ESTRUCTURAS METALICAS Y DE ESTRUCTURAS METALICAS Y DE MADERAMADERA

Capitulo 3

TRACCION

Profesor: Luis Zegarra C.Profesor: Luis Zegarra C.

3.1 Generalidades3.1 Generalidades

Los elementos en tracción aparecen en tijerales, en arcos, en

colgadores y en elementos de arriostramiento.

Elementos en tracción - 1

SECCIONES USUALES

Elementos en tracción - 2

SECCIONES USUALES

TIJERALESTIJERALES

Área de planchas194m2

Peso. 800kg

Peso: 840 kgf

Peso: 840kgfÁrea de planchas:

194m2

ARCOSARCOS

PUENTE TABON – VISTA GENERALPUENTE TABON – VISTA GENERAL

DETALLE DE PUENTE TABONDETALLE DE PUENTE TABON

DETALLE DE PUENTE TABONDETALLE DE PUENTE TABON

3.2 Resistencia en tracción3.2 Resistencia en tracción

ESTADOS LIMITES EN TRACCIONESTADOS LIMITES EN TRACCION

1.- Fluencia en la sección bruta1.- Fluencia en la sección bruta

2.- Fractura:2.- Fractura:

a. en la sección neta efectivaa. en la sección neta efectiva

b. por bloque de cortanteb. por bloque de cortante

RESISTENCIA DE DISEÑO EN RESISTENCIA DE DISEÑO EN TRACCIONTRACCION

TTuu ≤ ≤ t t T Tnn

TTuu = Resistencia requerida por las = Resistencia requerida por las cargas factorizadascargas factorizadast t TTnn = Resistencia de diseño = Resistencia de diseñot t = Factor de resistencia = Factor de resistencia

TTn n = Resistencia característica = Resistencia característica

1.- De fluencia en la sección bruta:1.- De fluencia en la sección bruta:  

t t = 0.90= 0.90

TTnn = F= Fyy A Agg

ESTADOS LIMITESESTADOS LIMITES

2a.- De fractura en la sección neta efectiva:2a.- De fractura en la sección neta efectiva: tt = 0.75 = 0.75

TTn n = F = Fuu A Aee

ESTADOS LIMITESESTADOS LIMITES

2b.- De fractura por bloque de cortante2b.- De fractura por bloque de cortante

ESTADOS LIMITESESTADOS LIMITES

3.3 Area bruta, área neta y área 3.3 Area bruta, área neta y área neta efectivaneta efectiva

AreaArea BrutaBruta

El área bruta, AEl área bruta, Ag, g, de un miembro es el área de un miembro es el área

total de la seccion recta.total de la seccion recta.

Debe determinarse mediante la suma de Debe determinarse mediante la suma de los productos del espesor por el ancho los productos del espesor por el ancho bruto de cada elemento de la sección, bruto de cada elemento de la sección, medido en un plano perpendicular al eje medido en un plano perpendicular al eje del miembro.del miembro.

Para los ángulos, el ancho bruto es la suma Para los ángulos, el ancho bruto es la suma de los anchos de los lados menos el de los anchos de los lados menos el espesor.espesor.

AreaArea BrutaBruta

El área bruta, AEl área bruta, Ag, g, de un miembro es el área de un miembro es el área

total de la seccion recta.total de la seccion recta.

Debe determinarse mediante la suma de Debe determinarse mediante la suma de los productos del espesor por el ancho los productos del espesor por el ancho bruto de cada elemento de la sección, bruto de cada elemento de la sección, medido en un plano perpendicular al eje medido en un plano perpendicular al eje del miembro.del miembro.

Para los ángulos, el ancho bruto es la suma Para los ángulos, el ancho bruto es la suma de los anchos de los lados menos el de los anchos de los lados menos el espesor.espesor.

Area Neta - 1Area Neta - 1  

El área neta, AEl área neta, Ann , de un miembro es la suma , de un miembro es la suma

de los productos del espesor por el ancho de los productos del espesor por el ancho neto para cada elemento, calculado como neto para cada elemento, calculado como sigue:sigue:  Para el cálculo del área neta en tracción y Para el cálculo del área neta en tracción y corte, el ancho de un agujero para perno se corte, el ancho de un agujero para perno se tomará como 3mm ó 1/8” mayor que el tomará como 3mm ó 1/8” mayor que el diámetro del perno.diámetro del perno.

Para una cadena de agujeros que se Para una cadena de agujeros que se extienden en una diagonal o una línea en extienden en una diagonal o una línea en

zigzag, el ancho neto se debe obtener zigzag, el ancho neto se debe obtener deduciendo del ancho bruto la suma de las deduciendo del ancho bruto la suma de las

dimensiones de los agujeros para toda la dimensiones de los agujeros para toda la cadena y sumando, para cada espacio cadena y sumando, para cada espacio

transversal de la cadena, la cantidad stransversal de la cadena, la cantidad s22/4g. /4g.    

