Ejemplo_Pórticos con Arriostramientos Excéntricos

8/12/2019 Ejemplo_Prticos con Arriostramientos Excntricos

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Porticos con Arriostramientos Excntricos EBFProcedimiento Ordenado (Ejemplo)

ANSI / AISC 341-05

Elaborado por.Ing. Eliud HernndezInstructor CSI CaribeVicepresidente INESA c.a.58-412-2390553

Especial colaboracin del TSU Hctor A. Daz C.

P P

P

e

L

h

Diseo Sismo-Resistente en Acero

Caracas, Junio 2009


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Ejemplo: Prtico con Arriostramientos Excntricos

PP

P

e

L

h

g.- Planchas y rigidizadores:

- Tipo de acero: ASTM - A 36

Esfuerzo de fluencia del acero: Fyp = Esfuerzo ltimo del acero: Fup = 4080

2530 Kg/cm2

Kg/cm2

e.- Arrio stramientos laterales:

- Perfil: VP-140

rea de la seccin: Ab = Radio de giro menor: r yb = Longitud del arriostramiento lateral: Lb =


Esfuerzo de fluencia del acero: Fyb =

f.- Arriostramientos diagonales:

- Perfil: CP-260

Altura de la diagonal: da = Ancho de la diagonal: bfa = Espesor del ala: tfa = Espesor del alma: twa = rea de la seccin: Aa =

Modulo elstico de la seccin: Sxa = Modulo plstico de la seccin: Zxa = Radio de giro menor: r ya = Momento de inercia menor: Iya = Constante de torsin uniforme: J =


Esfuerzo de fluencia del acero: Fya =

260 mm260 mm

6.48 cm

815

35.693520

15.802.51 cm

2530

12 mm9 mm83.60

900.00

5000 mm

2530

cm2

cm3

Kg/cm2

Kg/cm2

cm2

cm4

cm3

cm4


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Limit aciones para prevenir el pandeo loc al en la viga eslabon

Alas del perfil: 8.64 > OK

Alma del perfil:

0.08 Para b = 0.90

< 80 OK

Resistencia al c orte del eslabn

a.- Cedencia por f lexin: Vp

b.- Cedencia por corte:

16.56 Vp

Eslabn corto, cedencia condicionada por corte

50.00

28.81

M

29118 Kg

M

16014.9 Kg-m

25138 Kg

6.25

e M P2

cm2

e

fe

fe

t

b

2

xe yeP Z F M

we feew t t d A )2(

w ye p AF V 6.0

125.0aC Si

125.0aC Si

wee t d ps

ybua PPC a y ps C 54.1114.3

ya y ps C 49.133.212.1

ye y F E y ps 30.0


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c.- Resistencia nomin al en corte del eslabn:

Para = 0.90

< Aplica el caso a

> OK Ratio = 0.53

32036 Kg

12000 Kg

17620 Kg-m

25138 Kg

25081 Kg

22624 Kg

9000 Kg 33270 Kg

25081 Kg

VuV n

nV

nV uV

e

M pa2

nV

yP15,0ubP

e M

V entremenor V

P

Pn 2

e M

V entremenor V

pa

pan 2

yu PPParaaCaso 15.0:

21

y

u p pa P

PV V

yu PPParabCaso 15.0:

y

u p pa P

P M M 118.1


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P P

P

e

L

h

Rotacin plstica del eslabn

a.- Rotacin permisible:

Interpolacin lineal para valores intermedios:

Para longitud del eslabn, e =

b.- Rotacin plastica:

Deriva inelstica:

< OK Ratio = 0.28

1019 mm

0.003

0.072

1656 mm

1100 mm

9.2 mm

0.021

0.072

p p p V M e para 6.108.0

p p p V M e para 6.202.0 p p p p V M eV M 6.26.1

p

R p 8.0 h p

p

p p e L


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Diseo de los rigidizadores

En los extremos donde el arriostramiento diagonal se conecta con la viga eslabn, se colocarn rigidizadores en toda la altura del alma del eslabn y a ambos lados del mismo. Estos rigidizadores tendrn un ancho combinado no menor a (b fb -2t wb ) y un espesor no menor a 0.75 t wb 9,5 mm, el que resulte mayor de los dos.

- Espesor mnimo de los rigidizadores: Espesor seleccionado:

a.- Separacin entre los rigi dizadores intermedios:

0.08

0.02

Interpolando para:

( Distancia medida desde cada extremo del eslabn )

S = ( Separacin entre rigidizadores internos )

( No se requieren rigidizadores intermedios )

Aplican los requisitos del caso c: Colocar rigidizadores

9.5 mm

225 mm

13 mm @

120 mm

13 mm

220 mm

220 mm

252 mm

250.66 mm

S

p p

08.002.0 p S p pV M ea 6.1)

p p p p V M eV M b 56.2)

p p p p V M eV M c 6.26.1)

p pV M ed 5)

- En resumen:

530 ewe d t 552 ewe d t

febS 5.1

st t minst t


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b.- Detallado de los rigi dizadores intermedios:

Esfuerzo cortante de diseo de la soldadura: 2214

Soldadura en el alma: Soldadura en las alas:

9.36

3.50 mm

216 mm

276 mm72 mm 13 mm

30 mm

42 mm

6 mm 6 mm

4.50 mm

23680.80 Kg 5920.20 Kg

bst =hst =

tst =clip =

Ast =

ls =

EXX w F F 60,075,0 Kg/cm2

cm2

sw

nw

lF

R D

2

ls =

sw

n f

lF

R D

2

ypst n F A R ypst n F A R 25.0

Usar espesor: w D f DUsar espesor:


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Diseo de los Soportes l aterales del eslabn

Se arriostrarn lateralmente ambas alas en los extremos del eslabn.

