Diseño en acero

Dr. Carlos Zavala - CISMID/FIC/UNI

NOTAS DE CLASECURSO DE TITULACIONDISEÑO EN ACERO

a) REVISION NTE-090b) INTRODUCCION AL DISEÑO CON PERFILES PLEGADOS

Dr. Ing. Carlos ZavalaProfesor Asociado FIC/UNI


Estructuras Metalicas de mayor usoa) Campamentos

Fuente: Precor


b) Edificios & Viviendas

Fuente: Precor


c) Galpones

Fuente: Precor


d) Centros Comerciales

Fuente: Precor


Viviendas con sistemade muros con entramadode perfiles plegados


Campamento con sistemade muros con entramado


Tijerales con sistemareticulado


REVISION DE LA NORMA LRFD – 1999Norma Tecnica NTE-090


Capitulo-1: Cargas & Combinaciones

D : Carga muerta debida al peso propio de los elementos y los efectos permanentes sobre la estructura.

L : Carga viva debida al mobiliario y ocupantes.

rL : Carga viva en las azoteas. W : Carga de viento. S : Carga de nieve. E : Carga de sismo de acuerdo a la Norma E.030 Diseño Sismorresistente. R : Carga por lluvia o granizo.

Cargas


La resistencia requerida de la estructura y sus elementos debe ser determinada para la adecuada combinación crítica de cargas factorizadas. El efecto crítico puede ocurrir cuando una o más cargas no estén actuando. Para la aplicación del método LRFD, las siguientes combinaciones deben ser investigadas:

1.4 D 1.4.11.2 D + 1.6 L + 0.5 (Lr ó S ó R) 1.4.21.2 D + 1.6 (Lr ó S ó R) + (0.5 L ó 0.8W) 1.4.31.2 D + 1.3 W + 0.5 L + 0.5 (Lr ó S ó R) 1.4.41.2 D + 1.0 E + 0.5 L + 0.2 S 1.4.50.9 D + (1.3 W ó 1.0 E) 1.4.6

Combinaciones


Impacto

(a) Para apoyos de ascensores :100%.

(b) Para apoyos de maquinaria liviana accionada por ejes o motores : 20%.

(c) Para apoyos de máquinas reciprocantes : 50%.

(d) Para tirantes que soportan pisos y voladizos : 33%.

(e) Para vigas de puentes grúas con cabina de operador y sus conexiones : 25%.

(f) Para vigas de puentes grúas con control colgante y sus conexiones : 10%.


P= 1000 KgMx= 1000 Kg-mMy= 1000 Kg-m

P= 9.81 KN-mMx= 9.81 KN-mMy= 9.81 KN-mFy= 250 MpaFu= 400 MpaE= 200000 MpaG= 77200 Mpa

Sistema Internacional - SI -

Equivalencias


Capitulo-2: Requisitos de diseño

AreasAg: área de la seccion = S(b.t)An: área neta = S(bn .t) tal que bn se calcula - corte y tracción: ancho agujero =Fperno + 2 mm bn = b – ancho agujero

- cadena de agujeros en diagonal o zigzag

bn = b - Sancho agujero + s2/4g

b F

t


ÁREA NETA EFECTIVA PARA MIEMBROS EN TRACCIÓN 1) Cuando la tracción es transmitida directamente a cada elemento de la sección por medio de conectores o soldadura, el área neta efectiva es igual al área neta, .

2) Cuando la tracción es transmitida por conectores o soldadura a través de algunos pero no todos los elementos de la sección, el área neta efectiva debe de calcularse como:

(2.3-1)

Donde A = el área como se define a continuación. U = coeficiente de reducción =

AUAe

9,01 Lx


Significado de X & L


(a) Cuando la tracción es transmitida sólo por pernos A = An (b) Cuando la tracción es transmitida sólo por soldaduras longitudinales a elementos que no son una plancha, ó por soldaduras longitudinales combinadas con transversales. A = Ag (c) Cuando la tracción es transmitida sólo por soldaduras transversales.

