Conexion de Placa Extrema 4e.

8/13/2019 Conexion de Placa Extrema 4e.

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CONEXION DE PLACA EXTREMA DE CUATRO PERNOS SIN RIGIDIZAR

CARACTERISTICAS GEOMETRICAS

FIGURA XXX. Características Geométricas de la Conexión 4E.

PROCEDIMIENTO DE DISEÑO

A. PLACA EXTREMA Y PERNOS

Paso 1. Determinar el momento en la cara de la columna, Mf.



Figura xxxx. Diagrama de Equilibrio para la Conexión.

Donde:

o Mpr, es el máximo momento en la rotula plástica.

o Sh, es la distancia entre la cara de la columna y la rotula plástica.

o Vu, es la fuerza cortante al final de la viga.

o Vgravity, es la fuerza cortante de la viga resultante de 1.2D + F1L + 0,2 S (donde

F1 es un factor de carga determinado por el código de construcción aplicable paracargas vivas, pero no inferior a 0,5).

o bbf = ancho del ala de la viga.o d = peralte de la viga.o Lh = distancia entre las rotulas plásticas.

Paso 2. Seleccione los valores preliminares para la geometría de conexión (g, Pfi,pfo, pb, g, hi, etc.) y el grado del perno. (ver figura xxx)

Donde:o bp= ancho del ala de la viga mas 25 mm

o la separación ente los pernos es el diámetro del perno más 1/2 pulgadas (13 mm)

para pernos de hasta 1 pulgada (25 mm) de diámetro, y el diámetro del perno más

3/4 de pulgada (19 mm) para pernos de mayor diámetro.



Paso 3. Determine el diámetro del perno requerido, db req, utilizando la siguienteexpresión:

Donde:

o Fnt = resistencia a la tensión nominal del perno de la Especificación AISC, ksi(MPa). (Ver tabla xxx)

Fnt= 620 MPa, par pernos ASTM A325Fnt= 780 MPa, par pernos ASTM A490

o = factor de resistencia para el estado limite no dúctil igual a 0.9

o h1 = distancia desde la línea central del ala inferior de la viga a la línea central delprimer perno. (Ver tabla xxx)||F+

o ho = distancia desde la línea central del ala inferior de la viga a la fila exterior depernos. cm (mm) (ver tabla xxx)



Paso 4. Seleccionar un diámetro del perno a utilizar, d b, no menor que elrequerido en el anterior paso 3, para evitar las fuerzas de palanca en el perno.

Figura xxx. Diagrama de equilibrio para la resistencia de los pernos.

Entonces: Se determina la fuerza de los pernos de modo que no exista

fuerza de palanca.

Paso 5. Determinar el espesor de la placa extrema, tp req.

Donde:

o Fyp, tensión de fluencia mínima del material de la placa extrema

o Yp, Parámetro de lineamiento para el rendimiento del mecanismo final de la placa

extrema, especificado en las tablas xxx.

o = factor de resistencia para el estado limite dúctil igual a 1.00

Paso 6. Calcular Ffu, que es la fuerza del ala de la viga.



Figura xxx. Diagrama de Equilibrio del ala de la viga.

Donde:

o d, es el peralte de la viga.o tbf, es el espesor del ala de la viga.

Paso 7. Verificar que la placa extrema que no falle por fluencia:

Donde:o bp es la anchura de la placa extrema, esta debe ser asumida no mayor que la

anchura del ala de la viga, más de 1 pulgada (25 mm).

Si la ecuación anterior no es satisfecha, se debe aumentar el espesor de la placaextrema o aumentar la tensión de fluencia del material de la placa de extrema.

Paso 8. Comprobar la ruptura por corte de la placa extrema:

Donde:o Fup = tensión de tracción mínima de la placa terminal.



o An, es la superficie neta de la placa extrema:

An = Tp [bp - 2 (db + 1/8)] cuando se utilizan agujeros estándar, en in2

An = Tp [bp - 2 (db + 3)] cuando se utilizan agujeros estándar, en mm2

o db, es el diámetro del perno in, (mm)

o = factor de resistencia para el estado limite no dúctil igual a 0.9.

Si la ecuación anerior no es satisfecha, se debe aumentar el espesor de la placaextrema o aumentar la tensión de fluencia del material de la placa de extrema.

