especificacion para diseño elementos conformados en frio chile.pdf

CORPORACIÓN INSTITUTO CHILENO DEL ACERO

Derechos Reservados 2009.Insc. Reg. Prop. Intelectual N° 185747

ISBN Libro: 978-956-8149-08-6ISBN Colección: 978-956-8149-07-9

Proyecto EditorialCorporación Instituto Chileno del Acero

Revisor General del ProyectoIng. Rodrigo Concha P., RCP Ingeniería y Servicios Ltda.

Adaptación y Desarrollolng. Luis Leiva A., Universidad de Santiago de Chile

Diseño y ProducciónEdiarte S.A.

ImpresiónSalesianos Impresores S.A.

Queda rigurosamente prohibida, sin la autorización escrita de la Corporación Instituto Chilenodel Acero -ICHA-, bajo las sanciones establecidas por las leyes, la reproducción total o parcial

de esta obra, por cualquier medio o procedimiento incluidos la reprografía y el tratamientoinformático, así como la distribución de ejemplares de la misma mediante alquiler o préstamos

públicos.

Derechos Reservados por:CORPORACIÓN INSTITUTO CHILENO DEL ACERO - ICHA

Email: [email protected]: www.icha.cl

la Edición de 1.000 ejemplares.

mailto:[email protected]

http://www.icha.cl

Especificación para el diseño de miembros estructurales de acero conformados en frío---------------------

PRÓLOGO

La construcción con Perfiles Conformados en Frío ha experimentado un crecimiento sostenidodurante la última década, donde un mayor número de empresas proveedoras y consumidorashan contribuido a masificar este tipo de construcción. Este crecimiento del mercado no ha sidoacompañado de un soporte técnico acorde a las necesidades de los profesionales encargadosdel diseño con estos perfiles. Lo anterior es lo que impulsó al ICHA a preparar y entregar a lacomunidad, una edición técnica en español que reúne las últimas especificaciones de diseño paraPerfiles Conformados en Frío sirviendo, además, como complemento al Manual de Diseño ICHA2008.

Esta obra está basada en la última edición de la Especificación Norteamericana para el Diseño deMiembros Estructurales de Acero con Perfiles Conformados en Frío AISI (North American Specificationfor the Design of Cold-Formed Steel Structural Members, AISI SI00-2007) que entregaprocedimientos definidos para el diseño de miembros estructurales utilizados en edificaciones,como también, para otras aplicaciones. Además, en esta Especificación se integran los métodosde diseño actualmente predominantes: Método de Diseño por Tensiones Admisibles (ASO) yMétodo de Diseño por Factores de Carga y Resistencia (LRFD).

La preparación de estas Especificaciones fue encomendada al Ingeniero Civil Sr. Luis LeivaAravena quien, además de su experiencia profesional en el ámbito estructural, es un destacadoacadémico universitario. Como revisor general del proyecto se contó con la colaboración delIngeniero Civil Sr. Rodrigo Concha Parada, profesional con reconocida experiencia en el diseñode estructuras utilizando perfiles conformados en frío. La colaboración de ambos profesionalespermite efectuar este aporte a la comunidad de ingenieros, en base a una edición en dos tomos:"Especificación para el Diseño de Miembros Estructurales de Acero Conformados en Frío" y "Comentariosa la Especificación para el Diseño de Miembros Estructurales de Acero Conformados en Frío".

Nos es grato destacar la colaboración de INNOVA CHILE, quien a través de sus programas deDifusión Tecnológica y su cafinanciamiento hace posible la realización de proyectos de estascaracterísticas.

Finalmente, agradecemos especialmente a las empresas privadas que prestaron su colaboracióny apoyo durante el desarrollo del proyecto, permitiendo realizar este aporte a la comunidadprofesional del país. Estas empresas fueron: Almarza S.A., Imel Ltda., Instapanel S.A. y VIIManufactura de Tubos de Acero S.A.

octubre 2009 3

Especificación para el diseño de miembros estructurales de acero conformado en frío

SímboloA

A

Ae

A g

A11\

An

A11

A p

As

AA

S(

A1

A\\

Awn

a

a

4

SíMBOLOS Y DEFINICIONES

DefiniciónÁrea total no reducida de la sección transversaldel miembro

Área de los elementos directamente conectadoso área brutab.t + As' para atiesadores transversales enapoyos interiores y bajo cargas concentradas,y b.t + As' para atiesadores transversales enapoyos extremosArea de la sección transversal de un perno18t2 + As' para atiesadores transversales enapoyos interiores y bajo cargas concentradas,y 10t2 + As' para atiesadores transversales en~poyos extremosArea efectiva a la tensión F

n

Área neta efectivaÁrea de la sección del ala en compresiónincluyendo el atiesador de borde

Área bruta del elemento incluyendoatiesadoresÁrea bruta de la sección

Área bruta sujeta a corteÁrea bruta sujeta a tracciónÁrea neta sujeta a corteÁrea neta de la sección transversalÁrea reducida debido al pandeo localÁrea bruta de una sección de panel de techopor unidad de anchoArea de la sección transversal de un atiesadorde cargaArea de la sección transversal de un atiesadorÁrea bruta de un atiesador de corteÁrea neta en tracciónÁrea del almaÁrea neta del alma

SecciónAl.2, C3.1.2.1, C4.1.2,CS.2.1, CS.2.2, C4.1.5, 0.6.1.3,0.6.1.4,2.2.3E.2.7

C3.7.1

E.3.4

C3.7.1

Al.3, C3.7.1, C3.7.2, C.4.1,C4.1.2, CS.2.1, CS.2.2, C4.1.5E.2.7, E.3.2C3.1.4

B.5.1

Al.3, C2. C2.1, C4.21, E.2.7,E.3.2,1.2.1.1E.5.3E.5.3E.S.3A.l.3, C2, C2.2, E.3.2C4.1.S0.6.3.1

C3.7.1

B.5.1C3.7.3G.4C3.2.1E.5.1

C3.2.1, C3.7.3Longitud del panel de corte del elemento dealma no reforzada. Para un elemento de almareforzada, distancia entre atiesadores de corteEspaciamiento de los conectores intermedios o D.1.2de las soldaduras de punto

octubre 2009

Símboloa

a

Be

b

bo

ena

octubre 2009

SiMBOLOS y DEFINICIONES

DefiniciónDistancia del conector desde el borde externodel almaLongitud del intervalo de arriostramientoTérmino para determinar el límite de fluencia atracción de las esquinasAncho de cálculo efectivo de un elementocomprimidoAncho de alaAncho efectivo para el cálculo de la deflexiónAncho efectivo de elementos, ubicado en elcentroide del elemento incluyendo atiesadoresAncho efectivoAncho efectivo determinado según SecciónB.4 o B.5.1 dependiendo de la rigidez de losatiesadoresAncho de borde a borde del ala en compresióndefinido en Figura B.2.3-2Ancho total del elemento no atiesado definidoen Figura B.3.2-3Ancho plano total del elemento atiesado

Ancho plano total del elemento atiesado debordeMayor ancho plano de subelementoAnchos efectivosAnchos efectivos de atiesadores de cargaPara miembros en compresión, razón entreel área local de esquinas y el área total de lasección transversal; para miembros en flexión,razón entre el área de las esquinas del ala quecontrola el diseño y el área total de la seccióntransversal de dicha alaCoeficienteFactor de aplastamientoCoeficiente de flexión que depende delgradiente de momentoConstante según Tabla G.1Coeficiente de esbeltez del almaCoeficiente de momento de extremo enfórmula de interacciónCoeficiente de momento de extremo enfórmula de interacción

Símbolos y Definiciones

SecciónD.6.1.3

D.3.2.1A.7.2

B.2.1, B.2.2, B.3.1, 8.3.2, B.4

0.6.1.3, 0.6.3.1B.2.1, B.2.2, B.3.1, B.3.1, 8.4, B.5.2B.5.1

B.2.3B.5.2

B.2.3, C3.1.4, C4.2

B.3.2

B.5.1

B.5.2, 1.1.1.1, 1.1.1.2

B.5.1B.2.3, B..2.4C3.7.1A.7.2

C3.4.1E.3.3.1C3.1.2.1, C3.1.2.2

G.1, G.3, C.4C3.4.1C5.2.1, CS.2.2.

CS.2.1, CS.2.2, 2.1

5

Especificación para el diseño de miembros estructurales de acero conformado en frío-~--- -- - ----- --- - - -- -- -

Símbolo

Cwf

C\'

CI, C2'C~Cl to C6

Col>

cc

D

D

d

d

dd

d

6


DefiniciónCoeficiente de momento de extremo en lafórmula de interacciónCoeficiente de longitud de apoyoFactor de correcciónCoeficiente de radio de curvatura interiorCoeficiente para pandeo lateral torsional

Coeficiente de momento de extremo enfórmula de interacciónCoeficiente de atiesador de corteConstante de alabeo torsional de la seccióntransversalConstante torsional de alabeo del alaFactor de deformación unitaria por compresiónCoeficientes de pandeo axialCoeficientes tabulados en las Tablas D.6.3.1-1 aD.6.3.1-3Coeficiente de calibraciónBanda o ancho plano adyacente a perforaciónDistanciaTamaño de contraflechaDistancia horizontal desde el borde delelemento a eje del atiesadorDiámetro exterior de un tubo cilíndrico

Altura total de una pestaña atiesad ora

Coeficiente de atiesador de corteCarga permanenteDimensión de pestañaAltura de una sección

Diámetro nominal de un tornillo

Altura plana de pestaña definida en FiguraB.4-1Ancho de un cordón de soldadura por arcoDiámetro visible de la superficie exterior de lasoldadura de puntoDiámetro de un perno

SecciónCS.2.1, CS.2.2, 2.1

C3.4.1F.1.1C3.4.1C3.1.2.1

C3.1.2.1

C3.7.3

C3.1.2.1

C3.1.4, C4.2C3.1.1D.6.1.3D.6.3.1

F.1.1B.2.2C3.2.2B.1.1B.S.1,B.S.l.2

C6, C3.1.3, C4.1.5

B.l.l, B.4, C3.1.4, C4.2, 1.1.1.1,1.1.1.2C3.7.3A.3.1, A.6.1.21.1.1.1, 1.1.1.2B.l.l, C3.1.2.1, C3.4.2, C3.7.2,D.3.2.1, D.6.1.1, D.6.1.3, D.6.1.4,0.6.3.1E.4, E.4.1, E.4.2, E.4.3.1, E.4.4.1,E.4.5.1, E.4.5.2B.4

E.2.3E.2.2.1.1, E.2.2.1.2, E.2.2.1.3, E.2.2.2

E.3a, E.3.2, E.3.3.1, E.3.3.2, E.3.4

octubre 2009

Símboloda

db

dededh

dhdh

d.pI.)

E

E*

e

e

octubre 2009

Simbolos y Definiciones


DefiniciónDiámetro promedio de un punto de soldadurade punto en la mitad del espesor de tAncho promedio de la soldadura de punto enla mitad del espesorDiámetro nominal (diámetro del núcleo)

Diámetro efectivo de la superficie fundidaDiámetro efectivo del área fusionadaDiámetro de perforación

Altura de perforaciónDiámetro de perforación estándar

Distancia a lo largo de la pendiente del techoentre la línea i de costanera y el dispositivo deanclaje jAncho efectivo reducido de un atiesadorAltura del atiesador

Ancho efectivo de un atiesador calculadosegún B.3.1Diámetro de la cabeza de un tornillo o de unagolillaValor mayor entre el diámetro de la cabeza deltornillo o el diámetro de la arandelaMódulo de elasticidad del acero, 203.000 MPao 2.070.000 kgj cm? (29500 ksi)

Módulo de elasticidad reducido para la rigidezaxial y la flexión en un análisis de segundoordenDistancia, medida en la dirección del esfuerzo,desde el centro de una perforación estándarhasta el borde más cercano de una perforaciónadyacente o hasta el extremo de la parteconectada hacia la cual se dirige la fuerza

Distancia, medida en la dirección de la fuerza,desde el centro de una perforación estándarhasta el extremo más cercano de la parteconectada

SecciónE.2.2.1.2, E.2.2.1.3, E.2.2.2

E.2.3

G.4

E.2.2, E.2.2.1.2, E.2.2.1.3, E.2.2.2E.2.3B.2.2

B.2.2, 8.2.4, C3.2.2, C3.4.2E.3a, E.3.1, E.3.2, E.5,l

D.6.3.1

B.41.1.1.2B.4

E.4.4

E.4, E.4.4, E.4.4.2, E.4.5.1, E.4.5.2

A.2.3.2, B.1.1.1, B.2.1, B.4, B.5.1,C3.1.1, C3.1.2.1, C3.1.2.2, C3.1.4,C3.2.1, C3.5.1, C3.5.2, C3.7.1,C3.7.3, C4.1.1, C.4.2, C5.2.1,C5.2.2, C3.1.3, C4.1.5, 0.1.3,0.6.1.3,0.6.3.1, E.2.2.1.2, 1.1.1.1,1.1.1.2, 2.2.32.2.3

E.3.1, E.3.1a

E.4.3.2

7

Especificación para el diseño de miembros estructurales de acero conformado en frío--- - - - - --

Símboloe.mm

e,FFSR

FT!IF,Fcr

Fn

Fnt

Fm

F'nt

Fu

Fuv

F\V\'

Fxx

8


DefiniciónDistancia mínima admisible, medida en ladirección del esfuerzo, desde el eje de unasoldadura hasta el borde más cercano de unasoldadura adyacente o hasta el extremo de laparte conectada hacia la cual se dirige la fuerza

Excentricidades de los componentes decarga medidas desde el centro de corte en lasdirecciones x e y respectivamente

Deformación unitaria a la fluencia = Fy lEFactor de fabricaciónRango de tensiones de diseñoUmbral de fatiga para el rango de tensionesTensión crítica de pandeoTensión de pandeo elástico de placaTensión de pandeo distorsional elásticoTensión de pandeo elástico

Valor promedio del factor de fabricaciónTensión de pandeo nominalResistencia nominal de pernosResistencia nominal a tracción de los pernos

Resistencia nominal a corte de los pernosResistencia nominal a tracción para pernossometidos a una combinación de corte ytracciónTensión de fluencia de acuerdo con loespecificado en las Secciones A.2.1, A.2.2 oA.2.3.2Tensión de tracción nominal en una planchaplanaResistencia a tracción de acuerdo con 10especificado en las Secciones A.2.1 o A.2.2 oA.2.3.2

Resistencia a tracción del acero virgenespecificada por la Sección A.2 o establecida deacuerdo con la Sección F.3.3Menos valor de F, para el alma de una viga oF,s para atiesadores de cargaResistencia a tracción de la clasificación deelectrodos AWS

SecciónE.2.2.1.l, E.2.2.2

D.3.2.l

C3.1.1F.1.lG.3G.l, G.3, G.4B.2.l, C3.1.2.l, C3.l.3A.2.3.2, B.2.1, B.5.1C3.1.4, C4.2C3.1.2.l, C3.l.2.2, C.4.l, C4.1.1,C4.1.2, C4.l.3, C.4.l.4, C4.1.SD.6.2.1, F.1.lB.2.l, C.4.l, CS.2.l, CS.2.2E.3.4E.3.4

E.3.4E.3.4

A.2.3.2, E.2.2.2.l.l, E.3.l

E.3.2

A.2.3.2, C2, C2.2, E.2.2.l.l,E.2.2.l.2, E.2.2.l.3, E.2.2.2, E.2.3E.2.4, E.2.5, E.2.7, E.3.l, E.3.2,E.3.3.l, E.3.3.2, E.4.3.2, E.5.l, E.5.3A.7.2

C3.7.1

E.2.1, E.2.2.1.2, E.2.2.1.3, E.2.2.2,E.2.3, E.2.4, E.2.S

octubre 2009

Símbolo

F ,u.

F\'

Fy

F.vd

Fve

FI"f

Fvs

f

fnv

fr

f, .f exion

f ..torsion

octubre 2009

--------~- - - _ .. - "--- -~----Símbolos y Definiciones


DefiniciónResistencia a tracción del miembro en contactocon la cabeza del tomilloResistencia a tracción de un miembro que noestá en contacto con la cabeza del tornillo

Tensión de corte nominalTensión de fluencia utilizada para el diseño,no debe ser mayor que la tensión de fluenciaespecificada o establecida de acuerdocon la Sección F.3,ni mayor que el valorincrementado por la conformación en frío de laSección A.7.2, ni mayor que el valor reducidopara los aceros de baja ductilidad de la SecciónA.2.3.2

Tensión de fluencia promedio de la sección

Tensión de fluencia a tracción de las esquinas

Tensión de fluencia promedio ponderado atracción de las porciones planasTensión de fluencia del acero de los atiesadores

Tensión de fluencia a tracción del acero virgenespecificado por la Sección A.2 o establecido deacuerdo con la Sección F.3.3

Tensión en el elemento comprimido calculadaen base al ancho de diseño efectivo

Tensión media calculada en el ancho total noreducido del alaTensión correspondiente a una carga deservicio en la platabandaTensión debida sólo a la flexión en el puntode la sección con la tensión máxima debida atorsión y flexión combinadasTensión debida sólo a la torsión en el puntode la sección con la tensión máxima debida atorsión y flexión combinadasTensión de compresión calculada en elelemento analizado. Los cálculos se basan en lasección efectiva al nivel de carga para la cual sedeterminan las deflexiones

SecciónE.4, E.4.3.1, E.4.4.2, E.4.5.1, E.4.5.2

E.4, E.4.3.1, E.4.4.1

E.3.2.1A.2.3.2, A.7.1, A.7.2, B.2.1, C2,C2.1, C3.1.1, C3.1.2.1, C3.1.2.2,0.6.1.1, C3.2.1, C3.4.1, C3.5.1,C3.5.2, A.2.3.2, C3.7.1, C3.7.2,C3.7.3, C.4.1, C4.1.2, C4.2,CS.1.1, CS.2.1, CS.2.2, C6,C3.1.3, C4.1.5, CS.1.2, D.1.3,0.6.1.2,0.6.1.4, E.2.1, E.2.2.2, E.5.2,G.1, 1.1.1.1, 1.1.1.2, 1.2.1.1, 2.2.3A.7.2

A.7.2

A.7.2, F.3.2

C3.7.1

A.7.2

B.2.1, B.2.2, B.2.4, B.3.1, B.3.2,B.4, B.S.1,B.5.1.1, B.5.1.2, B.5.2

B.l.1

D.l.3

C3.6

C3.6

B.2.1, B.2.2, B.3.1, B.4, B.5.1.1,B.5.1.2, B.5.2

9



Símbolo Definición Secciónf

dl, f

d2Tensiones fl y f2 calculadas según Figura B.2.3B.2.3-1.Los cálculos se basan en la secciónefectiva al nivel de carga para la cual sedeterminan las deflexiones

fdl, fd2 Tensiones fl y f2 calculadas en elementos no B.3.2atiesados según Figuras B.3.2-1 a B.3.2-3. Loscálculos están basados en la sección efectiva alnivel de la carga para la cual se determina laserviciabilidad

f Tensión de corte requerida en un perno E.3.4v

r, r, Tensiones en el alma definidas en la Figura B.2.3, B.2.4B.2.3-1

fl, f2 Tensiones en el elemento no atiesado definidas B.3.2en Figuras B.3.2-1 a B.3.2-3

fl, f2 Tensiones en los extremos opuestos del alma C3.1.4G Módulo de elasticidad del acero, 78.000 MPa o C3.1.2.1, C3.1.2.2, C3.1.4

795.000 kg/ cm? (11.300 ksi)g Distancia vertical entre dos filas de conexiones D.1.1

más próximas a las alas superior e inferiorg Espaciamiento transversal entre ejes de líneas E.3.2

de conectoresg Gramil, espaciamiento de conectores C2.2

perpendicular a la fuerzaH Carga permanente debida a la presión lateral A3.1, A3.2

del suelo y el agua presente en el sueloh Altura de una porción plana del alma medida B.1.2, B.2.4, C3.1.1, C3.2.1,

a lo largo del plano del alma C3.2.2, C3.4.1, C3.4.2, C3.5.1,C3.5.2, C3.7.3

h Ancho de elementos concurrentes al elemento B.5.1atiesado

h Altura de pestaña definida en Figura E.2.5-4 a E.2.5E.2.5-7

h Altura del alma de borde a borde B.2.3, C3.1.4, C4.2, 1.1.1.1,o

1.1.1.2h Altura total de un miembro de sección e no B.3.2

o

atiesada definida en Figura B.3.2-3h Profundidad de terreno soportado por la A.6.1.2

sestructura

h Ancho plano de alma recortada E.5.1W(

h Distancia x desde el centro ide del ala al centro C3.1.4x

de corte del ala

10 octubre 2009

Símbolo1a

Ieff

1g

1s

1 .srmn

1sr

1xy

1yc

jKK'K

a

octubre 2009



DefiniciónMomento de inercia adecuado de un atiesador,de manera que cada elemento componente secomporte como un elemento rigidizadoMomento de inercia efectivoMomento de inercia brutoMomento de inercia real del atiesador respectoa su propio eje centroidal paralelo al elementoa rigidizarMomento de inercia mínimo de atiesadores decorte con respecto a un eje en el plano del almaMomento de inercia de atiesador en tomo aleje de la porción plana del elementoMomento de inercia de la sección total noreducida respecto al eje principalMomento de inercia del ala en tomo al eje xProducto de inercia de la sección total noreducida respecto a los ejes centroidales mayory menorMomento de inercia del ala en torno a los ejes C3.1.4, C4.2centroidales mayor y menorMomento de inercia de la porción comprimida C3.1.2.1de una sección respecto al eje centroidal dela sección total paralelo al alma, utilizando lasección total no reducidaMomento de inercia del ala en torno al eje y C3.1.4, C4.2Índice de atiesador B.S.1, B.5.1.2Índice de cada línea de costanera D.6.3.1Constante de torsión de Saint-Venant C3.1.2.1, C3.1.2.2Constante de torsión de Saint-Venant del ala en C3.1.4

SecciónB.1.1, B.4

1.1.31.1.3B.1.1, B.4, C3.7.3

C3.7.3

B.5.1, B.5.1.1, B.5.1.2

C3.1.2.1, C3.1.2.2, CS.2.1,CS.2.2, 0.3.2.1, 0.6.3.1C3.1.4, C4.20.3.2.1,0.6.3.1

compresión, más atiesador de borde en torno aun eje x-y ubicado en el centroide del ala

Propiedad de la sección para pandeoflexo-torsionalÍndice para cada dispositivo de anclajeFactor de longitud efectivaConstanteRigidez lateral del dispositivo de anclajeParámetro para determinar la resistencia axialde un miembro de sección Z con un ala fija auna cubierta

C3.l.2.1

D.6.3.1A.2.3.2, C.4.1.1, 0.1.20.3.2.10.6.3.1D.6.1.4

11



Símbolo Definición SecciónRigidez lateral efectiva del dispositivo de 0.6.3.1

K O' anclaje j con respecto a la costanera iI! ij

K Rigidez requerida 0.6.3.1req

K Rigidez lateral del sistema de techo, ignorando 0.6.3.1sys

los dispositivos de anclajeKt Factor de longitud efectiva para torsión C3.1.2.1

Rigidez lateral efectiva de todos los elementos 0.6.3.1Klolal; que soportan la fuerza Pi

K Factor de longitud efectiva para pandeo en C3.1.2.1, CS.2.1, CS.2.2, 2.1x

tomo al eje xK Factor de longitud efectiva para pandeo en C3.1.2.1, C3.1.2.2, CS.2.1,

ytomo al eje y CS.2.2,2.1

k Coeficiente de pandeo de placa B.2.1, B.2.2, B.2.3, B.3.1, B.3.2,B.4, B.5.1, B.5.2

kJ Coeficiente del pandeo de placa para el pandeo B.5.1, B.5.1.1, B.5.1.2, C3.1.4,distorsional C4.2

k10c Coeficiente de pandeo de placa para el pandeo B.5.1, B.5.1.1, B.5.1.2local de un subelemento

k Coeficiente de pandeo por corte C3.2.1, C3.7.3,v

kQ¡ Rigidez rotacional C3.1.4, C4.2k Rigidez rotacional elástica aportada por el ala a C3.1.4, C4.2

<l>1t'la unión ala/ almaRigidez rotacional geométrica requerida por el C3.1.4, C4.2

kq,fg alak Rigidez rotacional elástica proporcionada por C3.1.4, C4.2

<»w('el alma a la unión ala/ almaRigidez rotacional geométrica requerida por el C3.1.4, C4.2

k<»wg alma desde la unión ala/ alma

L Luz total de vigas simples, distancia entre B.l.lpuntos de inflexión de vigas continuas, el

L Eoble ~e la lon§itud de las vigas en voladizo D.6.3.1,0.1.1argo e tramL Largo de soldadura E.2.1, E.2.5L Largo de las soldaduras longitudinales E.2.7L Largo de un cordón de soldadura, excluyendo E.2.3

los extremos redondeadosL Largo de una soldadura de filete E.2.4

L Largo de la unión E.3.2L Largo no arriostrado de un miembro C4.1.1, 0.1.2, CS.2.1, CS.2.2L Largo total A.2.3.2L Carga viva A.3.1, A.6.1.2, A.6.1.2.1

12 octubre 2009

SímboloL

Lb

Lu

Lx

Ly

M

MMerd

Mere

Mmax,MA,

MB,McM

n

octubre 2009


DefiniciónMínimo entre L y Ler m

Distancia entre arriostramientos en unmiembro a compresiónLongitud libre entre puntos dearriostramientos u otra restricción que impidael pandeo distorsional del elementoLongitud crítica no arriostrada para pandeodistorsionalLongitud de la perforaciónDistancia entre puntos discretos que restringenel pandeo distorsionalLongitud de la extensión de borde medida desdeel borde del apoyo al extremo del miembroLongitud del atiesador de cargaLongitud no arriostrada de un miembrocomprimido para torsiónLongitud límite no arriostrada bajo la cual nose considera el pandeo lateral torsionalLongitud no arriostrada de un miembrocomprimido para flexión en torno al eje x

Longitud no arriostrada de un miembrocomprimido para flexión en torno al eje yLongitud en la cual la tensión de pandeo local seiguala a la tensión de pandeo por flexiónDistancia desde la carga concentrada alarriostramientoResistencia a la flexión admisible requerida,ASOMomento flectorMomento de pandeo distorsionalMomento de pandeo generalMomento de pandeo local

Momento nominal considerando la deflexión

Valor promedio del factor de materialValores absolutos de momentos en el tramo noarriostrado, usados para determinar ehResistencia nominal a flexión

Símbolos y Definíciones

SecciónC3.1.4, C4.2

0.3.3

B.S.1, B.S.l.l, B.5.1.2

C3.1.4, C4.2

B.2.2, B.2.4, C3.2.2, C3.4.2C3.1.4, C4.2

C3.4.1

C3.7.1C3.1.2.1

C3.1.2.2

C3.1.2.1, CS.2.1, CS.2.2

C3.1.2.1, C3.1.2.2, CS.2.1,CS.2.2A.2.3.2

0.3.2.1

C3.3.1, C3.5.1

1.1.3C3.1.4, 1.1.2, 1.2.2.3

1.1.2, 1.2.2.11.1.2, 1.2.2.2

1.1.3

0.6.2.1, Fl.1

C3.1.2.1

B.2.1, C3.1, C.3.1.1, C.3.1.2.1,C3.1.2.2, C3.1.3, C3.1.4C3.3.1, C3.3.2, 0.6.1.1, D.6.1.2,1.1.1, 1.1.3, 1.2.2

13


StMBOLOS y DEFINICIONES

Símbolo DefiniciónMnd Resistencia nominal a la flexión para pandeo

distorsionalMne Resistencia nominal a la flexión para pandeo

generalM

n( Resistencia nominal a la flexión para pandeo

localM Mnx" ny

M Mnxo" nyo

M Mnxt' nyt

Mu

M Mux/ uy

M\'

Mv

M

Mx,MyMz

mm

m

14

Sección1.2.2, 1.2.2.3

1.2.2,1.2.2.1,1.2.2.2

1.2.2, 1.2.2.2

Resistencias nominales a la flexión en tomo a CS.l.1, CS.l.2, CS.2.1,los ejes centroidales determinadas de acuerdo CS.2.2con la Sección C3Resistencias nominales a flexión en tomo a losejes centroidales determinadas de acuerdo conla Sección C3Resistencias nominales a flexión en torno alos ejes centroidales determinadas usando laspropiedades de la sección bruta no reducidaResistencias a flexión requeridas con respecto alos ejes centroidales de la sección para ASOResistencia a flexión requerida para LRFO

Resistencias a flexión requerida para LRFO conrespecto a los ejes centroidalesMomento que provoca la deformación unitariamáxima e

y

C3.3.1, C3.3.2, C3.5.1, C3.5.2

CS.l.1, CS.l.2

C.4.1, CS.l.1, CS.2.1

C3.3.2, C3.5.2C.4.1, CS.1.2, CS.2.2

B.2.1, C3.1.2

Momento de fluencia (=SfF) C3.1.4, 1.1.3, 1.2.2.1, 1.2.2.3Momento extremo menor en un tramo no C3.1.2.1, C3.1.4, CS.2.1, CS.2.2arriostradoMomento extremo mayor en un tramo no C3.1.2.1, C3.1.4, CS.2.1, CS.2.2arriostradoResistencia a flexión requerida C3.3.2, C3.5.2

Resistencias a flexión requeridas C4.1, CS.l

Momento torsionaI de la carga requerida P en 0.3.2.1tomo al centro de corteGrados de libertad F.l.1Término para determinar el límite de fluencia a A.7.2tracción de las esquinasDistancia desde el centro de corte de una 0.1.1,0.3.2.1, 0.6.3.1Sección C al plano medio del almaFactor de modificación para el tipo de conexión E.3.3.1de aplastamiento

octubre 2009

SímboloN

N

Nd

NI

Np

n

n

n

nn

n

p

p

p

pp

octubre 2009

Simbolos y Definiciones


DefiniciónLongitud de apoyo realNúmero de fluctuaciones del rango detensiones en la vida útil de diseño

Número de dispositivos de anclaje a lo largode una línea de anclajeCarga nocional aplicada al nivel iNúmero de líneas de costaneras en lapendiente de techoCoeficienteNúmero de atiesadoresNúmero de perforacionesNúmero de ensayosNúmero de arriostramientos intermediosigualmente espaciadosNúmero de anclajes en el conjunto ensayado conla misma área tributaria (para falla de anclaje) onúmero de paneles con idénticas luces y cargaen el tramo de falla (para fallas que no sean deanclajes)

Número de hilos por pulgadasNúmero de atiesadores en el alma acompresiónNúmero de atiesadores o pliegues en el alma

Número de atiesadores en el ala a tracciónResistencia admisible requerida para lacarga concentrada o reacción en presencia demomento flector, para ASO

Resistencia admisible requerida transmitidapor una soldadura, para ASO

Resistencia a la compresión axial admisiblerequerida, para ASOFactor profesionalCarga concentrada de diseño dentrode una distancia de O.3acada lado delarriostramiento, más 1.4 (1-1/a) veces cadacarga concentrada de diseño que esté ubicadamás allá que O.3a,pero no más allá que 1.0a,del arriostramiento

SecciónC3.4.1, C3.4.2, CS.l, C3.5.2G.3

0.6.3.1

2.2.40.6.3.1

B.4B.S.l, B.5.1.1,B.5.1.2,1.1.1.2E.5.1F.l.l0.3.3

0.6.2.1

E.3.2,G.41.1.1.2

1.1.1.21.1.1.2

C3.5.1

E.2.2.1.1

A.2.3.1, CS.2.1

F.1.1

0.3.2.1

15

Especificación para el diseño de miembros estructurales de acero conformado en frío- - ---

SímboloP

PEx' PE\'

Pu' PL2

PI·-J

Pm

Pn

Pn

Pn

Pn

Pn

Pnd

Pne

Pnot

Pnov

16


DefiniciónResistencia nominal requerida de unarriostramiento para un miembro individualen compresiónResistencias al pandeo elástico

Fuerzas de arriostramiento lateral

Fuerza lateral a ser resistida por el dispositivode anclaje jCarga de pandeo distorsionalCarga de pandeo generalCarga de pandeo localFuerza lateral introducida en el sistema por lacostanera iValor promedio de las razones entre cargasensayadas y cargas pronosticadasResistencia nominal al aplastamiento del alma

Resistencia nominal axial del miembro

Resistencia nominal axial del atiesador decargaResistencia nominal de componente de unaconexión

Resistencia nominal al aplastamiento

Resistencia nominal a tracción de un miembrosoldadoResistencia nominal de un pernoResistencia nominal al aplastamiento del almade secciones C y Z con extensiones de bordeResistencia axial nominal para pandeodistorsionalResistencia axial nominal para pandeo global

Resistencia axial nominal para pandeo localResistencia axial nominal de un miembrodeterminada de acuerdo con la Sección C.4 conFn=FyResistencia nominal a la extracción del tornillo

Resistencia nominal al punzonamiento deltomillo

SecciónD.3.3

CS.2.1, CS.2.2

D.3.2.1

D.6.3.1

C4.2, 1.1.2, 1.2.1.31.1.2,1.2.1.11.1.2, 1.2.1.2

D.6.3.1

F.l.l

C3.4.1, C3.5.1, C3.5.2, A.2.3.1,

C.4.1, C4.2, CS.2.1, CS.2.2D.3.2, D.6.1.3, D.6.1.4, 1.1.1,1.2.1,2.1C3.7.1, C3.7.2

E.2.1, E.2.2.1.2, E.2.2.1.3, E.2.2.2,E.2.3, E.2.1, E.2.5, E.2.6, E.3.1E.3.2E.3.3.1, E.3.3.2

E.2.7

E.3.4C3.4.1

1.2.1,1.2.1.3

1.2.1,1.2.1.1, 1.2.1.21.2.1, 1.2.1.2CS.2.1, CS.2.2

E.4, E4.4.1, E.4.4.3

E.4, E.4.4.2, E.4.4.3, E4.5.1, E4.S.2

octubre 2009

---- --Símbolos y Definiciones


Símbolo DefiniciónP Resistencia nominal al corte del tornillo

ns

PnI Resistencia nominal a tracción del tornilloP, Resistencia a compresión axial requerida

SecciónE.4, E.4.2,E.4.3.1,E.4.3.2,E.4.3.3,E.4.5.1,E.4.5.2E.4, E.4.4.32.2.3

Ps Carga concentrada o reacción D.1.1P Resistencia nominal al corte del tornillo indicada E.4, E.4.3.3ss

Pts

por el fabricante o determinada por ensayosrealizados por un laboratorio independiente

Resistencia nominal a la tracción del tornilloentregada por el fabricante o determinadapor ensayos realizados por un laboratorioindependienteResistencia axial requerida para LRFDResistencia requerida transmitida por lasoldadura para LRFDResistencia requerida para cargas concentradaso reacción en presencia del momento flectorpara LRFDResistencia nominal al aplastamiento del almapara miembros en flexión de Sección CComponentes de la carga requerida P paralelosal eje x e y respectivamenteResistencia a fluencia del miembroResistencia requerida para cargas concentradaso reacción en presencia del momento flectorResistencia requerida a la compresión axial

Paso del hilo (mm por hilos en unidades SI ycm por hilos en unidades MKS)Resistencia al corte admisible requerida de laconexiónResistencia al corte requerida de la conexión

Efecto de cargaCarga de diseño en el plano del almaFactor de reducciónResistencia admisible requerida para ASDFactor de modificación del coeficiente depandeo distorsional de placaFactor de reducciónFactor de reducción

Pu

Pu

Pu

Pwc

py

p

pp

Q

Qoq

RR

octubre 2009

E.4, E.4.4.3

A.2.3.1,CS.2.2E.2.2.1.1

C3.5.2

C3.7.2

0.3.2.1

C4.2, 1.2.1.1,1.2.1.3,2.2.3C3.5.2

CS.2.2G.4

E.4.5.1

E.4.5.2

F.1.10.1.1C3.2.2A.4.1.1B.5.1

C3.60.6.1.1

17

Especificación para el diseño de miembros estructurales de acero conformado en frío- - - - - - -- -- - - - --

SímboloR

R

Rn

R11

Rr

R11

rr

r

r.I

r"

5

5

5e

5l'

18


DefiniciónFactor de reducción determinado a partir deensayos de succión según AI51 5908Factor de reducción determinado según AI515908CoeficienteRadio de plegado interiorRadio de la superficie curva exteriorIjI"Resistencia de diseño admisibleFactor de reducciónFactor de reducciónResistencia nominalResistencia nominal a rotura del bloque decorteValor promedio de los resultados de todos losensayosFactor de reducciónResistencia requerida para LRFDFactor de correcciónRadio de giro menor de la sección total noreducidaRadio de plegado al eje de la plancha

SecciónD.6.1.2

D.6.1.4

C4.1.5A7.2, C3.4.1, C3.5.1, C3.5.2E.2.5B.4F.1.2A2.3.2C3.4.2A4.1.1, A5.1.1, A6.1.1, F.2E.5.3

F.1.1,F.1.2

A2.3.2A5.1.1D.6.1.1A2.3.2, C4.1.1, C4.1.2, D.1.2

1.1.1.1,1.1.1.2

Radio de giro mínimo del área de la sección total D.1.2/10 reducidaRadio de giro polar de la sección en torno alcentro de corteRadios de giro de la sección en torno al ejecentroidal principal

1.2SJE I f

Carga variable debida a lluvia o a nieve,incluyendo hielo y lluvia asociada

Módulo elástico de la sección efectivacalculado en relación a la fibra extremacomprimida con F,

Módulo elástico de la sección efectivacalculado en relación a la fibra extrema entracción o compresión con FI'

Módulo elástico de la sección total no reducidarelativo a la fibra extrema en compresión

C3.1.2.1, C4.1.2

C3.1.2.1

B.4,B.5.2

A3.1

B.2.1,C3.1.2.1

C3.1.1, D.6.1.1,D.6.1.2

B.2.1,C3.1.2.1, C3.1.2.2,C3.1.3, C3.1.4

octubre 2009

Símbolos y Definíciones

Símbolo

Sn

s

s

s

s

ss'

Sextermo

Smax

T

T

Tn

Ts

Tu

Tu

T

T

octubre 2009


Definición SecciónMódulo de la sección total no reducida relativo CS.1.1, C.S.1.2a la fibra extrema en tracción con respecto al ejeapropiado

Módulo elástico de la sección total no reducida C3.1.4relativo a la primera fibra extrema en fluencia

Resistencia nominal al corte en el plano del 0.5diafragmaEspaciamiento entre ejes de perforación B.2.2

Separación en la línea de fuerza de las D.1.3soldaduras, remaches o pernos que conectanuna platabanda comprimida con un atiesadorno integral u otro elemento

Ancho de la placa dividido por el número de E.3.2perforaciones en la sección considerada

Espaciamiento de soldaduras 0.1.1

Espaciamiento de conector paralelo a la fuerza C2.2E.3.2

Distancia libre entre la perforación y el extremo B.2.2del miembro

Máxima separación longitudinal admisible 0.1.1para soldaduras u otros conectores que unendos perfiles e para formar una sección doble T

Resistencia requerida a tracción para ASO CS.1.1

Resistencia a tracción admisible requerida de E.4.S.1la conexiónResistencia nominal a la tracción C2, C2.1, C.2.2, CS.1.1, CS.1.2Resistencia de cálculo de una conexión en 0.1.1tracciónResistencia axial a tracción requerida, para C.S.1.2LRFOResistencia a tracción requerida de la conexión E.4.5.2para LRFDResistencia axial a tracción requerida CS.1.2

Resistencia a tracción requerida de la conexión E.4.5.2

19

Especificación para el diseño de miembros estructurales de acero conformado en frío-- - - - - -


Símbolot

DefiniciónEspesor del acero en cualquier elemento osección

tt

Espesor del alma recortadaEspesor total de las dos planchas soldadas

Espesor de la pieza más delgada conectada

t"

El menor valor entre la altura de penetración yel espesor t2

Dimensión de la garganta efectiva de lasoldadura abocinadaEspesor de la capa de aislación de fibra devidrio sin comprimirEspesor del atiesadorGarganta efectiva de la soldaduraEspesor de planchas conectadas con soldaduratipo fileteEspesor del miembro en contacto con la cabezadel tornillo

tI

tstw

SecciónA.l.3, A.2.3.2, A.2.4, A.7.2, 8.1.1,B.1.2, B.2.1, B.2.2, B.2.4, B.3.2,B.4, B.5.1, B.5.1.1, B.5.1.2, B.5.2,C.2.2, C.3.1.1, C.3.1.3, C.3.1.4,C.3.2.1, C.3.2.2, C.3.4.1, C.3.4.2,C.3.5.1, C.3.5.2, C.3.7.1, C.3.7.3,C.4.2, C.6, C.4.1.5, 0.1.3, 0.6.1.3,0.6.1.4,0.6.3.1, E.3.3.1, E.3.3.2,E.4.3.2, 1.1.1.1, 1.1.1.2E.5.1E.2.2.1.1, E.2.2.1.2, E.2.2.1.3,E.2.2.2, E.2.3E.2.4, E.2.5, E.2.6, E.3.1, E.3.2,E.3.3.2E.4, E.4.4.1

E.2.1

0.6.1.1

C.3.7.1E.2.4, E.2.5E.2.4

E.4, E.4.3.1, E.4.4.2, E.4.5.1, E.4.5.2

t2

Espesor del elemento que no está en contacto E.4, E.4.3.1, E.4.5.1, E.4.5.2con la cabeza del tornillo o golilla

U Coeficiente de reducción E.2.7, E.3.2V Resistencia de corte requerida para ASO C.3.3.1Vr Coeficiente de variación del factor de 0.6.2.1, F.l.l

fabricaciónCoeficiente de variación del factor de materialResistencia nominal al corteCoeficiente de variación de las razones de cargade ensayos a carga calculadaCoeficiente de variación del efecto de cargaResistencia requerida a corte para LRFO

Resistencia requerida a corte de la conexiónpara LRFOResistencia de corte requerida

Vu

v

20

0.6.2.1, F.l.1C.3.2.1, C.3.3.1, C.3.3.2, E.5.10.6.2.1, F.l.1

0.6.2.1, F.l.1C.3.3.2

E.4.5.2

C.3.3.2

octubre 2009


SímboloW

w

w.p'

W


Definición SecciónCarga de viento, carga variable debida alvientoResistencia requerida a partir de las D.3.2.1combinaciones de carga críticas para ADS yLRFDCarga vertical total que actúa sobre lacostanera i en un tramo simpleComponentes de la resistencia requeridaAncho plano del elemento excluyendo losradios de plegadoAncho plano del ala de una viga en contactocon placa de apoyo

A.3.1,A.6.1.2,A.6.1.2.1

D.6.3.1

D.3.2.1A.2.3.2,B.1.1,B.2.1,B.2.2,B.3.1,B.3.2,B.4,C3.1.1, C3.7.1C3.5.1, C3.5.2

W Ancho plano del elemento no atiesado en D.1.3compresión más angosto que tributa a lasconexiones

wf

Ancho del ala proyectada desde del alma para B.1.1vigas doble-t. o la mitad de la distancia entrealmas para vigas tipo cajón y vigas tipo U

w¡ Carga gravitacional distribuida por unidad de D.6.3.1longitud soportada por la costanera i

W Ancho de borde a borde B.2.2o

w1

Altura de la soldadura E.2.4,E.2.5w

2Altura de la soldadura E.2.4,E.2.5

x Ubicación adimensional de conector D.6.1.3x Distancia más cercana entre la perforación C3.4.2

del alma y el borde de aplastamientoDistancia entre el centro de corte y el centroide C3.1.2.1, C4.1.2a lo largo del eje x-principalDistancia x desde la unión ala/ alma al C3.1.4, C4.2centroide del alaDistancia desde el plano de corte al centroide E.2.7,E.3.2de la secciónPunto de fluencia del acero del alma dividido C3.7.3por punto de fluencia del acero del atiesador

Y Carga gravitacional de las combinaciones de 2.2.3,2.2.4carga LRFDo 1.6 veces las combinaciones decarga ASD aplicadas al nivel i

xo

x(l

x

y

Yo Distancia y desde la unión ala/ alma al C3.1.4centroide del ala

ex Coeficiente para la dirección de las contaneras D.6.3.1ex Coeficiente de conversión de unidades D.6.1.3,E.3.3.2,G.3

octubre 2009 21



Símbolo Definicióna Factor de cargaa Coeficiente de aumento de la resistencia

debido a una extensión de bordea Variable que toma en cuenta el efecto positivo

de contar con una longitud no arriostrada, Lm'más corta que t.,

a Coeficiente de amplificación de segundoordenFactores de amplificación

Coeficiente

SecciónA.1.2a

C3.4.1

C4.2

2.2.3

CS.2.1, CS.2.2, 2.1

B.5.1.1,B.5.1.2,C4.1.2Variable que considera el gradiente de C3.1.4momento

R Rigidez requerida del arriostramiento para un D.3.3I-'br, 1

elemento en compresión

~o Índice de confiabilidad objetivo D.6.2.1,E1.1

~tf Desplazamiento lateral del ala superior de la D.6.3.1costanera en la línea de apoyo

s.s, Coeficientes B.5.1.1,B.S.1.21,1¡,(O, (O¡

~web

e

e

Al' A2'Ay A4

AlAd11P

22

Gradiente de tensiones en el almaFactor de cargaÁngulo que forma el alma con la superficie deapoyo> 4S0pero no superior a 90°Ángulo que forma la vertical con el plano delalma de un perfil Z, gradosÁngulo que forma un elemento con suatiesador de bordeÁngulos de segmentos de un pliegue complejoFactores de esbeltez

Parámetros utilizados para determinar el factorde deformación unitaria por compresiónFactor de esbeltezFactor de esbeltezCoeficiente de Poisson del acero = 0.30Factor de reducción(rr2E)j (KxLxf rx)2(rr2E)j (Lj rx)2

