e.- Resistencia requerida de la conexión:

Longitud de la plancha de corte: Lp = Vu =

Gramil superior en la viga soportada: g =

Espesor tentativo de la plancha: tp = f.- Excentricidad y ductilidad rotacional:

Separación entre vigas: s =

Excentridad de la plancha: a =

Excentricidad de los pernos: e =

Diámetro de los pernos (in): db =

Tipo de agujeros en la plancha:

- Calidad de los pernos: A 325-N

Resistencia nominal: Fnv = 3795 Kgf/cm2

HOJA DE CALCULO

DOCUMENTO Nº:

Design Values of Conventional

Single-Plate Shear Connections

Hole Type eb, mm

SSLT

STD

3/4

a

a/2

a/2

a/2

385.54

AISC Manual Table 10-9

80 mm

6 to 12

PROYECTO:

CLIENTE:

Diseño de conexiones de corte viga a viga con plancha de alma

simple. Según, AISC Steel Construction Manual 14th y

ANSI/AISC 360-10.

DISEÑADO POR: Ing. Héctor A. Díaz C.

REVISADO POR:

FECHA: Noviembre 2014

210 mm

17.2 mm

11.1 mm

41.2 mm

25400 Kgf

40 mm

40 mm

SSLT

STD

2 to 5

6.00 m

150 mm

190 mm

450 mm

db/2 + 1/16

db/2 + 1/16

db/2 - 1/16

STD n

50 mm

14.6 mm

9.4 mm

35.6 mm

400 mm

550 mm

40 mm

320 mm

90 mm

10 mm

15 mm

55 mm

27.5 mm

Maximum tp or tw in

None

EXTENDED SINGLE PLATE 1.0 Página 1 de 5

CONTENIDO:

HOJA DE CALCULO

DOCUMENTO Nº:

PROYECTO:

CLIENTE:



ANSI/AISC 360-10.


REVISADO POR:


Diseño de los pernos a corte excéntrico:

φRn = Cφrn ≥ Vu (AISC Manual Eq. 7-19)

Coeficiente del grupo de pernos: C = (Método del centro instantáneo de rotación)

a.- Resistencia a corte de los pernos: φ =

rn = FnvAb (AISC Specification Eq. J3-1)

Resistencia nominal a corte de un perno: rn =

Resistencia de diseño a corte de un perno: φrn =

b.- Resistencia de aplastamiento / desgarramiento: φ =

rn = 1,2LctFu ≤ 2,4dbtFu (AISC Specification Eq. J3-6a)

Aplastamiento de un perno sobre el alma del perfil: t = tws

Longitud libre entre agujeros: Lc =

rn = < −−−−−−−−−−−→ Controla el desgarramiento

Aplastamiento de un perno sobre la plancha: t = tp , Fu = Fup

Longitud libre al borde de la plancha: Lc =

rn = < −−−−−−−−−−−→ Controla el desgarramiento

Resistencia de diseño de un perno: φrn = 0.75 x 14532 Kgf =

c.- Resistencia de diseño del grupo de pernos: φRn = Cφrn = > o.k.

Diseño de la plancha de conexión:

a.- Resistencia a corte:

- Cedencia en corte: φ =

φRn = φ0,60FypAgv ≥ Vu (AISC Specification Eq. J4-3)

Área bruta solicitada a corte: Agv = tpLp = cm2

Resistencia de diseño: φRn = > o.k.

- Rotura en corte: φ =

φRn = φ0,60FupAnv ≥ Vu (AISC Specification Eq. J4-4)

Área neta solicitada a corte: Anv = Agv - n(db + 1/8")tp = cm2


8112 Kgf

0.75

10899 Kgf

19641 Kgf

29.68 mm

14532 Kgf 18654 Kgf

0.75

15301 Kgf

25400 Kgf

23.11

30349 Kgf

1.00

0.75

25400 Kgf

42430 Kgf 25400 Kgf

48576 Kgf

3.74

10817 Kgf

29.68 mm

32.00


CONTENIDO:

HOJA DE CALCULO

DOCUMENTO Nº:

PROYECTO:

CLIENTE:



ANSI/AISC 360-10.


REVISADO POR:


- Rotura por bloque de corte: φ =

φRn ≥ Vu

Rn = 0,60FupAnv + UbsFupAnt ≤ 0,60FypAgv + UbsFupAnt (AISC Specification Eq. J4-5)

Área bruta de corte: Agv = cm2 Ubs = 1.0

Área neta de corte: Anv = cm2

Área neta de tracción: Ant = cm2


Resistencia de la sección destaja de la viga soportada:

a.- Resistencia a corte:

- Cedencia en corte: φ =

φRn = φ0,60FyAgv ≥ Vu (AISC Specification Eq. J4-3)

Área bruta solicitada a corte: Agv = ho x tws = cm2


- Rotura en corte: φ =

φRn = φ0,60FuAnv ≥ Vu (AISC Specification Eq. J4-4)

Área neta solicitada a corte: Anv = Agv - n(db + 1/8")tws = cm2


- Rotura por bloque de corte: φ =

φRn ≥ Vu

Rn = 0,60FuAnv + UbsFuAnt ≤ 0,60FyAgv + UbsFuAnt (AISC Specification Eq. J4-5)

Área bruta de corte: Agv = cm2 Ubs = 1.0

Área neta de corte: Anv = cm2

Área neta de tracción: Ant = cm2


Nota: A efectos de cálculo se ha reducido la distancia horizontal al borde del alma "Les" en 1/4 in (6 mm), para

considerar posibles variaciones en la longitud de la viga.