Tabla xxx. Parámetro Yp de Líneas de Fluencia para laPlaca extrema de la Conexión 4E, y Parámetro Lc.

*

+

[( )]



Paso 9. Revisar la ruptura por cortante del perno a compresión del ala de la viga.

Donde:

o nb = número de pernos en el ala comprimida igual a 4 para las conexiones 4E.o Ab = área bruta nominal del perno.o Fnv = resistencia nominal a corte del perno.o Vu = fuerza a corte en el extremo de la viga, kips (N), dada por la ecuación del

paso 1.

Paso 10. Verificar el aplastamiento del perno y la falla por desgarre de la placa de

extremo y el ala de la columna.

Para la resistencia al aplastamiento es igual a 2.4 db t Fu por cada perno.

Para los pernos interiores:

( )

Para los pernos exteriores:

( )

Para el ala de la columna:

o ni = número de pernos interiores igual a 2 para las conexiones 4Eo no = número de pernos exteriores igual a 2 para las conexiones 4Eo Lc = distancia, en la dirección de la fuerza, entre el borde de un agujero y el borde

del agujero adyacente.o Fu = resistencia mínima a la tracción de la placa extrema o de la columna.o db = diámetro del perno, pulgadas



o tp = espesor de la placa extrema o espesor del ala dela columna.o Fyb= Limite Fluencia de la viga.o Fyc= Limite Fluencia de la columna.o tcf=espesor del ala de la columna.

B. DISEÑO DE LA SECCION DE LA COLUMNA

Paso 1. Comprobar la resistencia a la fluencia del ala de la columna.

Dondeo Fyc = límite de fluencia del material de la columna, ksi (MPa)

o Yc = Parámetro de lineamiento para el rendimiento del mecanismo final de la

placa extrema, especificado en las tablas xxx. o tcf (actual)= espesor del ala columna.

Si la ecuación anterior no se cumple, aumentar el tamaño de las columnas oañadir placas de continuidad.

Paso 2. Comprobar la resistencia a la fluencia del alma de la columna sin rigidizar.

Resistencia requerida:

( )

Donde:



o Ct = 0,5 si la distancia desde la parte superior de la columna a la cara superior del

ala de la viga es menor que el peralte de la columna de otro modo Ct= 1.0o Fyc = tensión de fluencia especificada del alma de la columna, ksi (MPa) o kc = distancia desde la cara exterior del ala de la columna a los pies de la

soldadura de filete (valor de diseño), cm (mm) (tabla buscar aisc 2005)

o tcw = espesor del alma de la columna, cm (mm)

Si el requisito de resistencia de la Ecuación anterior no se satisface, se

requieren placas de continuidad en el alma de la columna

Tabla xxx. Parámetro Yp de Líneas de Fluencia para el ala de laColumna de la Conexión 4E.

* +



Paso 3. Verificar la resistencia al pandeo local del alma de la columna sin rigidizar.


√

Figura xxx. Definición del parámetro K1. Estado limite dePandeo del alma de la Columna

Donde:

(a) Cuando Ffu se aplica a una distancia mayor o igual que dc / 2 desde el extremo dela columna.

√

(b) Cuando Ffu se aplica a una distancia menor de dc / 2 desde el extremo de lacolumna.

√



Donde h es la distancia libre entre alas menos el radio de la curvatura en las esquinaspara perfiles laminados y es la distancia libre entre alas cuando se usan soldaduras enperfiles construidos, cm (mm)

Si el requisito de resistencia de la Ecuación anterior no se satisface, entonces serequieren placas de continuidad en el alma de la columna.

Paso 4. Verificar el desgarre (arrugamiento local) del alma de la columna sin

rigidizar.


a) Cuando Ffu se aplica a una distancia mayor o igual a dc / 2 desde el extremo de lacolumna.

b) Cuando Ffu se aplica a una distancia menor de dc / 2 desde el extremo de lacolumna.

i. Para ⁄

ii. Para ⁄



Donde

o N =Es el grosor de las alas de la viga más dos veces el grosor de la soldadura

de filete (in, mm).

o dc = altura total de la columna, cm (mm)

Si el requisito de resistencia de la Ecuación anterior no se satisface,entonces no se requieren placas de continuidad del alma de la columna

Paso 5. Compruebe la zona de panel de conformidad con los requerimientosSísmicos del AISC.

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