A= área de los elementos directamente conectadosU= 1,0

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

A= área de la plancha. Cuando l 2w : U = 1,00 Cuando 2w > l 1,5w : U = 0,87 Cuando 1,5w >l w : U = 0,75 donde

l = longitud de la soldadura.w = ancho de la plancha (distancia entre soldaduras).

lw


T A B L A 2 .5 .1

R E L A C IO N E S L ÍM IT E A N C H O /E S PE S O R P A R A E L E M E N T O S E N

C O M P R E S IÓ N ( Fy en M P a)

R ela ción Lím ites a nc ho /e sp esor para ele m en to s en co mpres ión

D e scripción del e lem en to R ela ción

ancho /espe so r p

(com pa cto ) r

(no com pa cto )

A la s de viga s lam ina das e n fo rm a de I, y ca na les en flex ión tb yF1 7 0 [c] 7 03 7 0 yF

A las de v igas so lda das o h íb r idas e n fo rm a d e I , en flex ión tb yfF1 7 0 cyf kF /115

4 2 5

[e]

A las q ue se p royec ta n de e le m e n tos a rm a dos e n co mpres ión tb ND cy kF28 5 [e]

La dos q ue se p royec ta n d e p a re s de ángu los e n co m pre s ió n e n c on tac to co nt inuo , a las de perfiles en fo rm a de I y ca na les e n c om pres ió n a x ia l; án gu los y p la nc ha s q ue se p royec ta n de v igas o de elem en tos e n c om pre s ión

tb ND yF2 5 0

La dos de pun ta le s de un so lo á n gu lo e n co m pre s ió n; la dos d e pun ta le s e n c om pres ión fo rm a dos por do s á ngu los con se paradores ; e le m e n tos no rig id iz ados o sea apo ya dos a lo la rgo de un borde .

tb ND yF2 0 0

Ele

me

nto

s n

o R

ig

id

iz

ad

os

A lm as d e se ccione s T td ND yF3 3 5

A las de sec cione s es tructu ra les , hue ca s , c ua dra das y rec ta ngu lares , y de sec ción cajón y de espesor un ifo rm e, so m et id as a fle x ió n o c om pres ió n; p la ta ba nda s y p la nc has de d ia fra g m as e nt re líne as de conec to re s o so ldadura s.

tb yF5 0 0 yF6 2 5

A nc ho no soporta do de p lataba ndas perfo ra das co n una suces ión d e hue cos d e a cc eso . [b ] tb ND

yF8 3 0

A lm as e n c om pre s ión por fle xión. [a] wth yF1 6 8 0 [c] yF2 5 5 0 [f]

A lm as e n fle xo-co mpres ión wth

P ara 1 2 5,0ybu PP [c]

yb

u

y P

P

F 7 5,2

11 6 8 0


yyb

u

y FP

P

F

6 6 53 3,2

5 0 0

[f]

yb

u

y P

P

F 7 4,01

2 5 5 0

C ua lqu ier o tro e lem e nto rig id iza do unifo rm enenre c om pre nd ido

tb

wth

ND yF6 6 5

Ele

me

nto

s R

ig

id

iz

ad

os

S ec ciones circu la re s huec as e n c om pre s ión ax ia l en flex ión tD

ND [d ]

yF0 0 01 4

yF0 0 02 2

yF0 0 06 2

[a]Pa ra v iga s híb ridas usar el e sfuerzo de flue nc ia del a la yfF en lugar de

yF .

[b ]S e asum e e l á re a neta de la p la nc ha en e l a gu jero m ás ancho

[c]A sume una ca pac ida d de ro tación inelá s tica de 3 . Pa ra es truc turas e n z ona s de alta s ism ic ida d , pued e ser nec esaria una m ayor ca pacidad de ro ta ción .

[d ]P ara d iseño p lás tic o em plea r 9 000 /yF

.

[e]

w

cth

k4

, con 0 ,35ck 0 ,7 6 3

[f]P ara ele m en to s con a las des igua les , ve r el A pénd ice 2 .5 .1 . yF

es el es fue rz o de fluencia m ínim o espec ificado del tipo de ac ero que e s tá s ie ndo usa do .