C3.1.4F.1.1C3.4.1

D.6.3.1

B.4,C3.1.4, C4.2, 1.1.1.1,1.1.1.2

1.1.1.1,1.1.1.2B.2.1,B.2.2,B.3.2,B.5.1,C3.5.1,C3.5.2, C4.1, 1.2.1.1C3.1.1

1.2.1.2,1.2.2.2C3.1.4, C4.2, 1.2.1.3,1.2.2.3B.2.1,C3.2.1, C3.1.4, C4.2A.7.2, B.2.1,B.3.2,B.5.1,E3.1C3.1.2.1

octubre 2009

Símbolo

o

oe

oe

octubre 2009



Definición

(n2E)/ (KyLy /ry)2(n2E )/{L/ry)2Tensión de pandeo torsionalFactor de resistencia

Factor de resistencia para la flexión

Factor de resistencia para miembros con cargade compresión concéntricaFactor de resistencia para diafragmasFactor de resistencia para la tracción

Factor de resistencia para la rotura de lasección netaFactor de resistencia para el corteFactor de resistencia para aplastamiento delalma(f/f¡)Parámetros para la rigidez reducida utilizandoun análisis de segunda ordenFactor de seguridad

Factor de seguridad para la flexión

Factor de seguridad para miembrosFactor de seguridad para resistencia alaplastamiento

SecciónC3.1.2.1

C3.1.2.1, C.4.1.2, C4.1.3Al.2, A1.3, AS.l.1, A6.1.1,D.6.2.1, C3.5.2, C3.7.2, D.6.1.3,D.6.3.1, E.2.1, E.2.2.2, E.2.3,E.2.4, E.2.5, E.2.6, E.2.2.1.1,E.2.2.1.2, E.2.2.1.3, E.2.7, E.3.1,E.3.2, 3.3.1, E.3.3.2, E.3.4, E.4,E.4.3.2, E.4.4, E.4.4.3, E.4.5.2, E.5.1,E.5.3, F.l.1, F.l.2, 1.1.1, 1.1.1.1,1.1.1.2, 1.2.1, 1.2.2C3.1.1, C3.1.2, C3.1.3, C3.1.4,C3.3.2, C4.2, C3.S.2, CS.l.2,CS.2.2, D.6.1.1, D.6.1.2, 1.2.2A2.3.1, C3.7.1, C.4.1, CS.2.2 1.2.1

D.5

C2, C2.1, CS.l.2C2.2

C3.2.1, C3.3.2C3.4.1, C3.5.2

B.2.3, B.3.2, C3.1.12.2.3

A1.2, A1.3, A.4.1.1, D.6.2.1,C3.5.1, C3.7.2, D.6.1.3, D.6.3.1,E.2.1, E.2.2.1.1, E.2.2.1.2, E.2.2.1.3,E.2.2.2, E.2.3, E.2.4, E.2.5, E.2.6,E.2.7, E.3.1, E.3.2, E.3.3.1, E.3.3.2,E.3.4, E.4, E.4.3.2, E.4.4, E.4.4.3,E.4.5.1, E.5.1, E.5.3, F.1.2, 1.1.1,1.1.1.1,1.1.1.2, 1.2.1, 1.2.2C.3.1.1, C.3.1.2, C'.3.1.3, 3.1.4,C3.3.1, C4.2, C3.5.1, C.S.l.1,CS.2.1, D.6.1.1, D.6.1.2, 1.2.2A.2.3.1, C.4.1, CS.2.1, 1.2.1C3.7.1

23


SIMBOLOS y DEFINICIONES

Símbolo Definición0d Factor de seguridad para diafragmas

0t Factor de seguridad para la resistencia atracción

0v Factor de seguridad para el corte

0w Factor de seguridad para la resistencia alaplastamiento del alma

SecciónD.5

C2, cs.i.i

C3.2.1, C3.3.1

C3.4.1, C3.5.1

24 octubre 2009

Tabla de Contenidos

TABLA DE CONTENIDOS

ESPECIFICACiÓN PARA EL DISEÑO DE MIEMBROS ESTRUCTURALES DEACERO CONFORMADOS EN FRIO

flFlE:F=~C:I()••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••:1

SIMBOLOS y DEFINICIONES .....................................•.................................... 4

A. DISPOSICIONES GENERALES ........................•...•........•.........•.................. 31A.1 Alcance, aplicabilidad y definiciones 31

A.1.1 Alcance 31A.1.2 Aplicabilidad 31A 1.3 Definiciones 32A1.4 Unidades de Símbolos y Términos 38

A2 Material 38A2.1 Aceros Aplicables 38A2.2 Otros Aceros 40A.2.3 Ductilidad 40A2.4 Espesor mínimo entregado .42

A3 Cargas 42A4 Diseño por resistencia admisible 42

A4.1 8ases de diseño 42A4.1.1 Requisitos del método ASD .42A4.1.2 Combinaciones de cargas para ASO .43

A5 Diseño por factores de carga y resistencia .43A5.1 8ases de diseño 43

A5.1.1 Requisitos del método LRFD .43A5.1.2 Factores de carga y combinaciones de cargas para LRFD .43

A6 (No se incluyen: disposiciones válidas en Canadá) .43A7 Tensión de f1uencia e incremento de la resistencia debido al conformado en frío .44

A7.1 Tensión de fluencia 44A7.2 Incremento de la resistencia debido al conformado en frío .44

A8 Serviciabilidad 45A9 Documentos de referencia 45

B. ELEMENTOS ........................................................•...•................•••..........•... 488.1 Consideraciones generales y límites dimensionales .48

81.1 Consideraciones acerca de la razón ancho plano - espesor de ala .4881.2 Razón máxima altura - espesor del alma .49

82 Anchos Efectivos de Elementos Atiesados 5082.1 Elementos atiesados en compresión uniforme 5082.2 Elementos Atiesados con Perforaciones Circulares y Ovaladas UniformementeComprimidos , 5282.3 Almas y otros elementos atiesados bajo gradiente de tensiones 5382.4 Almas de secciones C con perforaciones bajo gradientes de tensiones 55

83 Anchos Efectivos de Elementos No Atiesados 56

octubre 2009 25

26 octubre 2009

Especificación para el diseño de miembros estructurales de acero conformados en fria- -- - -

83.1 Elementos no atiesados uniformemente comprimidos 5683.2 Elementos no atiesados y atiesado res de borde con gradiente de tensiones 57

84 Anchos efectivos de elementos atiesados con una pestaña simple de bordeen compresión uniforme 60

85 Ancho efectivo de elementos con un atiesador o multiples atiesadores intermedioso elementos atiesados en los bordes con atiesadores intermedios 62

85.1 efectivo de elementos uniformemente comprimidos con un atiesadoro multiples atiesadores intermedios 6285.1.1 Caso específico: Atiesador simple o n atiesadores idénticos,igualmente espaciados 6385.1.2 Caso general: Número, ubicación y tamaño arbitrario del atiesador 64

85.2 Elementos con atiesadores de borde e intermedios 66

e MIEMBROS 67C 1 Propiedades de las secciones 67C2 Miembros en Tracción 67C3 Miembros en flexión 67

C3.1 Flexión 67C3.1.1 Resistencia nominal de la sección 67C3.1.2 Resistencia al pandeo lateral torsional 70

C3.1.2.1 Resistencia al pandeo lateral Torsional de miembros conSecciones abiertas 70

C3.1.2.2 Resistencia al Pandeo lateral Torsional de ElementosCerrados Tipo Cajón 73

C3.1.3 Resistencia a flexión de elementos cilíndricos cerrados 74C3.1.4 Resistencia al pandeo distorsional 75

C3.2 Corte 79C3.2.1 Resistencia de corte de almas sin perforaciones 79C3.2.2 Resistencia de corte de almas de sección C con perforaciones 80

C3.3 Flexión y corte combinados 81C3.3.1 Método ASO 81C3.3.2 Métodos LRFO 82

C3.4 Aplastamiento del alma 82C3.4.1 Resistencia al aplastamiento de almas sin perforaciones 82C3.4.2 Resistencia al aplastamiento del alma de secciones C con

Perforaciones 88C3.5 Flexión y aplastamiento de alma combinados 88

C3.5.1 Método ASO 88C3.5.2 Métodos LRFO 90

C3.6 Flexión y torsión combinados 91C3.7 Atiesadores 92

C3.7.1 Atiesadores de carga 92C3.7.2 Atiesadores de carga en miembros en flexión con sección C 92C3.7.3 Atiesadores de corte 93C3.7.4 Otros Atiesadores 94

C4 Miembros en compresión cargados concéntricamente 94

Tabla de Contenidos

C4.1 Resistencia nominal para la fluencia, pandeo por flexión, pandeopor flexo torsión y pandeo torsional 94

C4.1.1 Secciones no sujetas a pandeo torsional o flexo torsional. 96C4.1.2 Secciones de doble simetría y de simetría simple, sujetas a pandeo

torsional o flexotorsional. 96C4.1.3 Secciones de simetría puntual. 97C4.1.4 Secciones no simétricas 97C4.1.5 Secciones tubulares cilíndricas cerradas 97

C4.2 Resistencia al pandeo distorsional 98C5 Carga axial y flexión combinados 101

C5.1 Flexión y carga axial de tracción combinados 101C5.1.1 Método ASO 101C5.1.2 Métodos LRFO 101

C5.2 Flexión y carga axial de compresión combinados 102C5.2.1 Método ASO 102C5.2.2 Métodos LRFD 104

D CONJUNTOS ESTRUCTURALES Y SISTEMAS 10701 Secciones armadas 107

D1.1 Miembros en flexión compuestos de dos secciones C espalda con espalda .. 107D1.2 Miembros en compresión compuestos de dos secciones en contacto 108D1.3 Espaciamiento de conexiones en secciones con platabandas 108

02 Sistemas mixtos 10903 Arriostramiento lateral 109

03.1 Vigas y columnas simétricas 109D3.2 Vigas de sección C y sección Z 109D3.2.1 Sección CoZ con alas no conectadas a una cubierta que pueda

contribuir a su resistencia o estabilidad 109D3.3 Arriostramiento de miembros en compresión cargados axialmente 112

04 Construcciones conformadas por perfiles livianos de acero plegado en frío 112D4.1 Diseño del conjunto de pie derechos de acero que conforman un tabique 112

05 Construcciones de diafragma en acero; de piso, techo o muro 11306 Techos metálicos y sistemas de muro 114

D6.1 Costaneras de techo, de muro y otros miembros 11406.1.1 Miembros en flexión que tienen un ala unida a una placa

corrugada o a una placa de cubierta 11406.1.2 Miembros en flexión que tienen un ala unida a un

sistema de techo emballetado 11506.1.3 Miembros en compresión que tienen un ala unida a una

placa corrugada o placa de cubierta 115D6.1.4 Compresión en miembros de sección Z que tienen un ala

unida a un techo emballetado 117D6.2 Sistemas de paneles de techo emballetados 117

D6.2.1 Resistencia de sistema paneles de techo emballetados 117

06.3 Sistema de arriostramiento de techo y anclajes 118

octubre 2009 27

Especificación para el diseño de miembros estructurales de acero conformados en frío- - - ---------

06.3.1 Anclajes de arriostramientos para sistemas de techo concostaneras bajo carga gravitacional y con el ala superior conectadaal revestimiento metálico 118

06.3.2 Arriostramiento lateral alternativo para sistemas detecho con costaneras 123

E. CONEXIONES Y JUNTAS ..................................•...............•...•..•..•........... 125E1. Disposiciones generales 125E2. Conexiones soldadas 125

E2.1 Soldaduras de tope 125E2.2 Soldadura de punto 126

E2.2.1 Corte 127E2.2.1.1 Distancia mínima al borde 127E2.2.1.2 Resistencia al corte de planchas soldadas a un

miembro soportante de mayor espesor. 129E.2.2.1.3 Resistencia de corte para conexiones de plancha

a plancha 131E.2.2.2 Tracción 132

E2.3 Soldaduras de ranura 132E2.4 Soldaduras de filete 134E2.5 Soldaduras de bisel abocinado 135E2.6 Soldaduras de Resistencia 138E2.7 Ruptura en la sección neta de miembros que no sean planchas

planas (Corte diferido) 139E3 Conexiones apernadas 140

E3.1 Corte, espaciamiento y distancia al borde 140E3.2 Ruptura en la sección neta (Corte diferido) 141E3.3 Aplastamiento 141

E3.3.1 Resistencia sin considerar la deformación de laperforación del perno 141

E3.3.2 Resistencia considerando deformación de laperforación del perno 142

E3.4 Corte y tracción en pernos 142E4 Conexiones atornilladas 142

E4.1 Espaciamiento mínimo 143E4.2 Distancias mínimas a bordes y extremos 143E4.3 Corte 144

E4.3.1 Conexión de corte cuya resistencia es limitada por inclinacióndel tornillo y aplastamiento 144

E4.3.2 Conexión de corte cuya resistencia es limitada por ladistancia a un borde extremo 144

E4.3.3 Corte en tornillos 144E4.4 Tracción 144

E4.4.1 Extracción 144E4.4.2 Punzonamiento 145E4.4.3 Tracción en tornillos 146

E4.5 Corte y punzonamiento combinados 146E4.5.1 Método ASD 146

28 octubre 2009

Tabla de Contenidos

E4.5.2 Método LRFD 147E5 Ruptura 148E6 Conexiones a otros materiales 148

E6.1 Aplastamiento 148E6.2 Tracción _ 148E6.3 Corte _ 148

F. ENSAYOS PARA CASOS ESPECIALES .....•.....•......................................... 149F1 Ensayos para determinar el comportamiento estructural 149

F1.1 Diseño por factores de carga y resistencia 149F1.2 Diseño por resistencia admisible 153

F2 Ensayos para confirmar el comportamiento estructural 153F3 Ensayos para determinar las propiedades mecánicas 153

F3.1 Sección completa 153F3.2 Elementos planos de secciones conformadas 154F3.3 Acero virgen 154

G. DISEÑO DE MIEMBROS ESTRUCTURALES DE ACERO CONFORMADOSEN FRío y CONEXIONES BAJO CARGA CíCLICA (FATIGA) 155

G1 General 155G2 Cálculos para las tensiones máximas y rangos de tensiones 157G3 Rango de tensiones de diseño 158G4 Pernos y partes con hilo 158G5 Requerimientos especiales de fabricación 159

ANEXO 1:DISEÑO DE MIEMBROS ESTRUCTURALES DE ACERO CONFORMADOS EN FRío

USANDO EL MÉTODO DE RESISTENCIA DIRECTA

1.1. DISPOSICIONES GENERALES 1631.1.1. Aplicabilidad 163

1.1.1.1. Columnas precalificadas 1631.1.1.2. Vigas precalificadas 165

1.1.2. Pandeo elástico 1661.1.3. Determinación de la serviciabilidad 166

1.2. MIEMBROS 1671.2.1. Diseño de Columnas

1.2.1.1. Pandeo por flexión, torsión o flexo-torsión 1671.2.1.2. Pandeo local 1671.2.1.3. Pandeo distorsional 168

1.2.2. Diseño de vigas 1681.2.2.1. Pandeo lateral torsional. 1691.2.2.2. Pandeo local 1691.2.2.3. Pandeo distorsional 170

octubre 2009 29

Especificación para el diseño de miembros estructurales de acero conformados en frío

ANEXO 2:ANÁLISIS DE SEGUNDO ORDEN

2.1 REQUISITOS GENERALES .....•................................................•....•....•.•. 1722.2. RESTRICCIONES DE ANÁLISIS Y DISEÑO .......................•.................. 172

2.2.1. Consideraciones generales 1722.2.2. Tipos de análisis 1722.2.3. Rigidez axial y a flexión reducidas 1722.2.4. Cargas nocionales 173

ANEXO A:DISPOSICIONES APLICABLES A ESTADOS UNIDOS Y MÉXICO

A.1.1 a. Alcance 177A.2.2. Otros aceros 177A.2.3.1 a. Ductilidad 177A.3. Cargas 178A.3.1. Cargas nominales 178A.4.1.2. Combinaciones de carga para ASO 178A.9a. Documentos referidos 178C.2. Miembros a tracción 178D.4.a. Construcciones conformadas por perfiles livianos de acero 1790.6.1.2. Miembros a flexión con un ala fija a un sistema de techo emballetado 1790.6.1.4. Compresión en miembros de sección Z con un ala fija a un sistemade techo emballetado 1790.6.2.1 a. Resistencia de sistemas de paneles emballetados de techo 180E.2a. Conexiones soldadas 181E.3a. Conexiones apernadas 182E.3.1. Corte, espaciamiento y distancia a los bordes 183E.3.2. Ruptura en la sección neta (corte diferido, shear lag) 184E.3.4. Corte y tracción en pernos 185E4.3.2 Conexión de corte limitada por la distancia al borde 188E5 Ruptura 188E5.1 Ruptura al corte 188E5.2 Ruptura a tracción 188E5.3 Ruptura por bloque de corte 189

AVISADORES ...................................................................•...........•............... 191

30 octubre 2009

Capítulo A, Disposiciones Generales

ESPECIFICACiÓN PARA EL DISEÑODE MIEMBROS ESTRUCTURALES

DE ACERO CONFORMADO EN FRío

A. DISPOSICIONES GENERALES

A1 Alcance, aplicabilidad y definiciones

A1.1 AlcanceEsta especificación se aplica al diseño de miembros estructurales conformado en frío a partir de

planchas, pletinas y barras de acero al carbón o de baja aleación con no más de 25.4 mm (1 in.) deespesor y utilizados como elementos resistentes en(a) edificios y(b) estructuras que no sean edificios en que los efectos dinámicos se consideren en forma

adecuada.

A1.2 AplicabilidadEsta especificación incluye Símbolos y Definiciones, Capítulos A a G, Anexo A, Anexos 1 y 2 que

se aplicarán como sigue:• Anexo A - En Estados Unidos y México,• Anexo 1 - Disposiciones para diseños alternativos a los incluidos en varias

secciones del Capítulo C, y- Análisis de segundo orden.• Anexo 2

El símbolo C<cC'x es usado para indicar que se entregan disposiciones adicionales enel anexo indicado.Esta eepccijícacion incluye disposiciones para el diseno por resistencia admisible (ASD) y disciio por

factores de mrga .ti resistencia (LRFD).La resistencia nomina! y la rigidez de elementos, miembros estructurales, conjuntos estructurales,

conexiones y detalles de acero conformado en frío, se determinarán de acuerdo con las disposicionesincluidas en los Capítulos B a G, el Anexo A y los Anexos 1 y 2 de esta especificación.

Cuando la composición o la configuración de dichos componentes es de tal tipo que elcálculo de resistencia y/o de rigidez no puede ser hecho de acuerdo con estas disposiciones, elcomportamiento estructural se establecerá a través de uno de los métodos siguientes:(a) La resistencia dieponible o la rigidez se podrán determinar a través de ensayos realizados y

evaluados siguiendo las disposiciones del Capítulo F.(b) La resistencia disponible o la rigidez se podrán determinar mediante un análisis racional de

ingeniería basado en una teoría apropiada, relacionándolo con ensayos si existen datosdisponibles y aplicando un criterio ingenieril adecuado. Específicamente, la resistenciadisponible se podrá determinar a partir de la resistencia nominal calculada aplicando lossiguientes [actores de segu ridad o factores de resistencia:

octubre 2009 31

Especificación para el diseño de miembros estructurales de acero conformado en frío- - - - - -- - -------~----

Para miembros estructuralesQ 2.00 (ASD)<1> 0.80 (LRFD)Para conexiones

= 2.500.65

(ASD)(LRFD)=

Si se utiliza un análisis racional de ingeniería para determinar la resistencia nominalcorrespondiente a un cierto estado límite incluido en esta especificación, el factor de seguridad nopodrá ser menor que el factor de seguridad aplicable (Q) y el factor de resistencia no podrá sermayor que el factor de resistencia (<1» para el estado prescrito.

A1.3 Definiciones

En esta especificación "debe" se usa para determinar un requerimiento mandatorio, es decir,una disposición que el usuario está obligado a satisfacer para cumplir con la especificación y "sepodrá" es usado para expresar una opción o aquello que es permitido dentro de los límites deesta especificación.

Los términos siguientes están escritos con letra itálica cuando aparecen por primera vez en unsubcapítulo de esta especificación.

Los términos designados con t son términos comunes para AISC-AISI,que están coordinadosentre los comités de ambas normas.

Términos generales

Acero virgen. Acero tal como se recibe del fabricante o distribuidor antes de ser trabajado en frío enun proceso de fabricación. Virgin steel.

Ala de una sección en flexión (ala). Ancho plano o ala incluyendo cualquier atiesador intermedio yesquinas adyacentes. Flange of a section in bending (flange).

Alma. En un miembro sometido a flexión, la porción de la sección que está unida a dos alas o queestá unida a solo un ala, y que atraviesa el eje neutro de la sección. Web.

Análisis de segundo orden. Análisis estructural en el cual las condiciones de equilibrio se formulanconsiderando la estructura deformada; a menos que sea especificado de otra manera, los efectosde segundo orden incluyen los efectos P-Oy P-~. Second-order analysis.

Análisis estructural. Determinación de las solicitaciones en los miembros y conexiones utilizando losprincipios de la mecánica estructural. Structural analysis. t

Análisis racional de ingeniería, análisis de ingeniería. Análisis basado en la teoría apropiada para lasituación, con datos experimentales relevantes si están disponibles, y el criterio del ingeniero.Raiional engineering analysis. t

Ancho efectivo de diseño (ancho efectivo). Ancho plano de un elemento reducido para efectos de diseño,conocido también, simplemente, como ancho efectivo. Effective design undih.

Ancho plano. Ancho de un elemento medido en su propio plano, descontando las esquinas.Flat toidth.

(*) Nota del traductor: en inglés. virgin steel, acero de origen, se refiere al acero (bobinas o planchas planas) antes de la operación de conformado en frío.

32 octubre 2009


Aplastamiento del alma. Estado límite de falla local del alma en la zona vecina a una carga concentradao reacción. Web crippling.

Aplastamiento (fluencia local por compresión). Estado límite de [luencia local por compresión debidoa la acción de aplastamiento de un miembro contra otro miembro o superficie. Bearing (localcompressive yielding).

Aplastamiento. En una conexión, el estado límite de las fuerzas de corte transmitidas por los conectoresmecánicos a los elementos de conexión. Bearing. t

Área de la sección (Cross-Sectional Área):Área efectiva. Área efectiva, Ae, calculada usando los anchos efectivos de elementos componentes deacuerdo con el Capítulo B.Si los anchos efectivos de todos los elementos componentes determinadoscon el Capítulo B son iguales a los anchos planos reales, se iguala el área neta o el área bru fa segúncorresponda. Effective area.

Área total, no reducida. Área total, no reducida, A, calculada sin considerar el pandeo local enlos elementos componentes, la cual es igual al área bruta o área neta según corresponda. Full,unreduced area.Área bruta. Área bruta, A , sin reducciones por perforaciones, aberturas o calados. Gross área., gArea neta. El área neta, An, es igual al área bruta descontando el área de perforaciones, aberturao calados. Net area.

Carga. Fuerza u otra acción que resulta del peso de los materiales de construcción de la edificación,el peso, sus ocupantes y sus pertenencias, efectos ambientales y climáticos, movimientosdiferenciales, o restricciones a las deformaciones. Load. t

Carga mayorada. Producto del factor de mayo ración de cargas por la carga nominal. Factorcd load. tCarga permanente. Carga de aplicación prolongada en la cual las variaciones en el tiempo son raras o

de pequeña magnitud. Todas las otras cargas son cargas variables. Permanent load. tCarga variable. Carga que no clasifica como carga permanente. Variable load.Cargas ficticias, cargas nocionales. Carga virtual aplicada en un análisis estructural para tomar en

cuenta los efectos desestabilizadores que de otra manera no están incluidos en las disposicionesde diseño. Notionalload.

Código aplicable de edificaciones. Código de edificaciones bajo el cual se diseña la estructura. Aplicablebuilding codeot

Componente estructural. Miembro, conector, elementos de conexión o de montaje. Structuralcomponeni. t

Conexión. Combinación de elementos estructurales y uniones para transmitir fuerzas entre dos o másmiembros. Connection. t

Correa, costanera, larguero. Miembro estructural horizontal que soporta la cubierta de techo yprincipalmente está solicitado a flexión por cargas verticales, tales como la nieve, el viento o lascargas permanentes. Purlin. t

Costanera de muro. Miembro estructural horizontal que soporta paneles de muro y que está sometidoprincipalmente a flexión bajo cargas horizontales, tales como la carga del viento. Girt. t

Diafragma. Techo, piso u otra membrana o sistema de arriostramiento con suficiente rigidezen su plano para transmitir las fuerzas horizontales al sistema resistente a fuerzas laterales.Diaphragm. t

octubre 2009 33


Efecto P-Ó.Efecto de segundo orden de las cargas que actúan en la deformación de un miembro entreuniones o nodos. P-ó effect.

Efecto P-LJ.. Efecto de segundo orden de las cargas que actúan en la posición desplazada de uniones onodos de una estructura. En las estructuras de edificaciones de múltiples pisos, este es el efecto delas cargas que actúan sobre la posición desplazada lateralmente de los pisos y techos. P-LJ. effect.

Efectos de segundo orden. Efecto de las cargas actuando en la configuración deformada de unaestructura, incluye los efectos P-ó y P-LJ.. Second-order effect.

Elemento atiesado el/ [orma múltiple. Elemento atiesado entre almas, o entre un alma y un bordeatiesado, por medio de atiesadores intermedios paralelos a la dirección de tensiones. Multiple-stiffened elcinen t.

Elemento atiesado o parcialmente atiesado en compresión. Elemento plano en compresión, (por ejemplo,un ala en compresión perteneciente a un miembro en flexión o un alma o ala en compresiónperteneciente a un miembro en compresión) en el cual los bordes paralelos a la dirección de latensión están atiesados ya sea por un alma, una pestaña, un atiesador intermedio o un elementosimilar. Stiffelled or partially stiffened compression elements.

Elementos 1/0 atiesados en compresión. Elemento plano en compresión atiesado en solo un borde paraleloa la dirección de la tensión. Unstiffened compression elements.

Ensayo de contportanticnto. Ensayo hecho en miembros estructurales, conexiones y conjuntosestructurales cuyo comportamiento no puede ser determinado según los Capítulos A-G de estaespecificación o sus referencias específicas. Performance test.

Ensayo de confinnacion, Ensayo a realizar cuando se desea comparar el comportamiento real conel calculado de miembros, conexiones y conjuntos estructurales diseñados de acuerdo con lasdisposiciones de los Capítulos A-G,Anexo A, Anexo 1 y 2 de esta especificación o en sus referenciasespecíficas. Confinnatorv test.

Especificación publicada. Requisitos de un acero, especificados por un fabricante, procesador,distribuidor, u otro organismo, los cuales: (1) están generalmente disponibles para el dominiopúblico o están disponibles para el público previa solicitud, (2)están establecidos en forma previa ala solicitud de un cierto acero, y (3)están definidos como límites mínimos de propiedades mecánicasespecificadas, propiedades de composición química y propiedades de los recubrimientos, si esacero recubierto. Publíslied specification.

Espesor. El espesor, t, de cualquier elemento o sección es el espesor del acero base, excluyendorecubrimientos. Thickness.

Estado límite de servicio. Condición límite que afecta la capacidad de la estructura de preservar suapariencia, mantenimiento, durabilidad, el confort de sus ocupantes o el funcionamiento demaquinarias bajo condiciones normales de ocupación y uso. Serviceability limit state. t

Estado límite. La situación más allá de la cual una estructura, miembro o componente estructuralqueda inútil para su uso previsto (estado límite de seroicic; o para alcanzar el agotamiento de sucapacidad resistente (estado límite de resistencia). Limit siate. t

Factor de carga. Factor que considera las desviaciones de la carga real respecto a la carga nominal,las incertidumbres en el análisis que transforma las acciones en solicitaciones, y la probabilidad deque más de una carga extrema ocurra simultáneamente. Load factor. t

34 octubre 2009


Factor de minoracion de la resistencia, factor de resistencia, $. Factor que toma en cuenta las inevitablesdesviaciones de la resistencia real respecto a la resistencia nominal y del modo de falla y susconsecuencias. Resistance factor, <!J. t

Fatiga. Estado límite de inicio y crecimiento de fisuras y grietas resultantes de la aplicación repetidade cargas variables. Fatigue. t

Flexión local. Estado límite para grandes deformaciones de un ala solicitada por una carga transversalconcentrada. Local bending.

Fluencia. Estado límite de deformación inelástica que ocurre cuando se ha alcanzado la tensión defluencia. Yielding.

Fluencia local. Fluencia que ocurre en un área local de un elemento. Local yielding.Fractura por bloque de corte. En una conexión, el estado límite de fractura por tracción a lo largo de

una trayectoria y fluencia por corte o fractura por corte a lo largo de otra trayectoria. Block shearrupture. t

Inestabilidad en el plano. Estado límite que envuelve pandeo en el plano del marco del elemento. IIl-plane instability.

Inestabilidad. Estado límite que se alcanza al cargar un componente estructural, un marco o unaestructura en la cual una ligera perturbación en las cargas o la geometría produce grandesdesplazamientos. Instability. t

Marco arriostrado. Esencialmente un sistema enrejado vertical dispuesto para resistir cargas lateralesy que proporciona estabilidad al sistema estructural. Braced [rame.

Método de resistencia directa. Método de diseño alternativo, detallado en Anexo 1 que permite calcularlas resistencias de los miembros sin el uso de los anchos efectivos. Direct strengtlt method.

Miembro estructural de acero conformado en frío. Perfil fabricado a temperatura ambiente por plegadoraso dobladoras de láminas cortadas de bobinas o planchas (laminadas en caliente o en frío), o porel paso de bobinas o de láminas cortadas a través de perfiladoras o rodillos conformadores. Cold-formed steel structural member. t

Miembros estructurales. Ver la definición de miembros estructurales de acero conformado en frío.Structural members.

Momento defluencia. Cuando el momento flector alcanza el momento de[iuencia se produce fluencia enla fibra extrema de la sección transversal de un miembro. Yield momento

Momento de J1uencia. En un miembro solicitado a flexión, el momento para el cual la fibra extremaalcanza la tensión de fluencia. Yield momento

Momento plástico. Cuando el momento flector alcanza el momento plástico se produce fluencia a travésde la sección transversal completa de un miembro. Plasiic ntoment.

Pie derecho de muro cortina. Un miembro en un sistema de muro exterior de acero que transfierecargas transversales (fuera de plano) y que recibe carga axial exclusivamente de los materialesde recubrimiento, no mayor que 1460 N/ m o 1.49 kg/ cm (100 lb/ ft), o a una carga axial por piederecho no mayor que 890 N o 90.7 kg (200lb). Curtain wall stud.

Muro de corte. Muro que en su plano proporciona resistencia a cargas laterales y proporcionaestabilidad al sistema estructural. Shear wall. t

Pandeo. Estado límite de cambio repentino en la geometría de una estructura o de cualquiera de suscomponentes en condición de carga crítica. Buckling. t

Pandeo distorsional. Un modo de pandeo que implica un cambio en la forma de la sección, excluyendoel pandeo local. Distortional buckling.

octubre 2009 35

Especificación para el diseño de miembros estructurales de acero conformado en frío- - - - - - - - - - - - - - .- - - -

Pandeo flexiona/o Modo de pandeo en elcual un miembro en compresión se flecta opandea lateralmentesin torcerse, girar ni cambiar la forma de su sección transversal.Flexura/ buckling. t

Pandeo [lexotoreional. Modo de pandeo en el que un miembro comprimido se flecta y tuercesimultáneamente sin cambiar la forma de su sección transversal. Flexural-torsional buckling. t

Pandeo fuera del plano. Estado límite de una viga, columna o viga-columna, que involucra pandeolateral o pandeo lateral torsional. Oui-oj-planc buckling.

Pandeo lateral torsional. Modo de pandeo de un miembro en flexión que involucra deformación fueradel plano de flexión simultáneamente con torsión en torno al centro de corte de la sección. Lateral-torsional buckling, t

Pandeo local. Estado límite de pandeo de un elemento en compresión en el cual las líneas de uniónentre elementos permanecen rectas y los ángulos entre los elementos no varían. Local buckling.

Pandeo por corte. Modo de pandeo en el cual un elemento tipo placa, como el alma de una viga, sedeforma en su plano cuando se aplica corte puro. Shear buckling.

Pandeo torsional. Modo de pandeo en el cual un miembro comprimido gira en torno al eje del centrode corte. Torsional buckling.

Pórtico o marco reeisiente a momento. Sistema aporticado que suministra resistencia a las fuerzaslaterales y proporciona estabilidad al sistema estructural, principalmente por la resistencia al corteya la flexión de sus miembros y conexiones. MomeHt [rame t.

Propiedades del acero virgen. Propiedades mecánicas del acero virgen tales como la tensión de fluencia,resistencia a la tracción y alargamiento. Virgin steel properties.

Punto de [iuencia. Primera tensión en un material en el cual un incremento de las deformaciones nogenera incremento en las tensiones como lo define ASTM. Yield poini. t

Razón ancho plano a espesor (razón de ancho plano). Ancho plano de un elemento medido en su propioplano dividido por su espesor. Flat-ioidth-to-thickneee ratio

Resistencia a la ruptura. Resistencia limitada por ruptura o desgarro de miembros o elementosconectados. Rupiure strength.

Resistencia a la fluencia. Tensión para la cual un material exhibe una desviación límite de laproporcionalidad entre tensiones y deformaciones, como lo define ASTM. Yield strengih. t

Resistencia a la tracción (del material). Tensión máxima a la tracción que un material es capaz de sostenercomo lo define ASTM. Tensile etrengtl: (ofmaterial). t

Resistencia al pandeo. Resistencia nominal para estados límites de inestabilidad. Buckling strength.Rollo maestro. Un rollo continuo, sin soldaduras, producido por laminado en caliente, laminado en

frío, en una línea de recubrimiento metálico o en una línea de pintura, identificado por un númeroúnico de rollo. En algunos casos, este rollo es cortado en rollos más pequeños o más angostos, sinembargo, todos estos rollos más pequeños o angostos se considera que vienen del mismo rollomaestro si ellos son trazables hasta el número del rollo maestro original. Master coil.

Ruptura por tracción y corte. En un perno u otro tipo de conector mecánico, estado límite de rupturadebido a la acción simultánea de la fuerza de tracción y corte. Tension and shear rupiure.

36 octubre 2009

Capítulo A, Disposiciones Generales- - --- --- --

Sección asimétrica. Sección sin simetría ya sea en torno a un eje o a un punto. Unsymmetric seciion.Sección de doble simetría. Una sección simétrica en torno a dos ejes ortogonales a través de su centroide.

Doubly-symmetric section.Sección de simetría puntual. Secciónsimétrica en torno a un punto (centroide), por ejemplo, una sección

Z con alas iguales. Point-summetric section.Sección de simetría simple. Sección simétrica en torno a un solo eje centroidal. Singly-synnnetric

section.Solicitaciones, efectos de las cargas. Fuerzas, tensiones y deformaciones producidas por las cargas

aplicadas en un componente estructural. Load effect.SS. Acero estructural. Designación de la norma ASTM para ciertas planchas de acero a usar en

aplicaciones estructurales. SS (Structural steel).Sub elemento de un elemento atiesado en forma múltiple. Porción de un elemento atiesado en forma

múltiple entre atiesadores intermedios adyacentes, entre alma y atiesador intermedio, o entreborde y atiesador intermedio. Sub-elemeni of a multiple stiffened elemento

Tensión. En esta especificación significa fuerza por unidad de área. Strees.Tensión de fluencia mínima especificada. Límite inferior de la tensión de fluencia especificada para un

material como lo define la ASTM. Specificied minuunum yield stress.Tensión de fluencia. Término genérico que denota punto de fluencia o resistencia de fluencia, según

sea apropiado para el material. Yield stress. tUnión. Area donde se unen dos o más extremos, superficies o bordes. Se clasifican por el tipo de

conector o soldadura utilizada y el método de transferencia de fuerza. loint, t

Términos ASD y LRFD (USA Y México)

ASD. (Diseño por resistencia admisible). Método de dimensionamiento de componentes estructurales demanera tal que la resistencia admisible es igualo mayor a la resistencia requerida del componentebajo la acción de las combinaciones de carga ASD.ASD ( Allowable strength design).

Carga de diseño. Carga aplicada determinada de acuerdo a las combinaciones de carga LRFD o ASDsegún corresponda. Design load.

Carga nominal. Magnitud de carga especificada por el código aplicable de edificaciones.Nominal load.

Cargas de seroicio. Carga bajo la cual los estados límites de serviciabilidad son evaluados. Seroiceload.

Combinaciones de carga ASD. Combinación de carga según el código aplicable de ediiicaciones para eldiseño por resistencia admisible. ASD Load combination

Combinaciones de carga LRFD. Combinaciones de carga según el código aplicable de edificacionesdefinidas para el diseño por resistencia. LRFD Load Combination.

Estado límite de resistencia. Condición límite en la cual se ha alcanzado la resistencia máxima de unaestructura o de sus componentes. Strength limii siaie.

Factor de seguridad, n. Factor que toma en cuenta las desviaciones de la resistencia real con respectoa la resistencia nominal, las desviaciones de la carga real con respecto a la carga nominal, lasincertezas en el análisis que transforma la carga en una solicitación, y los modos de falla y susconsecuencias. Safety factor, n.

octubre 2009 37

Especificación para el diseño de miembros estructurales de acero conformado en frío- -

LRFD (Diseño por factores de carga y resistencia). Método de dimensionamiento de componentesestructurales de manera tal que la resistencia de diseño es igual o mayor que la resistenciarequerida del componente bajo la acción de las combinaciones de carga LRFD.

Resistencia admisible. Resistencia nominal divida por el factor de seguridad, Rn/ Q. Allowableetrength.

Resistencia de diseiio. Factor de resistencia multiplicado por la resistencia nominal, <l>Rn'Designetrength.

Resistencia disponible. Resistencia de diseño o resistencia admisible según corresponda. Availablestrengtll.

Resistencia nominal. Resistencia de una estructura o componente para soportar las solicitacionesdeterminadas de acuerdo con esta especificación (sin aplicar algún factor de resistencia o factorde seguridad). Nominal Strength.

Resistencia requerida. Fuerzas, tensiones y deformaciones actuando en un componenete estructuraldeterminadas mediante un análisis estructural con las combinaciones de carga LRFD o ASD, osegún esta especificación. Required strength.

Resistencia. Ver la definición de resistencia nominal. Resisiance.

A1.4 Unidades de símbolos y términos

En esta cspecificación se podrá usar cualquier sistema de unidades de medida compatibles,excepto donde explícitamente se establezca otra cosa. Los sistemas de unidades consideradosen aquellas secciones incluirán las unidades habituales en u.s. (fuerza en kilolibras y longituden pulgadas), las unidades SI (fuerza en Newton y longitud en milímetros) y las unidades MKS(fuerza en kilogramos y longitud en centímetros).

A2 Material

A2.1 Aceros aplicables

Esta especificación requiere la utilización de aceros de calidad estructural de acuerdo conlo definido en general por las especificaciones de la ASTM, American Society for Testing andMaterials, listadas en esta sección. El término SSdesignará el material en planchas y los términosHSLAS y HSLAS-Faceros de alta resistencia y baja aleación.ASTMA36/ A36M, Standard Specification for Carbon Structural Steel.ASTMA242/ A242M,Standard Specification for High-Strength Low-Alloy Structural Steel.ASTM A283/ A283M,Standard Specification for Low and Intermediate Tensile Strength Carbon

Steel Plates.ASTM ASOO,Standard Specification for Cold-Formed Welded and Seamless Carbon Steel

Structural Tubing in Rounds and Shapes.

38 octubre 2009


ASTM A529/ A529M, Standard Specification for High-Strength Carbon-Manganese Steel ofStructural Quality.

ASTMA572/ A572M,StandardSpecificationforHigh-Strength Low-AlloyColumbium-VanadiumStructural Steel.

ASTM A588/ A588M, Standard Specification for High-Strength Low-Alloy Structural Steel with50 ksi [345 MPa] Minimum Yield Point to 4-in [100 mm] Thick.

ASTM A606, Standard Specification for Steel, Sheet and Strip, High-Strength, Low-AlIoy, Hot-Rolled and Cold-Rolled, with Improved Atmospheric Corrosion Resistance.

ASTM A653/ A653M (SSGrades 33 (230), 37 (255),40 (275), 50 (340) Class 1, Class 3 and Class 4,and 55 (380);HSLAS and HSLAS-F,Grades 40 (275),50 (340),55 (380) Class 1 and 2, 60 (410), 70(480) and 80 (550)), Standard Specification for Steel Sheet, Zinc-Coated (Galvanized) or Zinc-Iron Alloy-Coated (Galvannealed) by the Hot-Dip Process.ASTM A7922/ A792M (Grades 33 (230), 37 (255), 40 (275), and 50 (340) Class 1 and Class4)), Standard Specification for Steel Sheet, 55% Aluminum-Zinc AlIoy-Coated by the Hot-DipProcess.

ASTM A847/ A847M, Standard Specification for Cold-Formed Welded and Seamless HighStrength, Low AlIoy Structural Tubing with Improved Atmospheric Corrosion Resistance.

ASTM 875/ A875M (SSGrades 33 (230), 37 (255),40 (275), and 50 (340) Class 1 and Class 3; HSLASand HSLAS-F, Grades 50 (340), 60 (410), 70 (480), and 80 (550)), Standard Specification for SteelSheet, Zinc-5% Aluminum AlIoy-Coated by the Hot-Dip Process.

ASTM AI003/ AI003M (ST Grades 50 (340) H, 40 (275) H, 37 (255) H, 33 (230) H), StandardSpecification for Steel Sheet, Carbon, Metallic-and Nonmetallic-Coated for Cold-FormedFraming Members.

ASTM A 1008/ A 1008M (SSGrades 25 (170),30 (205), 33 (230) Types 1 and 2, and 40 (275) types 1and 2; HSLAS Classes 1 and 2, Grades 45 (310, 50 (340), 55 (380),60 (410), 65 (450, and 70 (480);HSLAS-F Grades 50 (340), 60 (410), 70 (480), and 80 (550)), Standard Specification for Steel,Sheet, Cold-Rolled, Carbon, Structural, High-Strength Low-Alloy, High-Strength Low-Alloywith Improved Formability, Solution Hardened, and Bake Hardenable.

ASTM AI0n/ Al0nM (SS Grades 30 (250), 22 (230), 36 (250) Types 1 and 2,40 (275), 45 (310), 50(340), and 55 (380); HSLAS Classes 1 and 2, Grades 45 (310),50 (340),55 (380),60 (410), 65 (450),and 70 (480); HSLAS-F Grades 50 (340), 60 (410), 70 (480), and 80 (550)), Standard Specificationfor Steel, Sheet and Strip, Hot-RolIed, Carbon, Structural, High-Strength Low-Alloy and High-Strength Low-Alloy with Improved Formability.

ASTM AI039/ AI039M (SS Grades 40 (275), 50 (340),55 (380), 60 (410), 70 (480), and 80 (550)),Standard Specification for Steel, Sheet, Hot RolIed, Carbon, Commercial and Strurtura 1,Produced by the 'Iwin-Roll Casting Process. Thicknesses of Grades 55 (380) and Higher thendo not meet the minimum 10% elongation requirement are limited per Section A.2.3.2.

octubre 2009 39

Especificación para el diseño de miembros estructurales de acero conformado en fria- - - - - - - - --- --------------

A2.2 Otros aceros

VerSección A2.2 del Anexo A.

