UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN AGUSTÍN DE AREQUIPA

FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL

ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL

DISEÑO EN ACERO Y MADERA

TEMA:

DISEÑO DE UN EBF TIPO CHEVRON

DOCENTE:

INGENIERO FIDEL COPA PINEDA

INTEGRANTES:

-Ramos Valer Luis -Quispe Jano Wilson

-Flores Mogrovejo Renzo -Sanchez Medina Sergio

-Tagle Arizaga Amaral -Huamani Flores Erick

-Lima Coasaca Victor -Condorvilca Teran Hector

AREQUIPA – PERU

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DISEÑO DEL PÓRTICO1.-GENERALIDADES

Pórticos arriostrados excéntricamente

La Figura muestra las configuraciones más usuales con el enlace (zona dúctil) ubicado en las vigas. No es recomendable generar la zona de enlace en las columnas, debido a que en ese caso el esfuerzo axial (variable por efecto de la acción sísmica) dificulta la determinación precisa de la resistencia a flexión y corte. Además, la falla no deseada del enlace en la columna tendría consecuencias mucho más graves que si el mismo se dispusiera en las vigas.

CONFIGURACIONES TIPICAS DE EBF

Portico arriostrados excéntricamente (AISC SEISMIC PROVISIONS)

Chevron Chevron

2.- CONFORMACION DEL PORTICO

Para el diseño del presente pórtico se tomo el siguiente modelo:

-Para la viga se utilizarían dos platinas de diferentes secciones:

Para el ala: Platina de 2”x 1/4” Para el alma: Platina de 2”x 3/16”

-Para las columnas se utilizara:Para el ala: Platina de 2”x 1/4” Para el alma: Platina de 2”x 3/16”

-Para el arriostre se utilizara:Dos canales C de 2”

-Para las placas base se utilizara:Placas de 5/8”

-Para las placas se utilizara:Placas de 3/8”

a) PROPIEDADES DE LOS PERFILES:

Según Método LRFD del AISC 2005 0.3Propiedades del Acero

Módulo de Elasticidad: E 2100tonf

cm2

GE

2 1 ( )

Tensión de fluencia Acero ASTM A36: Fy 2.53tonf

cm2

Peso específico del acero: s 7850kgf

m3

1.- COLUMNAS

Propiedades del Perfil

Perfil utilizado: W d=2"

Ancho del ala: bf 2in Altura del perfil: d 21

2

in d 2.5 in

Espesor del ala: tf1

4in Espesor del alma: tw

3

8in

Distancia libre entre alas: h d 2 tf h 5.08cm

Distancia entre centroides de alas: h0 d tf h0 5.715 cm

Ancho efectivo del ala: b 0.5bf b 2.54cm

Area de la sección transversal del perfil: A 2 bf tf h tw A 11.29cm2

Peso del perfil utilizado: P A s

P 8.86kgf

m

Momento de Inercia según x-x: Ix

bf d3 bf tw h

3

12 Ix 63 cm

4

Momento de Inercia según y-y: Iy

2 tf bf3 h tw

3

12 Iy 14 cm

4

Módulo plástico según x-x: Zx bf tf h tf tw h

2

4 Zx 1 in

3

Módulo plástico según y-y: Zy tf

bf2

2

h tw2

4 Zy 9.3 cm

3

Constante torsional de la sección: J2 bf tf

3

h tf tw

3

3 J 2.513cm

4

Constante de alabeo: Cw

tf bf3 h tf 2

24 Cw 113 cm

6

Módulo elástico referido al alatraccionada o comprimida según x-x:

Sx

2Ix

d Sx 20 cm

3

Módulo elástico referido al ala traccionada o comprimida según y-y: Sy

2Iy

bf Sy 6 cm

3

Radio de giro del ala comprimida de un perfil en flexión:

ia

d Iy

2 Sx ia 1.51cm

Radio de giro ficticio torsional: it

bf tf

d it 0.508cm

Factor de pandeo lateral: X1Sx

E G J A2

X1 772994kgf

cm2

Factor de pandeo lateral: X2

4 Cw

Iy

Sx

G J

2

X2 3.07 109

cm2

kgf

2

Radio de giro según x-x: rx

Ix

A rx 2.368cm

Radio de giro según y-y: ry

Iy

A ry 1.123cm

Sección_Ala "COMPACTA SISMICAMENTE" f psfif

"ESBELTA SISMICAMENTE" f psfif

Factor de resistencia a la compresión c 0.9

Factor de resistencia a la flexión b 0.9

Verificación de esbelteces límites

Se realiza la verificación tomando en cuenta las esbelteces límites para elementos compactos definidos en las especificaciones sísmicas del AISC del año 2005 para marcos del tipo SMF (Special Moment Frame)

Solo se considera el uso de perfiles de alma y alas compactas.

Verificación de esbeltez

Pandeo local del ala

Límite relación ancho-espesor (Seismic Provisions): psf 0.3E

Fy psf 8.643

Relación ancho-espesor del perfil: fb

tf f 4

SITUACIÓN_ALA "Perfil apropiado" f psfif

"Cambiar perfil" f psfif

SITUACIÓN_ALA "Perfil apropiado"

Sección_Ala "COMPACTA SISMICAMENTE"

Propiedades del perfil del arriostre

Los 2 canales se unirán formando un perfil H ,con las

siguientes propiedades:

Según Método LRFD del AISC 2005

0.3Propiedades del Acero

Módulo de Elasticidad: E 2100tonf

cm2

GE

2 1 ( )

Tensión de fluencia Acero ASTM A36: Fy 36ksi

Peso específico del acero: s 7850kgf

m3

Propiedades del Perfil

Perfil utilizado: W EN ESTUDIO

Ancho del ala: bf 5.06cm Altura del perfil: d 5.08cm

Espesor del ala: tf 5mm Espesor del alma: tw 10mm

b)comportamiento del link(corte y momento)

Mp Zx Fy

Mp 4.067 104 kgf cm

Vp 0.6 Fy d 2 tf tw

Vp 2.756tnf

e 2Mp

Vp

e 29.516cm e 11.62in

eexp 10cm eexp 3.937in

TIPODEFLUENCIA "FLUENCIA POR CORTE" eexp eif

"FLUENCIA POR MOMENTO" eexp eif

TIPODEFLUENCIA "FLUENCIA POR CORTE"

Vp1 eexp Vp

Vp2 eexp 2 Mp

eexp

Para este ensayo nosotros elegimos el valor de e=10cm

Vn Vp1 eexp eif

Vp2 otherwise

Vn eexp 2.756tnf

Vp1 e( ) Vp Vp2 e( )

2 Mp

e

e1 0in 0.001in 11.62in

e2 11.62in 11.621in 100in

a)Detalle del enlace

-calculo del angulo de rotación (λp)

b) PREDICCION DE FALLA DEL PÓRTICO

Para el cálculo de la resistencia lateral del pórtico se hiso uso de la siguiente fórmula:

FH=V P∗Lh

V P=2.756 tnf

L=1.00mh=0.80m

0 20 40 60 80 1000

2

4

6

8

10

CORTANTE NOMINAL DEL LINK

LONGITUD DEL LINK (IN)

CO

RT

EN

TE

NO

MIN

AL

DE

L L

INK

(ki

p)

Vp1 e1 kip

Vp2 e2 kip

e1

in

e2

in

FH=2.756 tnf∗1.00m0.80m

FH=3.444 tnf

Para un valor superior a este probablemente haya cedido completamente y no pueda regresar a su posición inicial