[C ap . 2


Alas de secciones estructurales, huecas, cuadradas y rectangulares, y de sección cajón y de espesor uniforme, sometidas a flexión o compresión; platabandas y planchas de diafragmas entre líneas de conectores o soldaduras.

tb yF500 yF625

Ancho no soportado de platabandas perforadas con una sucesión de huecos de acceso. [b] tb ND yF830

Almas en compresión por flexión. [a] wth yF1680 [c] yF2550 [f]

Almas en flexo-compresión wth

Para 125,0ybu PP [c]

yb

u

y P

P

F 75,2

11680


yyb

u

y FP

P

F

66533,2

500

[f]

yb

u

y P

P

F 74,01

2550

Cualquier otro elemento rigidizado uniformenenre comprendido

tb

wth

ND yF665

Ele

men

tos

Rig

idiz

ados

Secciones circulares huecas en compresión axial en flexión tD

ND

[d]

yF00014

yF00022

yF00062

[a]Para vigas híbridas usar el esfuerzo de fluencia del ala yfFen lugar de yF

.

[b]Se asume el área neta de la plancha en el agujero más ancho

[c]Asume una capacidad de rotación inelástica de 3. Para estructuras en zonas de alta sismicidad, puede ser necesaria una mayor capacidad de rotación.

[d]Para diseño plástico emplear 9000/ yF .

[e]

w

cth

k4

, con 0,35 ck 0,763

[f]Para elementos con alas desiguales, ver el Apéndice 2.5.1. yFes el esfuerzo de fluencia mínimo especificado del tipo de acero que está siendo usado.


Capitulo-3: Porticos y otras estructuras

uM= ltntMBMB21 11 1

1

eu

m

PP

CB

21 /4,06,0 MMCm

a) elementos en compresión NO sujetos a cargas transversales entre sus apoyos

21 MM

b) elementos en compresión SUJETOS a cargas transversales entre sus apoyos - Extremos restringidos contra rotación

en el plano de flexión

- Extremos no están restringidos contra rotación en el plano de flexión

mC = 0,85

mC= 1,00.

LH

PB

ohU1

12

2

2

1

1

e

u

P

PBó

Efecto de Segundo Orden

22 / cyge FAP

E

F

r

Kl yc


Capitulo-4: Elementos en tracción

Pu < F Pn

a) Para fluencia en el área total:

t = 0,90 nP=gyAF

b) Para rotura en el área neta:

t= 0,75 nP=euAF

Carga Limite

Esbeltez Limite

L < 300 r


Capitulo-5: Elementos en compresión

donde

si

si

Carga Limite


Pandeo Inelastico

Pandeo Elastico (Euler)

Columna LargaColumnaIntermedia

ColumnaCorta

200 valor limite

Problema de la Esbeltez


Arriostres

Ejemplo: Determine la resistencia limite de la seccion W 14x90 arriostrada como se muestra

Area= 26.5 in2 17096.7 mm2

rx= 6.14 in 156.0 mmry= 3.7 in 94.0 mmLx= 32 ft 9753.6 mmLy= 10 ft 3048.0 mm

12 ft 3657.6 mmKx= 0.8Ky= 1 KLx/rx= 50.0 50.0 < 200KLy/ry= 32.4 32.4KLy/ry= 38.9 38.9

Fy= 36 ksi 250 MpaE= 29000 ksi 200000 Mpa

l = 0.56 < 1.5 Pandeo Inelastico

Fcr= 31.53 ksiFcr= 218.93 Mpa

FFcr= 26.80 ksi

FFcr= 186.09 Mpa

FPn= 3181578.17 N 3181.58 kN

FPn= 710.13 Kip


Capitulo-6: Elementos en flexión

(Longitud no arriostrada del ala en compresión)

Comportamiento Plastico –Mp

Pandeo Inelastico

Pandeo Elastico


Gradiente de Momentos

Estados Limites a verificar• Fluencia• Pandeo Local de ala y alma• Pandeo Lateral Torsional• Corte• Deflexion