43984 Kgf 25400 Kgf

29.24

79298 Kgf 25400 Kgf

0.75

60139 Kgf

0.75

28.00

20.22

3.96

26.32

19.01

3.15

1.00

25400 Kgf

0.75

49903 Kgf 25400 Kgf

37.60


CONTENIDO:

HOJA DE CALCULO

DOCUMENTO Nº:

PROYECTO:

CLIENTE:



ANSI/AISC 360-10.


REVISADO POR:


b.- Cedencia y pandeo local en flexión de la sección destajada de la viga soportada: φ =

φRn = φFcrSnet / es ≥ Vu (AISC Manual Eq 9-6)

Excentricidad de diseño: es = c + s =

Valores límite: c ≤ 2ds c = < 2ds = o.k.

dc ≤ 0,5ds dc = < 0,5ds = o.k.

Factor de ajuste: c / ds = 0.33 −−−−−−−−→ f = 2c / ds = 0.67

Coeficiente de Pandeo: Para c / ho ≤ 1,0 −−−−−−−→ k = 2,2(ho / c)1,65

Para c / ho > 1,0 −−−−−−−→ k = 2,2(ho / c)

Tensión crítica de Pandeo: −−−−−−−−−−−→ Fcr = kgf/cm2


Diseño de la soldadura:

a.- Tamaño nominal de la soldadura de filete:

Tamaño mínimo de soldadura, (AISC Manual Part 10 ):

Tamaño mínimo de soldadura, (AISC Specification Table J2.4 ):

Por lo tanto, usar soldadura de filete a ambos lados con:

b.- Rotura en corte de la soldadura: φ =

φRn = φFnwAwe ≥ Vu (AISC Specification Eq. J2-4)

φFnw = φ0,60FEXX = kgf/cm2

(AISC Specification Eq. J2-5)

Área de garganta efectiva: Awe = 2 x Lp x 0,707 x w = 32 cm2


Espesor mínimo del alma de la viga de soporte para desarrollar la resistencia a corte de la soldadura:

< twm = o.k.5.33 mm 11.10 mm

73919 Kgf

165 mm

25400 Kgf

3515.00

0.90

150 mm 900 mm

50 mm 225 mm

c / ho = K =

6.25 mm

5 mm

7 mm

0.75

2214.00

70125 Kgf 25400 Kgf

11.100.38

𝑤 ≥5𝑡𝑝8

=

𝐹𝑐𝑟 =𝜋2𝐸

12 1 − 𝜈2𝑡𝑤𝑠ℎ𝑜

2

𝑓𝑘 ≤ 𝐹𝑦

𝑤 ≥

𝑤 =

𝑡𝐵𝑀 ≥𝐹𝐸𝑋𝑋𝑤 2

2𝐹𝑢=


CONTENIDO:

HOJA DE CALCULO

DOCUMENTO Nº:

PROYECTO:

CLIENTE:



ANSI/AISC 360-10.


REVISADO POR:


Resumen del diseño:

ESTADOS LÍMITES

Pernos de conexión

Aplastamiento / Alma viga

Plancha (Single plate)

Rotura en corte

Alma de la viga soportada

Rotura en corte

Pandeo local en flexión

Soldadura

Resistencia de diseño de la conexión: φRn = > o.k.

AISCM Eq. 9-6 25400 73919 0.34

AISCS Eq. J4-4 25400 60139 0.42

0.60

25400 48576 0.52

0.58

25400 30349

AISCS Eq. J4-5 25400 49903 0.51

Cedencia en corte AISCS Eq. J4-3 25400 79298 0.32

Rotura en corte

Ecuación / Referencia

Rotura por bloque de corte AISCS Eq. J4-5

Resistencia a corte excéntrico

Aplastamiento / Plancha

Cedencia en corte

AISCS Eq. J3-6a

AISCS Eq. J4-3

AISCS Eq. J4-4

AISCS Eq. J3-6a

Rotura por bloque de corte

AISCS Eq. J3-1

El diseño es satisfactorio (kgf) (kgf)

30349 Kgf-cm

Ru φRn Ru/φRn

0.84

25400 42931 0.59

25400 40773 0.62

25400 Kgf-cm

25400 43984

AISCS Eq. J2-4 25400 70125 0.36

25400 42430


tema 1 - ejemplo 1

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