SOLO PARA

USO

ACADÉMICO

E S Q U E M A S :

I N G R E S O D E D A T O S :

Perfil = W 16x26 ver Manual AISC

15.7 in

5.5 in

0.345 in

0.25 in

d= 16.325 in

Peralte Alm pa= 13.625 in

Separación de Viga a columna sv= 0.375 in

V I G A

L 4 x1/4" ver manual AISC

48.5

0.25Material A36

ev= 1.25 OKeh= 1.5 OK

Gage= 2.5 OK

A N G U L O S C L I P

Perfil = W 12x40 ver Manual AISC

11.94 in

8 in

0.515 in

0.295 in

Kc= 1.02 in

C O L U M N A

dv= bv= tv=

twv=

dac=lac=tac=

dc=bc=tc=

twc=

Conexiones en Edificios de Acero y su Automatización para su diseño Estructural

C O N E X I O N DE M O M E N T O V I G A - C O L U M N A (AISC-ASD 1989)UNIDADES: in, Kips

Autores: Luis F. Zapata Baglietto, Ing. Civil, MSc. Karina M. Carbajal Valdivia,

Ing. Civil

Octubre 2003 Octubre 2003

dc

bctc

twc

Kc

dac

tac

dac

tac

dac

lac

s

s

eh

ev

ev

gage

dv

bvtv

twv

DOBLADORA

ATIESADORES

COLUMNA

INFERIOR

ANGULO CLIP

VIGA

PERNOS

SUPERIOR

LP

LP

LP

10.91 in

16.502 in

0.25 in

Plancha Dobladora

Número de Pernos 6Ø in. 3/4diam.hueco en columna 0.8125 in

0.8125 in

s 3 in

Material (ver Manual) A325-N -STD

esf. perm. En corteFv= 21 ksi

area de perno Ap= 0.4418 in2

P E R N O S

Planchas de alas Superior Inferior bt (in) 4.75 bb (in) 6.125lt (in) 6.625 lb (in) 9tp (in) 0.625 tb (in) 0.625

Momento M 81 Kip-pié

Corte Vertical V 18 Kips

Fuerza Axial P 0 Kips

Fluencia del acero Fy 36 Ksi

Rotura del acero Fu 58 Ksi

Material Acero A-36

Electrodo E 70 Ksi

V E R I F I C A C I O N E S :

P l a n c h a s d e a l a s62 Kips

capacidad en tracción en plancha superior en el área total :bt*tp*0.6*Fy 64.13 Kips OK soldadura de plancha superior a ala de viga :tamaño de soldadura: min.=1/4in máx.=9/16 tam. Sold.w= 1/4 in OKlongitud de soldadura Lw=Ff/(0.2121*E*w) 16.68 in

6.34 in OKsoldadura plancha superior a columna:soldadura del filete = Ff/(0.2121*E*bt*2) 0.44 inuse soldadura de penetración total.

capacidad en tracción de plancha inferior en el área total :bb*tb*0.6*Fy 82.69 Kips OK soldadura de plancha inferior a viga :tamaño de soldadura: min.=1/4 in. máx.=5/16 tam. Sold wb= 1/4 in OK longitud de soldadura requerida Lwb=Ff/(0.2121*E*wb) 16.68 in

8.96 in OK

0.34 inuse soldadura de penetración total.Nota: ver FEMA 350 sec.3.5.4.1

ddp=bdp=tdp=

diam.hueco en angulo dh=

P L A N C H A S SUPERIOR E INFERIOR

fuerza en alas: Ff= P/2 + 12*M/dv

long.(perímetro) de plancha : lt>= (Lw - bt)/2 + sv

long. de plancha (soldar costados) : lb>sv+wb+Lw/2soldadura de plancha inferior a columna:tamaño de soldadura de filete requerido: Ff/(.2121*E*bb*2)

s

sS

S

tltp

lbtb

bdp

tpl

ddp

PL Dobladora

tdp

ddp

PL dobladora

ltlb

bt bb

P e r n o scargas de cortante: V = 18 Kipsresultante, R = RAIZ(V^2 + P^2) 18 Kipsverificar distancias libres:

13.63 in OK pernos en columna espaciamiento, s >= Min. Espaciamiento = 2. in. 3 OK

55.8 Kips OK

capacidad al aplastamiento en ángulos:48.3 Ksi OK 69.6 Ksi

capacidad al aplastamiento =(Fpe+Fps*(np-1))*Ø*tac 74.3 Kips OK

capacidad al aplastamiento en columna:capacidad al aplastamiento =Fps*Ø*tc*np 161.30 Kips OK

S o l d a d u r a stamaño de soldadura: min. = 1/8 in. máx. 3/16 in.