Zona -1

Zona -2

Zona -3

Mn= Mp = Z Fy


Capitulo 9: Elementos Compuestos


Capitulo 10 : Conexiones

Conexiones Simples

Conexiones de Momento


10.1.6 RESISTENCIA MINIMA DE CONEXIONES

En conexiones que transmiten esfuerzos de diseñoRn Pu > 45 kN en LRFD

En conexiones de armaduras por cargas de diseño

Rn Pu > 0.5 Pn en LRFD


Se emplearan soldaduras o pernos de alta resistencia en:• Empalmes de columnas (estructuras de varios pisos de 60m o +)• Empalmes de columnas (estructuras de 30 a 60 m. si dimensión

horizontal mas pequeña es menor a 40% de la altura)• Empalmes de columnas (estructuras menores a 30 m.si dimensión

horizontal mas pequeña es menor a 25% de la altura)• Conexiones en vigas y columnas que dependa del arriostre en las

columnas (estructuras de mas de 38 m. de altura)• Todas las estructuras con grúas con levante mayor a 45 kN (empal-

mes de techos, conexiones de armaduras a columnas, empalmes de columnas, arriostres de columnas y soportes de grúas).

• Conexiones para soporte de maquinaria en funcionamiento o carga viva que produce impacto o inversión de esfuerzos.

10.1.9 LIMITACIONES EN LAS CONEXIONES EMPERNADAS Y SOLDADAS


10.2 SOLDADURAS

10.2.1 Soldaduras Acanaladas

Sin bisel Bisel en V Bisel en UBisel

simple

t1 t2

le

te = (t1 t2)minVer tabla 10.2.1, 10.2.2 y 10.2.3


Sin bisel Bisel en V Bisel en UBisel

simple

t1 t2

le

te = (t1 t2)minVer tabla 10.2.1, 10.2.2 y 10.2.3


10.2.2 Soldaduras de Filete

Lmin = 1.5 tw

> tw

Sw

Sw

te m

in

te m

ax

te

· te = 0.707 Sw

· Sw mín Sw Sw máx

· Sw mínimo: ver tabla 10.2.4

t , t < 6mm· Swmax =

t-2 , t > 6mm

TABLA 10.2.4Tamaño Mínimo de Soldaduras de Filete [b]

Espesor de la parte unida más gruesa(en mm)

Tamaño mínimo de la soldadurade filete [a] (en mm)

Hasta 6 inclusiveSobre 6 a 13

Sobre 13 a 19Sobre 19

3568

[a] Dimensión del lado de la soldadura de filete. Debe emplearse soldaduras en sólouna pasada.

[b] Ver la Sección 10.2.2b para el tamaño máximo de soldaduras de filete.


10.1.5 RECORTES DE VIGAS Y HUECOS DE ACCESO(soldaduras)

Lmin = 1.5 tw

> tw

Sw

Sw

· te = 0.707 Sw

· Sw mín Sw Sw máx

· Sw mínimo: ver tabla 10.2.4

t , t < 6mm· Swmax =

t-2 , t > 6mm


Lmin = 2 Sw

Lmin = 2 Sw

Lw max 70 Sw

Lw min = 4 Sw

u u

L > 4 SwLmin = 40 mm

Q Qt1

t2

LT5 tmin > 25mm

CORTE Q-Q

Limitaciones de Soldadura de Filete


10.2.3 Soldaduras de Tapón

CORTE R-R

d

RRd

u

u

t

4*

2 dAe

t + 8 mm < d 2.25 Sw

emin =

4d

t , t < 16mmSw

> t/2 > 16mm , t > 16mm


t + 8 mm < d 2.25 Sw2

t

u

u

S S

d

CORTE S-S

LR 10 Sw

t + 8 mm < a < 2.25 Sw

4a

2 LR

t , t < 16mmSw

> t/2 > 16mm , t > 16mm

10.2.3 Soldaduras de Ranura


10.2.4 Resistencia de Diseño

Usando el Método LRFD

Rn = { FBM A BM , Fw Aw } min.