A2.3 Ductilidad

Los aceros no incluidos en la Sección A2.1 utilizados en miembros estructurales yconexiones de acuerdo con la Sección A2.2 deberán cumplir con los requerimientos de ductilidadincluidos ya sea en la Sección A2.3-1 o la Sección A2.3-2:

A2.3-1 La razón entre la resistencia a tracción y la tensión de[luencia no debe ser menor que 1.08;y el alargamiento total no debe ser menor que ellO por ciento para una longitud de referenciade 50 mm (2 in.) o 7 por ciento para una longitud de referencia de 200 mm (8 in.) para unaprobeta estándar ensayada de acuerdo con la Norma ASTM A370. Si estos requisitos no secumplen, se deben satisfacer los siguientes criterios: (1)el alargamiento local en una longitudde referencia de 12.7mm (1/2 in.) a través de la zona de fractura no debe ser menor que un 20por ciento, y (2)el alargamiento uniforme fuera de la zona de fractura no debe ser menor que 3por ciento. Si la ductilidad de un material se determina en base a los criterios de alargamientolocal y alargamiento uniforme, el uso de dicho material se restringirá al diseño de costanerasde tecito y costaneras de muro y pie derechos de muros cortinas de acuerdo con las SeccionesC3.1.1(a), C3.1-2, 06.1-1, 06.1-2, 06.2-1 Y los requerimientos específicos de cada país dadosen la Sección A2.3.1a del Anexo A. Para costaneras y pie derechos de muro cortina sujetos a

carga axial y momento flector combinados (Sección C5), ncp no podrá ser mayor que 0.15p

n

p ,para ASO y _" no podra ser mayor que 0.15 para LRFO.

lPcPn

A2.3-2 Los aceros que cumplen las normas ASTM A653/ A653M SS Grado 80 (550), AlO08/AI008M SS Grado 80 (550),A792/ A792M Grado 80 (550),A875/ A875M SS Grado 80 (550),los espesores de ASTM AI039 Grados 55(380), 60 (410), 70(480), Y 80(550) que no cumplancon el requerimiento de 10 por ciento de alargamiento mínimo de acuerdo a la Sección A2.3-1, Y otros aceros que no cumplen las disposiciones de la Sección A2.3.1 podrán usarse ensecciones tipo cajón cerradas cargadas en compresión tal como se expresa en la Excepción2 de más adelante y para configuraciones de alma múltiple tales como cubiertas de techo,cubiertas de muro, placa de piso, tal como se expresa en la Excepción 1, considerando que:(1) La tensión de [iuencia, F" usada para determinar la resistencia nominal en los Capítulos B,eO y E es tomada como el menor valor entre el 75 por ciento de la tensión de[luencia mínimaespecificada o 410 MPa o 4.220 kg/ cm? (60 ksi), y (2) La resistencia a tracción, Fu' usada paradeterminar la resistencia nominal en el Capítulo E es tomada como el menor valor entre el 75por ciento de la resistencia a la tracción mínima especificada o 427 MPa 04360 kg/ cm' (62ksi).De forma alternativa, se podrá demostrar la idoneidad de tales aceros para su utilizaciónen cualquier configuración de alma múltiple mediante ensayos de carga de acuerdo conlas disposiciones de la Sección Fl. Las resistencias disponibles basadas en dichos ensayos no

40 octubre 2009


podrán ser mayores que las resistencias disponibles calculadas según los Capítulos B a G,Anexo Ay Anexo 1 y 2, usando la tensión de fluencia mínima especificada, Fs( Y la resistenciaa tracción mínima especificada, Fu'

Excepción 1: Para una configuración de alma múltiple, se podrá utilizar una tensión de fluenciamínima reducida, RbFs(para determinar la resistencia nominal a flexión en la Sección C3.1.1(a).El factor de reducción, Rw se determinará de acuerdo con (a) o (b):(a)Para alas atiesadas o parcialmente atiesadas en compresión

Para w j t s 0.067Ej FsvRb=1.0 ~

Para 0.67EjFsv < wjt < 0.974EjF5v'[ ]tJ.4

Rb =1 - 0.26 wF,/(tE) - 0.067

Para 0.974EjF < w jt::;; 500sy

Rb=0.75(b) Para alas no atiesadas en compresión

Para w jt::;; 0.0173EjFsvRb=1.0 '

Para 0.0173EjFsv < w jt::;; 60Rb =1.079-0.6~wFsy / (tE)

(Ec. A2.3.2-1)

(Ec. A2.3.2-2)dondewtEFsy

= Ancho plano del ala en compresión= Espesor de la sección= Módulo de elasticidad del acero= Tensión de fluencia mínima especificada determinada según la Sección A7.1

s;550 MPa o 5620 kgj cm? (80 ksi)

La excepción anterior no se aplicará cuando se utilicen placas colaborantes en losas compuestasen las cuales la placa de acero actúe como el refuerzo a la tracción de la losa.

Excepción 2: Para determinar la resistencia axial, según la Sección C4, de miembros desección cerrada tipo cajón en compresión cargados concéntricamente, se podrá usar una tensiónde fluencia reducida, 0.9Fsv' en lugar de F, en las Ec. C4.1-2, C4.1-3 Y C4.1-4.Cuando el valor del largo' efectivo KL sea menor que 1.1 Lo.en la ecuación C4.1.1-1 se usará unradio de giro reducido (Rr)(r). Loestá dado por la Ec. A2.3.2-3 Y R, se obtiene de la Ec. A2.3.2-4.

L -7rr~o Fer

(Ec. A2.3.2-3)

R =0.65+ 0.35(KL)r 1.1 Lo

dondeLo = Longitud en la cual la tensión de pandeo local se iguala a la tensión de pandeo

flexionalr = Radio de giro de la sección total no reducidaFer = Tensión mínima de pandeo crítico para la sección calculada con la Ec. B2.1-5

(Ec. A2.3.2-4)

octubre 2009 41


R = Factor de reducciónr

KL = Largo efectivo

A.2.4. Espesor mínimo entregado

En cualquier punto del producto conformado en frío tal como es entregado en obra, el espesormínimo del acero no revestido debe ser mayor o igual que el 95 por ciento del espesor, t, utilizadopara su diseño. Sin embargo, se permitirán espesores menores en los pliegues, tales como lasesquinas, debido a los efectos de la conformación en frío.

A3 Cargas

Las cargas y combinaciones de cargas serán las estipuladas por las disposiciones aplicables al paísespecifico según la Sección A.3 del Anexo A. ~1I

A4 Diseño por resistencia admisible

A4.1 Bases de diseño

El diseño conforme a esta sección de la especificación se basará en los principios del Diseño porResistencia Admisible (ASO). Se aplicarán todas las disposiciones de esta especificación, excepto lascontenidas en las Secciones A5 y A6 Yen los Capítulos C y F designados para el método LRFD.

A4.1.1 Requisitos del método ASD

Un diseño satisface los requisitos de esta especificación cuando la resistencia admisible de cadauno de los componentes estructurales es igualo mayor que la resistencia requerida, determinada enbase a las cargas nominales, para todas las combinaciones de cargas aplicables.

El diseño se debe efectuar de acuerdo con la Ecuación A4.1.1-1:R:::;RJO (Ec. A4.1.1-1)

dondeRR =n

O =RolO =

Resistencia requeridaResistencia nominal especificada en los Capítulos B a G y el Anexo 1Factor de seguridad especificado en los Capítulos B a G y el Anexo 1Resistencia admisible

42 octubre 2009

Capitulo A, Disposiciones Generales

A4.1.2 Combinaciones de carga para ASD

Las combinaciones de carga para ASD serán las estipuladas en la Sección A4.1.2 del Anexo A.~A

AS Diseño por factores de carga y resistencia

AS.1 Bases de diseño

El diseño conforme a esta sección de la especificación se basará en los principios del Diseño porFactores de Carga y Resistencia (LRFD). Se aplicarán todas las disposiciones de esta especificación,excepto las contenidas en las Secciones A4 y A6 Y en los Capítulos C y F designados para elmétodo ASD.

AS.1.1 Requisitos del método LRFD

Un diseño satisface los requisitos de esta especificación cuando la resistencia de diseño de cadauno de los componentes estructurales es igualo mayor que la resistencia requerida, determinada enbase a las cargas nominales, multiplicadas por los factores de carga correspondientes, para todaslas combinaciones de cargas aplicables.

El diseño se debe efectuar de acuerdo con la Ecuación A5.1.1-1:R ::S;<1>R

u n

dondeR

u

<1>Rn<1>Rn

(Ec. A5.1.1-1)

Resistencia requeridaFactor de resistencia especificado en los Capítulos B a G y Anexo 1

= Resistencia nominal especificada en los Capítulos B a G y Anexo 1Resistencia de diseño

AS.1.2 Factores de carga y combinaciones de carga para LRFD

Los factores de carga y las combinaciones de carga para LRFD serán las estipuladas en la SecciónA5.1.2 del Anexo A.

A6 (No se incluyen: disposiciones válidas en Canadá)

octubre 2009 43


A7 Tensión de fluencia e incremento de la resistencia debido al conformadoen frío

A7.1 Tensión de fluencia

La tensión defluencia utilizada en el diseño, Fv' no debe ser mayor que: la tensión defluencia mínimaespecificada de los aceros según lo indicado en las Secciones A2.1 o A2.3.2, el valor establecido en elCapítulo F, o el valor incrementado debido a la conformación en frío descrito en la Sección A7.2.

A7.2 Incremento de la resistencia debido al conformado en frío

Se permitirá incrementar la resistencia debido al conformado en frío sustituyendo Fva por F"siendo FVD la tensión de fluencia promedio de la sección completa. El uso de dicho incremento selimitará a las Secciones C2 y C3.1 (excluyendo la Sección C3.1.1(b)), es, 04 y D6.1. Los métodosy limitaciones para determinar F"dson los siguientes:(a) Para los miembros solicitados a compresión axial y miembros solicitados a flexión cuyas

dimensiones son tales que la cuantía p para la determinación de la resistencia es igual a launidad según lo determinado de acuerdo con la Sección B2 para cada uno de los elementoscomponentes de la sección, la tensión de fluencia de diseño del acero, F"a' se determinará enbase a uno de los métodos siguientes: .(1) ensayos de tracción de la sección total [ver párrafo (a) de la Sección F3.1],(2) ensayos de columnas cortas [ver párrafo (b) de la Sección F3.1](3) cálculo según la ecuación Ec. A7.2-1:

F,a=CFj"(l-C)FI'f s Fu\"dondeFya

(Ec. A7.2-1)

Tensión de fluencia promedio en la seCCIOn total de los miembros encompresión o en las secciones totales de las alas de los miembros enflexión

C = Para miembros en compresión, razón entre el área total de esquinas y elárea total de la sección transversal; para miembros en flexión, razón entreel área de las esquinas del ala que controla el diseño y el área total de lasección transversal de dicha alaBly/ (R/ t)", tensión de fluencia a tracción de las esquinas

(Ec. A7.2-2)Esta ecuación es aplicable sólo cuando Fu/Fvv ~ 1.2, R/t s 7, Y el ángulocomprendido es ~ 120° .dondeBe = 3.69 (FujF,J - 0.819 (FU\/F\"Y-1.79 (Ec. A7.2-3)Fyy Tensión de fluencia a tracción del acero virgen especificado según

. la Sección A2 o establecido de acuerdo con la Sección F3.3.R = Radio de plegado interior

= Espesor de la secciónm = 0.192 (FU\/F,J - 0.068 (Ec. A7.2-4)

Fyc

44 octubre 2009


Fuv = Resistencia a la tracción del acero virgen especificada porla Sección A2 o establecida de acuerdo con la Sección F3.3.

Promedio ponderado de la tensión de fluencia a tracción de laszonas planas de la sección, establecido de acuerdo con la Sección F3.2 otensión de fluencia del acero virgen si no se efectúan ensayos

(b) Para miembros sometidos a carga de tracción axial, la tensión de fluencia del acero sedeterminará ya sea por el método (1) o por el método (3) prescritos en el párrafo (a) de estasección.

(c) El efecto que provocan las soldaduras en las propiedades mecánicas de un miembro sedeterminará en base a ensayos de probetas de sección completa que posean soldaduras,dentro del largo a medir, como las que utilizará el fabricante. Si estos miembros se utilizanestructuralmente se deberá tomar en cuenta cualquier corrección que fuera necesaria.

A8 Serviciabilidad

Las estructuras se deben diseñar de manera que satisfagan las funciones requeridas durante suvida útil esperada. Los estados límites de seroiciabilidad se deben seleccionar en base a la función quecumplirá la estructura, y se deben evaluar utilizando cargas y combinaciones de cargas realistas.

A9 Documentos de referencia

En esta especificación se hace referencia a los siguientes documentos o partes de ellos y deben serconsiderados como parte de los requerimientos de esta especificación. Se debe considerar la SecciónA9a del Anexo A para los documentos aplicables en el país correspondiente.

1. American Iron and Steel Institute (AISI), 1140Connecticut Avenue, NW, Washington, DC 20036:AISI 5200-07, North American Standard For Cold-Formed Steel Framing-General Provisions.AISI 5210-07, North American Standard for Cold-Formed Steel Framing-Floor and Roof System

Design.AISIS211-07, North American Standard for Cold-Formed Steel Framing-Wall Stud Design.AISI 5212-07, North American Standard for Cold-Formed Steel Framing-Header Design.AISI 5214-07, North American Standard for Cold-Formed Steel Framing-Truss Design.AISI 5901-02*, Rotational-Lateral Stiffness Test Method for Beam-to-Panel Assemblies.AISI 5902-02, Stub-Column Test Method for Effective Area of Cold-Formed Steel Columns.AJSJ5906-04, Standard Procedures for Panel and Anchor Structural Tests.

Nota:' Los procedimientos de ensayo AISI designados previamente como 151TSn-xx se redesignan a AISI S9n-xx,donde "n" es el número de secuencia del procedimiento de ensayo y "xx" es el año en que la norma fue desarrolladao actualizada.

2. American Society of Mechanical Engineers (ASME), 1828 L Street, NW, Washington, DC20036:

ASME B46-1-200,Surface Texture, Surface Roughness, Waviness, and Lay.

3.American Society for Testing and Materials (ASTM), 100Barr Harbor Orive, West Conshohocken,Pennsylvania 19428-2959:

octubre 2009 45

Especificación para el diseño de miembros estructurales de acero conformado en frío------------------------------------------

ASTM A36¡ A36M-05, Standard Specification for Carbon Structural Steel.ASTM A194¡ A194M-06, Standard Specification for Carbon and AlIoy Steel Nuts for Bolts for

High-Pressure and High Temperature Service, or Both.ASTM A242¡ A242M-04e1, Standard Specification for High-Strength Low-AlIoy Structural Steel.ASTM A283¡ A283M-03, Standard Specification for Low and Intermediate Tensile Strength

Carbon Steel Plates.ASTM A307-04, Standard Specification for Carbon Steel Bolts and Studs, 60.000 PSI Tensile

Strength.ASTM A325-06, Standard Specification for Structural Bolts, SteeI, Heat Treated, 120¡105 ksi

Minimum Tensile Strength.ASTM A325M-05, Standard Specification for Structural Bolts, Steel, Heat Treated, 830 MPa

Minimum Tensile Strength [Metric].ASTM A354-04, Standard Specification for Quenched and Tempered Alloy Steel Bolts, Studs, and

Other ExternalIy Threaded Fasteners.ASTM A370-05, Standard Specification for Standard Test Methods and Definitions for Mechanical

Testing of Steel Products.ASTM A449-04b, Standard Specification for Hex Cap Screws, BoIts, and Studs, SteeI, Heat Treated,

120¡105¡90 ksi Minimum Tensile Strength, General Use.ASTM A490-06, Standard Specification for Structural Bolts, Alloy SteeI, Heat Treated, 150ksi

Minimum Tensile Strength.ASTM A490M-04a, Standard Specification for High Strength Steel Bolts, Classes 10.9 and 10.9,3,

for Structural Steel [oints [Metric].ASTM A500-03a, Standard Specification for Cold-Formed Welded and Seamless Carbon Steel

Structural Tubing in Rounds and Shapes.ASTM A529¡ A529M-05, Standard Specification for High-Strength Carbon-Manganese Steel of

Structural Quality.ASTM A563-04, Standard Specification for Carbon and AlIoy Steel Nuts.ASTM A563M-04, Standard Specification for Carbon and AlIoy Steel Nuts [Metric].ASTM A572¡ A572M-06, Standard Specification for High-Strength Low-AIloy Columbium-

Vanadium Structural Steel.ASTM A588¡ A588M-05, Standard Specification for High-Strength Low-AlIoy Structural Steel

with 50 ksi (345MPa) Minimum Yield Point to 4 in. (100 mm) Thick.ASTM A606-04, Standard Specification for SteeI, Sheet and Strip, High-Strength, Low-AlIoy, Hot-

RolIed and Cold-Rolled, with Improved Atmospheric Corrosion Resistance.ASTM A653¡ A653M-06, Standard Specification for Steel Sheet, Zinc-Coated (Galvanized) or

Zinc-Iron AlIoy-Coated (Galvannealed) by the Hot-Dip Process.ASTM A792¡ A792M-05, Standard Specification for Steel Sheet, 55% Aluminum-Zinc AlIoy Coated

by the Hot-Dip Process.ASTM A847¡ A847M-05, Standard Specification for Cold-Formed Welded and Seamless High

Strength, Low Alloy Structural tubing with Improved Atmospheric Corrosion Resistance.ASTM A875¡ A875M-05, Standard Specification for Steel Sheet, Zinc-5% Aluminum Alloy Coated

by the Hot-Dip Process.ASTM AlO03¡ Al003M-05, Standard Specification for Steel Sheet, Carbon, MetalIic-and

NonmetaIlic-Coated for Cold-Formed Framing Members.ASTM Al008¡ Al008M-05b, Standard Specification for Steel, Sheet, Cold-Rolled, Carbon,

Structural, High-Strength Low-Alloy, High-Strength Low-AlIoy with Improved Formability,Solution Hardened, and Bake Hardenable.

46 octubre 2009

Capitulo A, Disposiciones Generales------ - ----- - - - - - ----

ASTM Al011/ Al011 M-OSa, Standard Specification for Steel, Sheet and Strip, Hot-Rolled,Carbon, Structural, High-Strength Low-Alloy and High-Strength Low-Alloy with ImprovedFormability.

ASTM Al039 / Al039M-04, Standard Specification for Steel, Sheet, Hot Rolled, Carbon, Commercialand Structural, Produced by the Twin-Roll Casting Process.

ASTM E1592-01, Standard Test Method for Structural Performance of Sheet Metal Roof and SidingSystems by Uniform Static Air Pressure Difference.

ASTM F436-04, Standard Specification for Hardened Steel Washers.ASTM F436M-04, Standard Specification for Hardened Steel Washers [Metric].ASTM F844-04, Standard Specification for Washers, Steel, Plain (Flat), Unhardened for

General UseASTM F959-05a, Stand.ard Specification for Compressible Washer- Type Direct Tension Indicators

for Use with Structural Fasteners.ASTM F959M-04, Standard Specification for Compressible- Type Direct Tension Indicators for Use

with Structural Fasteners [Metric].

4. Ll.S, Army Corps of Engineers:CEGS-07416, Guide Specification for Military Construction, Structural Standing Seam Metal Roof

(SSSMR)System, 1995.

5. Factory Mutual, Corporate Offices, 1301 Atwood Avenue, P.O. Box 7500, [ohnston, RI 02919:Fm 4471, Approval Standard for Class 1 Metal Roofs, 1995.

octubre 2009 47

48 octubre 2009

Especificación para el diseño de miembros estructurales de acero conformado en frío--------------------------------

8. ELEMENTOS

81 Consideraciones generales y límites dimensionales

81.1 Consideraciones acerca de la razón ancho plano-espesor de ala

(a) Razón máxima ancho plano-espesor

Los valores máximos admisibles para la razón general ancho plano-espesor, w/ t, sin tomar encuenta atiesadores intermedios y siendo t el espesor del elemento, se determinarán en conformidadcon esta sección según lo siguiente:

(1) Elemento atiesado en compresión que tenga un borde longitudinal conectado a un alma oala, y el otro rigidizado por:

Pestaña simple, w/ t s 60Cualquier otro tipo de atiesador

i) CuandoIs<Ia,w/t~60ii) Cuando Is~Ia'w/ t s 90

donde1s

1a

= Momento de inercia de la sección completa del atiesador en tomo a su propioeje centroidal paralelo al elemento que es atiesado

= Momento de inercia requerido del atiesador, de forma tal que cada elementocomponente se comporte como un elemento atiesado

(2) Elemento atiesado en compresión con ambos bordes longitudinales conectados a otroselementos atiesados, w/ t s 500

(3) Elemento no atiesado en compresión, w /t ~60

Cabe señalar que los elementos no atiesados en compresión que tienen una razón w/ t que excedeaproximadamente 30 y los elementos atiesados en compresión que tienen una razón w/ t que excedeaproximadamente 250son propensos a desarrollar deformaciones notorias a nivel de la resistenciaadmisible, sin afectar la capacidad del miembro para desarrollar la resistencia requerida.

Los elementos atiesados con razones w/ t mayores que 500 pueden proporcionar unaresistencia admisible adecuada para soportar las cargas requeridas; sin embargo, las grandesdeformaciones que presentan dichos elementos normalmente invalidarán las ecuaciones dediseño de esta especificación.

(b) Ondulación del ala

Cuando el ala de un miembro en flexión es excesivamente ancha y se desea limitar la ondulacióno movimiento del ala hacia el eje neutro, se permite aplicar la Ec. Bl.l-l a las alas en compresióny tracción ya sean atiesadas o no atiesadas:

W f =JO.061 tdE/ r,~l ooe, / d (Ec.Bl.l-l)

Capítulo B, Elementos

dondew( = Ancho del ala proyectada desde del alma; o la mitad de la distancia entre almas

para vigas tipo cajón y vigas tipo Ut = Espesor de alad = Altura de la vigaf.v Tensión promedio en el ancho total del ala no reducida (cuando los miembros son

diseñados con el procedimiento de diseno de ancho efectivo, la tensión promediose iguala a la tensión máxima multiplicada por la razón entre el ancho efectivo y elancho real)

e ( Tamaño de desplazamiento por ondulación

(e) Efectos del corte diferido - Luces pequeñas soportando cargas concentradas

Cuando la viga tenga una luz menor a 30w( (w.como se define más adelante) y soporte una cargaconcentrada, o varias cargas espaciadas a más de 2w(, el ancho efectivo de diseño de cualquier ala,ya sea en tracción o compresión, no superará los valores indicados en la Tabla B1.1(c).

Tabla B1.1(c)Luces cortas, alas anchas - razón máxima admisible entre

ancho efectivo de diseño (b) y ancho real (w)

L/wf Razón L/w( Razónb/w b/w

30 1.00 14 0.8225 0.96 12 0.7820 0.91 10 0.7318 0.89 8 0.6716 0.86 6 0.55

dondeL = Luz total de vigas simplemente apoyadas; o la distancia entre puntos de inflexión

para vigas continuas; o dos veces el largo para vigas en voladizowf = Ancho de un ala proyectada desde el alma para una viga 1 y secciones similares;

o la mitad de la distancia entre las almas para las secciones tipo cajón o secciones tipo U.

Para alas de vigas 1 y secciones similares atiesadas por pestañas en los bordes extremos, w f serácalculado como la suma de la proyección del ala desde del alma más la altura de la pestaña.

B1.2 Razón máxima altura-espesor del alma

La razón, hl t, de almas de miembros en flexión no debe exceder los límites siguientes:(a) Para almas no reforzadas: (h/t)max= 200

octubre 2009 49


(b) Para almas que están provistas de atiesadores de carga que cumplen con los requerimientosde la Sección C3.7.1:(1) Si se usan solamente atiesadores de carga, (hjt) max=260(2) Si se usan atiesadores de carga y atiesadores intermedios (hj t)max= 300

dondeht

= Altura de la porción plana del alma medida a lo largo de su planoEspesor del alma. Si el alma está compuesta de dos o más planchas, larazón hj t es calculada para las planchas individuales

82 Anchos efectivos de elementos atiesados

82.1 Elementos atiesados en compresión uniforme

(a) Determinación de la resistencia

El ancho efectivo, b, será calculado con la Ec. B2.1-1 o la Ec. B2.1-2 según lo siguiente:

bbdondew = Ancho plano según se define en la figura B2.1-1p Factor de reducción local

pwcuando A. s 0.673cuando A. > 0.673

(Ec. B2.1-1)(Ec. B2.1-2)

w

(l-0.22jA.)jA.Factor de esbeltezN:

(Ec. B2.1-3)

(Ec. B2.l-4)

dondef = Tensión en compresión del elemento calculado según lo siguiente:

Para miembros en flexión:(1) Si se usa el Procedimiento 1 de la Sección C3.1.l:

Cuando la fluencia inicial se produce en compresión en el elemento considerado,f = F.

yCuando la [luencia inicial se produce en tracción en el elemento considerado, latensión de compresión, f, se determina en base a la sección efectiva al alcanzar My(momento bajo el cual se obtiene la fluencia inicial).

(2) Si se usa el Procedimiento II de la Sección C3.1.1, f es la tensión en el elementoconsiderado al alcanzar M determinado en base a la sección efectiva

n

(3) Si se usa la Sección C3.1.2.1, f es la tensión Fetal como se describe en la sección en lacual se determina el módulo de la sección efectiva, S .e

Para miembros en compresión, f es tomado igual a Fn determinado según la Sección C4.

,F =k 1[2E (~)-

cr 12(1-,u2) w

donde

(Ec. B2.1-5)

50 octubre 2009


k = Coeficiente de pandeo de placa= 4 para elementos atiesados por un alma en cada borde longitudinal. Los valores

para otros tipos de elementos se entregan en las secciones correspondientes.E = Módulo de elasticidad de acerot Espesor de elementos atiesados uniformemente comprimidosfl Razón de Poisson del acero

(b) Determinación de la serviciabilidad

El ancho efectivo, bd' usado para determinar la serviciabilidad se calculará con la Ec. B2.1-6 o laEc. B2.1-7 según lo siguiente:

=w= pw

si A.::;;0.673si A.> 0.673

(Ec. B2.1-6)(Ec. B2.1-7)

dondew = Ancho planop = Factor de reducción determinado por uno de los procedimientos siguientes:

(1) Procedimiento 1:Una estimación conservadora del ancho efectivo se obtiene con las Ec. 82.1-3 y B2.1-4,

sustituyendo fdpor f, donde fdes la tensión de compresión calculada en el elemento considerado.

(2) Procedimiento II:Para elementos atiesados por un alma en cada borde longitudinal, una mejor estimación del

ancho efectivo se obtiene calculando p como sigue:p = 1 si 1s 0.673P (1.358-0.461/A.)/A.

= (0.41 +0.59~F/fd -0.22/..1.)/..1.PP ~ 1 para todos los casos

si 0.673 < A. < A. (Ec.B2.1-8)

si A.<:: A.e

(Ec.B2.1-9)

dondeA. Factor definido en la Ec. B2.1-4, excepto que fdes sustituido por f

= 0.256+0.328( w/t ))F/E (Ec. B2.1-11)

octubre 2009 51


Elemento realI~

f

D -illIIIIl'/fW ===== W~

w

l

Elemento efectivo. b. y tensión. f. enlos elementos efectivos

Figura 82.1-1. Elementos atiesados.

82.2 Elementos atiesados con perforaciones circulares y ovaladasuniformemente comprimidos


Para perforaciones circulares:El ancho efectivo, b, se calculará con la Ec. B2.2-1o la Ee. B2.2-2según lo siguiente:

d wPara 0.50 ~ _h ~ 0,- s 70,w t

y con una distancia entre centro de perforaciones ~ 0.50w y ~ 3dh

b=w-d; si A s 0.673 (Ec.B2.2-1)

w [1- (_0.22) _ (O.8dh) + _(0_.O_8_5_dh,,--)1íl w wílb=~~-------íl----------~ si A> 0.673 (Ee.B2.2-2)

En todos los casos, bsw-d,dondew = Ancho planot = Espesor del elementod, = Diámetro de las perforacionesA = Factor definido en la Sección B2.1

Para perforaciones ovaladas:

Se considerará que un elemento atiesado uniformemente comprimido con perforaciones ovaladasestá compuesto de dos bandas no atiesadas de ancho plano, c, adyacentes a las perforaciones (verFigura B2.2-1).El ancho efectivo, b, de cada banda no atiesada adyacente a la perforación serádeterminado de acuerdo con B2.1 (a), excepto que el coeficiente de pandeo de placa, k, será tomadocomo 0.43 y w como c. Estas disposiciones se aplicarán si se satisfacen los siguientes límites:(1) Espaciamiento entre centros de perforaciones, s z 610 mm, (24 in.)(2) Distancia libre entre perforación y borde, send~ 254 mm, (10in.)

52 octubre 2009

---------- -- ---- ------Capítulo B, Elementos

- - -

(3) Altura de la perforación, dh::;63.5 mm, (2,5 in.)(4) Longitud de la perforación Lh:S;114 mm, (4.5 in.), y(5) Razón entre la altura de la perforación, dh, y el ancho de borde a borde, wo' dhl wo:S;0.5

Alternativamente, el ancho efectivo, b, podrá determinarse mediante ensayos de columna cortade acuerdo con el procedimiento de ensayo, AISI S902.

(b) Determinación de la seroiciabilidad

El ancho efectivo, bd, usado en la determinación de la serviciabilidad será igual a bcalculado de acuerdo con el Procedimiento 1de la Sección 82.1 (b), excepto que fdes sustituidopor f, donde fdes la tensión de compresión calculada en el elemento considerado.

Lh I I! 1 1 bl

, e It- I l. I III ~Idh( ) ¡ ( j¡dh

~ , -Wo w·

!~ f-

Sextremo L- S-- -- - ------

Figura B2.2-1. Elementos atiesados con perforaciones ovaladas uniformemente comprimidos.

82.3 Almas y otros elementos atiesados bajo gradiente de tensiones

En esta sección se aplicará la siguiente notación:b¡b2be

hok

= Ancho efectivo, dimensión definida en la Figura 82.3-1= Ancho efectivo, dimensión definida en la Figura 82.3-1= Ancho efectivo, b, determinado de acuerdo con la Sección 82.1, con fl sustituido por f

y con k determinado según esta sección= Ancho de borde a borde para el ala en compresión como se define en la Figura 82.3-2= Tensiones mostradas en Figuras 82.3.-1 calculadas en base a la sección efectiva, fl y f2

son tensiones de compresión, con fl ~ f2= Altura del alma medida de borde a borde como se define en la Figura 82.3-2= Coeficiente de pandeo de placa

= 1 f/fll (valor absoluto) (Ec. 82.3-1)'ti(a) Determinación de la resistencia

(i) En almas bajo gradientes de tensiones (fl en comprensión y fl en tracción tal como semuestra en la Figura 82.3-1 (a)), los anchos efectivos y el coeficiente de pandeo de placasse calcularán como sigue:

octubre 2009 53


(Ec. B2.3-2)

Para hjbo:S; 4b, =b) (3+\jI)b2=b) 2 si \ji> 0.236

(Ec. B2.3-3)(Ec. B2.3-4)

Elemento real

/f 1(Compresión)

Elementos Efectivos y Tensionesen Elementos Efectivos

(a) Almas bajo gradiente de tensiones (b) Otros elementos atiesados bajo gradiente de tensiones

Figura 82.3-1. Almas y otros elementos atiesados bajo gradiente de tensiones.

b2=be-b1 si \jI:S;0.236 (Ec. B2.3-5)Además, b1 + b2 no excederá la porción en compresión del alma calculada en base a la sección

efectiva.

Para hjbo > 4b1=b) (3+\jI) (Ec. B2.3-6)

54 octubre 2009

Capitulo B, Elementos

(Ec. B2.3-7)

(ii) Para otros elementos atiesados bajo gradiente de tensiones (f1y f, en compresión según FiguraB2.3-1(b))k=4+2(1-\VY+2(1-",)b. =b) (3-0/)b =b - b2 e 1

(Ec. B2.3-8)(Ec. B2.3-9)

(Ec. B2.3-10)


Los anchos efectivos usados en la determinación de la serviciabilidad se calcularán de acuerdocon la Sección B2.3 (a) excepto que fd1y fd2 son sustituidos por f1y f2, donde fd1y fd2 son lastensiones f1 y f2 calculadas en base a la sección efectiva al nivel de carga para el cual se determina laserviciabilidad.

Figura B2.3-2. Dimensiones de borde a borde de almas y elementos atiesados bajo gradiente de tensiones.

82.4 Almas de secciones e con perforaciones bajo gradientes de tensiones

Las disposiciones de la Sección B2.4 se aplicarán dentro de los siguientes límites:(1) dh/h::; 0.7,(2) h/ t s 200,(3) Perforaciones centradas a la altura media del alma(4) Distancia libre entre perforaciones ~ 457 mm, (18 in.)(5) Perforaciones ovaladas con radio de curvatura ~ 2t,(6) Perforaciones ovaladas, d

h::; 2.5 in. (64 mm) y Lh::; 114 mm, (4.5 in.)

(7) Perforaciones circulares, diámetro s 152 mm, (6 in.)(8) d, > 14 mm (9/16 in.)donde

octubre 2009 55

Especificación para el diseño de miembros estructurales de acero conformado en frío------------------

d" = Altura de la perforación en el almah = Altura de la porción plana del alma medida a lo largo de su plano

= Espesor del almaL" = Largo de la perforación en el almab., b, = Anchos efectivos definidos según Figura B2.3-1


Si dhjh < 0.38, los anchos efectivos, b, y b., se determinarán de acuerdo con la Sección B2.3(a)asumiendo que no existen perforaciones en el alma.

Si d"jh ~ 0.38, el ancho efectivo se determinará de acuerdo con la Sección B3.1(a), asumiendo quela porción del alma en compresión consiste en un elemento no atiesado adyacente a la perforacióncon f=f., como se muestra en la Figura B2.3-1.

(b) Determinación de la seroiciabilidad

Los anchos efectivos se determinarán de acuerdo a la Sección B2.3(b) suponiendo que no existenperforaciones en el alma.

83 Anchos efectivos de elementos no atiesados

83.1 Elementos no atiesados uniformemente comprimidos

(a) Determinación de la resistenciaEl ancho efectivo, b, se determinará de acuerdo con la Sección B2.1(a) excepto que el coeficiente de

pandeo de placa, k, tendrá un valor de 0.43 y w será definido de acuerdo a la Figura B3.1-1.

(b) Determinación de la sennciabilidadEl ancho efectivo, bd• usado en la determinación de la serviciabilidad se calculará de acuerdo al

Procedimiento 1 de la Sección B2.1(b), excepto que fd es sustituido por f y k=0.43.

56 octubre 2009


wTenSlón~11111111111

ffl b I

------,III

______ ..J

-------,______ ---.1

Elemento real

Elemento efectivo y tensionesen elementos eL

Figura B3.1-1. Elemento no atiesado en compresión uniforme.

83.2 Elementos no atiesados y atiesadores de borde con gradiente detensiones

En esta sección se aplicará la siguiente notación:

b = Ancho efectivo medido desde el borde apoyado, determinado según la Sección B2.1(a),con f igual fI y con k y P determinados según esta sección

b, = Ancho total del elemento no atiesado o de la Sección C no atiesada como se define enla Figura B3.2-3

fI, f2 = Tensiones mostradas en Figuras B3.2-1, B3.2-2 Y B3.2.3 calculados en base a la secciónbruta, fI y f2 son tensiones de compresión, con fl ~ f2

ha = Altura total de una sección C no atiesada como se define en la Figura B3.2-3k = Coeficiente de pandeo de placa definido según esta sección o, de lo contrario, como

se define en la Sección B2.1(a)t = Espesor del elementow = Ancho plano del elemento no atiesado, con w / t ~ 60

'" = If2/f,1 (valor absoluto) (Ec. B3.2-1)t.. = Factor de esbeltez definido en la Sección B2.1(a) con f=f,p = Factor de reducción definido según esta sección o, de lo contrario, como se define en

la Sección B2.1(a)


El ancho efectivo, b, de un elemento no atiesado bajo gradiente de tensiones se determinará deacuerdo con la Sección B2.1(a) con f igual a fl y con el coeficiente de pandeo de placa, k, determinadode acuerdo con esta sección, a menos que se indique otra cosa. Para los casos donde fI está encompresión y f2 está en tracción, p en la Sección B2.1(a) se determina de acuerdo con esta sección.(1) Cuando fl y f2están en compresión (Figura B3.2-1),el coeficiente de pandeo de placa se calculará

de acuerdo con la Ec. B3.2-2 o la Ec. B3.2.3 como sigue:

octubre 2009 57


Si la tensión disminuye hacia el borde libre (Figura B3.2-1(a))

k= 0.57811'+0.34

Si la tensión aumenta hacia el borde no libre (Figura B3.2-1(b))k=0.57 -0.21 'I'+0.07,¡P

(Ec. B3.2-2)

(Ec. B3.2-3)

__ ~_ ..- ~ (Compresión)

-P- ~(Compresión)

§ ~(Compresión)

R2 (Compnssión)

IIIII

I

I

1

"

"

":,1_1Eje Neutro I

i _Eje Neutro

(a) Pestalia interior (a) Pestalia exterior

Figura B3.2-1. Elementos no atiesados bajo gradiente de tensiones, ambos bordes longitudinales en compresión.

Eje Neutro b

------,_, __ ~ (Compresión), I

.1 ',(T"""lónl

_,_\(Com_1__ L ~ f

2(Tracclón)

Eje Neutro

(a) Borde libre en compresión (b) Borde apoyado en compresión

Figura B3.2-2. Elementos no atiesados bajo gradiente de tensiones, un borde longitudinal en compresión y un bordelongitudinal en tracción.

(2) Cuando fl está en compresión y f2 en tracción (Figura B3.2-2),el factor de reducción y el coeficientede pandeo de placas se calcularán como sigue:

(i) Si el borde libre está en compresión (Figura B3.2-2(a)):p=l si A::; 0.673 (1 +'1')

(1-022~+vr))p=( 1+11') A. si A > 0.673 (1 +'1') (Ec. B3.2-4)

58 octubre 2009


k=0.57-0.21'1'+0.07'1'2(ii) Si el borde apoyado está en compresión (Figura B3.2-2(b)):

Para 'V< 1p=I si A:5:0.673

(Ec. B3.2-5)

si A> 0.673 (Ec. B3.2-6)

k=1.70+5'1'+17.1'1'2Para 'V~ 1p=l

El ancho efectivo, b, de los elementos no atiesados de una sección C no atiesada se podrá determinarusando alguno de los siguientes métodos alternativos, según corresponda:

Alternativa 1 para secciones C no atiesadas: Cuando el borde libre está en compresión,y el borde apoyado está en tracción (Figura B3.2-3 (a)):b=w si A:5:0.856b=pw si A> 0.856

Dondep=O.925/Ji

k=0.145(b)hJ+1.2560.1::; b)ho:5: 1.0

(Ec. B3.2-7)

(Ec. B3.2-8)(Ec. B3.2-9)

(Ec. B3.2-10)(Ec. B3.2-11)

Alternativa 2 para secciones C no atiesadas: Cuando el borde apoyado está en compresión y elborde libre en tracción (Figura B3.2-3(b)), el ancho efectivo se determina de acuerdo con laSección B2.3.

~fI - ~,'~(Compresión)

t f - -[ tm""",_1 _I'=============~

(a) Borde libre en compresión (b) Borde apoyado en compresión

Figura 83.2-3. Elementos no atiesados de una Sección C bajo gradientes de tensiones para métodos alternativos.

En el cálculo del módulo de la sección efectiva, S, en la Sección C3.1.1 o S en la Sección C3.1.2.1,v ese considerará como fibra extrema en compresión en las Figuras B3.2-1(b), B3.2-2(a), y B3.2-3(a) lafibra ubicada en el borde de la sección efectiva más cercana al borde libre. En el cálculo del módulode la sección efectiva, S , en la Sección C3.1.1, se considerará como fibra extrema en tracción enelas figuras B3.2-2(b) y B3.2-3(b) la fibra ubicada en el borde de la sección efectiva más cercana alborde libre.

octubre 2009 59


(b) Determinación de la seruiciabilidad

El ancho efectivo, bd' usado en la determinación de la serviciabilidad se calculará de acuerdo a laSección B3.2(a), excepto que fd1 y fd2 son sustituidos por f1 y f2, respectivamente, donde fd1 y fd2 sonlas tensiones f

1y f

2calculadas como se muestra en las Figuras B3.2-1, B3.2-2, Y B3.2-3, basado en la

sección bruta y el nivel de carga para el cual se determina la serviciabilidad.

84 Anchos efectivos de elementos atiesados con una pestaña simple de bordeen compresión uniforme

Los anchos efectivos de elementos atiesados con una pestaña simple de borde en compresiónuniforme, se calcularán de acuerdo con (a) para la determinación de la resistencia y según (b) parala determinación de la serviciabilidad.


Para w j t s 0.3285I = O

ab

(no se requiere atiesador de borde)= (Ee. B4-1)

(Ee. B4-2)(Ee. B4-3)

=W

b2 = W j 2 (ver Figura B4-1)d' s

=

Para w j t > 0.3285b, (bj2) (R,) (ver Figura B4-1)b, b - b. (ver Figura B4-1)ds d's (R,)

donde

S =wt =I =

bb1, b2

d =s

d's

(R,)

60

(Ec. B4-4)(Ec. B4-5)(Ec. B4-6)

1.28JEí[ (Ec. B4-7)Ancho plano definido en la Figura B4-1Espesor por la secciónMomento de inercia requerido del atiesador, para que cada elementocomponente se comporte como un elemento atiesado

[ ]3 [ ]

w/t w/t399t4 S-O.328 s t" 115

S+5

(Ec. B4-8)Ancho efectivo de diseñoZonas de ancho efectivo de diseño definidas según figura B4-1Ancho efectivo reducido del atiesador, como se define en la figura B4-1,y utilizado en el cálculo de las propiedades efectivas de la secciónAncho efectivo del atiesador calculado de acuerdo con la Sección B3.2(ver Figura B4.1)

Ijla s 1 (Ec. B4-9)

octubre 2009

------ ---- --- --- - ----------Capítulo B, Elementos

donde1 =s Momento de inercia de la sección completa del atiesador en torno a su

propio eje centroidal paralelo al elemento a ser atiesado. Para atiesadoresde borde, la esquina curva entre el atiesador y el elemento a ser atiesado, nose considera como parte del atiesador(d3t sin 29)/12 (Ec. B4-10)=

Ver Figura B4-1 para definiciones de otras variables dimensionales.El ancho efectivo, b, en las ecuaciones B4-4y B4-5, se calculará de acuerdo a la Sección B2.1 con el

coeficiente de pandeo de placa, k, dado en la Tabla B4-1:

Tabla 84-1Determinación del coeficiente del pandeo de placa k

D/w::;; 0.25 0.25 < D/w ::;;0.8

Pestaña simple de borde (1400~ 9 ~ 40°)

( 4.82-5: )t R,)" +0.43 < 4

donde

n=( 0.582- :~t)~l(b) Determinación de la serviciabilidad

(Ec. B4-11)

El ancho efectivo, bd, usado en la determinación de la serviciabilidad se calcularásegún la Sección B4(a), excepto que fdes sustituido por f, donde fdes la tensión de compresióncalculada en la sección efectiva, para la carga bajo la cual se determina la serviciabilidad.

octubre 2009 61

Especificación para el diseño de miembros estructurales de acero conformado en frio-----------------------------------------------

_w

D, d ; Dimensiones delellesador

D ~b2 I b1

r- i - -¡

d' ; Ancho efecllvo del /" d 'satiesador calrulado /" d' '"vsagún 89CCIón 83.1 ~,s - .>

da; Ancho efactlvo reducido ' d>-del atiesedar "v

Tensión f para el ala en compnlSión

Eje cenlroldal

Figura 84-1. Elementos atiesados con pestaña simple de borde.

85 Ancho efectivo de elementos con un atiesador o múltiples atiesadoresintermedios o elementos atiesados en los bordes con atiesadores intermedios

85.1 Ancho efectivo de elementos uniformemente comprimidos con un atiesadoro múltiples atiesadores intermedios

bobrC.

1

La siguiente notación se aplicará en esta sección,Ag ~rea bruta del elemento incluyendo atiesadoresA Area bruta del atiesadorsbe Ancho efectivo del elemento, ubicado en el centro id e del elemento incluyendo

atiesadores; ver Figura B5.1-2Ancho plano total del elemento atiesado; ver Figura B5.1-1Ancho plano del sub-elemento más grande; ver Figura B5.1-1Distancia horizontal desde el borde del elemento al eje central del atiesador;ver Figura B5.1-1Tensión de pandeo elástico de la placaTensión de compresión uniforme actuando en el elemento planoAncho del atiesador de borde del elemento atiesado (por ejemplo, la alturadel alma de una sección sombrero con el ala en compresión con múltiplesatiesadores intermedios es igual a h; si los atiesadores de bordestienen diferentes anchos, usar el menor de todos)Momento de inercia del atiesador en torno al eje central de la parte planadel elemento. El radio de curvatura que conecta el atiesador a la zona planapuede ser incluidoCoeficiente de pandeo de placa de un elemento

=

Fcrfh

1sp

k

62 octubre 2009


=Coeficiente de pandeo para pandeo distorsionalCoeficiente de pandeo de placa para el pandeo local del sub-elementoLargo no apoyado entre los puntos de arrostramiento u otros apoyos querestrinjan el pandeo distorsional del elementoFactor de modificación del coeficiente de pandeo distorsional de placaNúmero de atiesadores en el elementoEspesor del elementoÍndice para el atiesador "i"Factor de esbeltezFactor de reducción

=

R =nt

=Ap

El ancho efectivo será calculado de acuerdo a la Ec.B5.1-1 como sigue:

(Ec.B5.1-1)

dondep = 1

P = (1-0.22/A)/ A

si A:S 0.673

si A> 0.673 (Ec.B5.1-2)

donde

A= r:~F:: (Ec.B5.1-3)

donde

(Ec.B5.1-4)

El coeficiente de pandeo de placa, k, se determinará a partir del mínimo entre Rk, y k1o

<'

calculados de acuerdo con la Sección B5.1.1 o B5.1.2, según sea aplicable.k= el mínimo entre Rkd y k10c (Ec.B5.1-5)R= 2 cuando bolh < 1

cuando bulh ~ 1 (Ec.B5.1-6)

85.1-1 Caso específico: Atiesador simple o n atiesadores idénticos, igualmenteespaciados

Para elementos uniformemente comprimidos con un atiesador simple, o múltiples atiesadoresidénticos e igualmente espaciados, los coeficientes de pandeo de placas y los anchos efectivos se

octubre 2009 63


calcularán de acuerdo a lo siguiente:


= 4(n-1)2 (Ec. B5.1.1-1)

(l + ~2rt-y(l + n)

~2(l + o(n + 1))donde

(Ec. B5.1.1-2)

~=(1+ )\ TI + 1))J: (Ec. B5.1.1-3)

donde

10.921y= sp

be0= As o

bot

(Ec. B5.1.1-4)

(Ec. B5.1.1-5)

Si Lbr< ~bO'se permitirá sustituir Lb/bo por ~ para tomar en cuenta el aumento decapacidad debido al arriostramiento.


El ancho efectivo, bd' usado en la determinación de la serviciabilidad será calculado según laSección B5.1.1(a), excepto que fdes sustituido por f, donde fd es la tensión de compresión calculadaen el elemento considerado, basado en la sección efectiva a nivel de carga para la cual se determinala serviciabilidad.