3/16 OK

Según Datos de Tabla XIII Manual AISC :Pág.. 4-79k = 0.426a = 0.3724L = 8.5D = 3C = 1.1437

C1= E/70 1

= 2*C*L*C1*D 58.33 Kipsfactor de reducción por espesor alma de viga, FRtw:FRtw=0.94295*Fy*twv/((D/16)*E) 0.65capacidad reducida de soldadura = FRtw * 2*C*L*C1*D 37.72 Kips OKcapacidad al corte de alma de viga0.4*Fy*dv*twv 56.52 Kips OK

A n g u l o s C l i pcapacidad de ángulo por corte : Area total, Ag =lac*tac 2.125capacidad al corte por fluencia del área total: 2*0.4*Ag*Fy 61.2 kips OK

An=(L-n*dh)*tac 1.52capacidad al corte por fractura del ángulo : 2*0.3*An*Fu 52.74 kips OK

P l a n c h a D o b l a d o r arefuerzo del alma de columna al corte - Usando el método AISC -

V1 = 12*M/(0.95*dv) 65.17 kips

tmin=V1/(0.4*Fy*dc) 0.38 inrequiere PL dobladora

plancha dobladora a verificar PL: 10.91 x 16.502 x 0.25espesor mín. necesario de PL dobladora =(tmin - twc) 0.08 in OK

Vp = V1*tdp/(tdp + twc) 29.89 kipssoldadura a alma de columna : 3/16 in OK tamaño de soldadura. min. = 3/16 máx. =3/16soldadura a ala de columna : w= 1/4 in OK tamaño de soldadura min. = 1/4capacidad de soldadura = 0.2121*w*E*dv 58.27 kips OK espesor de plancha dobladora menor que ancho de filete de columna,Kcuse soldadura acanalada equivalente.relación ancho-espesor admisible de PLs= 380/RAIZ(Fy) 63.33relación ancho-espesor de alma columna=ddp/twc 36.98 OKrelación ancho-espesor de PL dobladora=ddp/tdp 43.64 OK soldadura de tarugo no necesaria

A t i e s a d o r e s o p u e s t o s a a l a sresistencia al pandeo local del ala de columna por tracción de ala de viga :RP.ala = Fyc*tc^2/0.16 59.68 kipsresistencia a fluencia en alma de columna por compresión de ala de viga :RF.alma =Fy*twc*(tb+5*Kc) 60.7995 kipsresistencia al pandeo en alma de columna :RP.alma = 4100*twc^3*RAIZ(Fy)/(dc-2*Kc) 63.79 kips

1.67

F.atiesadores= FS*(P/2+12*M/d) 99.43 kips

es F.atiesadores > RP.ala ? entonces requiere atiesador opuesto a ala en tracción

es F.atiesadores> RP.alma ?o es F.atiesadores> RF. Alma, ? entonces requiere atiesador opuesto a ala en compresión

Diseño de atiesador:

Fat=MAX((Fatiesador-RFalma),(Fatiesador-RPala),(Fatiesador-RPalma)) 39.76 kips

altura libre del alma de la viga : pa >= lac in. OK

capacidad en corte de pernos: np*Fv*Ap

esf. perm.al aplast.por dist.al borde libre: Fpe=Fu*(ev)/(2*Ø)esf. perm.al aplast.por espaciamiento: Fps=1.2*Fu

tamaño de soldadura del ángulo sobre viga :

Dimensión de soldadura en #/16

capacidad de soldadura (antes de verificar alma de viga) :

in2

área neta en ángulos, An :in2

cortante radial proveniente de la viga :

espesor minimo para resistir V1, tmin :

fuerza cortante transmitida a la plancha :

FS (factor de seguridad) :fuerza de diseño de atiesadores opuestos a ala de viga :

fuerza de diseño en atiesador :

L

xL

V

c.g.

aL

kL

Area min. en atiesador = Fat/Fy 1.10 in2

Use 4PL iguales10.882.38

0.375fl= 0.86

ATIESADORES OPUESTOS A ALAS DE VIGA

0.375 in OK

2 in OK 3.85 in OK

relación ancho-espesor permisible <= 95/Sqrt(Fy) 6.35 OK área suministrada de atiesador :(bpl-fl)*tpl 0.57área suministrada de atiesador >= 0.5*(área mín.de atiesador) OK soldadura de atiesador a ala de columna :

wf= 5/16 in OKcapacidad de la soldadura = 4*(bpl-fl)*0.2121*E*wf*FS 47.11 kips OK

ww= 3/16 in OKcapacidad de la soldadura = 4*(dpl-2*fl)*0.2121*E*ww*FS 170.34 kips OKuse soldadura intermitente

FIN

dpl=bpl=tpl=

espesor mínimo : (tv/2) tpl=ancho de atiesador >= ancho min . :(bb/3-0.5*twc)ancho de atiesador <= ancho max. :(0.5*(bc-twc)

in2

soldadura min .:1/4 in.

Soldadura a alma de columna :soldadura min. : 3/16 in.

NOTAS :1. Se recomienda leer el articulo, "Conexiones en Edificios de Acero y su Automatización para su diseño Estructural", de los mismos autores antes de hacer uso de este programa.2. Este es un programa de verificación, el diseñador propone una solución y el programa indica OK o MAL.El diseñador ajustará los elementos hasta cumplir los requerimientos exigidos por el reglamento.3. La introducción de datos se hace en los casilleros en blanco y de acuerdo a las figuras respectivas.4. Las figuras iniciales muestran los diversos elementos de la conexión con un determinado color; para ayudar al diseñador se ha procurado, en el desarrollo de las verificaciones, mantener el color respectivo.5. Este programa no puede ser usado para el método LRFD, solo para el método de Esfuerzos Permisibles AISC-ASD 1989, es decir para estructuras diseñadas con cargas de servicio.6. Ver FEMA 350 para adecuar los resultados de este programa a zonas sísmicas. 7. El objetivo de este programa es mostrar que se pueden automatizar muchas operaciones repetitivas en el diseño de las conexiones; puede ser usado para propósitos académicos solamente. El diseñador que aplique este programa asume la responsabilidad completa.

Atiesador en Tracción

Atiesador en Compresión

Dobladora

tpl

4 Planchas

bpl

f l

dpl