Los valores , FBM , Fw se obtienen de Tabla 10.2.5.1

donde: FBM = Resistencia nominal de material base Fw = Resistencia nominal del electrodo A BM = área de la sección recta del material base A w = área efectiva de la sección recta de soldadura = factor de resistencia


Acciones Típicas en Conexiones

Referencia: L.Zapata


Metal Base y Soldadura Compatible


Ejemplo: Diseño de Soldadura de Filete

Perfil y Plancha Fy=250 Mpa Fu=400 MpaElectrodo E70XX Fexx=490 Mpa.

Plancha 3/8”

L 2.5”x2”x5/16”

P2

P1

P3

Pu = 377.6 kN


A) Tamaño mínimo de Soldadura Plancha 3/8” t= 9.52 mm. Angulo 5/16” t= 7.94 mm. tmax= 9.52 mm. TABLA 10.2.4

Swmin= 5 mm.

B) Tamaño máximo de Soldadura (10.2.2b) material con espesor 9.52 > 6 mm. Swmax= t - 2 =9.52 - 2 = 7.52 mm.

Swmin< Sw< Swmax

5 mm< Sw < 7.52 mm.Tomamos Sw = 6.35 mm. = 1/4”

Plancha 3/8”

L2.5”x2”x5/16”

L2

L1

L3


Rn = { FBM A BM , Fw Aw } min.

, FBM , Fw de la Tabla 10.2.5.1 tal que

FBM = Resistencia nominal de material base Fw = Resistencia nominal del electrodo A BM = área de la sección recta del material base =Sw.Lw A w = área efectiva de la sección recta de soldadura = (0.707 Sw).Lw = factor de resistencia

C) Resistencia de la Soldadura de Filete

5 mm< Sw < 7.52 mm.Tomamos Sw = 6.35 mm. = 1/4”

P1

P2

P3

Pu

Corte

Corte

PuTracción


Soldaduras L2 y L3 ( en CORTE) para Lw=1 mm* Base (nota [f] use apéndice 10): Rn = 0.75 Fw Aw = 0.75 (0.60 FEXX {1.0 +0.5 sen 1.5 q})(Lw te)

= 0.75(0.60x490x{1.0 + 0.5 sen 1.5 0}(Lw x 0.707x 6.35) = 989.9 N/mm

* Electrodo: Rn = 0.75 Fw Aw = 0.75 (0.60 FEXX Lw te )= 0.75 x 0.6 x 490 x 1 x 0.707 x 6.35 = 989.9 N/mm

Soldadura L1 (en TRACCION)* Base : Rn = 0.90 Fw Aw = 0.90 Fy Lw Sw = 0.90 x 250 x 1 x 6.35 = 1428.7 N/mm

Rn = 989.9 N/mm = 0.9899 kN/mm


d) Arreglo Balanceado Por equilibrio: Rn x (63.5 + L2 + L3) = 377.6 kN 0.9899 x (63.5+L2+L3) = 377.6 kN L2+L3 = 317.95

Por Momentos en L3:63.5 P2 +31.75 P1 = 42.95 x 377.663.5x Rn L2+ 31.75x Rn L1 =42.95 x 377.663.5x Rn L2+ 31.75x Rn 63.5 =42.95 x 377.663.5x 0.989 L2 + 31.75x 0.989x63.5=16217.92 L2= 226.2 mm 228 mm = 9” L3= 91.75 mm 100 mm = 4” Lmin= 4Sw = 4x 6.35= 25.4 mm.