85.1.2 Caso general: Número, ubicación y tamaño arbitrario del atiesador

Para elementos atiesados en compresión uniforme con atiesadores de tamaño, ubicación y númeroarbitrario, los coeficientes de pandeo de placas y los anchos efectivos se calcularán de acuerdo a losiguiente:

(a) Determinación de la resistenciak =4(b lb )2

loe o P(Ec. B5.1.2-1)

(Ec. B5.1.2-2)

64 octubre 2009


octubre 2009

donde

(

n J~J3= 2~'Y¡m¡+1

donde

(Ec. B5.1.2-3)

10.92 (lsp)''Y¡= b e I

o(Ec. B5.1.2-4)

(Ec. B5.1.2-5)

(Ec. B5.1.2-6)

Si Lbr< ~bO'se permitirá sustituir Lb/bo por ~ para tomar en cuenta el aumento decapacidad debido al arriostramiento.

a!:

bo

dnl'

bp

'1

c1~

VI~

Figura 85.1-1 Anchos de placa y ubicaciones de atiesadores.

Figura B5.1-2 Ubicaciones del ancho efectivo.

65



El ancho efectivo, bd, usado en la determinación de la serviciabilidad se calculará de acuerdo a laSección BS.l.2(a), excepto que fdes sustituido por f, donde fd es la tensión de compresión calculadaen el elemento considerado basado en la sección efectiva al nivel de carga para la cual se determinala serviciabilidad.

85.2 Elementos con atiesadores de borde e intermedios


Para elementos con atiesadores de borde e intermedios, el ancho efectivo, be' se calculará de acuerdoa lo siguiente:

Si bo / t ::;0.328S, el elemento es totalmente efectivo y no se requiere reducción debido alpandeo local.Si bo / t > 0.328S, entonces el coeficiente de pandeo de placa, k, se determina de acuerdo con laSección B4, pero con ba reemplazando a w en todas las expresiones:Si k calculado según Sección B4 es menor que 4.0 (k < 4), el atiesador intermedio es ignorado yse considerarán las disposiciones de la Sección 4 para el cálculo del ancho efectivo.Si k calculado por la Sección B4 es igual a 4.0 (k=4), el ancho efectivo del elemento atiesador deborde es calculado según las disposiciones de la sección BS.l, con la siguiente excepción:R calculado de acuerdo con la Sección BS.1es menor o igual a 1

dondeba = Ancho plano total del elemento con borde atiesado

Para la definición de otras variables, ver Sección B4 y BS.l.


El ancho efectivo, b, usado en la determinación de la serviciabilidad se calculará según la SecciónBS.2(a), excepto que fd es sustituido por f, donde fd es la tensión de compresión calculada en elelemento considerado, basado en la sección efectiva al nivel de la carga para la cual se determina laserviciabilidad.

66 octubre 2009

Capítulo C, Miembros

C. MIEMBROS

C1 Propiedades de las secciones

Las propiedades de las secciones (área de la sección transversal, momento de inercia, móduloelástico, radio de giro, etc.) se determinarán de acuerdo con los métodos convencionales del diseñoestructural. Las propiedades se basarán en la sección total de los miembros (o secciones netas dondeel uso de la sección neta sea aplicable) excepto donde se requiera el uso de una sección reducida, oancho efectivo de diseño.

C2 Miembros en tracción

Ver Sección C2 del anexo A o B para las disposiciones de esta sección.

C3 Miembros en flexión

C3.1 Flexión

La resistencia nominal a flexión M , será el menor de los valores calculados de acuerdo con lasn

Secciones C3.1.1, C3.1.2, C3.1.3, C3.1.4, 06.1.1, 06.1.2, 06.2.1, que sean aplicables.Ver la Sección C3.6 para elementos en flexión no restringidos lateralmente, sujetos

simultáneamente a flexión y carga torsional, tales como cargas que no pasan a través del centrode corte de la sección, condición que no es considerada en las disposiciones de esta sección.

C3.1.1 Resistencia nominal de la sección

La resistencia nominal a flexión M , se calculará en base a la iniciación de la fluencia de lan

sección efectiva (Procedimiento 1) o en base a la reserva de capacidad inelástica (Procedimiento 2),según corresponda. Los factores de seguridad y los factores de resistencia dados en esta sección,serán usados para determinar la resistencia admisible o la resistencia de diseño de acuerdo con elmétodo de diseño aplicable según las Secciones A4, AS o A6.

Para secciones con alas comprimidas atiesadas o parcialmente atiesadas:

n, 1.67 (ASO)

<1\ 0.95 (LRFD)

Para secciones con alas comprimidas no atiesadas:

ºb = 1.67 (ASO)

<l>b = 0.90 (LRFO)

octubre 2009 67

Especificación para el diseño de miembros estructurales de acero conformado en frío------------------------------

(a) Procedimiento 1 - Basado en la iniciación de la fluencia

La resistencia nominal a flexión, Mn, para el momento de fluencia efectivo, se calculará deacuerdo con la Ecuación C3.1.1-1según lo siguiente:

M = S F (Ec.C3.1.1-1)n e y

dondeS = Módulo elástico de la sección efectiva calculado en relación a la fibra extrema

e

F)'

en tracción o compresión que primero alcance la tensión Fy= Tensión de fluencia de diseño determinada de acuerdo con la Sección A7.1

(b) Procedimiento 11 - Basado en la reserva de capacidad inelástica

La reserva de capacidad inelástica a flexión podrá usarse cuando se cumplan las siguientescondiciones:

(1) El miembro no está sujeto a torsión o al pandeo lateral, torsional o flexo-torsional,(2) El efecto del formado en frío no se ha incluido en la determinación de la tensión de

fluencia F .v

(3) La razón éntre la altura de la porción comprimida del alma y su espesor no excedeAl"

(4) Elesfuerzo de corte no excede 0.35Fypara ASDy 0.6F

ypara LRFDmultiplicado por

el área del alma (ht para elementos atiesados o wt para elementos no atiesados).(5) El ángulo entre un alma y la vertical no puede exceder 30 grados.

La resistencia nominal a flexión, Mn, no puede ser mayor que 1.25Sl " determinado de acuerdocon el Procedimiento 1 de la Sección C3.1.1(a) o la que causa la deformación unitaria máxima encompresión igual a el, (no se limita la deformación unitaria máxima en tracción).

dondeht

= Altura plana del alma= Espesor del elemento= Deformación unitaria de fluencia= FjE= Ancho plano del elemento

Módulo de elasticidadFactor de deformación unitaria en compresión calculada según lo siguiente:

wEC

y

(i) Elementos atiesados en compresión sin aiiesadores intermediosPara elementos en compresión sin atiesadores intermedios, C" se calculará deacuerdo a 10 siguiente: -

68 octubre 2009


wsiA <-< A

1 t 2(Ec.C3.1.1-2)

donde

A= 1.111 ~Fy/E (Ec.C3.1.1-3)

(Ec.C3.1.1-4)

(ii) Elementos no atiesados en compresiónPara elementos no atiesados en compresión,siguiente:

C I se calculará de acuerdo a lo)

(ii-1) Elementos no atiesados en compresión bajo gradiente de tensiones que producecompresión en un borde longitudinal y tracción en el otro borde longitudinal:

Cy = 3.0 si A s A3

Cy

si A <A<A3 4(Ec.C3.1.1-5)

Cy

= 1dondeA3 = 0.43A4 == 0.673 (1+\ji)\ji Valor definido en la Sección B3.2

(Ec.C3.1.1-6)

(ii-2) Elementos no atiesados en compresión bajo gradiente de tensiones que causacompresión en ambos bordes longitudinales:C = 1

y

(ii-3) Elementos no atiesados en compresión uniforme:C =1

y

(iii) Elementos con atiesad ores de borde y elementos multi-atiesados en compresión.Para elementos con atiesadores de borde y elementos multi-atiesados encompresión, el valor de C, se tomará como:C =1 -

y

Cuando corresponda, se usarán los anchos efectivos de diseño en el cálculo de las propiedades desección. M, se calculará considerando el equilibrio de tensiones, asumiendo una misma curva tensión-deformación elastoplástica ideal, tanto para tracción como compresión, asumiendo deformaciones

octubre 2009 69

Especificación para el diseño de miembros estructurales de acero conformado en frío----

pequeñas, y que las secciones planas permanecen planas durante la flexión. La flexión combinadacon aplastamiento del alma debe ser chequeada según las disposiciones de la Sección C3.5.

C3.1.2 Resistencia al pandeo lateral torsional

Las disposiciones de esta sección se aplicarán a miembros de sección abierta, como se especificaen la Sección C3.1.2.1 o secciones cerradas tipo cajón como se especifica en la Sección C3.1.2.2.

Salvo indicación contraria, se usarán los siguientes factores de seguridad, factores de resistenciay resistencias nominales calculados de acuerdo con las Sección C3.1.2.1 y C3.1.2.2 para determinarla resistencia admisible en flexión o la resistencia de diseño en flexión de acuerdo con el método dediseño aplicable en la Sección A4, AS o A6.

ºb = 1.67 (ASO)<1>1> = 0.90 (LRFO)

C3.1.2.1 Resistencia al pandeo lateral torsional de miembros con seccionesabiertas

Las disposiciones de esta sección se aplicarán a las secciones 1-,Z-, C-, y otros miembros en flexióncon secciones de simetría simple sujetos a pandeo lateral torsional (no se incluye placas corrugadas,miembros cerrados tipo cajón o tipo U, ni miembros curvos o en arco). Las disposiciones de estasección no se aplicarán a alas en compresión no arriostradas pertenecientes a secciones estableslateralmente. Ver Sección 06.1.1 para costaneras C- y Z- en las cuales el ala traccionada está unida auna placa de cubierta.

Para tramos de secciones de simetría simple, doble o puntual, no arriostrados lateralmentesujetos a pandeo lateral torsional, la resistencia nominal a flexión, M", se calculará de acuerdo conla Ecuación C3.1.2.1-1.

M"=S,,Fe (Ec. C3.1.2.1-1)dondeS Módulo elástico de la sección efectiva calculado en relación a la fibra extrema ene

compresión F"F, se determinará como sigue:

Para F ~ 2.78FEl tramo del rniembro no está sujeto a pandeo lateral torsional a un momento flector menoro igual que M,. La resistencia admisible en flexión se determinará de acuerdo con la SecciónC3.1.1(a). .

F =~ F (1- 10Fy)

e 9' 36Fo

(Ee. C3.1.2.1-2)

70 octubre 2009


Para F :5,; 0.56Fe y

F = Fe edondeFFY

e

(Ec.C3.1.2.1-3)

= Tensión de fluencia de diseño determinada de acuerdo con la Sección A.7.1Tensión crítica de pandeo lateral torsional elástico calculado deacuerdocon (a) o (b)

(a) Para secciones de simetría simple, doble y puntual:(i) Para flexión en torno el eje de simetría

para secciones con simetríasimple o doble (Ec.C3.1.2.1-4)

para secciones con simetríapuntual (Ec.C3.1.2.1-5)

donde

12.5Me = max

b 2.5Mmax

+3MA

+4MB

+3Mc(Ec.C3.1.2.1-6)

dondeM = Valor absoluto del momento máximo en el tramo no arriostradomaxMA = Valor absoluto del momento a un cuarto de la luz del tramo no

arriostradoMB Valor absoluto del momento en el punto central del tramo no

arriostradoMe Valor absoluto del momento a los tres cuartos de la luz del tramo

no arriostrado

Para todos los casos podrá tomarse conservadoramente Cb igual a la unidad. Para voladizos oextensiones de borde donde el extremo libre se encuentra no arriostrado, Cb se tomará igual a launidad.

ro= Radio de giro polar de la sección en torno al centro de corte

= r ' +r i+x 2x y o

(Ec.C3.1.2.1-7)

donderx' ry = Radios de giro de la sección en torno a los ejes centroidales

principalesXo = Distancia entre el centro de corte y el centroide a lo largo

del eje x-principal, tomada como negativaA = Área total no reducidaSr = Módulo elástico de la sección total no reducida, relativo a la fibra extrema

octubre 2009 71

Especificación para el diseño de miembros estructurales de acero conformado en frío----------------------------------------

en compresión

(Ec. C3.1.2.1-8)

dondeEKLY

y

= Módulo de elasticidad del acero= Factores de longitud efectiva para flexión en torno al eje y

Longitud no arriostrada del miembro para flexión en tornoal eje y

(Ec. C3.1.2.1-9)

dondeG =J =C =w

KtLt

Módulo de corteConstante de torsión de Saint- VenantConstante de alabeo de la secciónFactores de longitud efectiva para la torsiónLongitud no arriostrada en torsión del elemento

Para secciones de simetría simple, el eje x será el eje de simetría orientado de tal forma que elcentro de corte tiene una coordenada x negativa.Para secciones de simetría puntual, como las secciones Z, el eje x será el eje centroidalperpendicular al alma.En forma alternativa, Fepodrá calcularse usando la ecuación dada en (b) para secciones 1 dedoble simetría, secciones C de simetría simple, o secciones Z de simetría puntual.

(ii) Para secciones de simetría simple en flexión respecto al eje centroidal perpendicular al ejede simetría

F = CsAaex [·+C j"+r 2 (a!a )]e C S J s o t ex

TF r(Ec. C3.1.2.1-10)

dondee, +1para el momento que produce compresión en el lado del centro de corte

-1 para el momento que causa tracción en el lado del centro de corte

72 octubre 2009

(Ec. C3.1.2.1-11)

dondeK

x Factor de longitud efectiva para la flexión en torno al eje x


Lx = Longitud no arriostrada del miembro en flexión en torno al eje xCTF = 0.6-0.4 (MI / M2) (Ec.C3.1.2.1-12)

dondeM1 Y M2 = Menor y mayor momento flector respectivamente, en los extremos de la

longitud no arriostrada en el plano de flexión; M,IM2' la razón entre losmomentos extremos, es positiva cuando M

1y M2 actúan en la misma

dirección (flexión de curvatura doble) y negativa cuando actúan en ladirección opuesta (flexión de curvatura simple). Cuando el momentoflector en cualquier punto al interior de la longitud no arriostrada es mayora los que se tiene en ambos extremos, Ctfse debe tomar igual a la unidad.

j=_l_[f x3dA+ f xldAJ-x21 A A oy

(Ec.C3.1.2.1-13)

(b) Para secciones 1, secciones e de simetría simple, o secciones Z en flexión respecto al eje centroidalperpendicular al alma (eje x), se podrán usar las siguientes ecuaciones en lugar de (a) para calcular Fe:

para secciones 1 de simetría doble ysecciones C de simetría simple (Ec.C3.1.2.1-14)

para secciones Z de simetría puntual (Ec.C3.1.2.1-15)

donded1yc

= Altura de la sección= Momento de inercia de la zona comprimida de la sección en torno al eje

centroidal de la sección completa paralelo al alma, usando la secciónno reducida

Ver (a) para la definición de otras variables.

C3.1.2.2 Resistencia al pandeo lateral torsional de elementos cerradostipo cajón

Para miembros cerrados tipo cajón, la resistencia nominal a flexión, Mn, se determinará de acuerdoa esta sección.

Si la longitud del miembro no arriostrada lateralmente, es menor o igual que Lu' la resistencianominal a flexión se determinará de acuerdo con la Sección C3.1.1. Luse calculará como sigue:

0.36Cb1t JEGiI:L = EGJIu FySf y

Ver la Sección C3.1.2.1para la defínición de estas variables.

(Ec.C3.1.2.2-1)

octubre 2009 73

Especificación para el diseño de miembros estructurales de acero conformado en frío--------------------------

Si el largo no arriostrado de un miembro es mayor que Lu' calculado según la Ecuación C3.1.2.2-1,la resistencia nominal a flexión se determinará de acuerdo con la Sección C3.1.2.1, donde la tensióncrítica de pandeo lateral torsional, Fe' se calcula como sigue:

F = Ch1t JEGJIe K L S y

y y f

(Ec. C3.1.2.2-2)

dondeJ1

y

Constante torsional de la sección cajón= Momento de inercia de la sección total no reducida en torno al eje centroidal

paralelo al almaVer Sección C3.1.2.1 para la definición de otras variables.

C3.1.3 Resistencia a flexión de elementos cilíndricos cerrados

Para miembros tubulares cilíndricos cerrados con una razón de diámetro exterior a espesor depared, Djt, no mayor que 0.441 EjF.¡ la resistencia nominal a flexión, Mn, se calculará de acuerdocon la Ee. C3.1.3-1. El factor de seguridad y los factores de resistencia dados en esta sección, se usaránpara determinar la resistencia admisible en flexión, o resistencia de diseño en flexión de acuerdo conel método de diseño aplicable según las Secciones A4, AS o A6.

Mn

::::; Fc5f

ah 1.67<Ph 0.95

(Ec. C3.1.3-1)(ASD)(LRFD)

Para Ojt s 0.0714 E/FvFc=1.25Fy

Para 0.0714 EjF < Ojt s 0.318 EjFy y

(Ec. C3.1.3-2)

F =[O.970+0.020( E/F) )]Fe D/t ) (Ec. C3.1.3-3)

Para 0.318 EjFv< Ojt ~ 0.441 E/FyFc=0.328Ej(Djt) (Ec. C3.1.3-4)dondeD = Diámetro exterior del cilindrot = EspesorFe = Tensión crítica de pandeo por flexiónS, = Módulo elástico de la sección total no reducida, relativo a la fibra extrema

en compresiónVer Sección C3.1.2.1 para la definición de otras variables.

74 octubre 2009


C3.1.4 Resistencia al pandeo distorsional

Las disposiciones de esta sección se aplicarán a secciones 1-,Z-, C-, y otras secciones abiertas quetengan alas en compresión con atiesadores de borde, con la excepción de miembros que cumplan loscriterios de la Sección 06.1.1, 06.1.2, cuando se usa el factor R de la EC.06.1.2-1o la Ec. 06.2.1. Laresistencia nominal a flexión se calculará de acuerdo con la Ec. C3.1.4-1,o la Ec. C3.1.4-2.Elfactor deseguridad y los factores de resistencia dados en esta sección, se usarán para determinar la resistenciaadmisible y la resistencia de diseño en flexión de acuerdo con el método de diseño aplicable segúnlas Secciones A4, A5 o A6.

ºb = 1.67 (ASO)

<!lb = 0.90 (LRFO)

Para Ad~0.673

M =Mn )'

Para Ad~0.673

(Ec.C3.1.4-1)

M =(1-0.22( Mcrd )0.5 J( MCr.d )0.5 Mn My M y

)

(Ec. C3.1.4-2)

donde

(Ec. C3.1.4-3)

(Ec. C3.1.4-4)

dondeSfy = Módulo elástico de la sección total no reducida relativo a la primera fibra

extrema en fluencia= SrFd (Ec. C3.1.4-5)

Módulo elástico de la sección total no reducida relativo a la fibra extremaen compresión

Fd = Tensión elástica de pandeo distorsional calculada según la SecciónC3.1.4(a), (b), o (e)

(a) Disposiciones simplificadas para secciones e y Z con atiesadores simples de borde, sin restricciónrotacional del ala comprimida

Para secciones C- y Z- que no tienen restricciones rotacionales en el ala en compresión, y queestán dentro de los límites dimensionales especificados en esta sección, se permitirá usar la Ec.C3.1.4-6 para obtener una estimación conservadora de la tensión de pandeo distorsional, Fd' VerSección C3.1.4(b) o C3.1.4(c)para disposiciones alternativas y para miembros que quedan fuera delos límites dimensionales de esta sección.

octubre 2009 75


Se aplicarán los siguientes límites dimensionales:(1) 50 s holt s 200,(2) 25 s bol t ::;100,(3) 6.25 < Djt::;50,(4) 49° ~ 9 ::;900,(5) 2::; holbo ::;8,y(6) 0.04::; Dsínü/b, s 0.5

dondeho Altura de borde a borde del alma definida en Figura B2.3-2t Espesorbo = Ancho del ala, de borde a borde, definido en Figura B2.3-2D Dimensión de borde a borde del atiesador, definido en figura B4-19 = Ángulo del atiesa dar, definido en Figura B4-1

La tensión de pandeo distorsional, Fd' se calculará de acuerdo a lo siguiente:

F,~¡3k, 12(1':,¡(~J (Ec.C3.1.4-6)

donde~ Variable que considera el gradiente de momento, el cual se permite

tomar en forma conservadora como 1.0= 1.0::; 1+0.4(LjLm)07(1-M/M/7 s 1.3 (Ec. C3.1.4-7)

dondeL = Mínimo entre L y Lcr mdonde

Lcr(Ec. C3.1.4-8)

Lm = Distancia entre apoyos discretos que restringen el pandeo distorsional (paramiembros restringidos de forma continua Lm=Lcr)

M1 y M2 = El menor y el mayor momento extremo, respectivamente, en el tramo noarriostrado (Lm)de la viga; M/ M2 es negativo cuando los momentos causancurvatura doble y positivo cuando la flexión es de curvatura simple.

76 octubre 2009

(Ee. C3.1.4-9)

Módulo de elasticidadCoeficiente de Poisson

Capítulo C, Miembros-- ---~- ------------------------

(b) Para secciones C- y Z- o cualquier sección abierta con un ala atiesada en compresión que se extiendedesde un lado del alma, donde el atiesador es una pestaña simple a un atiesador de borde complejo

Se permitirá aplicar las disposiciones de esta sección a cualquier sección abierta con un almasimple y ala comprimida con atiesador simple de borde, incluyendo secciones que cumplan loslímites geométricos de la Sección C3.1.4 (a). La tensión de pandeo distorsional, F

d, se calculará de

acuerdo con la Ecuación C3.1.4-10 como sigue:

k .•, +k .• +k .•F =A •.re •.wc •.

d ,.... - -

k;fg +k;wgdonde

~

(Ec. C3.1.4-10)

Variable que toma en cuenta el gradiente de momento, el cual se permitetomar en forma conservadora como 1.01.0 s 1+0.4(L/Lm)o7(1-M,IM/7 ~1.3 (Ec. C3.1.4-11)

dondeL= Mínimo entre L y Lcr m

donde

(

41[4

110 (1 2) ( ¡2 J 4 4J}~L = -Ji 1 (x -h )2+C -~(x -h )2 +1[ hacr e xC a x wf 1 a x 720

yf (Ec. C3.1.4-12)

dondeha = Altura de borde a borde del alma tal como se define en Figura B2.3-211 = Coeficiente de Poissont = EspesorIxf = Momento de inercia del ala en tomo al eje xxa Distancia x desde el centroide del ala al centro de corte del alahx = Distancia x desde el centroide del ala a la unión ala/ almaCwf = Constante de alabeo del alaIxvf = Producto del momento de inercia del alaIy~ Momento de inercia del ala con respecto al eje y

Las variables, Ixl'1,(, Ixvf'Cwf'XO' Yh, son propiedades del ala en compresión incluyendoel atiesador de borde" respecto al sistema de ejes x-y ubicados en el centroide del ala,con el eje x considerado como positivo a la derecha del centroide y el eje y positivo bajoel centroide.

Lm = Distancia entre apoyos discretos que restringen el pandeo distorsional (paramiembros restringidos en forma continua, L = L )m cr

M1 y M2 = Menor y mayor momento flector respectivamente, en los extremos del tramono arriostrado (L m) de la viga; M,I M2 es negativo cuando los momentos provocancurvatura doble y positivo cuando la flexión es de curvatura simple

k(Jfe = Rigidez rotacional elástica proporcionada por el ala a la unión ala/ alma

octubre 2009 77

Especificación para el diseño de miembros estructurales de acero conformado en frío~--~~--------------

=

dondeEGJr =

k =Owe

(Ec. C3.l.4-13)

Módulo de elasticidad del aceroMódulo de corteConstante de torsión de St. Venant del ala en compresión, incluyendo el atiesadorde borde en torno a ejes x-y ubicados en el centroide del ala, con el eje x medidoen forma positiva a la derecha del centroide, y el ejey positivo bajo el centroide.Rigidez rotacional elástica proporcionada por el alma, a la unión ala/ alma

(Ec. C3.l.4-14)

ko = Rigidez rotacional proporcionada por un elemento arriostrante (riostra, panel,revestimiento) a la unión ala/ alma del miembro (vale cero si el ala en compresiónno está restringida)

k~fg = Rigidez rotacional geométrica (dividida por la tensión F) requerida por el aladesde la unión ala/ alma

(Ec. C3.l.4-15)

dondeAr Área de la sección transversal del ala en compresión más el atiesador de borde

en torno a los ejes x-y ubicados en el centroide del ala, con el eje x medido enforma positiva a la derecha del centroide, y el eje y positivo bajo el centroide

Yo Distancia y desde el centroide del ala al centro de corte del ala

ko fg Rigidez rotacional geométrica (dividida por la tensión FJ) requerida por el almadesde la unión ala/ alma

h tx2_0_

=13440

[45360(1-~.••.) I62160[(~J '44g,.'+(~ J [53+3(1-1;...)]'"

"'+28x'(~J +420(~J

(Ec. C3.l.4-16)

78 octubre 2009


donde~w.b = (f1-f2)/f1, gradiente de tensiones en el alma, donde fl y f2 son las tensiones en

los extremos opuestos del alma, f1 ;::: f2, la compresión se considera positivay la tracción como negativa, y las tensiones son calculadas en base a la secciónbruta, (por ejemplo: flexión simétrica pura, f1= - f2, ~WPb =2)

(e) Análisis racional del pandeo elástico

Podrá usarse un análisis racional del pandeo elástico que considere el pandeo distorsional, enlugar de las expresiones entregadas en las Secciones C3.1.4 (a) o (b). Se aplicarán los factores deseguridad y de resistencia dados en la Sección C3.1.4.

C3.2 Corte

C3.2.1 Resistencia de corte de almas sin perforaciones

La resistencia de corte nominal, Vn/ se calculará de acuerdo con la Ecuación C3.2.1-1. El factorde seguridad y los factores de resistencia entregados en esta sección, se usarán para determinar laresistencia de corte admisible, o la resistencia de corte de diseño de acuerdo con el método de diseñoaplicable en la Sección A4, A5 o A6.

Vn

Q,= AvF,= 1.60

(Ec.C3.2.1-1)

= 0.95(ASD)(LRFD)

(a) Para hit ~ ~Ekv IF)F =0.60 F

v y (Ec.C3.2.1-2)

(b) Para ~Ek IF < hit ~ 1.51~Ek IFv y v y

F=0.60Nv (hit)

(e) Para hjt < 1.51~Ekv IF)

¡r2EkF = v

v 12(l-,u2)(h/t)2

= O.904Ekj(hjtY

(Ec.C3.2.1-4a)

(Ec.C3.2.1-4b)

dondeV

n

Aw

Resistencia de corte nominalÁrea del alma

octubre 2009 79


= htdondehtF

v

Ek

v

= Altura de la porción plana del alma medida a lo largo de su propio plano= Espesor del alma= Tensión de corte nominal= Módulo de elasticidad del acero= Coeficiente de pandeo de corte calculado de acuerdo con (1) o (2) como

sigue:(1) Para almas no reforzadas, kv= 5.34(2) Para almas con atiesadores transversales que satisfacen los requerimientos de la

Sección C3.7cuando a/h s 1,0

k =4.00+ 5.34v (aJhy

(Ec. C3.2.1-6)

cuando a/h > 1.0

k - 34 4.00-5. +--v (aJhf

(Ec. C3.2.1-7)

donde= Largo del panel de alma no reforzada del elemento sujeto a corte= Distancia libre entre atiesadores transversales o elementos de refuerzo del alma= Tensión de fluencia de diseño determinado de acuerdo con la Sección A7.1= Coeficiente de Poisson= 0.3

Para almas compuestas de dos o más planchas, cada plancha será considerada como un elementoseparado que soporta su parte del esfuerzo de corte.

a

Fy

C3.2.2 Resistencia de corte de almas de sección e con perforaciones

Las disposiciones de esta sección se aplicarán dentro de los siguientes límites:

(1) dh/h s 0.7,(2) hit s 200,(3) Perforaciones centradas a media altura del alma,(4) Distancia libre entre perforaciones ~ 457 mm (18 in.),(5) Radios de esquina, perforaciones no circulares ~ 2t,(6) Perforaciones no circulares, dh s 64 mm (2.5 in.) y Lhs 114 mm (4.5 in.),(7) Perforaciones circulares, diámetro s 152 mm (6 in.), y(8) dh > 14 mm (9/16 in.)

dondedh = Altura de la perforación en el almah = Altura de la zona plana del alma, medida a lo largo de su propio plano

80 octubre 2009

Capitulo C, Miembros

t = Espesor del almaLh = Longitud de la perforación en el almaPara secciones C con almas perforadas, la resistencia de corte se calculará de acuerdo con la

Sección C3.2.1, multiplicada por el factor de reducción, qs' definido en esta sección.

Cuando c/t ~ 54

q5 = 1.0

Cuando 5 s c/t < 54

qs = c/(54t) (Ee. C3.2.2-1)

dondec = h/2 - dJ2.83

= h/2-dJ2para perforaciones circularespara perforaciones no circulares

(Ec. C3.2.2-2)(Ee. C3.2.2-3)

C3.3. Flexión y corte combinados

C3.3.1. Método ASD

Para vigas sujetas a flexión y corte combinados, la resistencia a flexión requerida, M, y la resistenciade corte requerida, V, no excederán MJ n, Y VJ 0v' respectivamente.

Para vigas con almas no reforzadas, la resistencia a flexión requerida, M, y la resistencia de corterequerida, V, deberán satisfacer la siguiente ecuación de interacción

(Ec, C3.3.1-1)

Para almas con atiesadores transversales, si al'> MI Mnxo > 0.5 Y av VIVn> 0.7, M Y V deberáncumplir la siguiente ecuación de interacción.

(Ee. C3.3.1-2)

dondeMn

°bM =

nxo

av =V n

Resistencia nominal a flexión cuando se considera flexión puraFactor de seguridad para flexión (ver Sección C3.1.1)Resistencia nominal a flexión en torno al eje centroidal x determinada deacuerdo con la sección C3.1.1Factor de seguridad para el corte (ver Sección C3.2)Resistencia de corte nominal, cuando se considera corte puro.

octubre 2009 81

Especificación para el diseño de miembros estructurales de acero conformado en frío- -

C3.3.2 Método LRFD

Para vigas sujetas a flexión_y corte combinados, la resistencia a flexión requerida, M, Y laresistencia de corte requerida, V, no excederán <l>bMn y <l>yV n' respectivamente.

Para vi~s con almas no reforzadas, la resistencia a flexión requerida, M, Y la resistencia de corterequerida, V, deberán cumplir la siguiente ecuación de interacción:

(Ec.C3.3.2-1)

Para vigas con atiesadores transversales de alma, cuando M! (<1>bMnxn) > 0.5 Y V/(<I> v Vn) > 0.7, MY V deberán satisfacer también la ecuación de interacción siguiente:

0.6( M )+(~):s; 1.3<l>bMnxn <1>v Vo

dondeM

n

M

(Ec. C3.3.2-2)

Resistencia nominal a flexión cuando se considera flexión pura.Resistencia a flexión requeridaMu (LRFD)MI (LSD)

= Factor de resistencia para flexión (ver Sección C3.1.1)Resistencia nominal a flexión en tomo al eje centroidal determinado deacuerdo con la Sección C3.1.1

V Resistencia de corte requeridaVu (LRFD)Factor de resistencia de corte (ver Sección C3.2)

= Resistencia de corte nominal cuando se considera corte puro<1>yV

n

C3.4 Aplastamiento del alma

C3.4.1 Resistencia al aplastamiento de almas sin perforaciones

La resistencia nominal al aplastamiento del alma, Pn' se determinará de acuerdo con la Ec. C3.4.1-1o la Ec. C3.4.1-2, según corresponda. Los factores de seguridad y los factores de resistencia en las TablasC4.1-1 a C3.4.1-5 se usarán para determinar la resistencia admisible o la resistencia de diseño deacuerdo con el método de diseño aplicable en la Sección A4, A5 o A6.

(Ec. C3.4.1-1)

donde:Pn Resistencia nominal al aplastamiento del alma

82 octubre 2009

CtF =ve" =

CRRCNNChh


Coeficiente obtenido de las Tablas C3.4.1-1 hasta C3.4.1-5Espesor del almaTensión de fluencia de diseño determinada según la Sección A7.1Ángulo entre el plano del alma y el plano de la superficie de apoyo,45° s e s 90°Coeficiente de radio interior según Tablas C3.4.1-1 hasta C3.4.1-5Radio interiorCoeficiente de longitud de apoyo según tabla C3.4.1-1 hasta C3.4.1-5Largo de apoyo [mínimo 19 mm (314 in.)]Coeficiente de esbeltez del alma según Tabla C3.4.1-1 hasta C3.4.1-5Dimensión plana del alma medida en su propio plano

Alternativamente, para un miembro de sección CoZ con una carga aplicada en solo un ala de lasección, en un extremo del miembro, la resistencia nominal al aplastamiento del alma, Pnc' con unaextensión de borde hacia un lado, podrá calcularse como sigue, excepto que P

IKno debe ser mayor

que el valor correspondiente al caso de carga aplicada en un ala al interior del miembro.

PncdondePm-

a =donde

= aPn (Ec. C3.4.1-2)

Resistencia nominal al aplastamiento del alma de secciones C y Z conextensiones de borde

1.34(L Ih)0.26o/ ~ 1.0

0.009( hit) +0.3 (Ec. C3.4.1-3)

Lo = Longitud de la extensión de borde medida desde el borde del apoyo alextremo del miembro

Pn = Resistencia nominal al aplastamiento del alma, con una carga aplicada en soloun ala de la sección en un extremo del miembro, calculada con las ecuacionesC3.4.1-1, C3.4.1-2 y C3.4.1-3

La Ec. C3.4.1-2 podrá usarse cuando 0.5 s LoIh s 1.5 Y hit ~ 154. Para LoIh o hit fuera de estoslímites, a=l.

Las almas de miembros en flexión para los cuales hl t es mayor que 200 deberán contar conelementos que transmitan cargas concentradas o reacciones directamente a las almas.

Pn y Pnc representarán las resistencias nominales para cargas o reacciones en un alma llena queconecta a las alas superior e inferior. Para almas compuestas de dos o más placas, Pn y P nc se calcularánpara cada placa individual y los resultados se sumarán para obtener la resistencia nominal de lasección completa.

Si se tienen cargas concentradas o reacciones, se considerara que el miembro está bajo la condiciónde carga en solo un ala cuando la distancia libre entre bordes de cargas adyacentes y de sentidoopuesto sea igualo superior a 1.5h.

Se considerará que el miembro está bajo la condición de carga en las dos alas cuando la distancialibre entre bordes de cargas adyacentes y de sentido opuesto sea menor que l.5h.

Se considerará que el miembro está cargado en un extremo cuando la distancia desde el borde dela placa de apoyo al extremo del elemento sea igualo menor que l.5h.

octubre 2009 83


Se considerará que el miembro está cargado en su tramo interno cuando la distancia desde elborde de la placa de apoyo al extremo del elemento sea mayor que 1.5h, excepto donde se indiqueotra cosa.

La Tabla C3.4.1-1se aplicará a vigas doble-T compuestas de dos perfiles canal conectados espaldacon espalda donde hjt:s; 200, Njt:s; 210, YNjh:S; 1,0 = 8-90°. VerSección C3.4.1de Comentarios paraexplicaciones adicionales.

TABLA C3.4.1-1Factores de seguridad, factores de resistencia y coeficientes

para secciones armadas

USA YMéxicoCondiciones de apoyo y

tipos de ala Casos de carga C CR C'J Ch ASD LRFD Límites

ºw <1>w

Alas Carga o Extremo 10 0.14 0.28 0.001 2.00 0.75 RjtS 5Perfil fijado atiesadas o reaccióna los apoyos parcialmente en 1 ala Interior 20.5 0.17 0.11 0.001 1.75 0.85 RjtS5atiesadas

Carga o Extremo 10 0.14 0.28 0.001 2.00 0.75 Rjt S 5reacción

Alas en 1 ala Interior 20.5 0.17 0.11 0.001 1.75 0.85 RjtS3atiesadas o

Perfil noparcialmente

Carga o Extremo 15.5 0.09 0.08 0.04 2.00 0.75atiesadasconectado a reacción Rjt:5 3los apoyos en 2 alas Interior 36 0.14 0.08 0.04 2.00 0.75

Alas no Carga o Extremo 10 0.14 0.28 0.001 2.00 0.75 Rjt:55

atiesadas reacciónen 2 alas Interior 20.5 0.17 0.11 0.001 1.75 0.85 RjtS3

84 octubre 2009

Capítulo C, Miembros---

La Tabla C3.4.1-2 se aplicará a secciones C o canales de alma simple con hit s 200, N/t :s;210,N/h :s;2.0, Y e=900. En la Tabla C3.4.1-2, para miembros con cargas o reacciones en dos alas en eltramo interno, que tienen las alas fijas al apoyo, la distancia desde el borde del apoyo al extremo delmiembro se extenderá al menos 2.5h. Para casos sin dicha fijación, la distancia desde el borde delapoyo al extremo del miembro, se extenderá al menos l.5h.


para secciones C y canales de alma simple

USA YMéxicoCondiciones de apoyo y Casos de carga C CR CN Ch

Límitestipos de ala ASO LRFO

ºw <PwCarga o Extremo 4 0.14 0.35 0.02 1.75 0.85 R/t s 9

Alas reacción

atiesadas o en 1 ala Interior 13 0.23 0.14 0.01 1.65 0.90 R/t~ 5Perfil fijadoa los apoyos

parcialmenteatiesadas Carga o Extremo 7.5 0.08 0.12 0.048 1.75 0.85 R/t:;; 12

reacciónen 2 alas Interior 20 0.10 0.08 0.031 1.75 0.85 R/t:;; 12

Carga o Extremo 4 0.14 0.35 0.02 1.85 0.80

Alas reacción R/t:;; 5

atiesadas o en 1 ala Interior 13 0.23 0.14 0.01 1.65 0.90parcialmente

atiesadas Carga o Extremo 13 0.32 0.05 0.04 1.65 0.90reacción R/t ~ 3

Perfil no en 2 alas Interior 24 0.52 0.15 0.001 1.90 0.80conectado alos apoyos

Carga o Extremo 4 0.40 0.60 0.03 1.80 0.85 R/t~2reacción

Alas no en 1 ala Interior 13 0.32 0.10 0.01 1.80 0.85 R/t s 1atiesadas

Carga o Extremo 2 0.11 0.37 0.01 2.00 0.75reacción R/t~ 1en 2 alas Interior 13 0.47 0.25 0.04 1.90 0.80

octubre 2009 85


La Tabla C3.4.1-3 se aplicará a miembros con secciones Z de alma simple donde hit 5 200, N/t 5210, N/h 52.0, Ye 5 90°. En la Tabla C3.4.1-3, para miembros con cargas o reacciones en dos alas enel tramo interno que tienen las alas fijas al apoyo, la distancia desde el borde del apoyo al extremodel miembro se extenderá al menos 2.5h. Para casos sin dicha fijación, la distancia desde el borde delapoyo al extremo del miembro se extenderá al menos l.5h.


para secciones Z de alma simple.

USA YMéxicoCondiciones de apoyo y Casos de carga C CR CN Ch Límitestipos de ala ASD LRFDnw <1>w

Carga o Extremo 4 0.14 0.35 0.02 1.75 0.85 R/t S;9reacción

Alas en 1 alaInterior 13 0.23 0.14 0.01 1.65 0.90 R/t S;5.5

Perfil fijado atiesadas oa los apoyos parcialmente

9 0.05 0.052atiesadas Carga o Extremo 0.16 1.75 0.85 R/t S;12reacciónen 2 alas Interior 24 0.07 0.07 0.04 1.85 0.80 R/t S;12

Carga o Extremo 5 0.09 0.02 0.001 1.80 0.85reacción R/t S;5

Alas en 1 ala Interior 13 0.23 0.14 0.01 1.65 0.90atiesadas o

parcialmenteatiesadas Carga o Extremo 13 0.32 0.05 0.04 1.65 0.90

reacción R/t S;3en 2 alas Interior 24 0.52 0.15 0.001 1.90 0.80Perfil no

conectado alos apoyos Carga o Extremo 4 0.40 0.60 0.03 1.80 0.85 R/t S;2

reacciónen 1 ala

0.01 R/t S;1Interior 13 0.32 0.10 1.80 0.85Alas no

atiesadasCarga o Extremo 2 0.11 0.37 0.01 2.00 0.75reacción

R/ t S;1en 2 alasInterior 13 0.47 0.25 0.04 1.90 0.80

86 octubre 2009


La Tabla C3.4.1-4 se aplicará a miembros de sección sombrero simple donde hit::;; 200, N/t::;; 200,N/h::;; 2, Y e s 90°.


para secciones tipo sombrero simple

Condiciones USA YMéxicode apoyo Casos de carga C CR CN Ch ASD LRFD Límites

nw <PwCarga o Extremo 4 0.25 0.68 0.04 2.00 0.75 R/t:::: 5

reacción en1 ala Interior 17 0.13 0.13 0.04 1.80 0.85 R/t:::: 10Perfil fijado a

los apoyosCarga o Extremo 9 0.10 0.07 0.03 1.75 0.85

reacción en 2 R/t ::::10alas Interior 10 0.14 0.22 0.02 1.80 0.85

Perfil no Carga o Extremo 4 0.25 0.68 0.04 2.00 0.75 R/t:s; 4conectado a reacción enlos apoyos 1 ala Interior 17 0.13 0.13 0.04 1.80 0.85 R/t::::4

La Tabla C3.4.1-5 se aplicará a miembros con secciones de varias almas donde hit::;; 200, N/t ::;;210, N/h s 3, Y45°s e::;; 90°.

TABLA C3.4.1-SFactores de seguridad, factores de resistencia y coeficientes

para secciones de placas de almas múltiples

CondicionesUSAy México

de apoyo Casos de carga C CR CN Ch ASD LRFD Límites

nI\' <Pw

Carga o Extremo 4 0.04 0.25 0.025 1.70 0.90 R/t:::: 20reacción en

1 ala Interior 8 0.10 0.17 0.004 1.75 0.85 R/t:::: 10Perfil fijado alos apoyos Carga o Extremo 9 0.12 0.14 0.040 1.80 0.85

reacción en 2 R/t :S;10alas

Interior 10 0.11 0.21 0.020 1.75 0.85

Carga o Extremo 3 0.04 0.29 0.028 2.45 0.60reacción en R/l:S20

Perfil no 1 ala Interior 8 0.10 0.17 0.004 1.75 0.85conectado a Carga olos apoyos Extremo 6 0.16 0.15 0.050 1.65 0.90reacción en 2 R/t:::: 5

alasInterior 17 0.10 0.10 0.046 1.65 0.90

octubre 2009 87


C3.4.2 Resistencia al aplastamiento del alma de secciones C con perforaciones

Cuando una perforación de alma está dentro de la longitud de aplastamiento, se deberá usar unatiesador de aplastamiento.

Para almas de vigas con perforaciones, la resistencia admisible al aplastamiento del alma se calcularáde acuerdo con la Sección C3.4.1,multiplicada por el factor de reducción, Re'dado en esta sección.

Las disposiciones de esta sección se aplicarán dentro de los siguientes límites:(1) dh/h:S;0.7,(2) h/t:S;200,(3) Perforación centrada a media altura del alma,(4) Distancia libre entre perforaciones ~ 457 mm (18 in.),(5) Distancia entre el extremo del miembro y el borde de la perforación ~ d,(6) Radios de esquina, perforaciones no circulares ~ 2t,(7) Perforaciones no circulares, dn :s; 64 mm (2.5 in.) y Lhs 114mm (4.5 in.),(8) Perforaciones circulares, diérnetros s 152 mm(6 in.), y(9) dn > 14 mm (9/16 in.)donded, = Altura de la perforación del almah = Altura de la zona plana del alma medida en su propio planot = Espesor del almad = Altura de la sección transversalLh = Longitud de la perforación

Para una reacción en un ala en una zona extrema (Ecuación C3.4.1-1 con Tabla C3.4.1-2) si laperforación de alma no está dentro de la longitud de aplastamiento, el factor de reducción, Re' secalculará como sigue:

R,= 1.01- 0.325d,,/h+0.083x/h:S; 1.0 (Ec.C3.4.2-1)N ~ 25 mm (1 in.)Para una reacción en un ala en un tramo interior (Ecuación C3.4.1-1con la Tabla C3.4.1-2)donde

ninguna porción de la perforación de alma está dentro de la longitud de aplastamiento, el factor dereducción, R" se calculará como sigue:

R,= 0.90 - 0.047dh/h+0.053x/h:S; 1.0 (Ec.C3.4.2-2)N ~ 76 mm (3 in.)

dondex Distancia más cercana entre la perforación del alma y el borde del apoyoN Longitud de apoyo

88 octubre 2009

C3.5 Flexión y aplastamiento de alma combinados

C3.5.1 Método ASD

Las almas planas no reforzadas de perfiles sujetos a una combinación de flexión y cargaconcentrada o reacción serán diseñados de tal forma que el momento, M, y la carga concentrada oreacción, P,cumplan con M :s;M /QcY p:s; P / n .Adicionalmente, deberán cumplirse los siguientes

11m (1 n wrequerimientos (a), (b) y (c), según sea aplicable.


(a) Para perfiles que tengan almas simples no reforzadas, deberá cumplirse la Ec. C3.5.1-1:

O.9{;HM~.}1~3Excepción: En los apoyos interiores de vanos continuos, no se aplicará la Ec. C3.5.1-1 paraplacas corrugadas o perfiles de dos o más almas simples, siempre que los bordes en compresiónde las almas adyacentes estén apoyados lateralmente en la región de momento negativo, yasea por, elementos conectados en forma continua o intermitente, revestimientos rígidos, oarriostramiento lateral, y el espaciamiento entre almas adyacentes no exceda 254 mm (10 in.).