45 ( Angulo horizontal de inclinacin del arriostramiento lateral con respecto al eslabn )

a.- Resisten cia axial requ erida del arr iost ramient o lateral, Segn AISC-341, Cap. 15, Sec. 15.5:

Para = 0.90

458

> OK Ratio = 0.67

b.- Rigidez requ erida del ar rios tramien to lat eral, Segn AISC-369, Ap. 6, Sec. 6.3, Ec. A-6-8:Para = 0.75

- Rigidez requerida:

- Rigidez provista: > OK Ratio = 0.26

6514 Kg

288.00 mm20819.37 Kg-m

8762 Kg/cm

33180 Kg/cm

7237 Kg

4337 Kg

522.31

yb xb yr F Z R M

bn PP

Kg/cm2 Kg/cm2

cr br n F AP

22

yb

b

e

r

KL

E F

cr F

nP bP

br b

br

bb L

EAsen 2

0

101eh

C M d r br

006.0 h M P r b

fbb t d h 0


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Diseo de los arriost ramientos

a.- Relacin ancho / espesor:

Alas del perfil: 10.9 > OK

Alma del perfil: 108 > OK

10.83

28.89

we

e

t d

ye p F

E 38.0

fe

e

t b

2

ye p F

E 76.3


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Ejemplo: Prtico con Arriostramientos ExcntricosNo sepuedemostrar laimagen.Puedeque su equipo no tengasuficientememoriaparaabrir laimagen o questaestdaada.Reinicieelequipo y,a continuacin,abra elarchivo denuevo. Si sigueapareciendo lax roja,puedeque tengaque borrar laimagen einsertarlade nuevo.


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c.- Revisin en flexocompr esin:

- Resistenci a a com presi n, Segn AISC-360, capit ulo E.

Longitud nominal: La = Factor de longitud efectiva: 0.65 40.44 < 200 OK

- Resistenci a en flexi n, Segn AISC-360, capit ulo F.

Factor de modificacin para pandeo lateral torsional:

1 Mmax =MA =MB =

1.11 MC =

( Lmite de la longitud no arriostrada lateralmente para desarrollar plenamente la capacidad plstica a flexin )( AISC-360, Cap. F, Sec. F2., Ec. F-5 )

( Lmite de la longitud no arriostrada lateralmente en pandeo lateral torsional )( AISC-360, Cap. F, Sec. F2., Ec. F-6 )

11511.47 mm

Relacin de esbeltez:

3285.77 mm

10464 Kg-m9836 Kg-m9207 Kg-m8578 Kg-m

12676.20 2327.24 194557 Kg

4031.13 mm

22

ya

a

e

r KL

E F

K

Kg/cm2 cr F K /cm2

ya

a

r KL

cr an F AP

0.33435.2

5.12

max

max m

C B Ab R M M M M

M C

bC

m R

r L

p L


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Ejemplo: Prtico con Arriostramientos Excntricos Momento plstico:

Resistencia en flexin considerando el pandeo lateral torsional:

Aplica el caso a

- Amplif icacin del momento para consi derar los efectos de segundo orden, Segn AISC-360, Capitulo C:

0.30

1.00

- Ecuacin de interacci n, Segn AISC-360, Capitulo H:Para = 0.90

0.366 Aplica el caso a

0.41 + 0.45 = 0.86 < 1 OK

10464 Kg

71265 Kg

1059730 Kg

7949 Kg-m

10464 Kg-m

4031.13 mm

22770 Kg-m

22770 Kg-m ab L L

P pr

pb xa ya p pbn M L L

L LS F M M C M

7.0

n M

p

ts

b

xatsb

b xan M

r

L

hS

J

r L

E C S M

2

0

2

2

078.01

214.06.0 M M C m

1 M

2 M

eae F AP1/11

er

m

PPC

B

ur PP

1 B

ur M B M 1

198

n

r

n

r

M M

PP

I

1

2 n

r

n

r

M

M

P

P I

nr PP

I

20.0: n

r

PP

SiaCaso

20.0: n

r

P

PSibCaso

ya xa p F Z M

r b p L L LSiaCaso :

r b L LSibCaso :


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Revisin de las columnas

a.- Solicitaciones para el diseo:

La resistencia requerida de las columnas ser determinada a partir de las combinaciones de carga mayoradas, ecepto por las fuerzas sismicas que sern las generadas por la resistencia terica esperada de todos los eslabones ubicados por encima del nivel considerado,

multiplicado por 1.1 para tomar en cuenta los efectos de endurecimiento por deformacin en la viga eslabn, es decir:

- Fuerza sismica: - Solicitaciones factorisadas para la columna en compresin:

- Solicitaciones gravitacionales actuantes en la columna:

c.- Resist encia a compresi n, Segn AISC-360, capitulo E:

Para = 0.90

Longitud nominal: Lc =

Factores de longitud efectiva: 1.9 351.7 64

> OK Ratio = 1.00

64.06

263690 Kg

264016 Kg

143790 Kg

2800 mm

293351 Kg

82000 Kg 43000 Kg

5049.90 2051.41

n y E V RP 1.1

DP LP

E L Du PPPP 2.1

xK yK

xcc x r LK

ycc y r LK r KL

2

2

r KL E

F e

Relacin de esbeltez:

K /cm2 cr F cr cn F APKg/cm2

nP

un PP

uP

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