Plancha 3/8”

2Ls 2.5”x2”x5/16”

L2

L1

L3

20.55 mm

42.95 mm

Pu

P2

P3

P1

31.75 mm


A-307 Elementos secundarios

A-325 Pernos de alta resistenciaA-490 para estructuras principales

F H Longitud del perno H W

10.3 PERNOS Y PIEZAS ROSCADAS


10.3 PERNOS Y PIEZAS ROSCADAS

• Todos los pernos A325 y A490 deben ajustarse hasta conseguir una tracción no menor a la indicada en la Tabla 10.3.1

• El ajuste será por: - Método de giro de la tuerca- Indicador directo de tracción- Llave de torque calibrada

• Los valores de resistencia nominal en la Tabla 10.3.2.1 y la Tabla 10.3.2.2 para conexiones de aplastamiento se usaran para pernos ajustados sin requintar ( pernos no sometidos a carga de tracción).

• En las conexiones de deslizamiento critico con dirección de carga hacia el borde de la parte conectada, debe existir una adecuada resistencia al aplastamiento( Sección 10.3.10)


Junta de contacto Junta sin deslizamiento

Transmisión de Fuerzas en Conexiones



Modos de Falla Típicas en Uniones con Pernos



Esfuerzos en Conexiones de aplastamiento


10.3.2 Tamaño y uso de Huecos (Tabla 10.3.3)

Smax = 24 tmin ó 300 mm, cuando el elemento no está sujeto a corrosión.Smax = 14 t ó 180 mm, cuando el elemento está sujeto a corrosión.

Lmin (tabla 10.3.4 ó 10.3.6 y 10.3.7)Lmax = 12t < 150mm

dmax(tabla 10.3.3)

L


10.3.3 Espaciamiento Mínimo10.3.4 Distancia Mínima al borde10.3.5 Máximo Espaciamiento y Distancia al Borde

Smax = 24 tmin ó 300 mm, cuando el elemento no está sujeto a corrosión.Smax = 14 t ó 180 mm, cuando el elemento está sujeto a corrosión.

Lmin (tabla 10.3.4 ó 10.3.6 y 10.3.7)Lmax = 12t < 150mm

dmax(tabla 10.3.3)

L


10.9 BASES DE COLUMNAS Y APLASTAMIENTO EN EL CONCRETO

Usando el método LRFD

Pp = 0.60 (0.85 fc’ A1 ) > Pu

Pp = 0.60 (0.85 fc’ A1( (A2/A1) ) ) > Pu

A2A1

A2

A1


Conclusiones

• La norma NT-E90 representa un gran avance para la normalización en la construcción de estructuras metalicas.• Existe una comisión permanente de la norma se encuentra trabajando incorporando los avances que se realizan en el campo de la ingeniería local y los cambios en metodologías.


REVISION DE LA NORMA AISI – 1996 aplicable a Perfiles plegados


Que es un perfil plegado?Son perfiles doblados en frio cuyarelacion ancho espesor no satsfacela tabla B5.1 del AISC-LRFD99Se disenan usando la norma AISIbajo cargas de servicio ASD


T A B L A 2 .5 .1

R E L A C IO N E S L ÍM IT E A N C H O /E S PE S O R P A R A E L E M E N T O S E N

C O M P R E S IÓ N ( Fy en M P a)

R ela ción Lím ites a nc ho /e sp esor para ele m en to s en co mpres ión

D e scripción del e lem en to R ela ción

ancho /espe so r p

(com pa cto ) r

(no com pa cto )

A la s de viga s lam ina das e n fo rm a de I, y ca na les en flex ión tb yF1 7 0 [c] 7 03 7 0 yF

A las de v igas so lda das o h íb r idas e n fo rm a d e I , en flex ión tb yfF1 7 0 cyf kF /115

4 2 5

[e]

A las q ue se p royec ta n de e le m e n tos a rm a dos e n co mpres ión tb ND cy kF28 5 [e]

La dos q ue se p royec ta n d e p a re s de ángu los e n co m pre s ió n e n c on tac to co nt inuo , a las de perfiles en fo rm a de I y ca na les e n c om pres ió n a x ia l; án gu los y p la nc ha s q ue se p royec ta n de v igas o de elem en tos e n c om pre s ión

tb ND yF2 5 0

La dos de pun ta le s de un so lo á n gu lo e n co m pre s ió n; la dos d e pun ta le s e n c om pres ión fo rm a dos por do s á ngu los con se paradores ; e le m e n tos no rig id iz ados o sea apo ya dos a lo la rgo de un borde .