(Ec. C3.5.1-1)

(b) Para secciones que tienen almas múltiples no reforzadas como secciones doble-T hechas desecciones C conectadas espalda con espalda, o secciones similares que proveen un alto gradode restricción contra la rotación del alma (tales como secciones doble- T hechas soldando dosángulos a una sección C), la Ee. C3.5.1-2 deberá cumplirse como sigue:

(Ec. C3.5.1-2)

(c) Para el punto de apoyo de dos perfiles Z anidados, deberá cumplirse la Ec. C3.5.1-3:

O.86(~J+(~J~ 1.65Po Moxo .Q

(Ec. C3.5.1-3)

La Ecuación C3.5.1-3 se aplicará a secciones que cumplan con los siguientes límites:h/t~150,N/t s 140,Fys 483 MPa o 4920 kg/ cm? (70ksi), yR/t s 5.5.

También deberán cumplirse las siguientes condiciones:(1) Los extremos de cada sección están conectados a otra sección con un mínimo de dos

pernos A307 de 12.7 mm (1/2 in.) a través del alma.(2) La sección combinada está conectada al apoyo por un mínimo de dos pernos A307 de

13 mm (1/2 in.) a través de las alas.(3) Las almas de las dos secciones están en contacto.(4) La razón entre la parte más gruesa y la parte más delgada no supera 1.3.

La siguiente notación se aplicará en esta sección:M = Resistencia a flexión requerida, en el punto de aplicación de la carga concentrada

o reacción P o en un punto inmediatamente adyacenteP = Resistencia requerida para carga concentrada o reacción en presencia de un

momento flectorMnxo = Resistencia nominal a la flexión en tomo al eje centroidal x determinado de

acuerdo con la Sección C3.1.1= Factor de seguridad para flexión (ver Sección C3.1.1)

octubre 2009 89

Especificación para el diseño de miembros estructurales de acero conformado en frío- -~~ -------------------

Pn = Resistencia nominal para carga concentrada o reacción en ausencia demomento flector determinada de acuerdo con la Sección C3.4

ºw = Factor de seguridad para aplastamiento del alma (ver Sección C3.4)º Factor de seguridad para la flexión y aplastamiento del alma combinados1.70

C3.5.2 Método LRFD

Las almas planas no reforzadas de secciones sujetas a una combinación de flexión y cargaconcentrada o reacción se diseñarán de tal forma que el momento, M, Y la carga concentrada o

- -reacción, P, satisfacen M $ <P b M nx o y P $ <P w Pn• Adicionalmente, deberán cumplirse los siguientesrequerimientos en (a), (b) y (c), según sea aplicable.

(a) Para secciones que tienen almas simples no reforzadas, deberá cumplirse la Ec. C3.5.2-1:

0.91(; HM~".)~1.33$

donde<1> = 0.90

(Ec. C3.5.2-1)

Excepción: En los apoyos interiores de vanos continuos, no se aplicará la Ec. C3.5.2-1 paraplacas corrugadas o vigas con dos o más almas simples, siempre que los bordes en compresiónde las almas adyacentes estén apoyados lateralmente en la región de momento negativo porelementos conectados a las alas en forma continua o intermitente, por revestimientos rígidos, oarriostramiento lateral, y el espaciamiento entre almas adyacentes no exceda 254 mm (10 in.).

(b) Para secciones que tienen almas múltiples no reforzadas como secciones doble-T hechasde secciones C conectadas espalda con espalda, o secciones similares que proveen un altogrado de restricción a la rotación del alma (tales como secciones doble-T hechas soldandodos ángulos a una sección C), deberá cumplirse la Ec. C3.5.2-2 según lo siguiente:

0.88(; HM~,.)~146$

donde<1> = 0.90 (LRFD)

(c) Para dos secciones Z enfrentadas, deberá cumplirse la Ec. C3.5.2-3:

(Ec. C3.5.2-2)

O.86( ; HM~,") ~ 1.65$

donde<1> = 0.90 (LRFD)La Ecuación C3.5.2-3 se aplicará a secciones que cumplan con los siguientes límites:

(Ec. C3.5.2-3)

90 octubre 2009


h/t~150,N/t s 140,Fv s 483 MPa o 4920 kg/ cm?(70ksi), yR/t s 5.5.Las siguientes condiciones deben también cumplirse:

(1) Losextremos de cada sección están conectados a otra sección con un mínimo de dos pernosA307 de 12.7 mm (1/2 in.) a través del alma.

(2) La sección combinada está conectada al apoyo por un mínimo de dos pernos A307 de12.7 mm ( 1/z in.).

(3) Las almas de las dos secciones están en contacto.(4) La relación entre la parte más gruesa con respecto a la parte más delgada no supera 1.3.

L! siguiente notación se aplicará en esta sección:M = Resistencia a flexión requerida en el punto de aplicación de la carga concentrada

o reacción P o en un punto inmediatamente adyacente= Mu (LRFD)

P = Resistencia requerida para cargas concentradas o reacción en presencia delmomento flector.Pu (LRFD)

<l>b Factor de resistencia a flexión (ver Sección C3.1.1)M Resistencia nominal a la flexión en torno al eje centroidal xnxo

determinado en conformidad con la Sección C3.1.1<l>w = Factor de resistencia para aplastamiento del alma (ver Sección C3.4)Pn Resistencia nominal para carga concentrada o reacción en ausencia de flexión

determinada según la Sección C3.4

C3.6 Flexión y torsión combinadas

Para elementos en flexión no restringidos lateralmente sujetos simultáneamente a flexión ytorsión, la resistencia disponible en flexión calculada de acuerdo con la Sección C3.1.1 (a) se reducirámultiplicándola por un factor de reducción R.

Como se especifica en la Ec.C3.6-1el factor de reducción, R,será igual a la razón entre las tensionesnormales de vigas en flexión pura, dividido por las tensiones combinadas debido a la flexión y latorsión en el punto de tensiones máximas combinadas.

R= f flexión ::; 1fflexión +ftorsión (Ec.C3.6-1)

Las tensiones se calcularán usando las propiedades de la sección total para las tensiones torsionalesy las propiedades de la sección efectiva para tensiones debidas a la flexión. Para secciones C con alasatiesadas en los bordes, si las tensiones de compresión máximas combinadas ocurren en la unión delalma con el ala, el factor R podrá aumentar en un 15% pero este no debe ser mayor que 1.0.

No se aplicarán las disposiciones de esta sección cuando se utilicen las disposiciones de lasSecciones 06.1.1 y D6.1.2.

octubre 2009 91

Especificación para el diseño de miembros estructurales de acero conformado en frio

e3.7 Atiesadores

e3.7.1 Atiesadores de carga

Los atiesadores de carga del alma, ubicados en puntos de cargas concentradas o reacciones,se diseñarán corno miembros en compresión. Las cargas concentradas o reacciones se aplicarándirectamente en los atiesadores, o cada atiesador será ajustado acuciosamente a la porción planadel ala para que la carga de aplastamiento se trasmita directamente a la zona extrema del atiesador.Se incluirá un detallamiento para asegurar la transferencia de corte entre el atiesador y el alma deacuerdo con el Capítulo E. Para cargas concentradas o reacciones, la resistencia nominal, Pn, será elmenor valor calculado a partir de las expresiones (a) y (b) de esta sección. El factor de seguridad y losfactores de resistencia entregados en esta sección se usarán para determinar la resistencia admisible, o laresistencia de diseño según el método de diseño aplicable en las Secciones A4, AS o A6.ºc 2.00 (ASD)

I\ld 0.85 (LRFD)(a) P

nF\~C (Ec. C3.7.1-1)

(b) Pn Resistencia axial nominal evaluada de acuerdo con la Sección C4.1(a), con Al'reemplazado por Ah

dondeFw"A'

e

Menor valor de F" para el alma de la viga, o F,s para la sección del atiesador18t2+As' para atiesadores en apoyos interiores o bajo cargas concentradas

(Ec. C3.7.1-2)102t+A

s' para atiesadores en apoyos extremos (Ec. C3.7.1-3)

dondetA s

Ab =

Espesor del alma de la vigaÁrea de la sección del atiesadorb.t+A; para atiesadores en apoyos interiores o bajo cargas concentradas

(Ec. C3.7.1-4)(Ec. C3.7.1-5)= b2t+As' para atiesadores en apoyos extremos

donde

25t[ 0.0024(L)t)+0.n J::; 25t

12t [ 0.0024( Lst/t )+0.83] ::;12t

(Ec. C3.7.1-6)

(Ec. C3.7.1-7)

Lst = Largo del atiesadorLa razón wI t

spara los elementos atiesados o no atiesados del atiesador, no será mayor que

1.~8~E/Fys y 0.42~E/Fys respectivamente, donde Fys es la tensión de fluencia, y ts es el espesor delatiesador.

e3.7.2 Atiesadores de carga en miembros en flexión con sección e

Para miembros de sección C en flexión con cargas o reacciones en dos alas, con atiesadores deaplastamiento que no cumplan con los requisitos de la Sección C3.7.1, la resistencia nominal, Pn, secalculará de acuerdo a la Sección C3.7.2-1. El factor de seguridad y los factores de resistencia en esta

92 octubre 2009


sección se usarán para determinar la resistencia admisible o la resistencia de diseño según el método dediseño aplicable en la Sección A4, A5 o A6.

Pn = 0.7 (pw,+AlJ ~ Pwr (Ec.C3.7.2-1)n 1.70 . (ASO)<1> 0.90 (LRFD)dondePwc = Resistencia nominal al aplastamiento del alma en zonas interiores O extremas para

miembros en flexión de sección e calculada de acuerdo con la Sección C3.4.1-1para elementos de alma simple

Ae = Área efectiva del atiesador sujeto a compresión uniforme, calculada a la tensión defluencia

F Tensión de fluencia del acero del atiesadorLa Ec. C3.7.2-1se aplicará dentro de los siguientes límites:

(1) El atiesador completo está apoyado. Si el ancho del apoyo es más angosto de tal forma queuna de las alas del atiesador no está apoyada, P

nse reduce en un 50%.

(2) Los atiesadores son elementos tipo pie derechos o soleras de sección C con una alturamínima del alma de 89 mm (31/2in.) y un espesor mínimo de 0.84 mm (0.0329in.)

(3) El atiesador está unido al alma del elemento en flexión con al menos 3 conectores (tornilloso pernos)

(4) La distancia desde las alas del elemento en flexión al primer atiesador no es menor qued/8, donde d es la altura total del elemento en flexión.

(5) La longitud del atiesador no es mayor o igual que la altura del elemento en flexión menos9 mm (3/8 in.)

(6) El ancho de aplastamiento no es menor que 38 mm (11/2in.)

C3.7.3 Atiesadores de corte

Cuando se requieran atiesadores de corte, su espaciamiento se basará en la resistencia de corte

nominal, Vn' según la Sección C3.2, y la razón al h no será mayor que [260/ (hit )T ni 3.0.El momento de inercia real, 1 , de un par de atiesadores de corte, o de un atiesa~or de corte simple,

respecto a un eje en el plano del alma, tendrá un valor mínimo calculado de acuerdo con la EcuaciónC3.7.3-1:

(Ec.C3.7.3-1)

dondeh Yt = Valores definidos en la Sección B1.2a = Distancia entre atiesadores de corte

El área bruta de los atiesadores de corte no será menor que:

A = l-Cv [~- (a/hf ]YDht&t 2 h (a/h)+Jl+(a/hf (Ec.C3.7.3-2)

octubre 2009 93

Especificación para el diseño de miembros estructurales de acero conformado en frío- ---

donde

C = 1.53Eky cuando e, s 0.8y F

y(h/t)2

=~. 1JEkV cuando e, >0.8hit F, y

(Ec. C3.7.3-3)

(Ec. C3.7.3-4)

donde

k =4.00+ 5.34 cuando a/h < 1.0y (a/ht

(Ec. C3.7.3-5)

=5.34+ 4.00 cuando a/h > 1.0[a/h )2 (Ec. C3.7.3-6)

Tensión de fluencia del acero del almay=-----------------------------Tensión de fluencia del acero del atiesador

D = 1.0 para atiesadores en pares= 1.8 para atiesadores de ángulo simple= 2.4 para atiesadores de plancha simple

C3. 7.4 Otros atiesadores

La resistencia disponible de miembros con atiesadores que no cumplan con los requerimientosde las Secciones C3.7.1, C3.7.2 o C3.7.3, como atiesadores hechos por conformado o laminados,se determinarán por ensayos de acuerdo con el Capítulo F o análisis racional de acuerdo con laSección Al.2(b).

C4 Miembros en compresión cargados concéntricamente

La resistencia axial disponible será el menor de los valores calculados de acuerdo con las SeccionesC4.1, C4.2, 01.2, D6.1.3, YD6.1.4, que sean aplicables.

C4.1 Resistencia nominal por fluencia, pandeo por flexión, pandeo porflexo-torsión y pandeo torsional

Esta sección se aplicará a miembros en los cuales la resultante de todas las cargas que actúanen el miembro, es una carga axial que pasa a través del centroide de la sección efectiva, calculadapara la tensión, Fn' definida en esta sección.

94 octubre 2009


(a) La resistencia nominal axial, Pn, se calculará de acuerdo con la ecuación C4.1-1. El factor deseguridad y los factores de resistencia en esta sección se usarán para determinar la resistenciaaxial admisible y la resistencia axial de diseño de acuerdo con el método de diseño aplicableen las Secciones A.4, A.5 o A.6.

Pn

= AFe n (Ec.C4.1-1)= 1.80

0.85(ASD)(LRFD)

dondeAe = Área efectiva calculada para la tensión Fn' Para secciones con perforaciones circulares,

Aees determinado por el ancho efectivo de acuerdo con la Sección B2.2(a),sujeto a laslimitaciones de esa sección. Si el número de perforaciones en la región del anchoefectivo multiplicado por el diámetro de la perforación y dividido por el largoefectivo no excede 0.015, se permite determinar Ap sin considerar las perforaciones.Para miembros tubulares cilíndricos cerrados, Ae se entrega en la Sección C4.1.5

Fn se calculará de acuerdo a lo siguiente:Para Ac:::; 1.5

(Ec. C4.1-2)

Para Ac > 1.5

F =[0.877]Fn ít.2 y

e

(Ec.C4.1-3)

donde

(Ec.C4.1-4)

Fe = La menor de las tensiones de pandeo elástico por flexión, por torsión y porflexo-torsión, determinado de acuerdo con las Secciones C4.1.1hasta C4.1.5

(b) Las secciones ángulo cargadas concéntricamente serán diseñadas para un momento flector- -

adicional como se especifica en las definiciones de Mx YM,. (ASD) o M, y M, (LRFD)en laSección C5.2.

octubre 2009 95

1t2EF=---

e (KL/r r (Ec.C4.1.1-1)

Especificación para el diseño de miembros estructurales de acero conformado en frío--- - ~------ -- -- ~------- --------------

C4.1.1 Secciones no sujetas a pandeo torsional o flexo-torsional

Para secciones de doble simetría, secciones cerradas y cualquier otra sección que no estásujeta a pandeo torsional o flexo-torsional, la tensión de pandeo elástico por flexión, Fe' secalculará como sigue:

dondeEKL

Módulo de elasticidad del aceroFactor de longitud efectivaLongitud del miembro no arriostrada lateralmenteRadio de giro de la sección total no reducida en torno al eje de pandeor

En marcos donde la estabilidad lateral es proporcionada por arriostramiento diagonal,muros de corte, unión a una estructura adyacente que posea una adecuada estabilidad lateral,o losas de piso o diafragma de techo asegurados horizontalmente por muros o sistemas dearriostramiento paralelos al plano del marco; y en cerchas, el factor de longitud efectiva, K,paramiembros en compresión que no dependan de su propia rigidez a la flexión para la estabilidadlateral del marco o enrejado, se tomará igual a la unidad, a no ser que un análisis muestre queun valor menor es apropiado. En un marco que depende de su propia rigidez a la flexión parasu estabilidad lateral, la longitud efectiva, KL,del elemento en compresión se determinará porun método racional y no será menor que el largo real no arriostrado.

96 octubre 2009

C4.1.2 Secciones de doble simetría y de simetría simple, sujetas a pandeotorsional o flexo-torsional

Para secciones de simetría simple sujetas a pandeo flexo-torsional, Fe' se tomará como elmenor valor entre Fecalculado de acuerdo con la sección C4.1.1y Fel calculado como sigue:

(Ec.C4.1.2-1)

Alternativamente, una estimación conservadora de Fepodrá calcularse como sigue:

aat ex (Ec.C4.1.2-2)F

e a +at ex

donde~=1 - {xolro}2at y al>x=Tensiones que se definen en la Sección C3.1.2.1

Para secciones de simetría simple, el eje x se considerará como el eje de simetría.Para secciones de doble simetría sujetas a pandeo torsional, Fese tomará como el menor

(Ec.C4.1.2-3)


valor entre Fecalculado de acuerdo con la Sección C4.1.1y Fe = 0'" donde 0', se define en laSección C3.1.2.1.

Para perfiles ángulo no atiesados de simetría simple para los cuales el área efectiva (A.,)para la tensión F.¡ es igual al área de sección reducida (A), Fese calculará usando la ecuaciónC4.1.1-1,donde i es el radio de giro menor.

C4.1.3 Secciones de simetría puntual

Para secciones de simetría pun tual, Fese tomará como el menor valor entre 0', definido en laSección C3.1.2.1y Fecalculado en la Sección C4.1.1usando el eje principal menor de la sección.

C4.1.4 Secciones no simétricas

Para perfiles cuya sección no tiene eje de simetría, ya sea en torno a un eje o en torno aun punto, Fese determinará mediante un análisis racional. Alternativamente, se permitirá quelos elementos en compresión compuestos de tales perfiles, sean ensayados de acuerdo con elCapítulo F.

C4.1.5 Secciones tubulares cilíndricas cerradas

Para miembros cilíndricos tubulares cerrados con una razón de diámetro exterior a espesor,Olt, no mayor que 0.441 EIF ~ Y en los cuales la resultante de todas las cargas y momentos

)

actuando en el miembro es equivalente a una fuerza simple en la dirección del eje del miembroque pasa a través del centroide de la sección, la tensión de pandeo elástico por flexión, Fe' secalculará de acuerdo con la Sección C4.1.1,y el área efectiva, A."se calculará como sigue:

Ae=AO+R(A-Ao) (Ec.C4.1.5-1)

donde

[0.037 1 O EAo= ( ) ( )+0.667 A$A Para -$0.441-

OF / tE t Fy y

(Ec.C4.1.5-2)

dondeO = Diámetro exterior del tubo cilíndricoF = Tensión de fluenciavt = EspesorE = Módulo de elasticidad del aceroA = Área de la sección total no reducida

R=F/{2Fe) s 1.0 (Ec.C4.1.5-3)

octubre 2009 97


C4.2 Resistencia al pandeo distorsional

Las disposiciones de esta sección se aplicarán a secciones tipo Y,Z, C, secciones tipo sombrero, y aotros miembros con secciones abiertas que tienen alas con atiesadores de borde, con la excepción demiembros que son diseñados de acuerdo a las Secciones 06.1.3. y D6.1.4. La resistencia axial nominalse calculará de acuerdo con las Ec. C4.2-1 y C4.2-2. El factor de seguridad y el factor de resistenciaen esta sección se usarán para determinar la resistencia de la compresión admisible o la resistenciade compresión de diseño de acuerdo con el método de diseño aplicable según las Secciones A4, A5oA6.

ºb = 1.80G>b = 0.85Para AJ s 0.561P = P

n y

(ASO)(LRFO)

(Ec. C4.2-1)Para Ad> 0.561

Pn ( ( )

006)( )006= 1-0.25 ;:' P~7 P, (Ec. C4.2-2)

donde

(Ec. C4.2-3)

P Resistencia axial nominaln

= A Fg v(Ec. C4.2-4)P

v

dondeA Área bruta de la sección

g

F Tensión de fluenciay

Prrd AgFddondeFd = Tensión elástica de pandeo distorsional calculada de acuerdo con la Sección

C4.2(a), (b) o (e)

(Ec. C4.2-5)

(a) Disposición simplificada para secciones Z y e no restringidas con pestañas de borde

Para secciones C y Z que no tienen restricción rotacional del ala y que cumplen con los límitesdimensionales entregados en esta sección, se permitirá usar la Ec. C4.2-6 para calcular un valorconservador de la tensión de pandeo distorsional, FJ' Ver Sección C4.2(b) o C4.2 (c) para opcionesalternativas en miembros que no cumplan con estos límites dimensionales.

Se aplicarán los siguientes límites dimensionales:(1) 50 s halt:5 200,(2) 25 s bal t :5100,

98 octubre 2009

-------- - ---


(3) 6,25 < D/t:s; 50,(4) 45°:s; 8 s 90°,(5) z s holbo:S;8,y(6) 0.04:S; Dsin8/bo s 0.5.dondeh, = Altura del alma de borde a borde como se define en la Figura B2.3-2bo = Ancho del ala de borde a borde como se define en la Figura B2.3-2O = Dimensión de la pestaña de borde a borde tal como se define en la Figura B4.1t = Espesor8 Ángulo de la pestaña definido en la Figura B4.1

La tensión de pandeo distorsional, Fd' se calculará de acuerdo con la Ec. C4.2-6.

(Ec. C4.2-6)

adonde

= Variable que toma en cuenta el efecto positivo de contar con una longitudno arriostrada, Lm, más corta que Ler'pero que puede conservadoramente tomarsecomo 1.0

= 1.0 para Lm~ Lcr= (L I L )ln(Lm/LJm cr

dondeL

m

Para L < Lm cr (Ec. C4.2-7)

= Distancia entre apoyos discretos que restringen el pandeo distorsional(para miembros restringidos continuamente Lm= Ler'pero el apoyo puedeser considerado como un resorte rotacional, k$' de acuerdo conlas disposiciones en C4.2, (b) o (e))

( rLbuDsin8

= l.2hu s 10hocr hut

( rkdb.Dsiné

= 0.05 s 0.1 ::;8.0hot

E = Módulo de elasticidad del acero~ Razón de Poisson

(Ee. C4.2-8)

(Ec. C4.2-9)

(b) Para secciones e y Z, o secciones tipa sombrero a cualquier sección abierta con alas atiesadas de igualdimensión donde los atiesadores son de pestaña simple o de un atiesador de borde compleio

Las disposiciones de esta sección se aplicarán a cualquier sección abierta con alas atiesadas deigual dimensión incluyendo aquellas que cumplen los límites geométricos de C4.2(a)

(Ee. C4.2-10)

octubre 2009 99


dondek<l>fe = Rigidez rotacional elástica proporcionada por el ala a la unión ala/ alma

de acuerdo con la Ee.C3.4-13= Rigidez de rotación elástica proporcionada por el alma a la unión ala/ alma

6ho (1-/J2) (Ee.C4.2-11)

k<l> = Rigidez rotacional proporcionada por elementos de apoyo (riostra, panel,cubierta) a la unión ala/ alma de un miembro (se toma igual a cero si elala no está restringida). Si la rigidez rotacional entregada a las dos alas esdesigual, se usa la rigidez rotacional menor

kQ

fg = Rigidez rotacional geométrica (dividida por la tensión Fd) requerida por elala desde la unión ala/ alma, de acuerdo con la Ee. C3.1.4-15

k<l> rg = Rigidez rotacional geométrica (dividida por la tensión Fd) requerida por elalma desde la unión ala/ alma

(Ec.C4.2-12)

dondeL Mínimo entre L y Lce m

donde

Lce(6 4h ( J)( J )JX;1[ o l-w 2 I~yf 2

1 x -h +C -- x -he xf (o x ) wf 1yf (o x )(Ee.C4.2-13)

= Distancia entre apoyos discretos que restringen el pandeo distorsional(para miembros restringidos en forma continua Lm = Le.)

VerSección C3.1.4 (b) para la definición de las variables en la Ee. C4.2-13.

Lm

(e) Análisis racional del pandeo elástico

En lugar de las expresiones entregadas en la Sección C4-2(a) o (b), se podrá usar un análisisracional del pandeo elástico que considere el pandeo distorsional, En tal caso se aplicarán los factoresde seguridad y resistencia de la Sección C4.2.

100 octubre 2009


C5 Carga axial y flexión combinadas

C5.1 Flexión y carga axial de tracción combinadas

C5.1.1 Método ASD

Las resistencias requeridas, T, Mx' Y M~,cumplirán con las siguientes ecuaciones deinteracción:

o M O M OTb x+ b Y+-I-:S:l.O

M M Tnxt nyt n

y

(Ec. C5.1.1-1)

0bM" + nbMy _ nI T::;1.0Mnx Mny r,

dondeOhMx, My

(Ec. C5.1.1-2)

= 1.67= Resistencia a flexión requerida con respecto a los ejes centroidales

de la sección

dondes,F

y

Módulo de la sección total no reducida relativo a la fibra extremaen tracción con respecto al eje apropiadoTensión de fluencia de diseño, determinada de acuerdo con laSección A7.11.67Resistencia requerida a tracción axial

= Resistencia nominal a tracción axial determinada de acuerdo conla Sección C2Resistencias a flexión nominales en torno a los ejes centroidalesdeterminados de acuerdo con la Sección C3.1

C5.1.2 Método LRFD

Las resistencias requeridas T, M" Y My cumplirán con las siguientes ecuaciones de interacción:

M M T_--"-x _ + y +__ ::;1.0<1\, Mnxt <1\, Mnyt <p.Tn

M My T--x-+-----~1.0<l\,Mn" <l\,Mny CPtTn

(Ec. C5.1.2-1)

(Ec. C5.1.2-2)

octubre 2009 101

Especificación para el diseño de miembros estructurales de acero conformado en frío-- -- -~ ---------

donde

M Mnxt' nvtdondes,

Fv

T

<PnT

n

M M =nx' nv

= Resisten~as a flexión requeridas con respecto a los ejes centroidalesM =M M =Mx ux 'y u)'

= Para la resistencia a flexión (Sección C3.1.1), <Pb = 0.9000.95Para vigas no arriostradas lateralmente (Sección C3.1.2), <Pb= 0.90Para miembros tubulares cilíndricos cerrados (Sección C3.1.3), <Pb= 0.95= SftFy (Ec.C5.1.2-3)

Módulo de la sección total no reducida relativo a la fibra extrema en traccióncon respecto al eje apropiado

= Tensión de fluencia de diseño, determinada de acuerdo con la Sección A7.1Resistencia requerida a tracción axial

= Tu

0.95Resistencia nominal a tracción axial determinada de acuerdo con la Sección C2Resistencias nominales a flexión en torno a los ejes centroidalesdeterminadas de acuerdo con la Sección C3.1

C5.2 Flexión y carga axial de compresión combinadas

C5.2.1 Método ASD

Las resistencias requeridas, P,M" M.¡ se determinarán usando un análisis elástico de primer ordeny cumplirán con las ecuaciones de -interacción indicadas a continuación. Alternativamente, lasresistencias requeridas, P,M, YM,Jse determinarán de acuerdo al Anexo 2 y cumplirán las siguientesecuaciones de interacción usando los valores para K , K I a aec yC especificados en el Anexo 2.x \ x, mx mvAdicionalmente, cada razón individual de las Ec. C5.2.1-1a 5.2.1-3nó excederá la unidad.

Para secciones tipo ángulo no atiesadas de simetría simple con área efectiva no reducida, M¿podrátomarse como la resistencia requerida a flexión solamente. Para otras secciones ángulos o ángulosno atiesados de simetría simple para los cuales el área efectiva (A.) a nivel de la tensión Fyes menorque el área de la sección total no reducida (A), M, se tomará como la resistencia a flexión requerida ola resistencia a flexión requerida más PL/1000, cualquiera de los dos que resulte en el menor valoradmisible para P.

n p O C M O CM_"_ + b 11l.x , + h 11l~ )' ~ 1.0P M a M a

11 nx x ny y

(Ec.C5.2.1-1)

n r OM OM_c_ + h '+ h : ~ 1.0P M M

no nx n;

(Ec.C5.2.1-2)

Cuando 12c P/ Pn:5: 0.15, la siguiente ecuación podrá usarse en lugar de las dos ecuacionesde arriba:

102 octubre 2009


o P O M 0bM_c_+ b x+ y ~ 1.0P M M

n nx ny

(Ec.C5.2.1-3)

donde

ºePP

n

ºbMx,My

M Mnx ny

1.80Resistencia requerida a la compresión axial.Resistencia nominal axial determinada de acuerdo con la Sección C41.67

= Resistencias a flexión requeridas con respecto a los ejes centroidales dela sección efectiva determinada solamente para la resistencia requeridaa compresión axial.

= Resistencias nominales a la flexión en torno a los ejes centroidalesdeterminadas de acuerdo con la Sección C3.1

ax= a=l-ºcP>O

x P,"x

(Ec. C5.2.1-4)

OP= a =}-_c_>O

y PEy

(Ec. C5.2.1-5)

donde

(Ec.C5.2.1-6)

¡[2EIP = yEy (K L )2

Y YdondeIxK

x

Lx1KLY =P =

noC c;::

mx' my

(Ec.C5.2.1-7)

Momento de inercia de la sección total no reducida en tomo al eje xFactor de longitud efectiva para el pandeo en tomo al eje xLongitud no arriostrada para la flexión en tomo al eje xMomento de inercia de la sección total no reducida en tomo al eje yFactor de longitud efectiva para el pandeo en tomo al eje yLongitud no arriostrada para la flexión en torno al eje yResistencia nominal axial determinada de acuerdo con la Sección C4, con F =F

n l'

Coeficientes cuyos valores se determinan de acuerdo con (a), (b) o (e), .como sigue:

(a) Para miembros en compresión en marcos sujetos a traslación de sus nudosCm= 0.85.

(b) Para elementos a compresión restringidos en marcos arriostrados y no sujetos a cargastransversales entre sus apoyos en el plano de la flexión

Cm = 0.6-0.4 (M¡/M2) (Ec.C5.2.1-8)

dondeM¡/M2 = Razón entre el menor y el mayor momento en los extremos del tramo no

octubre 2009 103


arriostrado en el plano de flexión del miembro considerado.La razón MJM2 es positiva cuando el miembro tiene flexión en curvaturadoble, y negativa cuando tiene flexión en curvatura simple.

(e) Para elementos en compresión en marcos arriostrados en el plano de carga y sujetos a cargastransversales entre sus apoyos, el valor de Cm se determinará mediante un análisis racional.Sin embargo, en lugar de dicho análisis, se puede utilizar los siguientes valores:(1) Para miembros cuyos extremos están restringidos, Cm = 0.85, Y(2) Para miembros cuyos extremos no están restringidos, Cm = 1.0

C5.2.2 Método LRFD

Las resistencias requeridas, P. M, Y M), se determinarán usando un análisis elástico de primerorden y cumplirán con las ecuaciones de interacción indicadas a continuación. Alternativamente,las resistencias requeridas, P, M, y M~,se determinarán de acuerdo al Anexo 2 y cumplirán lassiguientes ecuaciones de interacción usando los valores para Kx' Ky' ax' ay' Cmx y Cmy especificadosen el Anexo 2. Adicionalmente, cada razón individual en las Ec. C5.2.2-1 hasta C5.2.2-3 no excederála unidad.

Para secciones tipo ángulo no atiesadas de simetría simple, con área efectiva no reducida, sepermitirá tomar M: como la resistencia requerida a flexión solamente. Para otras secciones ánguloo ángulos no atiesados de simetría simple para los cuale~ el área efectiva (A.), a nivel de la tensiónFy es menor que el área de la sección total no reducida (A), My se tomará corno la resistencia a flexión

requerida o la resistencia a flexión requerida más (P)Lll 000, cualquiera de ellos que resulte en el

menor valor admisible de P

P e Mx e M__ + m, + 111' Y ::; l. OC/>C P" lPb M", a, C/>b Mny ay

(Ec.C5.2.2-1)

(Ec.C5.2.2-2)

Si P/<1> e Pn ::; 0.15 , se puede utilizar la siguiente ecuación en lugar de las dos ecuaciones de arriba:

P Mx My-- + + ------'----::;1.0<1>" PIl <1> b M nx <1> b M")

donde

(Ec.C2.2.2-3)

104 octubre 2009

P = Resistencia a la compresión axial requerida= P

u0.85Resistencia nominal axial determinada de acuerdo con la Sección C4

<1>,p

n


Resistencias a flexión requeridas con respecto a los ejes centroidales de lasección efectiva determinada solamente para la resistencia requerida acompresión axial

M =M M =Mx ux 'y uy

M =M M =Mx fx 'y fy

Para la resistencia a flexión (Sección C3.1.1), <Pb = 0.90 o 0.95Para miembros a flexión no arriostrados lateralmente (Sección C3.1.2), <Pb = 0.90Para miembros tubulares cilíndricos cerrados (Sección C3.1.3), <P¡, = 0.95

Mnx' Mny = Resistencias nominales a flexión en torno a los ejes centroidalesdeterminados según la Sección C3.1

Pa =1-- >0x P

Ex

(Ec. C5.2.2-4)

Pa =1-->0y P

Ey

donde

(Ec. C5.2.2-5)

Momento de inercia de la sección total no reducida en torno al eje xFactor de longitud efectiva para el pandeo en torno al eje xLongitud no arriostrada para la flexión en torno al eje xMomento de inercia de la sección total no reducida en torno al eje yFactor de longitud efectiva para el pandeo en torno al eje yLongitud no arriostrada para la flexión en torno al eje yResistencia nominal axial determinada de acuerdo con la Sección C.4,con F =F

n yCoeficientes cuyos valores se determinan de acuerdo con (a), (b) o (c),como sigue:

(a) Para miembros en compresión en marcos sujetos a traslación de sus nudos Cm= 0.85.(b) Para elementos a compresión restringidos en marcos arriostrados y no sujetos a cargastransversales entre sus apoyos en el plano de la flexión

Cm= 0.6 - 0.4 (M/M2) (Ec. C5.2.1-8)donde

¡¡:2EIPEx

x

(KxLJ2

¡¡:2EIPEY

l'

(K"Lyrdonde

1xK =xL =x1 =yK =yL =yp =no

C C =mx/ mv

(Ec. C5.2.2-6)

(Ec. C5.2.2-7)

octubre 2009 105

Especificación para el diseño de miembros estructurales de acero conformado en frío- - - -------------

M,J M2

= Razón entre el menor y el mayor momento en los extremos de la porción delmiembro considerado, que no está arriostrado en el plano de flexión.

~/M2 = es positivo cuando el miembro está en flexión en curvatura doble, y negativocuando está la flexión en curvatura simple.

(e) Para elementos en compresión en marcos arriostrados en el plano de carga y sujetos a cargastransversales entre sus apoyos, el valor de Cm se determinará mediante un análisis racional.Sin embargo, en lugar de dicho análisis, se puede utilizar los siguientes valores:

(1) Para miembros cuyos extremos están restringidos, Cm = 0.85, Y(2) Para miembros cuyos extremos no están restringidos, Cm = 1.0

106 octubre 2009

Capítulo D, Conjuntos Estructurales

D. CONJUNTOS ESTRUCTURALES

D1 Secciones armadas

D1.1 Miembros en flexión compuestos de dos secciones C espalda conespalda

El espaciamiento longitudinal máximo, Sm.x'de soldaduras u otros conectores que unen dossecciones C para formar una sección doble - Tes:

2gTSmax=Ll6 :-:;__ s

mq(Ec.D1.1-1)

dondeLg

Luz de la vigaDistancia vertical entre dos filas de conexiones más cercanas a las alas superior einferiorResistencia disponible de la conexión en tracción (Capítulo E)Distancia desde el centro de corte de una de las secciones C al plano medio delalma

q = Carga de viga para el diseño del espaciamiento entre conectores (ver a continuaciónlos métodos para su determinación)

mTs

La carga, q, se obtendrá dividiendo las cargas concentradas o reacciones por la longituddel apoyo. Para vigas diseñadas para una carga uniformemente distribuida, q se tomará como3 veces la carga uniformemente distribuida, basado en las combinaciones de carga críticas paraASO y LRFD. Si el largo del apoyo de una carga concentrada o reacción, es más pequeño queel espaciamiento de soldadura, s, la resistencia disponible de las soldaduras o conexiones máscercanas a la carga o la reacción se calculará según lo siguiente:

Ts = P,m/2g (Ec.D1.1-2)dondeP, = Carga concentrada o reacción, calculada en base a las combinaciones de carga

críticas para ASO y LRFDEl espaciamiento máximo admisible entre conectores, S , dependerá de la intensidad de lamax

carga aplicada directamente a la conexión. Debido a esto, si se utiliza un espaciamiento uniformeentre conectores en el largo total de la viga, dicho espaciamiento se determinará en el punto con lamayor intensidad de carga local. En casos donde este procedimiento resulte en espaciamientos muycercanos y, por lo tanto, se obtenga una solución no económica, se podrá adoptar uno de los dosmétodos siguientes:

(a) Se puede variar el espaciamiento entre conectores a lo largo de la viga de acuerdo a lavariación de la intensidad de la carga, o

(b) Se pueden soldar platabanda s a las alas en los puntos donde están aplicadas las cargasconcentradas. La resistencia al corte disponible de la soldadura que une dichas placas a lasalas, se debe tomar como Ts' Yg se debe tomar como la altura de la viga.

octubre 2009 107


D1.2 Miembros en compresión compuestos de dos secciones en contacto

La resistencia axial disponible de miembros en compresión compuestos de dos secciones encontacto se determinará de acuerdo con la Sección C4.1 (a) con la siguiente modificación: si el modode pandeo incluye deformaciones relativas que producen fuerzas de corte en los conectores entre losperfiles individuales, KLI r es reemplazado por (KLI r)mcalculado como sigue:

(Ec. 01.2-1)

donde(KL/r)o = Esbeltez total de la sección completa en torno al eje de la sección armada

Espaciamiento de los conectores intermedios o de las soldaduras de punto= Radio de giro mínimo del área de la sección total no reducida de un perfil individual

de un miembro armadoVer la Sección C4.1.1 para la definición de otras variables.Adicionalmente, la resistencia del conector y su espaciamiento deberán satisfacer lo siguiente:(1) El espaciamiento, a, de los conectores intermedios o soldaduras de punto, se limita de tal

forma que al r¡ no excede el 50% de la esbeltez general del miembro armado.(2) Los extremos de un elemento armado en compresión están conectados por una soldadura

de largo no menor que el ancho máximo del miembro o por conectores ubicados en unalongitud igual a 1.5 veces el ancho máximo del miembro y espaciados longitudinalmenteentre sí a no más de 4 diámetros.

(3) Las soldaduras o conectores intermedios dispuestos en cualquier ubicación a lo largo delmiembro deben ser capaces de transmitir una fuerza en cualquier dirección equivalente al2.5% de la resistencia nominal axial del miembro armado.

ar.

I

D1.3 Espaciamiento de conexiones en secciones con platabandas

El espaciamiento, s, en la línea de tensión, de soldaduras, remaches o pernos que conectan unaplatabanda, una plancha de refuerzo o un atiesador no integral en compresión a otro elemento, nodeberá exceder lo señalado en (a), (b) y (e):

(a) El espaciamiento requerido para transmitir el corte entre las partes conectadas en base a laresistencia disponible por conexión especificada en otras secciones;

(b) 1.16tJE/fc

dondetfe

= Espesor de platabanda o plancha de refuerzo= Tensión de compresión a nivel de la carga nominal en la platabanda o plancha de refuerzo

(c) Tres veces el ancho plano, w, del elemento no atiesado en compresión más angosto que tributa

a las conexiones, pero no necesita ser menor que 1.11tJE/Fy si w I t < O.SOJE/Fy , o 1.33tJE/Fy si

w/t'? O.SOJE/Fy I a menos que se requiera un espaciamiento menor de acuerdo a los puntos (a) o(b) anteriores.

En el caso de soldaduras de filete intermitentes paralelas a la dirección de las tensiones, el

108 octubre 2009


espaciamiento se tomará como la distancia libre entre soldaduras, más 13 mm (1/2 in.). En todos losdemás casos, el espaciamiento se tomará como la distancia de centro a centro de las conexiones.

Excepción: Los requisitos de esta sección no se aplican a platabandas que actúan exclusivamentecomo material de revestimiento y que no son consideradas como elementos resistentes.

02 Sistemas mixtos

El diseño de miembros en sistemas mixtos, en los cuales se utilizan componentes de aceroconformado en frío conjuntamente con otros materiales, deberá cumplir con estas disposiciones ylas especificaciones aplicables a dichos materiales.

03 Arriostramiento lateral

Las riostras se diseñarán de manera de restringir la flexión lateral o torsión de una columna o vigacargada, e impedir el aplastamiento local en los puntos de unión. Ver requerimientos adicionales enAnexo B. ~e

03.1 Vigas y columnas simétricas

Las riostras y sistemas de arriostramiento incluyendo sus conexiones, se diseñarán considerandorequerimientos de resistencia y rigidez. Ver requerimientos adicionales en Anexo B.

03.2 Vigas de sección e y sección Z

Las siguientes disposiciones para arriostramientos que restrinjan la torsión de secciones C ysecciones Z utilizadas como vigas cargadas en el plano del alma se aplicarán sólo si ambas alasno están conectadas a una placa corrugada o revestimiento que tenga la capacidad de restringirde manera efectiva la deformación lateral del ala. Si sólo el ala superior está conectada de esamanera, ver Sección D6.3.1. Ver también requerimientos adicionales en el Anexo B.

Cuando ambas alas están conectadas de la manera descrita, no se requiere un arriostramientoadicional.

03.2.1 Sección e o Z con alas no conectadas a una cubierta que puedacontribuir a su resistencia o estabilidad

Cada arriostramiento intermedio del ala superior e inferior en miembros de sección CoZ sediseñará con la resistencia de PLl y PL2' donde PL1 es la fuerza de arriostramiento requerida en elala ubicada en el cuadrante correspondiente a los ejes locales x e y positivos, y PL2 es la fuerzade arriostramiento en la otra ala. El eje x se designará como el eje centroidal perpendicular alalma, y el eje y será designado como el eje centroidal paralelo del alma. Las coordenadas x e yse orientarán de forma tal que una de las alas quede ubicada en el cuadrante con los ejes x e y

octubre 2009 109

Especificación para el diseño de miembros estructurales de acero conformado en frío- ------ --~------

positivos. Ver ilustraciones del sistema de coordenadas y de las direcciones de fuerza positivaen Figura 03.2.1-1.

(a) Para cargas uniformes

PLI=l.S[ WyK'-(Wx/2)+(Mz/d)]

PL2=I.5[ WyK'-(Wx /2)-(Mz/d)]

(Ec. 03.2.1-1)

(Ec. 03.2.1-2)

Cuando la carga uniforme, W, actúa a través del plano del alma, es decir, Wy=W:

PL1=PL2=1.5(m/ d)W para secciones C . (Ec. 03.2.1-3)

p,,~P,,~L5( ~;:)wdondeW,Wy

dondeW

dondeaK'donde1xv1 .

x

x

para secciones Z (Ec.03.2.1-4)

= Componentes de la carga de diseño W paralelas a los ejes x e y respectivamente.W, y Wy se consideran positivos si apuntan en las direcciones positivas delos ejes x e y respectivamente

Carga de diseño (carga aplicada determinada de acuerdo con lascombinaciones de carga más críticas para ASO o LRFO, cualquiera que seaaplicable), dentro de una distancia de O.5aa cada lado del arriostramiento

Distancia longitudinal entre ejes de arriostramientosO para secciones CIx/ (21) para secciones Z (Ec. 03.2.1-5)

Producto de inercia de la sección total no reducidaMomento de inercia de la sección total no reducida en torno al eje

M, -WXesy+Wlsx' momento torsional de W en torno al centro de corte

donde

dm

110

Excentricidades de los componentes de carga medidas desde elcentro de corte y en las direcciones x e y respectivamente

= Altura de la sección= Distancia desde el centro de corte al plano medio del alma de la sección C

octubre 2009


Wy W Wy W

'.x,xsS.C."# C.

Figura D3.2.1-1. Sistemas de coordenadas y direcciones de fuerza positivas.

(b) Para cargas concentradasPu=PyK' -(Pj2)+(MJd)PL2=PyK' -(Pj2)-(MJ d)Cuando una carga de diseño actúa a través del plano del alma, es decir, P,=PPu= - PL2=(m/d)P para secciones C .

(Ec.D3.2.1-6)(Ec. 03.2.1-7)

(Ec.D3.2.1-8)

pu~p,,~(~;:)pdonde:

para secciones Z (Ec .D3.2.1-9)

Px' Py =

M =z

P =

Componentes de la carga de diseño P paralelos al eje x e y respectivamente. Px

y Pyson positivos si su dirección apunta en la dirección positiva de x e y respectivamenteP e + Pe, momento torsional de P en tomo al centro de cortex sy y sxCarga concentrada de diseño dentro de una distancia de 0.3 a cada lado delarriostramiento, más 1.4 (1-1/a) veces cada carga concentrada de diseño que estéubicada más allá que 0.3a, pero no más allá que 1.0a, del arriostramiento.Lacarga de diseño concentrada es la carga aplicada determinada de acuerdo con lascombinaciones de carga más críticas para ASO o LRFO

donde1 = Distancia desde la carga concentrada al arriostramiento

VerSección C3.2.1(a) para las definiciones de otras variables.

La fuerza de arriostra miento, PL1 o PL2 ' es positiva cuando se requiere una restricción para impedirel movimiento del ala correspondiente en la dirección x negativa.

Cuando se coloquen riostras, estas estarán conectadas de manera tal que restrinjan efectivamentela deformación lateral de ambas alas de la sección en los extremos y en cualquier punto dearriostra miento intermedio.