Area Neta - 2Area Neta - 2

s =s =

espaciamiento longitudinal centro aespaciamiento longitudinal centro a centro entre dos agujeros centro entre dos agujeros consecutivos.consecutivos.

g =g =

espaciamiento transversal centro aespaciamiento transversal centro a centro entre dos líneas de agujeros.centro entre dos líneas de agujeros.

Area Neta - 3Area Neta - 3

Area Neta - 4

Para los ángulos, el valor de g para Para los ángulos, el valor de g para agujeros en lados opuestos será la suma agujeros en lados opuestos será la suma

de las distancias g medidas desde la de las distancias g medidas desde la espalda del ángulo menos el espesor.espalda del ángulo menos el espesor.

  Cuando se calcula el área neta a través deCuando se calcula el área neta a través desoldaduras de tapón o de ranura, el metal soldaduras de tapón o de ranura, el metal de la soldadura no se tomará en cuenta.de la soldadura no se tomará en cuenta.

Area Neta – 5Area Neta – 5

Para los elementos de conexión, cartelas y Para los elementos de conexión, cartelas y planchas de empalme, el área neta Aplanchas de empalme, el área neta Ann no no

debe exceder de 0,85Adebe exceder de 0,85Agg..

Area Neta Efectiva - 1

Cuando la tracción es transmitida directamente a cada elemento de la sección

por medio de pernos o soldadura, el área neta efectiva Ae es igual al área neta An.

Area Neta Efectiva - 2

Cuando la tracción es transmitida por pernos a través de algunos, pero no todos los elementos de la sección, el área neta

efectiva Ae debe de calcularse como:

Ae = U A

Area Neta Efectiva – 3 A = el área como se define a continuación

U = coeficiente de reducción = 1 - (x/L) 0.9

x = excentricidad de la conexión

L = longitud de la conexión en la dirección de la fuerza.

Se permiten valores mayores de U cuando se justifican por ensayos ó otros criterios racionales.a)Cuando la tracción es transmitida solo por pernos: A = An

b) Cuando la tracción es transmitida solo por soldaduras longitudinales a elementos que no son una plancha, o por soldaduras longitudinales combinadas con transversales: A = Ag

Area Neta Efectiva - 4

Area Neta Efectiva - 5

c) Cuando la tracción es transmitida solo por soldaduras transversales:

A = área de los elementos directamente conectados

U = 1.0

Area Neta Efectiva - 6Area Neta Efectiva - 6

d) Cuando la tracción es transmitida a unad) Cuando la tracción es transmitida a una plancha a través de soldadurasplancha a través de soldaduras longitudinales a lo largo de los bordes delongitudinales a lo largo de los bordes de ésta, la longitud de la soldadura no debeésta, la longitud de la soldadura no debe ser menor que el ancho de la plancha.ser menor que el ancho de la plancha.

A= área de la plancha.A= área de la plancha.

Area Neta Efectiva - 7Area Neta Efectiva - 7

Cuando ℓ Cuando ℓ 2w 2w

: U=1.00: U=1.00Cuando 2w> ℓ Cuando 2w> ℓ 1.5w: 1.5w:

U=0.87U=0.87Cuando 1.5w> ℓ Cuando 1.5w> ℓ w:w:

U=0.75U=0.75donde:donde: ℓ ℓ = longitud de la soldadura= longitud de la soldadura w = ancho de la plancha (distancia w = ancho de la plancha (distancia entre soldaduras)entre soldaduras)  Para el área efectiva de los elementos de Para el área efectiva de los elementos de conexión, ver la Sección J5.2.conexión, ver la Sección J5.2.

3.4 Esbeltez límite3.4 Esbeltez límite

RELACION DE ESBELTEZ LIMITERELACION DE ESBELTEZ LIMITE

Para miembros cuyo diseño esta basado en Para miembros cuyo diseño esta basado en fuerzas de tracción, las relaciones de esbeltez fuerzas de tracción, las relaciones de esbeltez (L/r) preferentemente no deben exceder de 300. (L/r) preferentemente no deben exceder de 300. Esta recomendación no se aplica a varillas en Esta recomendación no se aplica a varillas en tracción. tracción.

Los miembros en los que el diseño se hace para Los miembros en los que el diseño se hace para fuerzas de tracción, pero que pueden estar fuerzas de tracción, pero que pueden estar sometidos a una compresión reducida en otra sometidos a una compresión reducida en otra condición de carga, no necesitan cumplir el límite condición de carga, no necesitan cumplir el límite de esbeltez en compresión.de esbeltez en compresión.