tb ND yF2 0 0

Ele

me

nto

s n

o R

ig

id

iz

ad

os

A lm as d e se ccione s T td ND yF3 3 5

A las de sec cione s es tructu ra les , hue ca s , c ua dra das y rec ta ngu lares , y de sec ción cajón y de espesor un ifo rm e, so m et id as a fle x ió n o c om pres ió n; p la ta ba nda s y p la nc has de d ia fra g m as e nt re líne as de conec to re s o so ldadura s.

tb yF5 0 0 yF6 2 5

A nc ho no soporta do de p lataba ndas perfo ra das co n una suces ión d e hue cos d e a cc eso . [b ] tb ND

yF8 3 0

A lm as e n c om pre s ión por fle xión. [a] wth yF1 6 8 0 [c] yF2 5 5 0 [f]

A lm as e n fle xo-co mpres ión wth


yb

u

y P

P

F 7 5,2

11 6 8 0


yyb

u

y FP

P

F

6 6 53 3,2

5 0 0

[f]

yb

u

y P

P

F 7 4,01

2 5 5 0

C ua lqu ier o tro e lem e nto rig id iza do unifo rm enenre c om pre nd ido

tb

wth

ND yF6 6 5

Ele

me

nto

s R

ig

id

iz

ad

os

S ec ciones circu la re s huec as e n c om pre s ión ax ia l en flex ión tD

ND [d ]

yF0 0 01 4

yF0 0 02 2

yF0 0 06 2

[a]Pa ra v iga s híb ridas usar el e sfuerzo de flue nc ia del a la yfF en lugar de

yF .

[b ]S e asum e e l á re a neta de la p la nc ha en e l a gu jero m ás ancho

[c]A sume una ca pac ida d de ro tación inelá s tica de 3 . Pa ra es truc turas e n z ona s de alta s ism ic ida d , pued e ser nec esaria una m ayor ca pacidad de ro ta ción .

[d ]P ara d iseño p lás tic o em plea r 9 000 /yF

.

[e]

w

cth

k4

, con 0 ,35ck 0 ,7 6 3

[f]P ara ele m en to s con a las des igua les , ve r el A pénd ice 2 .5 .1 . yF

es el es fue rz o de fluencia m ínim o espec ificado del tipo de ac ero que e s tá s ie ndo usa do .

[C ap . 2


Alas de secciones estructurales, huecas, cuadradas y rectangulares, y de sección cajón y de espesor uniforme, sometidas a flexión o compresión; platabandas y planchas de diafragmas entre líneas de conectores o soldaduras.

tb yF500 yF625

Ancho no soportado de platabandas perforadas con una sucesión de huecos de acceso. [b] tb ND yF830

Almas en compresión por flexión. [a] wth yF1680 [c] yF2550 [f]

Almas en flexo-compresión wth


yb

u

y P

P

F 75,2

11680


yyb

u

y FP

P

F

66533,2

500

[f]

yb

u

y P

P

F 74,01

2550

Cualquier otro elemento rigidizado uniformenenre comprendido

tb

wth

ND yF665

Ele

men

tos

Rig

idiz

ados

Secciones circulares huecas en compresión axial en flexión tD

ND

[d]

yF00014

yF00022

yF00062

[a]Para vigas híbridas usar el esfuerzo de fluencia del ala yfFen lugar de yF

.

[b]Se asume el área neta de la plancha en el agujero más ancho

[c]Asume una capacidad de rotación inelástica de 3. Para estructuras en zonas de alta sismicidad, puede ser necesaria una mayor capacidad de rotación.

[d]Para diseño plástico emplear 9000/ yF .

[e]

w

cth

k4

, con 0,35 ck 0,763

[f]Para elementos con alas desiguales, ver el Apéndice 2.5.1. yFes el esfuerzo de fluencia mínimo especificado del tipo de acero que está siendo usado.


Consideraciones de Cargas & Combinaciones

D : Carga muerta debida al peso propio de los elementos y los efectos permanentes sobre la estructura.