Si las cargas y reacciones en una viga son transmitidas a través de miembros que restringen larotación torsional y el desplazamiento lateral de la sección en forma efectiva, no son necesariosarriostramientos adicionales, excepto aquellos que se requieren por resistencia, de acuerdo con laSección C3.1.2.1.

octubre 2009 111

Especificación para el diseño de miembros estructurales de acero conformado en frío-- -~ ----

D3.3 Arriostramiento de miembros en compresión cargados axial mente

La resistencia requerida de un arriostramiento que impide la traslación lateral de un miembroindividual en compresión, se calculará como sigue:

Pbr,l=O.OlPn (Ec.D3.3-1)La rigidez requerida de un arriostramiento que impide la traslación lateral de un miembro

individual en compresión, se calculará como sigue:

(Ec.D3.3-2)

dondeP = Resistencia nominal requerida del arriostramiento para un miembrobr.lPn Resistencia nominal a la compresión axial del miembro en compresión~br,l Rigidez requerida del arriostramiento para un elemento en compresiónn Número de arriostramientos intermedios igualmente espaciadosLb Distancia entre arriostramientos en un miembro en compresión

D4 Construcciones conformadas por perfiles livianos de acero plegado en frío

El diseño e instalación de miembros estructurales y no estructurales utilizados en aplicacionesrepetitivas de construcciones de acero conformado en frío, donde el espesor mínimo del acero estáentre 0.455 mm (0.0179 in.) y 2.997 mm (0.118 in.) se realizará de acuerdo con la AISI S200 y losiguiente, según sea aplicable:

(a) Lasvigas tipo dintel, incluyendo dintel cajónyespalda con espalda y dinteles Lsimples y doblesse diseñarán de acuerdo con AISIS212,o únicamente de acuerdo con esta especificación.

(b) Las cerchas se diseñarán de acuerdo con AISIS214(c) Los pie derechos de muros se diseñarán de acuerdo con AISI S211o únicamente de acuerdo

con esta especificación, ya sea considerando un sistema total en acero de acuerdo con la SecciónD.4.1,o un diseño en base al arriostramiento proporcionado por los paneles de revestimientobasándose en una teoría apropiada, ensayos o un análisis racional de ingeniería. Se podráconsiderar tanto almas perforadas como llenas. Ambos extremos de un pie derecho estaránconectados de forma tal de restringir la rotación en tomo al eje longitudinal del pie derechoy el desplazamiento horizontal perpendicular al eje del pie derecho.

(d) Los entramados para pisos y techos en edificios se diseñarán de acuerdo con AISI S210 osolamente de acuerdo con esta especificación.VerAnexo A para los requerimientos nacionales.

D4.1 Diseño del conjunto de pie derechos de acero que conforman un tabique

Los pie derechos de acero que conforman un tabique se diseñarán despreciando la contribuciónestructural de los revestimientos y deberán cumplir con los requerimientos del Capítulo C. Paramiembros en compresión con perforaciones de almas circulares o no circulares, las propiedades dela sección efectiva se determinarán de acuerdo con la Sección B2.2

112 octubre 2009


D5 Construcciones de diafragmas en acero; de piso, techo o muro

La resistencia nominal al corte en el plano del diafragma, Sn' se determinará mediante cálculo oensayo. Los factores de seguridad y de resistencia para diafragmas dados en la Tabla 05 se aplicaránen ambos métodos. Si la resistencia nominal al corte se establece sólo mediante ensayos sin definirtodos los estados límites, los factores de seguridad y de resistencia estarán limitados por los valoresentregados en la Tabla 05 para los tipos de conexión y las fallas asociadas a dichos tipos de conexión.El estado límite más crítico controlará el diseño. Cuando en el sistema del diafragma se utilicencombinaciones de conectores, se usará el factor más crítico.

= Según Tabla D.5Según Tabla D.5

(ASO)(LRFD)

Tabla D5Factores de seguridad y factores de resistencia para diafragmas

Estado límiteTipo de carga o

Asociado a la conexión Pandeo del panel"combinaciones Tipo dede carga que conexión

ºd <Pd ºd <Pdincluyen:(ASD) (LRFD) (ASO) (LRFO)

Soldaduras 3.00 0.55Sismo

Tornillos 2.50 0.65

Soldaduras0.80Viento 2.35 0.70 2.00

Tornillos

Soldaduras 2.65 0.60Todas las demás

Tornillos 2.50 0.65

Nota:

* Se considera como pandeo del panel el que está fuera del plano y no el pandeo local en la zona de conectores.

Para otros conectores mecánicos que no sean tornillos:(a) ºd no será menor que los valores entregados para tornillos en la Tabla 05,(b) <!>d no será mayor que los valores entregados para tornillos en la Tabla 05.

Adicionalmente, los valores de ºd y <Pd usando conectores mecánicos que no sean tornillos,estarán limitados por los valores de ny <P establecidos a través de la calibración de laresistencia al corte del conector individual, a menos que se cuenten con suficientes datospara establecer la existencia de una acción de diafragma de acuerdo con la Sección Fl.l.La calibración de la resistencia al corte del conector incluirá el tipo de material del diafragma.Las calibraciones de las resistencias al corte del conector individual se harán de acuerdocon la Sección Fl.1. La disposición del ensayo será de tal forma que el modo de falla quese obtenga sea representativo del diseño. Se deberá tomar en cuenta la influencia del espesordel material de apoyo en el modo de falla.

octubre 2009 113

Especificación para el diseño de miembros estructurales de acero conformado en frío-- ---- --- - - - - -- - - -- - - - - - - - -- - - .- - -- -

06 Techos metálicos y sistemas de muro

Las disposiciones de las Secciones 06.1 a D6.3 se aplicarán a techos metálicos y sistemas de murosque incluyan costaneras de acero plegadas en frío, paneles de muro o paneles de techo con fijaciones,o paneles de muro o paneles de techo emballetados en forma continua según sea aplicable.

06.1 Costaneras de techo, de muro y otros miembros

06.1.1 Miembros en flexión que tienen un ala unida a una placa corrugadao a una placa de cubierta

Esta sección no se aplicará en la región comprendida entre los puntos de inflexión adyacentesa los apoyos en vigas continuas, o a una viga en voladizo.

La resistencia nominal a flexión, Mil' de una sección e o Z cargada en un plano paraleloal alma, con el ala en tracción unida a una placa corrugada o placa de cubierta y con el alaen compresión no arriostrada lateralmente, se calculará de acuerdo a la Sección D6.1.1-1. Elfactor de segu ridad y el factor de resistencia dado en esta sección se usarán para determinar laresistencia admisible a flexión o la resistencia de diseño a flexión de acuerdo con el método dediseño aplicable en la Sección A4 o AS.

M RS Fn e vOh = 1.67 . (ASD)<1>d = 0.90 (LRFO)donde R se obtiene de la Tabla 06.1.1-1 para vigas de sección e o Z con apoyos simples,yR

(Ec.06.1.1-1)

0.60 para secciones e en vigas continuas0.70 para secciones Z en vigas continuas

Se Y Fv == Valores definidos en la Sección C3.1.1Elfactor de reducción, R, se limitará a sistemas de techo y muro que cumplan con las siguientes

condiciones:(1) Altura del miembro s 292 mm (11.5in.),(2) Alas de los miembros con atiesadores de borde,(3) 60::;altura/ espesor s; 170,(4) 2.8::;altura/ ancho del ala::; 4.5,(5) 16::;ancho plano/espesor del ala s; 43,(6) Para sistemas de vigas continuas, la longitud de traslapo sobre cada apoyo interior en cada

dirección (distancia desde el centro del apoyo al extremo del traslapo) no será menor que l.5d,(7) La luz del miembro no supera 10 metros (33 feet),(8) Ambas alas están impedidas de desplazarse lateralmente en los apoyos,(9) Los paneles de techo y muro son placas de acero con una tensión de fluencia mínima de 340

MPa o 3520 kg/ cm' (50ksi), y un espesor mínimo de 0.46 mm (0.018in.) teniendo una alturade nervio mínimo de 29 mm (1-1/8 in.) espaciados a un máximo de 305 mm (12 in.) entrecentros y unidos de tal forma que impidan de manera efectiva el desplazamiento relativoentre el panel y el ala de la costanera,

(10) La aislación es una capa de fibra de vidrio de O a 152 mm (6 in.) de espesor comprimidaentre el miembro y el panel de forma consistente con el conector que está siendo usado,

(11)El tipo de conector usado es, como mínimo, un tornillo autoperforante N°12 o de impacto

114 octubre 2009


o remaches de 4.76 mm (3/16 in.), usando golillas de 13 mm (1/2 in.) de diámetro,(12)Los conectores no son tomillos de tipo aislador (Standoff),(13) Los conectores están espaciados a una distancia no mayor a 305 mm (12 in.) entre

centros y ubicados cerca del centro del ala de la viga, y adyacentes al nervio del panel, y(14) La tensión de fluencia de diseño del miembro no es mayor que 410 MPa 04220 kg/ cm?

(60ksi).Si alguna de las variables queda fuera de cualquiera de los límites establecidos arriba, el usuario

deberá realizar ensayos a escala real de acuerdo a la Sección F1 de esta especificación o aplicar unprocedimiento de análisis racional de ingenieria. Para sistemas de costaneras continuas en las cualeslos largos de luces adyacentes varían más de un 20%, los valores de R para las luces adyacentes seobtendrán de la Tabla 06.1.1-1. El usuario podrá realizar ensayos de acuerdo a la Sección Fl comouna alternativa al procedimiento descrito en esa sección.

Tabla D6.1.1·1Valores de R para luces simples de secciones e o Z

Rango de altura, mm (pulgadas) Perfil R

d s 165 (6.5) CoZ 0.70

165(6.5)< d s 216(8.5) CoZ 0.65

216(8.5)< d s 292(11.5) Z 0.50

216(8.5)< d s 292(11.5) C 0.40

Para miembros con luces con apoyos simples, R será reducido por los efectos de la aislacióncomprimida entre el revestimiento y el miembro. Esta reducción se calculará multiplicando R de laTabla D6.1 por el siguiente factor de corrección, r:

r = 1.00 - 0.01 ti cuando ti está en pulgadasr = 1.00 - 0.0004 t. cuando t. está en milímetros

I I

dondeti= Espesor de la capa de fibra de vidrio sin comprimir

(Ec. 06.1.1-2)(Ec.06.1.1-3)

D6.1.2 Miembros en flexión que tienen un ala unida a un sistema de techoemballetado

Verla Sección 06.1.2 de los Anexos A o Bpara las disposiciones de esta sección.

D6.1.3 Miembros en compresión que tienen un ala unida a una placa corrugadao recubrimiento

Estas disposiciones se aplicarán a secciones e o Z cargadas concéntrica mente a lo largo de su ejelongitudinal, con sólo un ala unida con conectores a una placa corrugada o revestimiento.

La resistencia axial nominal de secciones e o Z con una luz simple o continua, se calculará deacuerdo con (a) y (b).

(a) La resistencia nominal del ejedébil se calculará de acuerdo a la Ec.06.1.3-1. Elfactor de segu ridad

octubre 2009 115


y los factores de resistencia entregados en esta sección se usarán para determinar la resistenciaaxial admisible o la resistencia axial de diseño según el método de diseño aplicable de acuerdocon las Secciones A4, AS o A6.

Pn = ClC2C3AE/29500n = 1.80 (ASO)

<1> = 0.85 (LRFD)dondeC, = (0.79x + 0.54)C

2= (1.l7at - 0.93)

C3

= a(2.5b - 1.63d) + 22.8donde

(Ec. D6.1.3-1)

(Ec. 06.1.3-2)(Ec.06.1.3-3)(Ec.06.1.3-4)

x = Para secciones Z, la distancia del conector al borde exterior del alma divididopor el ancho del ala, tal como se muestra en la Figura D6.1.3

= Para secciones C, el ancho del ala menos la distancia del conector al bordeexterior del alma dividido por el ancho del ala, tal como se muestra en laFigura 06.1.3

a = Coeficiente de conversión de unidades= 1 cuando t, b Y d están en pulgadas= 0.0394 cuando t, b Y d están en milímetros= 0.394 cuando t, b Y d están en centímetros

t = Espesor de la sección CoZb = Ancho del ala de la sección CoZd = Altura de la sección CoZA = Área de la sección total no reducida para la sección CoZE = Módulo de elasticidad del acero

29500 ksi, para unidades U.5.203 MPa para unidades SI2070000 kg/ cm? para unidades MKS

El uso de la Ecuación 06.1.3-1 se limitará a sistemas de techo y muro que cumplan con lassiguientes condiciones:

(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)

(9)

(10)

116

t s 3.22 mm (0.125 in.),152 mm (6 in.) s d s 305 mm (12 in.),Las alas son elementos en compresión con bordes atiesados,70 s d/t s 170,2.8 s d/b s S,16 s ancho plano del ala/ t s 50,Ambas alas están impedidas de desplazarse lateralmente en los apoyos,Los paneles de acero de techo o muro tienen conectores espaciados a305 mm (12 in.) o menos, y poseen una rigidez lateral rotacionalmínima de 10.300 N/m/m o 0.105 kg/cm/cm (0.0015k/in.jin.)(conectores ubicados en la mitad del ancho del ala para la determinaciónde la rigidez) determinado de acuerdo con AISI S901,Secciones C y Z que tengan una tensión de fluencia mínima de 230 MPao 2320kg/ cm? (33ksi), yUna luz que no exceda 10 metros (33 feet).

octubre 2009

Capitulo D, Conjuntos Estructurales

(b) La resistencia disponible con respecto al eje fuerte se determinará de acuerdo con las SeccionesC4.1 y C4.11

r---~-----1r--~-~-1 I a

Para Sección Z, x=bb-a

Para Sección C, x=b

(Ec. 06.1.3-5)

(Ee. 06.1.3-6)

Figura D6.1.3. Definición de x,

D6.1·4 Compresión en miembros de sección Z que tienen un ala unida a untecho emballetado

Las disposiciones de esta sección se aplicarán sólo a Estados Unidos y México. Ver Sección 06.1.4del Anexo A.

D6.2 Sistemas de paneles de techo emballetados

D6.2.1 Resistencia de sistemas de paneles de techo emballetados

La resistencia nominal de un sistema de paneles de techo embalIetados bajo cargas gravitacionales,se determinará de acuerdo con los Capítulos By C de esta especificación o mediante ensayos de acuerdocon la Norma ASI S906. La resistencia nominal de un sistema de paneles de techo embalIetados bajocargas de succión, se determinará de acuerdo con la Norma AISI 5906. Los ensayos se realizaran deacuerdo con AISI S906 con las siguientes excepciones:

(1) Se permitirá el uso del procedimiento de ensayo de succión para paneles de techo Clase 1indicado en FM 4471.

(2) Se permitirá el uso de ensayos existentes realizados de acuerdo con el procedimiento deensayo de succión CEGS 07416 antes de la adopción de estas disposiciones.Se permitirá usar una configuración abierta de los extremos, aunque no está prescrita enel procedimiento de ensayo ASTM E1592, contemplándose que las condiciones de bordeensayadas representen las condiciones de uso, y los ensayos satisfagan los requerimientosdados en AISI S906. Todos los resultados de los ensayos serán evaluados de acuerdo con estasección.

Para combinaciones de carga que incluyan la succión debida al viento se entregan disposicionesadicionales en la Sección 06.2.1a del Anexo A.

Cuando el número de ensayos físicos es 3 o más, los factores de seguridad y los factores deresistencia se determinarán de acuerdo con los procedimientos incluidos en la Sección F1.1(b) conlas siguientes definiciones de variables:

octubre 2009 117

Especificación para el diseño de miembros estructurales de acero conformado en frio-----------------

~u = Índice de confiabilidad objetivo= 2.0 para USA y México para límites de paneles a flexión= 2.5 para USA y México para límites de anclajes

F Valor promedio del factor de fabricaciónIn

= 1.0Mm Valor promedio del factor de material

1.1V\1 Coeficiente de variación del factor de material

0.08 para modos de falla de anclaje0.10 para otros modos de falla

VI' Coeficiente de variación del factor de fabricación0.05

VQ = Coeficiente de variación del efecto de carga= 0.21

VI' Coeficiente de variación real calculado a partir del resultado de ensayos, sinalgún limite

n = Número de anclajes en el conjunto ensayado con la misma área tributaria(para falla de anclaje) o número de paneles con idénticas luces y carga en eltramo de falla (para fallas que no sean de anclajes)

El factor de seguridad, .o, no será menor que 1.67, y el factor de resistencia, <1>, no será mayorque 0.9.

Cuando el número de ensayos es menor que 3, se deberá usar el factor de seguridad, .o, de 2.0y el factor de resistencia, <1>, de 0.8.

D6.3 Sistema de arriostramiento de techo y anclajes

D6.3.1 Anclajes de arriostramientos para sistemas de techo con costanerasbajo carga gravitacional y con el ala superior conectada alrevestimiento metálico

Se dispondrán anclajes en forma de dispositivos capaces de transferir carga desde el diafragmade techo a los apoyos para un sistema de techo con secciones Z o secciones C, diseñadas de acuerdocon las Secciones C3.1 y 06.1, teniendo un revestimiento con fijaciones pasantes o emballetadounido a las alas superiores. Cada dispositivo de anclaje será diseñado para resistir la fuerza, PL'

determinada según la Ec. 06.3.1-1 y deberá cumplir con los requerimientos mínimos de rigidez dela Ec. 06.3.1-7. Adicionalmente, las costaneras de techo deberán ser restringidas lateralmente por lascubiertas de forma tal que los desplazamientos laterales máximos del ala superior entre las líneas deanclaje lateral para las cargas nominales no superen la longitud de la luz dividida por 360.

Los dispositivos de anclaje se ubicarán en cada tramo de costanera y se conectarán al ala superiorde ella. Si los dispositivos de anclaje no están conectados directamente a todas las líneas de costanerasen cada tramo de costanera, deberán proveerse detalles que permitan la transmisión de fuerzas dedichas líneas de costaneras a los dispositivos de anclaje. Se deberá demostrar que la fuerza requerida,PI' puede ser transmitida al dispositivo de anclaje a través de la cubierta de techo y su sistemade fijación. La rigidez lateral del dispositivo de anclaje se determinará ya sea mediante análisis oensayo. Dicho análisis o los ensayos deberán tomar en cuenta la flexibilidad del alma de la costanerasobre el punto de conexión del dispositivo de anclaje.

118 octubre 2009


dondeP

Lj

NP

i =j =dondeN

J

Pi

donde

(Ec.D6.3.1-1)

Fuerza lateral a ser resistida por el dispositivo de anclaje j ( se considerapositiva cuando se requiere una restricción que impida el desplazamiento delas costaneras en la dirección de la pendiente ascendente del techo)Número de líneas de costaneras en la pendiente de techoÍndice para cada línea de costanera (i=1, 2, ...N ), pIndice para cada dispositivo de anclaje (j=1,2,... , N)

Número de dispositivos de anclaje a lo largo de una línea de anclajeFuerza lateral introducida en el sistema por la costanera i

= (Cl)W¡ri {[( C2 ) IxyL +{C3) (m+o.;5b )t]a.cose-(C4)Sine}1000 Ixd d

(Ec. 06.3.1-2)

C1,C2, C3 y C4 = Coeficientes tabulados en las Tablas 06.3.1-1 a D6.3.1-3Wpi Carga vertical total que actúa sobre la costanera i en un tramo simple

= wL (Ec.D6.3.1-3)dondew.

I

1xy

Lm

bt1

x

da

eK

eff¡,j

octubre 2009

Carga gravitacional distribuida por unidad de longitud soportada porla costanera i ( determinada a partir de la combinación de carga críticapara ASO o LRFO)

= Producto de inercia de la sección total no reducida en torno a los ejescentroidales paralelo y perpendicular al alma de la costanera(Ixv = O para una sección C)

= Luz de la costanera= Distancia desde el centro de corte al plano medio del alma

(m = O para una sección Z)= Ancho del ala superior de la costanera= Espesor de la costanera= Momento de inercia de la sección total no reducida en torno al eje

centroidal perpendicular al alma de la costanera= Altura de la costanera= +1 para el ala superior que enfrenta la dirección de la pendiente ascendente

-1 para el ala superior que enfrenta la dirección de la pendiente descendente= Ángulo entre la vertical y el plano del alma de la costanera

Rigidez lateral efectiva del dispositivo de anclaje j con respecto a lacostanera i

119

Especificación para el diseño de miembros estructurales de acero conformado en frío-- -

= [_1 + dp," ]-1= K. (C6)LApE

donded ..

PI,)

(Ec. D6.3.1-4)

K"C6

Ap

EK l.teta I

= Distancia a lo largo de la pendiente de techo entre la línea de costanera i y eldispositivo de anclaje j

= Rigidez lateral del dispositivo de anclajeCoeficiente tabulado en las Tablas 06.3.1-1 a D66.3.1-3Área bruta de la sección del panel de techo por unidad de anchoMódulo de elasticidad de acero

= Rigidez lateral efectiva de todos los elementos que resisten la fuerza Pi

(Ec. D6.3.1-5)

dondeKsys = Rigidez lateral del sistema de techo, despreciando los dispositivos de anclaje

(Ec. D6.3.1-6)

Para sistemas de varios tramos, la fuerza P calculada de acuerdo con la Ec. D6.3.1-2 y los"coeficientes Cl a C4 de las Tablas 06.3.1-1 a D6.3.1-3 para la "línea de marco exterior", "tramo

extremo" o 11 anclaje del tramo extremo exterior" no será menor que el 80% de la fuerza determinadausando los coeficientes C2 a C4 para los casos correspondientes a "otras ubicaciones" .

Para sistemas con tramos múltiples y con dispositivos de anclajes en los apoyos (restricciones deapoyo), donde los tramos adyacentes tienen diferentes luces o distintas secciones, deberán usarselos siguientes procedimientos. Los valores de Pi en Ec. 06.3.1-1 y Ec. 06.3.1-8 se tomarán como elpromedio de los valores obtenidos de la Ec. 06.3.1-2 evaluados separadamente para cada uno de losdos tramos. Los valores para Ksvs Y K.ff¡,) en Ec. D6.3.1-1 y Ec. D6.3.1-5 se calcularán usando la Ec.06.3.1-4 y Ec. 06.3.1-6, con L, t Yd calculados como valores promedios de los dos tramos.Para sistemas con tramos múltiples y dispositivos de anclajes ubicados en los tercios o en el puntomedio del tramo, donde los tramos adyacentes tienen secciones o luces diferentes a las del tramoconsiderado, deberán usarse los siguientes procedimientos para tomar en cuenta la influencia de lostramos adyacentes. Los valores de p¡ en las Ec. D6.3.1-1 y Ec. 06.3.1-8 se tomarán como el promediode los valores obtenidos de la Ec. 06.3.1-2 evaluados separadamente para cada uno de los tres tramos.El valor de Ksvs en la Ec. 06.3.1-5 se calculará usando la Ec. 06.3.1-6, con L, t Yd tomados como elpromedio de los valores obtenidos para los tres tramos. Los valores de K.II.. se calcularán usando laEc. 06.3 1-4 tomando L como la longitud del tramo en consideración. En ufl tramo extremo, cuandose calcule los valores promedios de Pio promediando las propiedades para el cálculo de K

sys' los

promedios se obtendrán sumando el valor del primer tramo interior y dos veces el valor del tramoextremo y dividiendo entonces la suma por 3.

La rigidez efectiva total de cada costanera deberá cumplir con la siguiente ecuación:

(Ec. 06.3.1-7)

120 octubre 2009

Capítulo O, Conjuntos Estructurales

donde

(ASD) (Ec.D6.3.1-8a);=1

K =0--'-----'-req d

Np20 I,P

1 ;=1 I

(LRFD) (Ec.D6.3.1-8b)Kreq l/J d

Q=2.00$=0.75

(ASD)(LRFD)

En lugar de las Ec. D6.3.1-1a D6.3.1-6,las fuerzas que restringen lateralmente se podrán calcularmediante un análisis alternativo. Elanálisis alternativo deberá incluir los efectos de primer y segundoorden y deberá considerar los efectos de la pendiente del techo, la torsión que resulte de cargasaplicadas excéntricamente con respecto al centro de corte, la torsión que resulte de la resistencialateral que entrega la cubierta, y la torsión producto de una carga aplicada de forma oblicua conrespecto a los ejes principales. El análisis alternativo también incluirá los efectos de las restriccioneslaterales y rotacionales generadas por la cubierta conectada al ala superior. La rigidez del dispositivoen anclaje debe tomarse en cuenta ya que ésta determina la flexibilidad del alma de la costanera enla zona de fijación.

Cuando las fuerzas laterales se determinan a partir de un análisis racional, el desplazamientolateral máximo del ala superior de la costanera entre las líneas de arriostramiento lateral bajo cargasnominales no podrá ser mayor que la longitud del tramo dividido por 360. El desplazamientolateral del ala superior de la costanera en la línea de apoyo .1

tfserá calculado para niveles de carga

mayoradas para LRFD y niveles de carga nominal para ASD, y estarán limitadas por:

1 d..1 <--tI - n 20

d..1tf s ti> 20

(ASD) (Ec. D6.3.1-9a)

(LRFD) (Ec.D6.3.1-9b)

octubre 2009 121

Especificación para el diseño de miembros estructurales de acero conformado en frío-~~--~---- -----~---

Tabla D6.3.1-1Coeficientes para las restricciones en los apoyos

Cl C2 C3 C4 CS C6Tramo simple Con conectores (TF) 0.5 8.2 33 0.99 0.43 0.17

Emballetado (SS) 0.5 8.3 28 0.61 0.29 0.051Marco exterior 0.5 14 6.9 0.94 0.073 0.085

TF Primer marco interior 1.0 4.2 18 0.99 2.5 0.43Tramos Otras ubicaciones 1.0 6.8 23 0.99 1.8 0.36

múltiples Marco exterior 0.5 13 11 0.35 2.4 0.25SS Primer marco interior 1.0 1.7 69 0.77 1.6 0.13

Otras ubicaciones 1.0 4.3 55 0.71 1.4 0.17

Tabla D6.3.1-2Coeficientes para las restricciones en puntos medios del tramo

Cl C2 C3 C4 CS C6Tramo simple Conectores (TF) 1.0 7.6 44 0.96 0.75 0.42

Emballetado (SS) 1.0 7.5 15 0.62 0.35 0.18Tramo extremo 1.0 8.3 47 0.95 3.1 0.33

TF Primer tramo interior 1.0 3.6 53 0.92 3.9 0.36Tramos Otras ubicaciones 1.0 5.4 46 0.93 3.1 0.31

múltiplesTramo extremo 1.0 7.9 19 0.54 2.0 0.080

SS Primer tramo interior 1.0 2.5 41 0.47 2.6 0.13Otras ubicaciones 1.0 4.1 31 0.46 2.7 0.15

Tabla D6.3.1-3Coeficientes para las restricciones a los tercios del tramo

Cl C2 C3 C4 CS C6

Tramo simple Conectores (TF) 0.5 7.8 42 0.98 0.39 0.40Emballetado (SS) 0.5 7.3 21 0.73 0.19 0.18

Anclaje exterior en tramo 0.5 15 17 0.98 0.72 0.043extremo

TFAnclaje interior en tramoextremo y anclaje exterior en 0.5 2.4 50 0.96 0.82 0.20primer tramo interior

Tramos Otras ubicaciones 0.5 6.1 41 0.96 0.69 0.12múltiples Anclaje exterior en tramo

extremo0.5 13 13 0.72 0.59 0.035

SSAnclaje interior en tramoextremo y anclaje exterior en 0.5 0.84 56 0.64 0.20 0.14primer tramo interiorOtras ubicaciones 0.5 3.8 45 0.65 0.10 0.014

122 octubre 2009

--- --- - - --- - - ----

Capitulo D, Conjuntos Estructurales

D6.3.2 Arriostramiento lateral alternativo para sistema de techo concostaneras

Se permitirá usar un arriostramiento torsional que impida la torsión en torno al eje longitudinalde un miembro en combinación con restricciones que impidan el desplazamiento lateral del alasuperior en el eje del marco en lugar de los requerimientos de la Sección 06.3.1. Un arriostramientotorsional impedirá la rotación torsional de la sección en una ubicación discreta a lo largo del tramodel miembro.

Los arriostramientos se conectarán en o cerca de ambas alas en secciones abiertas ordinariasincluyendo secciones e y Z. Tanto la efectividad de los arriostramientos que impiden la rotacióntorsional de la sección como la resistencia requerida de las restricciones laterales en el eje de un marco,se determinarán mediante un análisis racional de ingeniería o ensayos. El desplazamiento lateral delala superior o de la sección e o Z en el eje de un marco se limitará a dj (20Q)para ASD calculado anivel de la carga nominal o <»dj20para LRFDcalculado a nivel de las cargas mayoradas, donde d es laaltura de la sección e o Z, Q es elfactor de seguridad para ASO y <»es elfactor de resistencia para LRFD.El desplazamiento lateral entre ejes, calculado a nivel de las cargas nominales, no podrá ser mayorque Lj180 donde Les longitud de la luz del miembro. Si se tienen pares de costaneras adyacentes quese restringen mutuamente a la torsión, no se requerirá conectar riostras que impidan la torsión

donde

Q=2.0<»=0.75

(ASD)(LRFO)

octubre 2009 123

Capítulo E, Conexiones y Uniones

E. CONEXIONES Y UNIONES

E1 Disposiciones generales

Las conexiones se deben diseñar para transmitir la resistencia requerida que actúa en los miembrosconectados considerando la excentricidad cuando corresponda.

E2 Conexiones soldadas

Los siguientes criterios de diseño se aplicarán a conexiones soldadas usadas en miembros estructuralesde acero conformado en frío en los cuales el espesor de la parte conectada más delgada es 4.76 mm (3/16in.) o menos. Para el diseño de conexiones soldadas en las cuales el espesor de la parte más delgadaconectada es mayor que 4.76 mm (3/16 in.), ver las especificaciones y estándares estipulados en laSección E2a correspondiente del Anexo A o B.

Las soldaduras seguirán los requerimientos de los estándares de soldadura estipulados tambiénen la Sección E2a del Anexo A o B. Para sistemas de diafragma, se aplica la Sección D.5.

E2.1 Soldaduras de tope

La resistencia nominal, Pn, de una soldadura de tope, soldada desde uno o ambos lados, sedeterminará de acuerdo con (a) o (b), según corresponda. Para determinar la resistencia admisibley la resistencia de diseño, se usarán los correspondientes factores de seguridad y factores de resistenciade acuerdo al método de diseño aplicable según las Secciones A.4 o A.S.

(a) Para tracción o compresión normal al área efectiva o paralela al eje de la soldadura, laresistencia nominal, P se calculará de acuerdo con la ecuación E.2.1-1.

n.P LtFn t" y

Q = 1.70·<1> 0.90

(Ec. E2.1-1)(ASO)(LRFD)

(b) Para corte en el área efectiva, la resistencia nominal, P será el menor valor calculado deacuerdo con las ecuaciones E.2.1-2 y E.2.1-3 n,

P = Lt 0.6Fn e xxn = 1.90<1> 0.80


P" = Lt"F,.IJ3 (Ec. E2.1-3)

n 1.70 (ASO)<1> 0.90 (LRFD)

dondePn = Resistencia nominal de la soldadura de topeL = Longitud de la soldadura

Dimensión de la garganta efectiva de la soldadura de topeTensión de fluencia de la menor resistencia del acero baseResistencia a la tracción del electrodo

t =e

F\

F =xx

octubre 2009 125

Especificación para el diseño de miembros estructurales de acero conformado en frío----- ------

E2.2 Soldadura de punto

Donde lo permita esta especificación, se usará soldadura de punto para soldar una plancha deacero a elementos soportantes más gruesos o en uniones de plancha a plancha en posición plana.No se debe realizar soldadura de punto (soldadura tipo charco) si la parte de acero más delgadaconectada tiene más de 3.81 mm (0.15in.) de espesor, ni a través de una combinación de planchasde acero cuyo espesor total sea superior a 3.81 mm (0.15in.).

Si el espesor de la plancha es menor que 0.711 mm (0.028 in.) se usarán golillas o arandelaspara soldadura, tal como se muestra en las Figuras E.2.2-1y E.2.2-2.Las golillas para soldadurastendrán un espesor entre 1.27 mm (0.05in.) y 2.03mm (0.08in.) con un agujero preperforado conun diámetro mínimo de 9.53 mm (3/8 in.). Las soldaduras de plancha a plancha no requierengolillas de soldaduras.

Los puntos de soldadura se especificarán con un diámetro efectivo mínimo del área fundida,de' El diámetro efectivo mínimo admisible será 9.5 mm (3/8 in.).

Soldadura de punto

Plancha

Golilla de soldadura

Elemento de apoyo

Figura E2.2-1 Golilla típica para soldaduras.

Golilla

\

Aleta opcional /~',"'-- / >~.;,a...// //

/ //

Plano de transferenciade corte máximo

Figura E2.2-2 Soldadura de punto utilizando una golilla.

126 octubre 2009


E2.2.1 Corte

E2.2.1.1 Distancia mínima al borde

La distancia medida en la línea de la fuerza desde el eje de una soldadura al borde máscercano de una soldadura adyacente o al extremo de la parte conectada hacia la cual se dirigela fuerza no debe ser menor que el valor de e . determinado de acuerdo con la ecuaciónmmE2.2.1.1-1 O la ecuación E2.2.1.1-2, según sea aplicable. Ver Figuras E2.2.1.1-1 y E2.2.1.1-2 paralas distancias a borde de las soldaduras al arco. Para determinar la resistencia admisible y laresistencia de diseño, se usarán los correspondientes factores de seguridad y factores de resistenciade acuerdo al método de diseño aplicable según las Secciones A4 o AS.

POparaASD (Ec. E2.2.1.1-1)e . F tmm u

ppara LRFD (Ec. E2.2.1.1-2)e. </JF}mm

Cuando F /F ~1.08u sy

Q = 2.20 (ASD)<l> = 0.70 (LRFD)

Cuando FjFsy <1.08

Q = 2.55<l> = 0.60dondeP = Resistencia de corte requerida (fuerza nominal) transmitida por la soldadura (ASD)F = Resistencia de tracción determinada de acuerdo con A2.1, A2.2 o A2.3.2

u

(ASD)(LRFD)

octubre 2009 127


t = Espesor total combinado del acero (excluyendo recubrimientos) de la(s)plancha(s) comprometida(s) en la transferencia de corte sobre el plano demáxima transferencia de corte

P = Resistencia de corte requerida por la soldadura= Pu (LRFO)

F == Tensión de flu en cia determinada de acuerdo con las Secciones A2.1,A2.2 o A2.3.2sy

Además, la distancia entre el eje de cualquier soldadura al extremo o borde del miembroconectado no será menor que l.5d. En ningún caso la distancia libre entre soldaduras y elextremo del miembro será menor que 1.0d.

Figura E2.2.1.1-1 Distancia al borde para soldaduras de punto en plancha simple.

Figura E2.2.1.1-2 Distancia al borde para soldaduras de punto en plancha doble.

128 octubre 2009


E2.2.1.2 Resistencia al corte de planchas soldadas a un miembro soportantede mayor espesor

La resistencia al corte nominal, Pn, de cada soldadura de punto entre la plancha o planchas yun miembro soportante de mayor espesor, será determinada usando el menor valor de (a) o (b).Para determinar la resistencia admisible y la resistencia de diseño, se usarán los correspondientesfactores de seguridad y factores de resistencia de acuerdo al método de diseño aplicable según lasSecciones A4 o A5.

(b) Para (dJt) 5, 0.8 15JE/Fu

P = 2.20 td Fn a un = 2.20<1> = 0.70

P(a) n

nd2

= _c 0.75F4 xx

n<1>

= 2.55= 0.60

(Ec. E2.2.1.2-1)

(ASD)(LRFD)

(Ec. E2.2.1.2-2)(ASO)(LRFD)

Para 0.815JE/Fu «da/t)<1.397JE/FlI

P = 0.280[1 +5.59 JEiF:]td Fn d It a u

a

n = 2.80<1> = 0.55

(Ec. E2.2.1.2-3)

(ASO)(LRFD)

Para (da It) ~ 1.397~E/Fu

(Ec. E2.2.1.2-4)Pn = 1.40 td.Fun = 3.05<1> = 0.50dondePn = Resistencia a corte nominal de la soldadura de puntode = Diámetro efectivo del área fusionada en el plano de transferencia máxima de corte

= 0.7d-1.5t 5, 0.55d (Ec. E2.2.1.2-5)donded = Diámetro visible de la superficie exterior de la soldadura de puntot = Espesor total combinado (excluyendo recubrimientos) de las planchas de acero

comprometidas en la transferencia de corte sobre el plano de máxima transferenciade corte

(ASO)(LRFD)

F = Resistencia a la tracción del electrodoxx

octubre 2009 129

•Especificación para el diseño de miembros estructurales de acero conformado en frío

d. = Diámetro promedio de la soldadura de punto en la mitad del espesor de t donde da=(d - t) para una plancha simple o para múltiples planchas con no más de 4 planchastraslapadas sobre el miembro soportante. Ver FigurasE2.2.1.2-1 y E2.2.1.2-2 para las definiciones de diámetros

E Módulo de la elasticidad del aceroF = Resistencia a la tracción determinada al acuerdo con las Secciones A2.1, A2.2 o

uA2.3.2

d e= O.7d-1.5t S O.55d

da=d-t

Figura E2.2.1.2-1 Soldadura de punto - Espesor simple de plancha.

d e= O.7d -1.5t s O.55d

da=d-t

Figura E2.2.1.2-2 Soldadura de punto - Espesor doble de plancha.

130 octubre 2009

Capítulo E, Conexiones y Uniones------------~--

E2.2.1.3 Resistencia de corte para conexiones de plancha a plancha

La resistencia nominal de corte para cada soldadura entre dos planchas de igual espesor sedeterminará de acuerdo con la ecuación E2.2.1.3-1. Para determinar la resistencia admisibLe o laresistencia de diseño se usará el factor de seguridad y el factor de resistencia de esta sección de acuerdocon el método de diseño aplicable según las Secciones A4 o AS.

Pnn<1>

= 1.65 td Fa u

= 2.20= 0.70

donde:P

n

(Ec.E2.2.1.3-1)(ASO)(LRFD)

tResistencia de corte nominal de la conexión plancha a planchaEspesor total combinado (excluyendo los revestimientos) de las planchascomprometidas en la transferencia de corte sobre el plano demáxima transferencia de corte

= Diámetro promedio de soldadura de punto en la mitad del espesor de t.Ver Figura E2.2.1.3-1para las definiciones de diámetros(d - t)

da

donded =d =e

Diámetro visible de la superficie exterior del punto de soldadura.Diámetro efectivo del área fusionada en el plano de máximatransferencia de corte

= 0.7d -1.5 s 0.55d (Ec.E2.2.1.3-2)= Resistencia a la tracción de la plancha determinada de acuerdo a

las Secciones A2.1 o A2.2F

u

Además se aplicarán los siguientes límites:(1) Fu=:;;407 MPa 04150 kg/ cm? (59 ksi)(2) Fxx>Ful Y(3) 0.71 mm (0.028in)s t s 1.61 mm (0.0635in.).

tt

t

d = d-tad e= O.7d - 1.5t.5 O.55d

1-------- de --f-------da=----------1

Figura E2.2.1.3-1 Soldadura de punto - Plancha a plancha.

octubre 2009 131


E2.2.2 Tracción

La resistencia nominal a la tracción por succión, Pn, de cada soldadura de punto con cargaconcéntrica que conecta planchas y miembros de apoyo se calculará como el menor de los valoresde la Ec. E2.2.2-1 o de la Ec. E2.2.2-2. Para determinar la resistencia admisible o la resistencia de diseñose usará el factor de seguridad y el factor de resistencia de esta sección de acuerdo con el método dediseño aplicable según las Secciones A4 o A5.

nd2

P=-CFn 4 xx

Pn=0.8(Fj Fytdd Fu(Ec. E2.2.2-1)(Ec. E2.2.2-2)

Para aplicaciones de paneles y placas corrugadasn = 250 (ASD)<1> = 0.60 (LRFD)

Para otras aplicacionesQ = 3.00 (ASD)<1> = 050 (LRFD)

Se aplicarán los siguientes límites:td Fu$;13.34 kN (3Kips)e . > d,mmFxx ~ 410 MPa O 4220 kg/ cm! (60 ksi),Fu s 565 MPa O 5770 kg/cm2 (82 ksi) (de las planchas conectadas)F > Fxx u

Ver la Sección E2.2.1 para las definiciones de variables.Para soldaduras de punto con carga excéntrica sometidos a una tracción por succión, la resistencia

nominal a la tracción se debe tomar como el 50% del valor anterior.Para conexiones con múltiples planchas, la resistencia se determinará usando la suma de los

espesores de plancha como se indica en la Ec. E2.2.2-2.En la zona de traslape lateral en un sistema de placas corrugadas, la resistencia nominal a la

tracción de la conexión soldada será el 70% de los valores anteriores.Si mediante mediciones se puede demostrar que un cierto procedimiento de soldadura entrega de

manera consistente un diámetro efectivo mayor, de' O un diámetro promedio, da' donde sea aplicable,se podrá usar este diámetro mayor contemplando que se sigue dicho procedimiento particular desoldadura en uniones soldadas.

E2.3 Soldaduras de ranura

Se aplicarán las soldaduras de ranura (ver Figura E.2.3-1) incluidas en esta especificación sólo a lassiguientes uniones:

(a) Plancha a un miembro de apoyo de mayor espesor en la posición plana, y(b) Plancha a plancha en posición horizontal o plana.

La resistencia de corte nominal, P , de las soldaduras de ranura se determinará usando el menorn

valor obtenido de la Ec. E2.3-1 o la Ec. E2.3-2. Para determinar la resistencia admisible o la resistencia dediseño se usará el factor de segu ridad y el factor de resistencia de esta sección de acuerdo con el métodode diseño aplicable según las Secciones A4 o A5.

132 octubre 2009


(Ec. E2.3-1)

r, = 2.5tFu (0.25L+0.96da)

Q = 2.55 (ASD)«1> = 0.60 (LRFD)dondeP = Resistencia de corte nominal de la soldadura de ranura

n

de

(Ec. E2.3-2)

= Ancho efectivo de la soldadura de ranura en las superficies fusionadas= 0.7d-1.5t (Ec. E2.3-3)

donded = Ancho de la soldadura de ranuraL = Largo de la soldadura de ranura excluyendo los extremos circulares

(en el cálculo, L no será mayor que 3d)dd = Ancho promedio de la soldadura de ranura

(d-t) para planchas simples o dobles (Ec. E2.3-4)F ,F Yt = Variables definidas en la Sección E2.2-1

u xx

La distancia mínima al borde se determinará de la misma manera que para la soldadura depunto según la Sección E2.2.1. Ver Figura E2.3-2 para los detalles.

t

t

~ d I.-Width

Figura E2.3-1 Soldadura de ranura - Plancha a elemento soportante en posición plana.

octubre 2009 133

Especificación para el diseño de miembros estructurales de acero conformado en frío-----------------------------------

Figura E2.3-2 Distancia a los bordes para soldaduras de ranura.

E2.4 Soldaduras de filete

Las soldaduras de filete cubiertas por esta especificación se aplicarán a uniones en cualquier posición,ya sea plancha a plancha o plancha a un miembro de acero de mayor espesor.

La resistencia de corte nominal, P ,de una soldadura de filete se determinará de acuerdo con estansección. Para determinar la resistencia admisible o la resistencia de diseño se usará el factor de seguridad yelfactor de resistencia de esta sección de acuerdo con el método de diseño aplicable según las SeccionesA4 o A5.

(1) Para cargas en el sentido longitudinal:Para L/t<25

Pn(

O.OlL)== 1--- LtFt lJ

(Ec. E2.4-1)

== 2.55== 0.60

(ASD)(LRFD)

Para Lit ~ 25P == 0.75tLFn u

Q == 3.05<1> == 0.50

(Ec. E2.4-2)(ASO)(LRFO)

(2) Para cargas en el sentido transversal:P == tLF

n u

Q = 2.35<1> = 0.65

(Ec. E2.4-3)(ASO)(LRFO)

dondet == Menor valor entre los espesores tI y t

2, mostrados en las Figuras E2.4-1

y E2.4-2

134 octubre 2009


Figura E2.4-1 Soldaduras de filete - Unión de traslape. Figura E2.4-2 Soldadura de filete - Unión tipo T.

Adicionalmente, para t > 2.54mm (0.10in), lay (2) no debe superar el siguiente valor de Pn:

P 0.7St LFn w uQ 2.5S (ASD)4> 0.60 (LRFD)dondePnL

resistencia nominal determinada de acuerdo con (1)

(Ec. E2.4-4)

= Resistencia nominal de la soldadura de filete= Largo de la soldadura de filete

Valores definidos en la Sección E2.2.1Garganta efectiva

= El menor valor entre 0.707w¡y 0.707wr Se permite considerar unagarganta efectiva más grande, si mediciones experimentales muestran que elprocedimiento de soldadura usado consistentemente entrega un mayor valor de tw

dondew¡ y w2 = Pie de la soldadura (ver Figuras E2.4-1y E2.4-2)Yw¡::;t¡ en uniones de traslape

E2.5 Soldaduras de bisel abocinado

Las soldaduras de bisel abocinado cubiertas por esta especificación se aplicarán a uniones encualquier posición, ya sea plancha a plancha para soldaduras de bisel en Vabocinadas y soldadurasde bisel abocinado, o plancha a miembro de acero de mayor espesor.

La resistencia de corte nominal, P , de una soldadura de bisel abocinada se determinará den

acuerdo con esta sección. Para determinar la resistencia admisible o la resistencia de diseño se usaráel factor de seguridad y el factor de resistencia de esta sección de acuerdo con el método de diseñoaplicable según las Secciones A4 o AS.(a) Para soldaduras de bisel abocinado con carga en la dirección transversal (ver Figura E2.5-1):

octubre 2009 135

Especificación para el diseño de miembros estructurales de acero conformado en frío-----------------------------------

Pn

= 0.833tLFu

= 2.55= 0.60

(Ec. E2.5-1)(ASD)(LRFD)

Figura E2.5-1 Soldadura de bisel abocinado.

(b) Para soldaduras de bisel abocinado con carga en la dirección longitudinal (ver Figuras E2.5-2a E2.5-7):(1) Para t ~ tw <2t o si la altura de la pestaña, h, es menor que la longitud de la soldadura, L:

Pn = 0.75tLFu

(Ec. E2.5-2)n = 2.80<1> = 0.55

(ASD)(LRFD)

(2) Para tw ~ 2t con la altura de la pestaña, h, igualo mayor que el largo de la soldadura, L:Pn = 1.50tLF

u(Ec. E2.5-3)

n = 2.80 (ASD)<1> = 0.55 (LRFD)

Además para t > 2,54 mm (0.10 in.), la resistencia nominal determinada según (a) y (b) no debesuperar el valor de Pn calculado según la Ec. E2.5-4.

P = 0.75t tLFn w xx

Q = 2.55<1> = 0.60


dondeP = Resistencia nominal de la soldadura de bisel abocinadon

T = Espesor del miembro soldado tal como se define en las Figuras E.2.5-1 y E.2.5-7

136 octubre 2009


Figura E2.5-2. Corte en la soldadurade bisel abocinado.

~t~-,.---

Figura E2.5-4. Soldadura de bisel abocinado.(Llenado a ras de superficie w, = R)

Figura E2.5-6. Soldadura de bisel abocinado.(No llenado a ras de superficie w, > R)

t

d---""'p

Figura E2.5-3. Corte en la soldadura de biselen V abocinado.

Cizalle simple(Ec. E.2.5-2)para t~tw <2t

Figura E2.5-5. Soldadura de bisel abocinado.(Llenado a ras de superficie w, = R)

Figura E2.5-7. Soldadura de bisel abocinado.(No llenado a ras de superficie w, < R)

L = Longitud de la soldaduraF y F = Valores definidos en la Sección E2.2.1

u xxh Altura de la pestaña

octubre 2009 137

Especificación para el diseño de miembros estructurales de acero conformado en frío-~- -- -- ~- - -- --- -- --- ----- -~ --~ - --

t" Garganta efectiva de la soldadura de bisel abocinado llenada a ras de lasuperficie (Ver Figuras E2.5-4 y E2.5-5)(5/16) R para soldadura de bisel abocinado

= (1/2) R cuando R S; 12.7 mm (1/2 in.) para soldadura de bisel en V abocinado= (3/8) R cuando R > 12.7 mm (1/2 in.) para soldadura de bisel en V abocinado= Garganta efectiva para soldadura de bisel en V abocinado, no llenada a ras

de la superficieEl menor valor entre 0.707 w¡ 00.707 w

2(ver Figuras E2.5-6 y E2.5-7)

Se permite una garganta efectiva mayor que las anteriores si medicionesmuestran que con el procedimiento de soldadura a usar se obtienenmayores valores de tw de manera consistente

dondeR = Radio de la superficie curva exteriorw¡ y w-: Altura de la soldadura (ver Figuras E2.5-6 y E2.5-7)

E2.6 Soldaduras de resistencia

La resistencia de corte nominal, Pn' de soldaduras de punto se determinará de acuerdo conesta sección. Para determinar la resistencia admisible o la resistencia de diseño se usará el factor deseguridad y el factor de resistencia de esta sección de acuerdo con el método de diseño aplicablesegún las Secciones A4 o A5.

n = 2.35 (ASD)<1> = 0.65 (LRFD)

Cuando t está en pulgadas y Pn está en kips:Para 0.01 in. S; t < 0.14 in.

Pn

= 144t1.47 (Ec. E2.6-1)Para 0.14 in. S; t S; 0.18 in.

Pn

= 43.4t + 1.93 (Ec. E2.6-2)Cuando t está en milímetros y Pn está en kN:

Para 0.25 mm S; t < 3.56 cmP = 5.5ltL47

n

Para 3.56 mm S; t < 4.57 cm(Ec .E2.6-3)

Pn

= 7.6t+8.57 (Ec. E2.6-4)Cuando t está en centímetros y Pn está en kg:

Para 0.025 cm S; t < 0.356 cmP = 16600tL47

n(Ec. E2.6-5)

Para 0.356 cm S; t S; 0.457 cmP 7750t+875

n(Ec. E2.6-6)

dondeP

n = Resistencia nominal de la soldadura de resistenciaEspesor de la plancha exterior más delgadaT

138 octubre 2009


E2.7 Ruptura en la sección neta de miembros que no sean planchas planas(corte diferido)

La resistencia nominal a la tracción de un miembro soldado se determinará de acuerdo con laSección C2. Para la ruptura y / ofluencia de la sección neta efectiva de la parte conectada, la resistenciaa la tracción nominal, P , se determinará de acuerdo con la Ec. E.2.7-l. Para determinar la resistencian

admisible o la resistencia de diseño se usarán elfactor de seguridad y elfactor de resistencia de esta secciónde acuerdo con el método de diseño aplicable según las Secciones A4 o AS.

P AFn e u

n = 2.50<1> = 0.60

(Ec.E.2.7-l)(ASD)(LRFD)

dondeFu = Resistencia a la tracción de la parte conectada determinada de acuerdo con las Secciones

A2.l o A2.3.2A. = AU, área neta efectiva con U definido de acuerdo a lo siguiente:

Cuando la carga es transmitida solamente por soldaduras transversales:A = Área de los elementos conectados directamenteU = 1.0

Cuando la carga es transmitida sólo por soldaduras longitudinales o por soldaduraslongitudinales en combinación con soldaduras transversales:

A Área bruta del miembro, As

U = 1.0 para miembros en los cuales la carga se transmite directamente a todos loselementos de la sección

En otros casos el coeficiente de reducción U se determinará de acuerdo con (a) o (b):(a) Para miembros tipo ángulo

U= I.O-I.20XlL<O. 9 (Ec.E2.7-2)pero U;:::0.4

(b) Para miembros tipo canalU=I.O-O.36X:/L<O.9pero U;:::0.5

dondex Distancia desde el plano de corte al centroide de la secciónL = Largo de la soldadura longitudinal

(Ec.E2.7-3)

octubre 2009 139


E3 Conexiones apernadas

Los siguientes criterios de diseño y los requerimientos estipulados en la Sección E.3a de los AnexosA y B se aplicarán a conexiones apernadas usadas para miembros estructurales de acero conformado enfrío en las cuales el espesor de la parte conectada más delgada es menor que 4.76 mm (3/16 in.). Paraconexiones apernadas en las cuales el espesor de la parte conectada más delgada es igualo mayorque 4.76 mm (3/16 in.), se aplicarán las especificaciones y estándares estipulados en la Sección E.3adel Anexo A o B.

Los pernos, tuercas y golillas que cumplan con alguna de las siguientes especificaciones ASTMson aprobados para ser usados bajo la presente especificación:

ASTM A194/ A194M, Carbon and AIloy Steel Nuts for Bolts for High-Pressure and High-Temperature Service.

ASTM A307 (Type A), Carbon Steel Bolts and Studs, 60.000 PSI Tensile Strength.ASTM A325, Structural Bolts, Steel, Heat Treated, 120/105 ksi Minimum Tensile Strength.ASTM A325M, High Strength Bolts for Structural Steel [oints [Metric].ASTM A354 (Grade BO), Quenched and Tempered Alloy Steel Bolts, Studs, and Other Externally

Threaded Fasteners (for diameter of bolt smaIler than 1/2 in.).ASTM A449, Quenched and Tempered Steel Bolts and Studs (for diameter of bolt smaller

than 112 in.).ASTM A490, Heat-Treated Steel Structural Bolts, 150 Ksi Minimum Tensile Strength.ASTM A490M, High Strength Steel Bolts, Classes 10.9 and 10.9.3, for Structural Stell [oints [Metric].ASTM A563, Carbon and Alloy Steel Nuts.ASTM A563M, Carbon and AIloy Steel Nuts [Metric].ASTM F436, Hardened Steel Washers.ASTM F436M, Hardened Steel Washers [Metric].ASTM F844, Washers, Steel, Plain (Flat), Unhardened for General Use.ASTM F959, Compressible Washer-Type Oirect Tension Indicators for Use with Structural

Fasteners.ASTM F959 M, Compressible Washer-Type Direct Tension Indicators for Use with Structural

Fasteners [Metric].

Cuando se utilicen otras normas distintas a las indicadas, los planos deberán indicar claramenteel tipo y tamaño de los conectores a ser empleados y la resistencia nominal asumida en el diseño.

Los pernos serán instalados y tensados de forma de alcanzar un comportamiento satisfactorio dela conexión.

E3.1 Corte, espaciamiento y distancia al borde

Ver Sección E.3.1 del Anexo A o B para las disposiciones de esta sección.

140 octubre 2009

------ ---Capítulo E, Conexiones y Uniones

E3.2 Ruptura en la sección neta (corte diferido)

Ver Sección E.3.2 del Anexo A para las disposiciones de esta sección

E3.3 Aplastamiento

La resistencia nominal al aplastamiento de las conexiones apernadas se determinará de acuerdocon las Secciones E3.3.1y E3.3.2.Para otras condiciones, la resistencia al aplastamiento disponiblede las conexiones apernadas se determinará mediante ensayos.

E3.3.1 Resistencia sin considerar la deformación de la peñoración del perno

Cuando la deformación que se produce alrededor de las perforaciones del perno no es unaconsideración de diseño, la resistencia nominal al aplastamiento, P

n, de la plancha conectada para

cada perno solicitado se determinará de acuerdo a la Ec. E3.3.1-1. Para determinar la resistenciaadmisible o la resistencia de diseño se usará el factor de seguridad y el factor de resistencia de esta secciónde acuerdo con el método de diseño aplicable según las Secciones A.4 o A.5.

P = Cm.dtfn u

Q = 2.50<1>

(Ec.E3.3.1-1)

= 0.60(ASD)(LRFD)

dondeC = Factor de aplastamiento, determinado de acuerdo a la Tabla E3.3.1-1

= Factor de modificación para el tipo de conexión de aplastamiento, el cualse determinará según la Tabla E3.3.1-2Diámetro nominal del pernoEspesor de la plancha sin recubrimiento

= Resistencia a la tracción de la plancha definida en las Secciones A2.1 o A2.2

dtF

u

Razón de diámetro delEspesor de la parte conector respecto del Cconectada, t, mm (in.) espesor del elemento

dlt

d/t <10 30.61s t < 4.76 io s d/t:$; 22 4-0.1(d/t)

(0.024s t < 0.1875)d/t > 22 1.8

Tabla E3.3.1-1Factor de aplastamiento, e

octubre 2009 141

Especificación para el diseño de miembros estructurales de acero conformado en frio- - - - - -- -- - - -- -------- - -- -

Tabla E3.3.1-2Factor de modificación m para el tipo de conexión de aplastamiento, ."

Tipo de conexión de aplastamiento mf

Cizalle simple y cizalle doble con planchas exteriores Conexión 1.00con golillas bajo la cabeza del perno y bajo tuerca

Conexión sin golillas o sólo con una golilla 0.75

Plancha interior en una conexión de cizalle doble con o sin golillas 1.33

E3.3.2 Resistencia considerando deformación de la peñoración del perno

Cuando la deformación alrededor de la perforación del perno es una consideración de diseño, laresistencia nominal al aplastamiento, P , se calculará de acuerdo con la Ec. E3.3.2-1. Para determinar

"la resistencia admisible o la resistencia de diseño se usará el factor de seguridad y el factor de resistencia deesta sección de acuerdo con el método de diseño aplicable según la Secciones A4 o A5. Además, laresistencia disponible no será mayor que la resistencia disponible obtenida según la Sección E.3.3.1.

P" (4.64at+l.53)dtFu (Ec. E.3.3.2-1)Q 2.22 (ASD)<1> 0.65 (LRFD)dondea == Coeficiente de conversión de unidades

1 para unidades norteamericanas (con t en pulgadas)== 0.0394 para unidades SI (con t en mm)

0.394 para unidades MKS (con t en cm)Ver Sección E3.3.1 para definiciones de otras variables.

E3.4 Corte y tracción en pernos

Ver Sección E3.4 del Anexo A o B para las disposiciones contempladas en esta sección.

E4 Conexiones atornilladas

Todos los requerimientos del Capítulo E4 se aplicarán a tornillos con (0.08 in.) 2.03 mm < d:::;6.35mm (0.25 in.). Los tornillos serán con hilo o autoperforantes, con o sin un punto de autoperforación.Los tornillos se instalarán y tensarán de acuerdo con las recomendaciones del fabricante.

Las resistencias nominales de la conexión atornillada estarán también limitadas por la Sección C2.

142 octubre 2009

Capítulo E, Conexiones y Uniones--------------------- --

Para aplicaciones en diafragmas, deberá usarse la Sección 05.Excepto que se indique otra cosa, para determinar la resistencia admisible o la resistencia de diseño se

usará elfactor de seguridad y elfactor de resistencia de esta sección de acuerdo con el método de diseñoaplicable según las Secciones A4 o AS

n = 3.00 (ASO)<1> = 0.50 (LRFO)En forma alternativa, los valores de diseño para una aplicación particular podrán estar basados

en ensayos, con el factor de seguridad, n, y el factor de resistencia, <1>, determinados según elCapítulo F.

La siguiente notación se aplicará en la Sección E4:d Diámetro nominal del tornillodh = Diámetro de la cabeza del tornillo o de una golilla hexagonal integrada al tornillodw Diámetro de la golilla de acerod' w = Diámetro efectivo de la resistencia al punzonamientoP Resistencia de corte nominal del tornillonsP Resistencia de corte nominal del tornillo indicado por el fabricante oss

determinada por ensayos realizados por un laboratorio independienteP = Resistencia nominal a la extracción del tornillonotP Resistencia nominal al punzonamiento del tornillonov

Pts = Resistencia nominal a la tracción del tornillo entregada por el fabricante odeterminada por ensayos realizados por un laboratorio independiente

t1 Espesor del miembro en contacto con la cabeza del tornillo o golillat2 Espesor del miembro que no está en contacto con la cabeza del tornillo o golillate El menor valor entre la altura de penetración y el espesor t,Ful = Resistencia a la tracción del miembro en contacto con la cabe-zadel tornillo o golillaFu2 = Resistencia a la tracción del miembro que no está en contacto con la cabeza

del tornillo o golilla

E.4.1. Espaciamiento mínimo

La distancia entre centros de los conectores no será menor que 3d.

E.4.2. Distancias mínimas a bordes y extremos

La distancia desde el eje de un conector al borde de cualquier elemento no será menor que l.5d. Sila distancia a un borde externo es paralela a la fuerza que actúa en el conector, la resistencia al cortenominal por tornillo, Pns' estará limitada según la Sección E4.3.2.

octubre 2009 143

Especificación para el diseño de miembros estructurales de acero conformado en frío --~~~~~~~~~~

E4.3 Corte

E4.3.1 Conexión de corte cuya resistencia es limitada por inclinación deltornillo y aplastamiento

La resistencia de corte nominal por tornillo, P ,se determinará de acuerdo con esta sección.nsPara t/ tI ~ 1.0, Pns será el menor valor de:

= 4.2(t~d)7i Fu2PnsPns

= 2.7tIdFul

= 2.7t2dFu2

(Ec. E4.3.1-1)(Ec. E4.3.1-2)(Ec. E4.3.1-3)Pns

Para t/t1 ~ 2.5, Pnsserá el menor valor de:Pns = 2.7tIdFu1

Pns = 2.7t2dF u2

Para 1.0 <ti tI <2.5, Pns será calculado mediante interpolación lineal entre los dos casos

(Ec. E4.3.1-4)(Ec. E4.3.1-5)

anteriores.

E4.3.2 Conexión de corte cuya resistencia es limitada por la distancia a unborde extremo

Ver la Sección E4.3.2 del Anexo A o B para las disposiciones de esta sección.

E4.3.3 Corte en tornillos

La resistencia de corte nominal del tornillo se tomará como P .ssEn lugar de los valores entregados en la Sección E4, se permitirá determinar elfactor de seguridad

o el factor de resistencia de acuerdo con la Sección Fl y se tomará como 1.25 Q ~ 3.0(ASD) 0<1>/1.25~ 0.5 (LRFD).

E4.4 Tracción

Para tornillos sometidos a tracción, la cabeza del tornillo o golilla, si se utiliza, tendrá un diámetrod

ho dw no menor que 7.94 mm (5/16 in.). Las golillas tendrán al menos un espesor de 1.27 mm (0.050

in.).

E4.4.1 Extracción

La resistencia nominal a la extracción, Pnot'se calculará de acuerdo a lo siguiente:Pnot=0.85 t

cdF

u2(Ec. E4.4.1-1)

144 octubre 2009


E4.4.2 Punzonamiento

La resistencia nominal al punzonamiento, Pnov' se calculará de acuerdo a lo siguiente:P ::;;1.5 t.d F ¡ (Ec.E4.4.2-1)

nov w u

donded' w ::;; Diámetro efectivo de punzonamiento determinado de acuerdo con (a), (b) o (e)

como sigue:(a) Para una cabeza redonda, una cabeza hexagonal (Figura E4.4.2(1)),o cabeza de tomillo

con golilla hexagonal (Figura E4.4.2(2)) con una golilla de acero independiente ysólida bajo la cabeza del tornillo.

t--:t::::================~ -J:~~ -c~ ~ lt2

(1) Golilla plana de acero bajo cabezahexagonal del tornillo.

(2) Golilla plana de acero bajo cabeza de tornillohexagonal con golilla.

¡tw-t1

1------~,.......---___1~ t2

,

l

(3) Golilla curva (no llena) bajo cabeza de lornillo.

Figura E4.4.2. Punzonamiento de tornillo con golilla.

d' =d +2t $;dw h 1 w(Ec.E4.4.2-2)

octubre 2009 145

Especificación para el diseño de miembros estructurales de acero conformado en frío-----------------------------------------

dondedh Diámetro de la cabeza de tornillo o de golilla integrada a una cabeza de

tornillo hexagonaltw ::: Espesor de la golilla de acerod ::: Diámetro de la golilla de acerow

(b) Para una cabeza redonda, una cabeza hexagonal, o una cabeza de tornillo y golilla hexagonalsin una golilla independiente bajo la cabeza del tornillo:

d' w::: dh pero no mayor que 12.7 (1/2 in.).(e) Para una golilla curva tipo dorna (no llena e independiente) bajo la cabeza tornillo (Figura

E.4.4.2(3),se permite usar d' w según la Ecuación E4.4.2-2,con d., tw

Yt1tal como se define enla Figura E4.4.2(3).En esta ecuación, d' wno puede ser mayor que 16 mm (5/8 in.). En formaalternativa, los valores de diseño al punzonamiento para dichas golillas curvas, incluyendoel factor de seguridad, n,y el factor de resistencia, <1>,podrán determinarse mediante ensayosde acuerdo con el Capítulo F.

E4.4.3 Tracción en Tornillos

La resistencia nominal a la tracción del tornillo se tornará como Pts"En lugar de los valores entregados en la Sección E4, se permite que el factor de seguridad o el

factor de resistencia sean determinados de acuerdo con la Sección Fl y serán tomados corno1.25 n::;; 3.0(ASD)o <1>/1.25~ 0.5 (LRFD)

E4.5 Corte y punzonamiento combinados

E4.5.1 Método ASO

Para conexiones atornilladas sujetas a una combinación de fuerzas de corte y tracción, deberásatisfacerse la siguiente condición:

~+O.71~::;;~P P n

I1S nov

(Ec.E4.5.1-1)

Además, Q y T no superarán la resistencia admisible determinada en las Secciones E4.3 y E4.4,respectivamente

dondeQ Resistencia de corte admisible requerida de la conexiónT Resistencia a tracción admisible requerida de la conexiónP Resistencia de corte nominal de la conexiónns

2.7t1dFu1 (Ec.E4.5.1-2)Pnov ::: Resistencia nominal al punzonamiento de la conexión

::: l.5t¡dJu1 (Ec.E4.5.1-3)dondedw ::: Mayor valor entre el diámetro de la cabeza del tornillo y el diámetro de la golilla

n :::2.35

La Ec. E4.5.1-1será válida para conexiones que cumplan con los siguientes límites:

146 octubre 2009


(1) (0.0285in.) 0.724 mm s t1 s 1.130 mm (0.0445 in.),(2) Tomillos autoperforantes N° 12 YN° 14 con o sin golillas,(3) d, s 19.1mm (0.75 in.),(4) Fu1 s 483 MPa o 4920kg/cm2(70 ksi), y(5) ti t1~ 2.5.

Para conexiones cargadas excéntricamente que produzcan una fuerza de punzonamientono uniforme en el conector, se considerará la resistencia nominal al punzonamiento comoel50%de Pnov.

E4.5.2 Método LRFD

Para conexiones atornilladas sujetas a una combinación de fuerzas de tracción y corte, deberáncumplirse los siguientes requerimientos:

~ +0. 71 ~ :s; 1. 101/>p P

ns nov

(Ec. E4.5.2-1)

Además, Q y T no superarán las correspondientes resistencias de diseño determinadas deacuerdo a las Secciones E.4.3 y E.4.4, respectivamente

donde

Q ~ Resistencia de corte requerida de la conexión~ Vu para LRFD

T ~ Resistencia a la tracción requerida de la conexiónTu para LRFD

~ Resistencia de corte nominal de la conexión2.7t1dFu1

Pnov ~ Resistencia nominal al punzonamiento de la conexión~ 1.5t

1d

wF

U1

donde

Pns(Ec. E4.5.2-2)

(Ec. E4.5.2-3)

dw = Mayor diámetro entre la cabeza del tornillo y la golilla$ ~ 0.65 (LRFD)

La Ecuación E4.5.2-1 será válida para conexiones que cumplan con los siguientes límites:(1) (0.0285 in.) 0.724 mm s t1::;; 1.13 mm (0.0445 in.),(2) Tornillos autoperforantes N° 12 YN° 14 con o sin golillas,(3) dw::;; 19.1 mm (0.75in.),(4) Fu1:S; 483 MPa o 4920 kg/ cm- (70 ksi), y(5) t2/ t

1~ 2.5.

Para conexiones cargadas excéntricamente que produzcan una fuerza de punzonamientono uniforme en el conector, se considerará la resistencia nominal al punzonamiento comoel 50% de P .

nov

octubre 2009 147


ES Ruptura

Ver la Sección ESdel Anexo A para las disposiciones de esta sección.

E6 Conexiones a otros materiales

E6.1 Aplastamiento

Se contemplarán soluciones para transferir las fuerzas de aplastamiento de los componentesde acero incluidos en esta especificación a componentes estructurales adyacentes hechos en otrosmateriales.

E6.2 Tracción

Deben ser consideradas las fuerzas de corte/ tracción por punzonamiento en la plancha deacero alrededor de la cabeza del conector, así como también la fuerza de extracción que resulta decargas axiales y momentos flectores transmitidos al conector desde otros componentes estructuralesadyacentes.

La resistencia a la tracción nominal del conector y la resistencia nominal a la adherencia delcomponente estructural adyacente se determinarán ya sea mediante normas aprobadas para elproducto, certificaciones aplicables al producto, especificaciones del producto, referencias escritasacerca del producto, o combinaciones de estas.

E.6.3. Corte

Se contemplarán medidas adecuadas para transmitir fuerzas de corte desde los componentesde acero cubiertos por esta especificación a componentes estructurales adyacentes hechos de otrosmateriales. La resistencia requerida al corte ylo aplastamiento en los componentes de acero nopodrá ser mayor que la permitida por esta especificación. La resistencia al corte disponible enlos conectores y en otros materiales no deberá ser excedida. Se deberán cumplir los requisitosde adherencia. Se contemplarán medidas adecuadas cuando se presenten fuerzas de corte encombinación con otras fuerzas.

148 octubre 2009

Capítulo F, Ensayos para Casos Especiales--------------- - -

F. ENSAYOS PARA CASOS ESPECIALES

Los ensayos serán efectuados por un laboratorio de ensayos independiente o un laboratorio deensayos de un fabricante.

Las disposiciones del Capítulo F no se aplican a diafragmas de acero conformado en frío. VerSección 05.

F1 Ensayos para determinar el comportamiento estructural

F1.1. Diseño por factores de carga y resistencia

Cuando se requiera establecer un comportamiento estructural mediante ensayos, dichocomportamiento deberá evaluarse de acuerdo con el procedimiento siguiente:(a) La evaluación de los resultados de un ensayo se hará en base al valor promedio de los resultados

de a lo menos 3 probetas idénticas, siempre que la desviación de cualquier ensayo individual,con respecto al promedio de todos los ensayos no supere ± 15%. Si tal desviación del valorpromedio supera eI15%, deberán realizarse más ensayos del mismo tipo hasta que la desviacióndel resultado de cualquier ensayo individual no exceda en ± 15% al valor promedio obtenidode todos los ensayos o hasta que al menos se hayan realizado 3 ensayos adicionales. No sedebe eliminar ningún resultado de ensayo a menos que sea posible justificar racionalmentedicha exclusión. El valor promedio de todos los ensayos será considerado entonces, cornola resistencia nominal, R para la serie de ensayos. R y el coeficiente de variación V de los

n, n presultados de ensayo se determinará mediante un análisis estadístico.

(b) La resistencia de los elementos ensayados, conjuntos estructurales, conexiones o miembrosdebe satisfacer la Ec.F1.1-1.I.y¡Q¡ ::;<1>Rn para LRFO (Ec. F1.1-1)

dondeI. y¡O; Resistencia requerida basada en la combinación de cargas más críticadeterminada según la Sección A5.1.2. y¡ y Q¡, son factores de carga y efectos de las cargasrespectivamente<1> factor de resistencia

dondeCo

Mm

Fm

p =m

=e =

=~o

octubre 2009

(Ec. F1.1-2)

Coeficiente de calibración1.52 para LRFO1.6 para LRFO en vigas quP tpngan pI ala en tracción conectada a una placacorrugada o revestimiento y el ala en compresión no arriostrada lateralmenteValor promedio del factor de material, M, listado en la Tabla Fl para el tipode componente consideradoValor promedio del factor de fabricación, F, listado en la Tabla Fl para eltipo de componente consideradoValor promedio del factor profesional, P, para el componente ensayado1.0Base de logaritmo natural2.718Índice de confiabilidad objetivo

149

Especificación para el diseño de miembros estructurales de acero conformado en fria

= 2.5 para miembros estructurales y 3.5 para conexiones para LRFO= 1.5para LRFO en vigas que tengan el ala en tracción conectada a una cubierta

o placa y el ala en compresión no arriostrada lateralmenteVM Coeficiente de variación del factor de material listado en la Tabla F1 para el

tipo de componente consideradoVF Coeficiente de variación del factor de fabricación listado en la Tabla Fl para

el tipo de componente consideradoCI' = Factor de corrección

(1+l/n)m/(m - 2) para n ~ 4 (Ec. F1.1-3)5.7 para n = 3

dondeNúmero de ensayosGrados de libertadn-ICoeficiente de variación de los resultados de ensayos, pero no menor que6.5%Coeficiente de variación del efecto de carga0.210.43 para vigas que tengan el ala en tracción conectada a una cubierta oplaca corrugada o revestimiento y el ala en compresión no arriostradalateralmente

Rn Valor promedio de los resultados de todos los ensayosEl listado incluido en la Tabla F1 no excluye el uso de otros datos estadísticos documentados

siempre que hayan sido establecidos a partir de suficientes resultados de las propiedades de losmateriales y fabricación.

Para aceros no incluidos en la Sección A.2.1, los valores de Mm Y VM se deben determinarmediante análisis estadístico de los materiales utilizados.

Cuando hay distorsiones que influyen en el comportamiento de la probeta al ponerla en uso real,las solicitaciones basadas en la combinación de cargas críticas correspondiente a la ocurrencia deuna distorsión aceptable también debe satisfacer la Ec. Fl.l-l, excepto que el factor de resistenciase toma igual a la unidad y el factor de mayoración para carga muerta se toma igual a 1.0.(e) Las propiedades mecánicas de una plancha de acero se determinarán en base a muestras

representativas del material tomadas del elemento ensayado o de la plancha usada parafabricar dicho elemento. No se usarán las propiedades mecánicas informadas por el proveedorde acero para la evaluación de los resultados de los ensayos. Si la tensión de fluencia del aceroutilizado en las probetas de ensayos resulta mayor que el valor especificado, los resultados delos ensayos se ajustarán para reducirlos hasta la tensión defluencia mínima del acero que indicael fabricante. Los resultados de ensayos no se deben ajustar a un valor mayor si la tensiónde fluencia de la probeta es menor que la tensión de fluencia mínima especificada. Se haránajustes similares en base a la tensión última a tracción en lugar de la tensión de fluencia cuandola tensión última es el factor crítico.

n =m =

=VI'

VQ=

También se tomará en consideración cualquier variación o diferencia que exista entre el espesorde cálculo y el espesor de las probetas usadas en los ensayos.

150 octubre 2009

Capítulo F, Ensayos para Casos Especiales

TABLA F1

Datos estadísticos para la determinación del factor de resistencia

Tipo de componente Mm

VM Fm VI'

Atiesadores transversales 1.10 0.10 1.00 0.05

Atiesadores de corte 1.00 0.06 1.00 0.05

Miembros a tracción 1.10 0.10 1.00 0.05

Miembros en flexión

Resistencia a flexión 1.10 0.10 1.00 0.05

Resistencia al pandeo lateral-torsional 1.00 0.06 1.00 0.05

Un ala fijada a placa corrugada o cubierta 1.10 0.10 1.00 0.05

Resistencia al corte 1.10 0.10 1.00 0.05

Flexión y corte combinados 1.10 0.10 1.00 0.05

Resistencia al aplastamiento del alma 1.10 0.10 1.00 0.05

Flexión y aplastamiento del alma combinados 1.10 0.10 1.00 0.05

Miembros comprimidos con carga axial 1.10 0.10 1.00 0.05

Carga axial y flexión combinadas 1.05 0.10 1.00 0.05

Miembros tubulares cilíndricos

Resistencia a flexión 1.10 0.10 1.00 0.05

Compresión axial 1.10 0.10 1.00 0.05

Pies derechos de muros y sistemas de muros

Pies derechos en compresión 1.10 0.10 1.00 0.05

(Continúa)

octubre 2009 151


Tabla F1 (Continuación)

Información estadística para la determinación del factor de resistenciaTipo de componente M-= V F-= V..E

Pies derechos a flexión 1.10 0.10 1.00 0.05

Pies derechos con carga axial y flexión combinados 1.05 0.10 1.00 0.05

Miembros estructurales no listados arriba 1.00 0.10 1.00 0.05

Conexiones soldadas

Soldaduras al arco por puntos

Resistencia al corte de las soldaduras 1.10 0.10 1.00 0.10

Resistencia a la tracción de las soldaduras 1.10 0.10 1.00 0.10

Falla de plancha 1.10 0.08 1.00 0.15

Soldaduras de ranura


Desgarramiento de la placa 1.10 0.10 1.00 0.10

Soldadura de filete

Resistencia al corte de la soldadura 1.10 0.10 1.00 0.10

Falla de la placa 1.10 0.08 1.00 0.15

Soldaduras de bisel abocinado


Falla de la placa 1.10 0.10 1.00 0.10

Soldadura de resistencia 1.10 0.10 1.00 0.10

Conexiones con pernos

Resistencia al corte del perno 1.10 0.08 1.00 0.05

Resistencia a la tracción del perno 1.10 0.08 1.00 0.05

Espaciamiento mínimo y distancia al borde 1.10 0.08 1.00 0.05

Resistencia a la tracción en el área neta 1.10 0.08 1.00 0.05

Resistencia al aplastamiento 1.10 0.08 1.00 0.05

Conexiones con tornillos

Resistencia al corte del tornillo 1.10 0.10 1.00 0.10

Resistencia a la tracción del tornillo 1.10 0.10 1.00 0.10

Espaciamiento mínimo y distancia al borde 1.10 0.10 1.00 0.10

Resistencia a la tracción en el área neta 1.10 0.10 1.00 0.10

Resistencia a la inclinación y aplastamiento 1.10 0.08 1.00 0.05

Extracción 1.10 0.10 1.00 0.10

Desgarramiento 1.10 0.10 1.00 0.10

Corte y desgarramiento combinados 1.10 0.10 1.00 0.10

Conexiones no incluidas arriba 1.10 0.10 1.00 0.15

152 octubre 2009

Capítulo F, Ensayos para Casos Especiales-----------------------------------------------------------

F1.2 Diseño por resistencia admisible

Cuando la composición o configuración de elementos, conjuntos estructurales, conexiones odetalles de miembros estructurales de acero conformado en frío, son de tal tipo que el cálculode su resistencia no puede ser hecha de acuerdo a las disposiciones de esta especificación, sucomportamiento estructural será establecido mediante ensayos y evaluado de acuerdo con laSección F1.1, excepto lo modificado en esta sección para diseño por resistencia admisible.

La resistencia admisible se calculará como sigue:R=Rn/º

dondeRn

(Ec.F1.2-1)

n= Valor promedio de los resultados de todos los ensayos= Factor de seguridad

1.6=

l/J(Ec.F1.2-2)

donde<1> = Valor evaluado según la Sección Fl.l.

La resistencia requerida se determinará a partir de las cargas nominales y las combinaciones de cargadescritas en la Sección A4.

F2 Ensayos para confirmar el comportamiento estructural

En el caso de miembros estructurales, conexiones y conjuntos estructurales en que la resistencianominal se calcula siguiendo esta especificación o sus referencias específicas, es posible realizar ensayosde confirmación para demostrar que la resistencia no es menor que la resistencia nominal, R

n, señalada

en esa especificación o en sus referencias específicas, para el tipo de comportamiento considerado.

F3 Ensayos para determinar las propiedades mecánicas

F3.1 Sección completa

Los ensayos para determinar las propiedades mecánicas de secciones completas a ser usadas enla Sección A7.2 se realizarán de acuerdo con esta sección.(a) Los procedimientos de ensayos a tracción se harán de acuerdo con la norma ASTM A370.(b) La determinación de la tensión de fluencia a compresión se hará por medio del ensayo a

compresión de probetas cortas obtenidas de la sección correspondiente. Ver AISI S902.La tensión de fluencia a compresión se debe tomar como el menor valor entre la resistencia máximaa compresión de las secciones dividida por el área de la seccion o la tensión definida por uno de lossiguientes métodos:

(1) Para acero con fluencia brusca, la tensión de fluencia se debe determinar por el métododel diagrama autográfico o por el método de la deformación unitaria total bajo la carga.

(2) Para acero con fluencia gradual, la tensión de fluencia se determina mediante elmétodo de la deformación unitaria bajo la carga o por el método del desplazamientodel 0.2%.

octubre 2009 153


Cuando se utiliza el método de la deformación unitaria total bajo la carga, deberáexistir evidencia de que la tensión de fluencia que así se obtiene se encuentra dentro delrango de ±5% del valor de la tensión de fluencia que podría determinarse por el método deldesplazamiento del 0.2%.

(c) Donde el efecto principal de la carga a la cual está sujeto el miembro en servicio produzcatensiones de flexión, la tensión de fluencia se debe determinar sólo para las alas. Al determinardicha tensión de fluencia, cada probeta consistirá en un ala completa más una porción delalma con tal relación de ancho-plano que el valor de p para la probeta sea igual a la unidad.

(d) Para propósitos de aceptación y control, se hará un ensayo de sección completa de cada rollomaestro.

(e) A opción del fabricante, para aceptaciones de rutina y propósitos de control se puedenefectuar ensayos ya sea de tracción o compresión, siempre que el fabricante demuestre quetales ensayos indican de manera confiable la tensión de fluencia de la sección cuando estásometida al tipo de tensiones que se presentarán cuando el miembro esté en uso.

F3.2 Elementos planos de secciones conformadas

Los ensayos para determinar las propiedades mecánicas de elementos planos pertenecientes asecciones conformadas y las propiedades mecánicas representativas del acero virgen a ser usadoen la Sección A.7.2 se efectuarán de acuerdo con esta sección.

La tensión de[luencia de las zonas planas, Fvf, se establecerá mediante un promedio ponderadode las tensiones de fluencia obtenidas dé un ensayo de tracción con probetas tomadaslongitudinalmente de zonas planas de un miembro conformado en frío. El promedio ponderadoserá la suma de los productos de las tensiones de fluencia promedio para cada porción planamultiplicado por el área de su sección, dividido por el área total de las zonas planas de la sección.Aunque el número exacto de estas probetas, dependerá de la forma del elemento, es decir, delnúmero de zonas planas en la sección, al menos una muestra se tomará de la zona central de cadaporción plana. Si la tensión de fluencia real del acero virgen es mayor que la tensión de fluenciamínima especificada, la tensión de fluencia de las zonas planas, Fvf' se deberá ajustar multiplicandolos valores de los ensayos por la razón entre la tensión de fluencia mínima especificada y latensión de fluencia real del acero virgen.

154 octubre 2009

F3.3 Acero virgen

Las siguientes disposiciones se aplicarán al acero, producido bajo normas distintas a lasseñaladas en las especificaciones ASTMincluidas en la SecciónA.2.1,cuando dicho acero se utiliceen secciones en las cuales la tensión de fluencia incrementada del acero después del conformadoen frío sea calculada a partir de las propiedades del acero virgen según la Sección A7.2. Parapropósitos de aceptación y control, se tomarán al menos cuatro probetas de tracción para cadarollo maestro para establecer los valores representativos de la tensión de fluencia y la tensiónúltima a la tracción del acero virgen. Las probetas se tomarán longitudinalmente en los puntoscorrespondientes al cuarto del ancho cerca del extremo exterior del rollo.

Capítulo G, Diseño de Míembros Estructurales de Acero Conformado en Frío y Conexiones bajo Carga Cíclica (Fatiga)

G DISEÑO DE MIEMBROS ESTRUCTURALES DE ACERO Conformado EN FRío yCONEXIONES BAJO CARGA CíCLICA (FATIGA)

Este procedimiento de diseño se aplicará a miembros estructurales de acero conformado en frío yconexiones sujetas a cargas cíclicas dentro del rango elástico de tensiones con frecuencia y magnitudsuficientes para iniciar una fisuración y falla progresiva (fatiga).

G.1. General

Cuando la carga cíclica es una consideración de diseño, las disposiciones de este capítulo seaplicarán a tensiones calculadas en base a cargas no mayoradas. La tensión de tracción máximapermitida debido a cargas no mayoradas es 0.6 Fv'

El rango de tensiones se definirá como la magnitud del cambio de tensión debido a la aplicacióno retiro de una carga viva no mayorada. En el caso de inversión de tensiones, el rango de tensionesdebe ser calculado como la suma de los valores absolutos de las tensiones máximas repetidas detracción y compresión o la suma de los valores absolutos de las tensiones de corte máximas dedirección opuesta en el punto de inicio probable de la fisuración.

Debido a que la ocurrencia de un diseño en que se consideren cargas de viento o sismo realeses demasiado inusual como para justificar su consideración en el diseño a la fatiga, no se exige laevaluación de la resistencia a la fatiga para la acción de cargas de vientos en edificios.

Si el rango de tensiones producto de la carga viva es menor que el umbral de fatiga, FTH

, dado enla Tabla Gl, no se requiere la evaluación de resistencia a la fatiga.

Tabla G1Parámetros de diseño a la fatiga para estructuras de acero conformadas en frío

Umbral

Categoría deConstante tensiones Figuras deDescripción de Cf FrH,MPa, referenciatensiones (kg/cm2)

[ksi]

Metal base y componentes con superficies 172laminadas incluyendo bordes guillotinados y I 3.2xl01O (1760) G1-1esquinas conformadas en frío [25]Metal base y metal de soldadura en miembros 103conectados por soldaduras longitudinales 11 i.o-io» (1050) Gl-2continuas 115]Elementos soldados a una placa o una viga,soldaduras de filete transversal y soldaduras de 110filete longitudinal continuos menores o iguales III 3.2xl09 (1120) Gl-3, Gl-4que 50.8 mm (2 in.), conexiones apernadas o [16]atornilladas y soldaduras de punto

Elemento de espesor mayor que 50.8 mm (2in.) conectado con soldadura longitudinal 62tipo filete paralela a la dirección de la tensión IV 1.0xl09 (633) Gl-4aplicada, y soldaduras intermitentes paralelas [9]a la dirección de la fuerza aplicada

octubre 2009 155


, Bordes gillotinados

Esquina conformada en frlo

Canales de acero conformados en frío, categoría de tensiones I

Figura G1.1. Detalle típico para la categoría de tensiones 1.

/soldadura

C=::~~:::::J

Viga doble - T soldada, categoría y tensiones II

Plancha Típica -

Figura G1.2. Detalle típico para la categoría de tensiones 11.

(a) Soldadura transversal, categoría 111. (b) Soldaduras longitudinales.Para Categorla 111,L :5.50.8 mm (2 in.)

Para Categorla IV, (2 in.) 50.8mm< L :5.102 mm (4 in.)

Figura G1.3. Detalle típico para las categorías de tensiones 111 y IV.

156 octubre 2009

Capítulo G, Diseño de Miembros Estructurales de Acero Conformado en Frío y Conexiones bajo Carga Cíclica (Fatiga)

No se requerirá la evaluación de la resistencia a la fatiga si el número de ciclos de aplicación de lacarga viva es menor que 20000.

Laresistencia a la fatiga determinada por las disposiciones de este capítulo se aplicará a estructurascon protección a la corrosión o sujeta sólo a atmósferas no agresivas.

La resistencia a la fatiga determinada por las disposiciones de este capítulo se aplicará sólo aestructuras sujetas a temperaturas que no superen 149°C (3000P).

Los documentos contractuales deberán incluir detalles completos incluyendo tamaño desoldaduras o especificar el ciclo de vida planificado y el rango máximo de momentos, cortes yreacciones para las conexiones.

--;¡¡¡"'----- ------ ------:iil~--___;¡¡ir---- ----- --- ..•~--• •

~-----+--------+-----~ ~------4---------+------1o o

• • o o~-----+--------+-----~ ~----~--------+------I

(a) Soldadura de punto o detapón

(b) Tornillos

Figura G1.4. Conexiones típicas para la categoría de tensiones 111.

G2 Cálculo de tensiones máximas y rangos de tensiones

Las tensiones calculadas se basarán en el análisis elástico. Las tensiones no deberán amplificarsepor factores de concentración de tensiones en presencia de discontinuidades geométricas.

Para pernos y barras con hilos sujetas a tracción axial, las tensiones calculadas incluirán losefectos de la acción de palanca (prying action) si corresponde.

En el caso de tensión axial combinada con flexión, las tensiones máximas de cada solicitaciónserán aquellas determinadas mediante combinaciones de cargas que actúan simultáneamente.

En miembros que tengan secciones simétricas, los conectores y soldaduras serán ubicadossimétricamente en torno al eje del miembro o, en caso contrario, deberán considerarse las tensionestotales incluyendo aquellas debidas a la excentricidad en el cálculo del rango de tensiones.

En miembros tipo ángulo cargados axialmente, donde el centro de gravedad de las soldadurasestá entre la línea del centro de gravedad de la sección del ángulo y el centro del ala conectada, losefectos de la excentricidad serán ignorados. Si el centro de gravedad de las soldaduras conectadas seubica fuera de dicha zona, las tensiones totales, incluyendo aquella debida a la excentricidad de launión, se incluirán en el cálculo del rango de tensiones.

octubre 2009 157

Especificación para el diseño de miembros estructurales de acero conformado en frío- - -------

G3 Rango de tensiones de diseño

El rango de tensiones a nivel de las cargas de servicio no superará el rango de tensiones de diseñocalculado usando la Ecuación G3-l para todas las categorías de tensiones tal como sigue:

FSR=(aC/N)om~FTH (Ec.G3-1)

dondeFSR = Rango de tensiones de diseñoa Coeficiente de conversión de unidades

1 para unidades habituales US327 para unidades SI352000para unidades MKS

C¡ Constante indicada en la Tabla GlN Número de fluctuaciones del rango de tensiones en la vida de diseño

Número de fluctuaciones del rango de tensiones por día x 365 x años de vida útilde diseño

FTII Umbral de fatiga del rango de tensiones, rango máximo de tensiones para una vidaútil de diseño indefinida según Tabla Gl

G4 Pernos y partes con hilo

Para conexiones unidas mecánicamente sometidas a corte, el rango máximo de tensiones en elmaterial conectado a nivel de cargas de servicio, no superará el rango de tensiones de diseño calculadousando la Ecuación G3-1. El factor Cf se tomará como 22 x 108 • El umbral de tensiones FTHse tomarácomo 48 MPa 0492 kg/ cm? (7ksi).

Para pernos de alta resistencia no tensados completamente, pernos corrientes y barras de anclajecon hilos cortados o laminados, el rango máximo de tensiones de tracción en el área neta de traccióndebido a la carga axial y el momento aplicados, más la carga debida al efecto palanca (prying action),no debe superar el rango de tensión de diseño calculado usando la Ecuación G3-l. El factor C¡ setomará como 3.9 x 108

. El umbral de tensión FTI'se tomará como 48 MPa 0492 kg/ cm?(7ksi). El áreaneta de tracción se calculará con la Ecuación G4-1a o G4-1b.

A, =(1t/4)[ dh -(O.9743/n) JA, =(1t/4)[ dh -(O.9382p) J

para unidades habituales US (Ec.G4-1a)

(Ec.G4-lb)para unidades SI o MKS

= Área neta de tracción= Diámetro nominal (diámetro del núcleo o vástago del perno)= Número de hilos por pulgadas= Paso del hilo (mm por hilo en unidades SI y cm por hilo en unidades MKS)p

158 octubre 2009

Capitulo G, Diseño de Miembros Estructurales de Acero Conformado en Frio y Conexiones bajo Carga Ciclica (Fatiga)

GS Requerimientos especiales de fabricación

Se permitirá mantener en su lugar las planchas de respaldo en conexiones soldadas que sonparalelas al campo de tensiones y, si son usadas, serán continuas.