L : Carga viva debida al mobiliario y ocupantes.

rL : Carga viva en las azoteas. W : Carga de viento. S : Carga de nieve. E : Carga de sismo de acuerdo a la Norma E.030 Diseño Sismorresistente. R : Carga por lluvia o granizo.

Cargas


La verificacion del perfil se realiza usando el criterio de los esfuerzos permisiblesversus la demanda de las cargas de servicio. El metodo de diseño por servicio esconocido con las siglas ASD (Allowable Stress Design). Las siguientes combinaciones deben ser investigadas:

D 1.D + L + (Lr ó S ó Rr) 2.D + ( W ó E) 3.D + L + (Lr ó S ó Rr) + (W ó E) 4.

Combinaciones


Propiedades de las secciones: Metodo de la linea


Metodo de la linea: Ejemplo

Calcule el Modulo de seccion Sx para el perfil mostrado

En la Figura (a) se muestra la seccion rectaEn la Figura (b) se muestra la linea al centro de la seccionEn la Figura (c) se muestra la esquina curva

Se divide el elemento en secciones: 3-> alma 2-> curva 1-> ala

1) Zona plana de alas (elemento 1)

Lf = 1.5 - 0.292 = 1.208 in

2) Distancia desde eje X-X al centro de la linea del ala

3- 0.105/ 2 = 2.948 in

3) Calculo de propiedades de la esquina curva (Figura c - Elemento 2)

R' = 0.1875 +0.105/ 2= 0.240 in

Lc = 1.57 (0.240) = 0.377 in

c = 0.637 (0.240) = 0.153 in

4) Ancho plano del elemento almas (elemento 3)

Lw = 6.0 - 2 (0.292) = 5.416 in

5) Distancia desde eje X- X al centro de gravedad de la esquina curva

y = 5.416 / 2 + 0.153= 2.861 in

6) Momento de inercia de la linea media de la plancha metalica (Ix')

Alas:Esquinas:Alma:

Total = 40.41

7) Momento de Inercia actual

Ix = Ix' t 4.24

8) Modulo de Seccion (Sx)

1.41


Calcule el Modulo de seccion Sx para el perfil mostrado

En la Figura (a) se muestra la seccion rectaEn la Figura (b) se muestra la linea al centro de la seccionEn la Figura (c) se muestra la esquina curva

Se divide el elemento en secciones: 3-> alma 2-> curva 1-> ala

1) Zona plana de alas (elemento 1)

Lf = 1.5 - 0.292 = 1.208 in

2) Distancia desde eje X-X al centro de la linea del ala

3- 0.105/ 2 = 2.948 in

3) Calculo de propiedades de la esquina curva (Figura c - Elemento 2)

R' = 0.1875 +0.105/ 2= 0.240 in

Lc = 1.57 (0.240) = 0.377 in

c = 0.637 (0.240) = 0.153 in

4) Ancho plano del elemento almas (elemento 3)

Lw = 6.0 - 2 (0.292) = 5.416 in

5) Distancia desde eje X- X al centro de gravedad de la esquina curva

y = 5.416 / 2 + 0.153= 2.861 in

6) Momento de inercia de la linea media de la plancha metalica (Ix')

Alas: 2(1.208)(2.948)2 = 21.00 inEsquinas: 2(0.377)(2.861)2 = 6.17 inAlma: 1/ 12 (5.416) 3 = 13.24 in

Total = 40.41 in3

7) Momento de Inercia actual

Ix = Ix' t 4.24 in4

8) Modulo de Seccion (Sx)

Sx = Ix/ (d/ 2)= 4.243/ 3 = 1.41 in3


Errores del metodo de la linea


Efecto de los esfuerzos residuales


Esfuerzos residuales


Pandeo local en elementos

Vigas

Columnas


Tipos de elementos en el perfil

- Atiesados

- No Atiesados


Ancho efectivo para flexion y compresion


Factor de longitudefectiva por esbeltezde plancha

Diseño en acero

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