Si se utilizan planchas de respaldo que son perpendiculares al campo de tensiones, estas seránremovidas, y la unión será reacondicionada y soldada.

Los bordes cortados térmicamente sujetos a rangos de tensiones cíclicas, deberán tener unasuperficie cuya rugosidad no exceda 25 um (1.000 uin) de acuerdo con ASME B46.1.

Esquinas en cortes, destajes, y perforaciones de acceso para soldadura deberán formarse conun radio no menor que 9.53 mm (3/8 in.) mediante pre-perforación o punzonamiento, o por cortetérmico para formar el radio del corte. Si la porción del radio es hecha mediante cortes térmicos, lasuperficie de corte será trabajada hasta obtener una superficie de metal brillante con una transicióncurva suave, libre de ranuras, con una rugosidad de superficie que no exceda 25 um (1.000 um) deacuerdo con ASME B46.1 u otro estándar equivalente aprobado.

Para uniones de tope transversales en zonas con altas tensiones de tracción, se usarán placassoldadas para ampliar la terminación de las soldaduras fuera de la unión terminada. No se usaránpletinas de borde. Las planchas de respaldo serán removidas y el extremo de la soldadura tendráuna terminación a ras con en el borde del miembro.

Excepción: no se requieren planchas de respaldo de soldadura para las planchas si losprocedimientos de soldadura producen bordes suaves y a ras.

octubre 2009 159

Anexo 1.

Diseño de Miembros Estructurales

de Acero Conformado en Frío Usando

el Método de Resistencia Directa

Edición AISI 2007.

Especificación para el diseño de miembros estructurales de acero conformado en frío-----------------------------------------

PREFACIO

Este anexo entrega procedimientos de diseño alternativo para algunas secciones de laEspecificación Norteamericana para el Diseño de Miembros Estructurales Conformado en Frío, Capítulos A aG, Anexo A (lacual en adelante será referida como especificación principal). La utilización del Métodode Resistencia Directa detallado en este anexo requiere determinar el comportamiento al pandeoelástico del miembro para proporcionar a continuación una serie de curvas de resistencia nominalque predicen la resistencia del miembro basada en su comportamiento al pandeo elástico. Esteprocedimiento no requiere iteración ni cálculo del ancho efectivo; en su lugar, utiliza las propiedadesde la sección bruta y el comportamiento al pandeo elástico de la sección para calcular su resistencia.El rango de aplicación de estas disposiciones se detalla en el capítulo de disposiciones generales deeste anexo.

162 octubre 2009

Anexo 1. Diseño de Miembros Estructurales de Acero Conformado en Frío Usando el Método de Resistencia Directa

ANEXO 1. DISEÑO DE MIEMBROS ESTRUCTURALES DE ACERO CONFORMADOEN FRío UTILIZANDO EL MÉTODO DE RESISTENCIA DIRECTA

1.1 Disposiciones generales1.1.1 Aplicabilidad

Las disposiciones de este anexo se podrán utilizar para determinar la resistencia nominalaxial (Pn) y a flexión (Mn) de miembros de acero conformado en frío. Las Secciones 1.2.1 y 1.2.2 presentanun método aplicable a todas las columnas y vigas de acero conformadas en frío. Los miembros quecumplen las limitaciones geométricas y de material indicadas en la Sección 1.1.1.1 para columnas yen la Sección 1.1.1.2 para vigas, han sido precalificados para uso estructural yen tal caso se aplicaráel factor de seguridad calibrado, n, y el factor de resistencia, <1>, dado en las Secciones 1.2.1 y 1.2.2. Paraotras vigas y columnas, se permitirá el uso de las disposiciones de las Secciones 1.2.1 y 1.2.2, peroutilizando los factores estándar n y <1> para un análisis racional de ingeniería (Sección A.1.2(b) de laespecificación principal). La especificación principal se refiere a los Capítulos A a G, Anexo A y Anexo2 de la Especificación Norteamericana para el Diseño de Miembros Estructurales de Acero Conformado CI1

Frío.Actualmente, el Método de Resistencia Directa no entrega disposiciones explícitas para

miembros sujetos a tracción, corte, flexión y corte combinados, aplastamiento del alma, flexión yaplastamiento del alma combinados o flexión y carga axial combinadas (vigas-columna). Además,no se entregan disposiciones para conjuntos estructurales o conexiones y uniones. Para todos los casosindicados, se utilizarán aquellas disposiciones de la especificación principal que correspondan, talcomo se indica en la Sección A1.2 de la misma.

Las resistencias nominales, los factores de resistencia y los factores de seguridad indicados eneste anexo pueden ser sustituidos por los valores correspondientes incluidos en la Secciones C3.1,C4.1.1, C4.1.2, C4.1.3, C4.1.4, 06.1.1 y 06.1.2 de la especificación principal.

Para miembros o casos en los cuales la especificación principal no sea aplicable, se podráutilizar el Método de Resistencia Directa de este anexo en la medida que este sea aplicable al casoconsiderado. La utilización del Método de Resistencia Directa estará sujeta a las mismas disposicionesde cualquier otro procedimiento de análisis racional de ingeniería, tal como se indica en la SecciónA.1.2 (b) de la especificación principal:(1) si existen disposiciones en la especificación principal que sean aplicables, estas deberán

cumplirse, y(2) si se realiza un análisis racional de ingeniería, en el cálculo de resistencias se utilizarán factores de

seguridad, n, aumentados y factores de resistencia, <1>, reducidos.

1.1.1.1 Columnas precalificadas

Las columnas no perforadas que cumplen con los límites de geometría y de material indicadosen la Tabla 1.1.1-1, podrán diseñarse utilizando elfactor de seguridad, n, y el factor de resietencia, <1>,

definidos en la Sección 1.2.1.

octubre 2009 163


Tabla 1.1.1-1Límites para las columnas Precalificadas*

Secciones e atiesadascon atiesador de borde simple

~!I -j

r t7ahp

I r~

Con atiesador de borde complejoboQlD

°2SeCCIón e plegada conatiesadores de borde y de alma

b

1 F--1v~

hrí¡LJ~

Para todas las Secciones C:hit < 472bo/t < 1594 < O/t < 330.7 < holbo < 5.00.05 < O/ bo< 0.418 = 90°E/Fv> 340 [F" < 593 MPa o 6050 kg/cm2(86 ksi)]

Para Sécciones C con atiesador de borde complejo:O/t < 340/0<20l/t < 340~/02< 1

Nota:a) 82 puede variar (02 se puede plegar hacia adentro, afuera, etc.)P) 8, puede variar (O, se puede plegar hacia arriba, abajo, etc.)

Uno o dos atiesadores intermedios:h /t < 489bO/t < 1606°< O/t < 331.3 < ho/bo < 2.70.05< O/bo < 0.41

E/F y> 340 [Fy < 593 MPa o 6050 kg/ cm' (86 ksi)Sección Z

hoft<137bolt < 560< O/t < 361.5 < hofbo<2.70.00<0/ bo<0.738 = 50°E/Fy> 590 [Fy < 345 MPa 03520 kg/cm2 (50 ksi)]

Montante de rack

Ver Sección C con atiesadores de borde complejos

SeCCIónsombreroholt < 50bit < 434<0/t<61.0 < ho/bo < 1.2O/ ba= 0.13E/Fy> 428 [Fy < 476 MPa o 4850 kg/cm2 (69 ksi)]

Nota: . r/ t <10, donde r es el radio de plegado al eje de la plancha.bo = ancho total; D = altura total del atiesador de borde; t = espesor de metal base; ho = altura total.

164 octubre 2009

Anexo 1. Diseño de Miembros Estructurales de Acero Conformado en Frío Usando el Método de Resistencia Directa------------------ ----------- - --

1.2.2.2 Vigas precalificadasLas vigas no perforadas que cumplen con los límites de geometría y de material entregados

en la Tabla 1.1.1-2 pueden ser diseñadas utilizando el factor de seguridad, n, y el factor de resistencia,<1>, definidos en la Sección 1.2.2.

Tabla 1.1.1-2Límites para vigas precalificadas*

SeCCIOnese atiesadascon atiesador de borde simple

1-_ bJ).-j

1 ~hfL r~

Con atiesador de borde complejo

Para todas las secciones C:halt < 321bit < 750<0/t<341.5 < holbo < 17.0O < O/ b()<0.7044° < 8 < 90°E/ F, > 421 [F, < 483 MPa o 4920 kg/ cm" (70 ksi) ]

Para Secciones e con atiesador de borde complejo:O/t< 340/0<20,/t<340,10

2< 1

Nota:a) 82 puede variar (02 se puede plegar hacia adentro, afuera,

etc.)~) 8, puede variar (O, se puede plegar hacia arriba, abajo,

etc.) .

Sección e con atiesador de borde yde alma hjt < 358

b /t < 5814<0/t<175.5 < hib() < 11.70.27< O/bu < 0.568=9011

E/Fy> 578 [Fy < 352 MPa o 3590 kg/cm2 (51 ksi)]

Sección Zcon atiesador de borde simple

r~9Á·

1o~<.~

Con atiesador de borde complejobor- - -1

I 9 -,

kk93 92 iDI f--

02--l

Para todas las secciones Z:hit < 183bit < 7110<0/t<162.5 < h()/b()< 4.10.15 < O/bo < 0.3436()< 8 < 90°E/F, > 440 lF, < 462 MPa 04710 kg/cm2 (67 ksi)]

Para Secciones i.con atiesador de borde complejo:OJt < 340:/0 < 2O~/t < 34O~/O, < 1

Nota~ -a) 8, puede variar (O, se puede plegar hacia adentro, afuera, etc.)b) 8~puede variar (I5, se puede plegar hacia arriba, abajo, etc.)

octubre 2009 165


Tabla 1.1.1-2Límites para vigas precalificadas (Continuación)

ecciones som rero concompresión atiesada

a a enh/t < 97b/t < 467O< dJ t < 26 (d, = altura del atiesador)0.14 < hofbo < 0.870.88< bo lb, < 5.4O< n ~ 4 (n = número de atiesadores en el ala en compresión)E/Fy> 492 [Fy< 414 MPa O 4220 kgl cm? (60 ksi)]

anc as corruga as trapezoi a escon el ala en compresión atiesada

¡- - - -bo

hoft < 203boft < 2310.42 < (hofsin8)1 bo< 1.911.10 < bolb,< 3.380< n, ~ 2 (n, = número de atiesad ores en el ala a compresión)0< n""s 2 (nw= número de atiesadores o pliegues en el alma)0< n, s 2 (n, = número de atiesadores en el ala a tracción)52°< 8 < 84° (8 = Ángulo entre el alma y el plano horizontal)El F, > 310 [Fy< 655 MPa o 6680 kgl cm- (95 ksi)]

Nota:* r/t < 10, donde r es el radio de plegado al eje de la plancha.

Ver Sección 1.1.1.1 para la definición de otras variables incluidas en la Tabla 1.1.1-2

1.1.2 Pandeo elástico

Las cargas de pandeo elástico ylo los momentos usados en este anexo se determinarán medianteanálisis. Para columnas, esto incluye considerar las cargas de pandeo general, local y distorsional(Perl, Pnd Y Pnt>de la Sección 1.2.1). Para vigas, esto incluye considerar los momentos de pandeogeneral, local y distorsional (Mnl' McrdY Merede la Sección 1.2.2). En ciertos casos, para una viga ocolumna dada, no se producen todos los modos indicados. En tales casos, el modo inexistente seráignorado en los cálculos correspondientes a las Secciones 1.2.1 y 1.2.2. En el comentario a este Anexose entregan guías para la aplicación de procedimientos de análisis adecuados para la determinacióndel pandeo elástico.

1.1.3 Determinación de la serviciabilidad

La deflexión debida a la flexión para cualquier momento, M, producto de las cargas nominalesse podrá determinar reduciendo el momento de inercia de la sección bruta, 1, a un momento de

ginercia efectivo para la deflexión, de acuerdo a la Ec. 1.1.3-1.

I~f( Ig(MiM) s Ig (Ec.1.1.3-1)dondeMd = Resistencia nominal a flexión, Mn, según la Sección 1.2.2, pero reemplazando M,

por M en todas las ecuaciones de la Sección 1.2.2 .M = Momento debido a las cargas nominales en el miembro considerado (M ~ MJ

166 octubre 2009

Anexo 1. Diseño de Miembros Estructurales de Acero Conformado en Frío Usando el Método de Resistencia Directa-------~--~- - ---

1.2 MIEMBROS

1.2.1 Diseño de Columnas

La resistencia axial nominal, P , corresponderá al mínimo entre los valores de P ,P ( y P dn ne n n

dados en las Secciones 1.2.1.1a 1.2.1.3.Para columnas que cumplen con los criterios de geometría ymaterial de la Sección 1.1.1.1,Oc Y cj>c se tomarán como sigue:

nc = 1.80 (ASD)cj>c = 0.85 (LRFD)

Para todas las otras columnas, se utilizarán los valores de °y cj> de acuerdo a la SecciónAl.2(b) de la especificación principal. La resistencia disponible se determinará de acuerdo con losmétodos que correspondan según las Secciones A.4, A.5 YA.6 de la especificación principal.

1.2.1.1 Pandeo por flexión, torsión o flexo-torsión

La resistencia axial nominal, Pne' para el pandeo por flexión, torsión o flexo-torsión se calcularáde acuerdo con lo siguiente:

(a) Para Ac $1.5

p = (O.658A~) pne y

(Ec. 1.2.1-1)

(b) Para Ac> 1.5

P =(O.877)pne 1..2 y

e

(Ec.l.2.1-2)

donde

A = Jp IPe v ere

(Ec.1.2.1-3)

dondePy = Aly (Ec.l.2.1-4)P

ere= Valor mínimo de la carga crítica de pandeo elástico de la columna para pandeo por

flexión, torsión o flexo-torsión determinado mediante el análisis indicado en laSección 1.1.2

1.2.1.2. Pandeo local

La resistencia axial nominal, Pn

(' para el pandeo local se calculará de acuerdo con losiguiente:

(a) Para A( s 0.776P

nl= P

ne

(b) Para A( > 0.776(Ec.1.2.1-5)

octubre 2009 167

Especificación para el diseño de miembros estructurales de acero conformado en frío- - - - - ------------

P = r1- 0.15 r Pcrr l0

.41rpcr( 1°.4Pni P P ne

ne ne (Ec.1.2.1-6)

donde

(Ec.1.2.1-7)

P = Valor definido en la Sección 1.2.1.1ne

P"r = Carga crítica de pandeo local elástico de la columna determinadamediante el análisis indicado en la Sección 1.1.2

1.2.1.3 Pandeo distorsiona.

La resistencia axial nominal, Pnd/ para el pandeo distorsional se calculará de acuerdo con losiguiente:

(a) Para Ads 0.561Pnd = PI> (Ec.1.2.1-8)

(b) Para AJ> 0.561

(Ec. 1.2.1-9)

donde

A = Jp IPd v crd

(Ec.1.2.1-10)

dondePv = Valor que entrega la Ec. 1.2.1-4P~rd= Carga crítica de pandeo elástico distorsional de la columna determinada

mediante el análisis indicado en la Sección 1.1.2

1.2.2 Diseño de vigas

La resistencia nominal a flexión, Mn, corresponderá al mínimo entre los valores de Mne'Mn(y Mnd,dados en las Secciones 1.2.2.1 a 1.2.2.3. Para vigas que cumplen con los criterios de geometríay material de la Sección 1.1.1.2, los valores de ºb y $b serán los siguientes:

ºb = 1.67 (ASO)$[1 = 0.90 (LRFO)Para todas las demás vigas, se utilizarán los valores de º y $ según la Sección A.1.2(b) de

la especificación principal. La resistencia disponible se determinará de acuerdo con los métodos quecorrespondan de acuerdo a las secciones A4, AS, YA6 de la especificación principal.

168 octubre 2009

Anexo 1. Diseño de Miembros Estructurales de Acero Conformado en Frío Usando el Método de Resistencia Directa

1.2.2.1 Pandeo lateral torsional

La resistencia nominal a flexión, Mne, para el pandeo lateral torsional se calculará de acuerdoa lo siguiente:

(a) Para Mere < 0.56 My

M = M (Ec.1.2.2-1)ne ere(b) Para 2.78 M ~M ~0.56My ere y

10(10M JM = -M 1- y

ne 9 y 36Mcre (Ec. 1.2.2-2)

(c) Para M > 2.78 Mere yM = Mne ydondeM Momento crítico de pandeo lateral torsional elástico determinadoere

mediante el análisis indicado en la Sección 1.1.2My = S¡Fy (Ec.1.2.2-4)dondeS, = Módulo de la sección bruta con respecto a la fibra extrema en que se

inicia la fluencia

(Ec. 1.2.2-3)

1.2.2.2 Pandeo local

La resistencia nominal a flexión, Mn(, para pandeo local se calculará según lo siguiente:(a) Para A.f. 0.776

M=Mn( ne

(b) Para \ > 0.776(Ec. 1.2.2-5)

r ( )0.4 t )0.4M = 1-0.15 Mer( Mer( M

ni M M nene ne (Ec. 1.2.2-6)

donde

Ac= JMnJMcrcM = Valor definido en la Sección 1.2.2.1

ne

Mer( = Momento crítico de pandeo local elástico determinado mediante elanálisis indicado en la Sección 1.1.2

(Ec. 1.2.2-7)

octubre 2009 169


1.2.2.3 Pandeo distorsiona.

La resistencia nominal a flexión, Mnd, para el pandeo distorsional se calculará de acuerdo a losiguiente:

(a) Para Ads 0.673Mnd = My (Ec. 1.2.2-8)

(b) Para Ad> 0.673

(Ec.1.2.2-9)

donde

(Ec. 1.2.2-10)

M = Valor dado en la Ec. 1.2.2-4y

Mcrd = Momento crítico de pandeo distorsional elástico determinado mediante el análisisindicado en la Sección 1.1.2

170 octubre 2009

octubre 2009

Anexo 2.

Análisis de Segundo Orden

Edición AISI 2007.

Anexo 2, Análisis de Segundo Orden

171


ANEXO 2. ANÁLISIS DE SEGUNDO ORDEN

Este anexo está dirigido al análisis de segundo orden para sistemas estructurales compuestos pormarcos rígidos, marcos arriostrados, muros de corte o combinaciones de ellos.

2.1 Requisitos generales

Los miembros deberán cumplir con las disposiciones de la Sección CS,con resistencias nominalesde columna, P , determinadas utilizando K y K = 1.0, así como también a = 1.0, a = 1.0, C =

n x y x y mx1.0 y Crny = 1.0. Las resistencias requeridas para miembros, conexiones y otros elementos estructuralesse determinarán usando un análisis de segundo orden tal como se especifica en este Anexo. Todaslas deformaciones de componentes y conexiones que contribuyan al desplazamiento lateral de laestructura deberán ser consideradas en el análisis.

2.2 Restricciones de análisis y diseño

2.2.1 Consideraciones generales

El análisis de segundo orden considerará tanto el efecto de las cargas actuando en ladeformación entre uniones o nudos de un miembro (efecto P-cS)como el efecto de las cargasactuando en la ubicación desplazada de uniones o nudos en una estructura (efecto P-~). Sepermitirá efectuar el análisis usando cualquier método de análisis general de segundo orden.Los análisis se efectuarán de acuerdo con los requisitos de diseño y carga especificados en elCapítulo A. Para el método ASO,el análisis de segundo orden se realizará con las combinacionesde carga ASD multiplicadas por 1.6 y los resultados se dividirán por 1.6 para obtener lasresistencias requeridas a niveles de carga admisibles.

2.2.2 Tipos de análisis

Se permitirá efectuar un análisis de segundo orden ya sea considerando geometríasdesaplomadas sin cargas nocionales o con geometrías aplomadas aplicando cargas nocionaleso cargas laterales mínimas tal como se define en la Sección 2.2.4.

Para el análisis elástico de segundo orden, la rigidez a flexión y la rigidez axial deberánreducirse tal como se especifica en la Sección 2.2.3.

2.2.3 Rigidez axial y a flexión reducidas

La rigidez axial y a flexión serán reducidas usando E*en lugar de E como se indica paratodos los miembros en los cuales se considere que la rigidez a flexión y la rigidez axialcontribuyen a la estabilidad lateral de la estructura:

E* = 0.8 'tilE (Ec.2-1)donde'tb =

=P

r

Py

1.0 para aP/P,:S; 0.54[aP/Py(1-aP/P)] para aP/Pv > 0.5Resistencia a compresión axial requerida, N (kips)Resistencia a la fluencia del miembro (=AF.¡ donde A es el área de la sección totalno reducida), N (Kips) .

172 octubre 2009

-------------- ---

Anexo 2, Análisis de Segundo Orden

o: = 1.0 (LRFO)= 1.6 (ASO)

En casos donde la flexibilidad de otros componentes estructurales tales como las conexiones,bases de columnas flexibles o enrejados horizontales que actúan como diafragmas sonmodelados explícitamente en el análisis estructural, se reducirán las rigidices del resto de loscomponentes estructurales con un factor 0.8.

Si se utilizan cargas nocionales, en lugar de usar tb

< 1.0,donde o:PjPy > 0.5,se podrá usar tb

= 1.0 para todos los miembros siempre que se agregue una carga nocional adicional de 0.001Y, a la carga nocional requerida de acuerdo a la Sección 2.2.4.

2.2.4 Cargas nocionales

Se aplicarán cargas nocionales, al sistema resistente a cargas laterales, para tomar en cuentalos efectos de las imperfecciones geométricas. Las cargas nocionales son cargas lateralesaplicadas en cada nivel de la estructura, especificadas en términos de cargas gravitacionalespara cada nivel. La carga gravitacional a considerar en la determinación de la carga nocionaldeberá ser igualo mayor que la carga gravitacional asociada a la combinación de cargas queestá siendo evaluada. Las cargas nocionales se aplicarán en la dirección apropiada de formatal que su acción colabore a los efectos desestabilizadores correspondientes a la combinaciónde carga considerada.

Una carga nocional, Ni= (1/240) Y, deberá aplicarse como carga lateral en dos direccionesortogonales de forma independiente en todas las combinaciones de cargas. Esta carga sesumará a otras cargas laterales si las hay.

Ni Carga lateral nocional aplicada al nivel i, N (kips)Y, = Carga gravitacional aplicada al nivel i obtenida de la combinación de carga LRFO

o la combinación de carga ASO multiplicada por 1.6, N (kips)

El coeficiente de carga nocional 1/240 se basa en considerar una razón de desaplomeinicial de piso de 1/240. Si se justifica asumir un desaplome diferente, el coeficiente de carganocional se podrá ajustar proporcionalmente a un valor no menor a 1/500.

octubre 2009 173

Anexo A. Disposiciones Aplicables a Estados Unidos y México

Anexo A.

Disposiciones

aplicables a Estados

Unidos y México

Edición AISI 2007.

octubre 2009 175


PREFACIO AL ANEXO A

El Anexo A proporciona recomendaciones a las especificaciones aplicables a Estados Unidosy México.

Se incluyen disposiciones de carácter general relativas al método de diseño utilizado, ASD oLRFD, y el uso de ASCE / SE! 7 para cargas y combinaciones de cargas, donde no existe un código deconstrucción aplicable. Los documentos de referencia que son utilizados por ambos países tambiénfiguran en esta lista.

Además, se incluyen en este anexo detalles técnicos en donde no se alcanzó completo acuerdoentre los países. Estos temas incluyen algunas disposiciones relativas al diseño de:

• Vigas y miembros en compresión (secciones C y Z) para techos emballetados,• Uniones atornilladas, y• Miembros en tensiónAISI está haciendo grandes esfuerzos para reducir al mínimo estas diferencias en las ediciones

futuras de la especificación.

176 octubre 2009

Anexo A. Disposiciones Aplicables a Estados Unidos y México------

ANEXO A. DISPOSICIONES APLICABLES A ESTADOS UNIDOS Y MÉXICO

Este anexo entrega disposiciones de diseño o complementos a los Capítulos A a G que seaplican específicamente a Estados Unidos y México. Es considerado mandatorio en la prácticaprofesional en estos países.

Siel número de una sección termina con una letra significa que las disposiciones allí contenidascomplementan la sección correspondiente a los capítulos A a G de la especificación.

A.1.1 a Alcance

El diseño estructural se hará de acuerdo con las disposiciones del diseño por factores de carga yresistencia, o con las disposiciones del diseño por resistencia admisible.

A.2.2 Otros aceros

El listado incluido en la Sección A2.1 no excluye el uso de aceros con espesores de hasta 25.4mm que sean especificados o producidos en forma diferente a lo indicado en las especificacionesde dicha lista, siempre que se cumplan los siguientes requisitos:(1) El acero deberá cumplir con los requisitos químicos y mecánicos de una de las especificaciones

de dicha lista o de otra especificación publicada.(2) Las propiedades químicas y mecánicas serán determinadas por el productor, el distribuidor

o el comprador de acuerdo con las especificaciones siguientes: Para planchas recubiertas,corresponde la Norma ASTMA924/ A924M;para planchas y pletinas laminadas en frío o encaliente, corresponde la Norma ASTM AS68/ AS68M; para placas y barras corresponde laNorma ASTM A6/ A6M. Para perfiles estructurales huecos, los ensayos correspondientes seharán de acuerdo con los requerimientos de la norma ASOO(para acero al carbón) o la NormaA847 (para acero HSLA, acero de baja aleación y de alta resistencia).

(3) Las propiedades del recubrimiento del acero deberán ser determinadas por el productor, eldistribuidor o el comprador, de acuerdo con la Norma ASTM A924/ A924M.

(4) El acero deberá cumplir con los requisitos de la Sección A.2.3.(5) Si el acero es soldable, el productor, el distribuidor o el comprador deberán establecer si

dicho acero es apto para el proceso de soldadura propuesto, de acuerdo con la Norma AWS01.10 01.3 según corresponda.Sino se ha establecido la identificación o la documentación de producción del acero, entonces,

además de los requisitos (1) a (S),el fabricante del producto de acero conformado en frío deberádemostrar que la tensión de fluencia y la resistencia a tracción del rollo maestro es a lo menos 10%mayor que la indicada en la especificación publicada en referencia.

A.2.3.1 a Ductilidad

En las categorías de diseño sísmico O, E o F (definidas en la Norma ASCE/SEl 7), se limitaráel uso del acero cuya ductilidad ha sido determinada en base a los criterios de alargamientoseñalados en la Sección A.2.3.1, a pies derechos de muros cortina que soportan carga muerta delmuro exterior con un valor máximo de 0.72 kN/m~ 073.5 kg/m2 (15 psf).

octubre 2009 177

La estructura y sus componentes se diseñarán de manera que las resistencias admisiblessean iguales o mayores que las solicitaciones debidas a las cargas nominales y a lascombinaciones de carga estipuladas por el código aplicable de edificaciones bajo el cual se diseñala estructura o, en la ausencia de un código de edificación aplicable, las estipuladas en laNorma ASCE/SEI 7.

Especificación para el diseño de miembros estructurales de acero conformado en frío--_ .. - - - - - - - - -

A3 Cargas

A3.1 Cargas nominalesLas cargas nominales serán aquellas estipuladas por el código aplicable de edificaciones bajo el cual

se diseña la estructura o aquellas determinadas por las condiciones del caso correspondiente. Enla ausencia de un código de edificación, las cargas nominales serán las estipuladas en la NormaASCE/SEr 7.

A4.1.2 Combinaciones de carga para ASD

A9a Documentos referidos

En el Anexo A se hace referencia a los siguientes documentos:1. American lnstitute of Steel Construction (AISC), One East Wacker Orive, Suite 700, Chicago,

Illinois 60601-1802:ANSI/ AISC 360-05, Specification for Structural Steel Buildings.

2. American Iron and Steel Institute (AISI), 1140 Connecticut Avenue, NW, Washington,OC20036:AISI S213-07, North American Standard for Cold-Forrned Steel Framing - Lateral Oesign.AISI S908-04, Base Test Method for Purlins Supporting a Standing Seam Roof System.

3. American Society of Civil Engineers (ASCE), 1801 Alexander Bell Orive, Reston VA, 20191:ASCE/SEI 7-05, Minimum Oesign Loads in Buildings and Other Structures.

4. American Welding Society (AWS), 550 N.W. Lejeune Road, Miami, Florida 33135:AWS 01.3-98, Structural Welding Code-Sheet Steel.AWS C1.1/C1.1M-2000, Recommended Practices for Resistance Welding.

C2 Miembros a tracción

Para miembros traccionados axialmente, la resistencia nominal a tracción, Tn, corresponderá almenor valor obtenido de acuerdo con los estados límites indicados en (a), (b) y (c). A menos quese especifique otra cosa, se usará el factor de seguridad y el factor de resistencia entregado en estasección para determinar la resistencia disponible de acuerdo con el método de diseño aplicable segúnla sección A4 o AS.(a) Para [luencia en la sección bruta

T =AFn g yºt = 1.67

<1>t = 0.90dondeT" = Resistencia nominal del miembro a tracciónA = Área bruta de la secciónsFv = Tensión de [luencia de diseño determinada según la Sección A7.1

(Ec. C2-1)(ASO)(LRFO)

178 octubre 2009


(b) Para ruptura en la sección neta lejos de la conexiónT ==AFn n u0t ==2.00<l>t ==0.75dondeA ==Á rea neta de la sección

n

Fu ==Resistencia a tracción especificada en la Secciones A2.1 o A2.3.2(e) Para ruptura en la sección neta en la conexión

Para miembros traccionados con conexiones soldadas, apernadas, y atornilladas, laresistencia disponible a tracción también estará limitada por los valores indicados en lasSecciones E2.7, E3 Y ES

(Ec. C2-2)(ASD)(LRFD)

04.a Construcciones conformadas por perfiles livianos de acero

Además de las normas de diseño para construcciones conformadas por perfiles de acero plegadosen frío listadas en la Sección 04, deberá cumplirse el siguiente criterio si corresponde:(e) Los siguientes elementos estructurales deberán diseñarse de acuerdo con la Norma AISI

5213 para resistir cargas de viento, sismo y otras cargas laterales en el plano: muros de corteconformados por perfiles livianos de acero, pletinas diagonales arriostran tes (que formanparte de un muro estructural) y diafragmas.

06.1.2 Miembros a flexión con un ala fija a un sistema de techo emballetado

La resistencia disponible a flexión de una sección CoZ, cargada en un plano paraleloal alma con el ala superior soportando un sistema de techo emballetado, se determinaráutilizando puntos de arriostramientos discretos y considerando las disposiciones de laSección C3.1.2.1, o las disposiciones incluidas en esta sección. El factor de seguridad y el factorde resistencia entregado en esta sección se aplicará a la resistencia nominal, Mn, calculada conla Ec. D6.1.2-1 para determinar las resistencias disponibles de acuerdo con el método aplicablesegún las secciones AA o A.5.

M RSFn e v01> = 1.67'<1>0 = 0.90

(Ec. 06.1.2-1)(ASO)(LRFO)

dondeR= Factor de reducción determinado según la Norma AISI 5908Ver Sección C3.1.1 para las definiciones de Sey F".

06.1.4 Compresión en miembros de sección Z con un ala fija a un sistemade techo emballetado

Estas disposiciones se aplicarán a secciones Z cargadas concéntricamente a lo largo de su ejelongitudinal, con solo un ala unida a un panel de techo emballetado.

En forma alternativa, se permitirá utilizar valores de diseño para un sistema particular,determinados en base a ubicaciones discretas de puntos de arriostramientos o ensayosrealizados según el Capítulo F.

La resistencia nominal axial de un tramo simple de una sección Z continua se calculará deacuerdo con (a) y (b). A menos que se especifique otra cosa, se usará el factor de segu ridad y

octubre 2009 179

Especificación para el diseño de miembros estructurales de acero conformado en frío---- --

el factor de resistencia entregado en esta sección para determinar las resistencias disponibles deacuerdo con el método aplicable en las Secciones A4 o A5.

(a) Para la resistencia disponible en el eje débilPn karRFvAQ = 1:80 -<l> = 0.85

dondePara d/t:::;;90kar = 0.36Para 90 < d/t:::;; 130

(Ec. 06.1.4-1)(ASD)(LRFO)

dk = 0.72 ---af 250t

Para d/ t >130

(Ec. 06.1.4-2)

k"r = 0.20R = Factor de reducción determinado a partir de ensayos de succión

ejecutados de acuerdo con la Norma AISI S908A = Área total no reducida de una sección Zd = Altura de la sección Zt = Espesor de la sección Z

Ver la Sección C.3.1.1 para la definición de Fv•

Eluso de la Ec. 0.6.1.4-1 se limitará a sistemas de techo que cumplan con las siguientescondiciones:

(1) Espesor de costanera, 1.37 mm (0.054 in.) s r s 3.22 mm (0.125 in.)(2) 152 mm (6 in.) s d s 305 mm (12 in.)(3) Las alas son elementos atiesados en compresión(4) 70:::;;d/t:::;;170(5) 2.8:::;;d/b < 5, donde b = ancho del ala de la sección Z

(6) 16:::;;Ancho plano del ala < 50t

(7) Ambas alas están impedidas de desplazarse lateralmente en los apoyos(8) Tensión de fluencia, Fv :::;; 483 MPa o 4920 kg/ crrr' (70 ksi)

(b) La resistencia disponible en torno al eje fuerte se determinará de acuerdo con las SeccionesC4.1 y C4.1.1

D6.2.1 a Resistencia de sistemas de paneles emballetados de techo

Además de las disposiciones entregadas en la Sección 06.2.1, la carga de viento nominalpodrá multiplicarse por 0.67 para las combinaciones de carga que incluyen succión debida al viento,siempre que el sistema ensayado y la evaluación de la carga de viento cumplan con las siguientescondiciones:

(a) El sistema de techo es ensayado de acuerdo con la Norma AISI S906.(b) Para componentes y revestimientos metálicos, la carga de viento se calcula según la

Norma ASCE/SEr 7, utilizando el Método 1 (procedimiento simplificado) o el Método 2

180 octubre 2009


(procedimiento analítico).(c) El área de techo en evaluación se ubica en Zona 2 (zona de borde) o Zona 3 (zona de esquina),

tal como se define en la Norma ASCE/SEr 7, es decir, el factor 0.67 no se aplica al tramointerior del techo (Zona 1).

(d) El espesor del metal base de un panel de techo emballetado es mayor o igual a 0.59 mm (0.023in.) y menor o igual que 0.77 mm (0.030in.).

(e) Para paneles de techo emballetados con corrugado trapezoidal, la distancia entre traslapeslaterales es menor que 610 mm (24 in.).

(f) Para paneles de techo emballetados con nervios verticales la distancia entre traslapes lateraleses menor que 460 mm (18 in.).

(g) El modo de falla observado del sistema ensayado es uno de los siguientes:(i) El clip de fijación del panel de techo emballetado falla mecánicamente separándose

del traslape lateral del panel.(ii) El clip de fijación del panel de techo emballetado falla mecánicamente deslizándose

con respecto a su base de fijación.

E2a Conexiones soldadas

Las conexiones soldadas en las cuales el espesor de la parte conectada más delgada es mayor que4.76 mm (3/16 in.) se ejecutarán de acuerdo con la Norma ANSI! ArSC-360.

Exceptuando las modificaciones indicadas a continuación, las soldaduras al arco en las cualesal menos una de las partes conectadas tiene un espesor de 4.76 mm (3/16 in.) o menos, se ejecutaránde acuerdo con la norma AWS D1.3. Los soldadores y los procedimientos de soldadura deberán sercalificados tal como se especifica en la norma AWSDl.3. Estas disposiciones están destinadas a lasposiciones de soldadura incluidas en la Tabla E2a.

Las soldaduras por resistencia deberán ejecutarse en conformidad con los procedimientos dadosen la norma AWS C1.l o AWS Cl.3

TABLA E2aPosiciones de soldadura

Posición de soldaduraSoldadura de

Soldadura Soldadura SoldaduraConexión tope de ranura Soldadura de Soldadura de de filete, de bisel de bisel en V

recta punto ranura traslapada o abocinado abocinadotipo T

F --- F F F FPlancha a H --- H H H Hplancha V --- --- V V V

OH --- --- OH OH OH-

Plancha a --- F F F F ---

miembro --- --- --- H H ---

de apoyo--- --- --- V V ------ --- --- OH OH ---

(F = Plano, H=Honzontal, V=Vertical,OH= Sobrecabeza (Overhead))

octubre 2009 181

Especificación para el diseño de miembros estructurales de acero conformado en frío-------- - ---- -- -- ---------- -----

E3a Conexiones apernadas

Además de los criterios de diseño dados en la Sección E3 de la especificación, las conexionesapernadas usadas para miembros estructurales de acero conformado en frío, en los cuales el espesorde la parte conectada más delgada es menor que 4.76 mm (3/16 in.), deberán cumplir con losrequerimientos de diseño siguientes. Las conexiones apernadas en las cuales el espesor de la parteconectada más delgada es igualo mayor que 4.76 mm (3/16 in.) se diseñarán de acuerdo con laNorma ANSI! AISC-360.

Las perforaciones para pernos no superarán las dimensiones especificadas en la Tabla E3a, conexcepción de placas base de columnas o sistemas estructurales conectados a muros de hormigón enlos cuales se podran usar perforaciones mayores.

En las conexiones apernadas se usarán perforaciones estándar. Se podrán usar perforacionessobremedidas y de ranura larga si estas son aprobadas por el ingeniero a cargo del diseño estructural.La dirección de la ranura larga deberá ser normal a la dirección de la carga de corte. Deberáninstalarse golillas y planchas de respaldo sobre las perforaciones sobremedidas o alargadas enun plano exterior a menos que se demuestre un comportamiento adecuado mediante ensayos deacuerdo con el Capítulo F. En caso que la perforación se ubique dentro del traslapo de miembrosZ enfrentados o traslapados, se permitirá no aplicar los requerimientos anteriores en relación a ladirección de la ranura y el uso de golillas si se cumplen las siguientes condiciones:

1. Solo se utilizan pernos de diámetro 12.7 mm (1/2in.).2. El tamaño máximo de una ranura vertical es 14.3 mm x 22.2 mm (9/16 in. X 7/8 in.).3. El diámetro máximo de la perforación sobremedida es 15.9 mm (5/8 in.).4. El espesor nominal mínimo del miembro es 1.52 mm (0.060 in.).5. La tcnsion defluencia máxima del miembro es 410 MPa, 4220 kg/ cm2 (60 ksi).6. La longitud mínima del traslapo, medida desde el punto medio al borde del traslapo, es 1.5

veces la altura del miembro.

TABLA E3aTamaño máximo de peñoraciones, pulgadas

Diámetro Diámetro

nominal de Diámetro de Dimensiones de Dimensiones de

del perforación perforación perforación de ranura corta perforación de ranura

perno,d estándar, sobremedida.d. in. larga

in. dh in. in.in.

< 1/2 d + 1/32 d + 1116 (d + 1/32) por (d + 1/4) (d + 1/32) por (21I2d)

~ 1/2 d + 1/16 d + 1/8 (d + 1116) por (d + 1/4) (d + 11]6) por (21I2d)

182 octubre 2009

Anexo A. Disposiciones Aplicables a Estados Unidos y México----- --- -- - -- - - - - ----- _. - - - - - - - --- - -

TABLA E3aTamaño máximo de perforaciones, milímetros

Diámetro Diámetro Diámetro de lJimensiones -de Dimensiones denominal de perforación perforación de ranura perforación de ranura

del perno, perforación sobremedida, corta largad estándar, dh dh

mm mmmm mm mm

< 12.7 d + 0.8 d + 1.6 (d + 0.8)por (d + 6.4) (d + 0.8) por (21/2d)

~12.7 d + 1.6 d + 3.2 (d + 1.6) por (d + 6.4) (d + 1.6) por (21/2d)

E3.1 Corte, espaciamiento y distancia a los bordes

La resistencia nominal al corte, Pn' de la zona definida por el espaciamiento entre perforacionesy la distancia de la perforación al borde en la dirección de la fuerza aplicada se calculará de acuerdocon la Ec. E3.1-1. El factor de seguridad y el factor de resistencia correspondiente entregados en estasección se usaran para determinar las resistencias disponibles de acuerdo con el método aplicable enlas Secciones A4 o AS.

P = teFn u

(a) Si F /F ~ 1.08u syn = 2.00 (ASO)<1> = 0.70 (LRFD)

(b) Si FjFSy < 1.08Q = 2.22 . (ASO)

<1> = 0.60 (LRFD)dondePn = Resistencia nominal de cada pernoe = Distancia medida en la línea de la fuerza desde el centro de una perforación

estándar al borde más cercano de una perforación adyacente o al extremo de laparte conectada.

t Espesor de la parte conectada más delgada.Fu = Resistencia a la tracción de la parte conectada especificada en las Secciones

A2.1, A2.2 YA..3.2F

sy= Tensión de fluencia de la parte conectada especificada en las Secciones A2.1, A2.2 o

A2.3.2

(Ec.E3.1-1)

Adicionalmente, la distancia mínima entre centros de perforaciones deberá considerar suficienteholgura para las cabezas de pernos, tuercas, golillas y llave de torque pero no será menor que 3 vecesel diámetro nominal del perno, d. Además, la distancia desde el centro de cualquier perforaciónestándar al extremo u otro borde del miembro conectado no será menor que 11/2d.

Para perforaciones de ranura y sobremedidas, la distancia entre los bordes de dos perforacionesadyacentes y la distancia medida en la línea de tensiones desde el borde de la perforación al extremou otro límite del miembro conectado, no será menor que el valor de e-(dh/2), en el cual e es ladistancia requerida usada en la Ec. E3.1-1,y dh es el diámetro de una perforación estándar definidoen la Tabla E3a. En ningún caso la distancia libre entre los bordes de dos perforaciones adyacentespodrá ser menor que 2d y la distancia entre el borde de la perforación y el extremo del miembropodrá ser menor que d.

octubre 2009 183

Especificación para el diseño de miembros estructurales de acero conformado en frío- - - - -

E3.2 Ruptura en la sección neta (corte diferido, shear lag)

La resistencia nominal a tracción de un miembro apernado se determinará según la Sección C2.Para ruptura en el área neta efectiva de la parte conectada, la resistencia nominal a la tracción, P

n, se

determinará de acuerdo con esta sección. A menos que se especifique otra cosa, se usará el factor desegu ridad y el factor de resistencia entregado en esta sección para determinar las resistencias disponiblesde acuerdo con el método aplicable en las Secciones A4 o A5.

(a) Para conexiones de planchas planas que no tengan un patrón de perforación escalonadoP = A r, (Ec. E3.2-1)n n

(1) Cuando se disponen golillas bajo la cabeza del perno y la tuercaPara un perno, o una sola fila de pernos perpendicular a la fuerza

Ft = (0.1 + 3djs)Fu s Fu (Ec. E3.2-2)Para varios pernos en una fila paralela a la fuerza

F = Ft U

Para cizalle doble: (Ec. E3.2-3)

Para cizalle simple:Q = 2.22 (ASD)<l> = 0.55 (LRFD)

(2) Cuando no se disponen golillas, o solo se dispone una golilla bajo la cabeza del perno o latuercaPara un perno, o una sola fila de pernos perpendicular a la fuerza

Ft = (2.5djs)Fu~FuPara varios pernos en una fila paralela a la fuerza

F Ft u

n 2.22<l> 0.65dondeA nFt

ds

Fu

= 2.00= 0.65

(ASD)(LRFD)

(Ec. E3.2-4)

(ASD)(LRFD)

(Ec. E3.2-5)

= Área lleta de la parte conectada= Tensión nominal a tracción de la plancha plana= Diámetro nominal del perno= Ancho de la plancha dividido por el número de perforaciones en la sección

considerada (cuando se evalúa Ft)

= Resistencia a tracción de la parte conectada especificada en las SeccionesA2.1, A2.2 o A2.3.2

(b) Para conexiones de planchas planas con un patrón escalonado de perforacionesP AF

!1 n t

Q = 2.22<l> = 0.65

A11

A ~s'

184


dondeFt se determina en conformidad con las ecuaciones E3.2-2 a E3.2-5.= 0;90 [A~ - n¡A,t + (¿)'2j4g)t] (Ec. E3.2-7)= Area bruta del miembro= Espaciamiento longitudinal entre centros de dos perforaciones

octubre 2009


consecutivasg = Espaciamiento transversal entre centros de líneas de conectores~ = Número de perforaciones en la sección consideradadh = Diámetro de una perforación estándar

Ver Sección E.3.1 para la definición de t.(e) Para miembros distintos a planchas planas

P = AFn e u

n = 2.224> = 0.65dondeA eU


= AnU, área neta efectiva con U definido según lo siguiente:= 1.0 para miembros cuando la carga se transmite directamente a todos los

elementos componentes de la sección. De lo contrario, el coeficiente dereducción U se determina según lo siguiente:

(1) Para perfiles tipo ángulo con dos o más pernos en la línea de fuerza

U = 1.0 - 1.20 xlL < 0.9(Ec. E.3.2-9)

pero U ~ 0.4

(2) Para perfiles tipo canal con dos o más pernos en la línea de fuerza

U = 1.0 - 0.36 xlL < 0.9 (Ec. E3.2-10)

pero U ~ 0.5donde

x = Distancia desde el plano de corte al centroide de la secciónL = Longitud de la conexión

E.3.4. Corte y tracción en pernos

La resistencia nominal del perno, Pn/ resultante del corte, tracción o una combinación decorte y tracción se calculará de acuerdo con esta sección. El factor de seguridad y el factor deresistencia entregados en la Tabla E3.4-1 se usaran para determinar las resistencias disponiblesde acuerdo con el método aplicable en las Secciones A4 o AS.

P = A Fn b ndondeAb = Área bru ta del pernoFn = Resistencia nominal MPa (Ksi), determinada según (a) o (b) como sigue:

(a) Cuando los pernos están sujetos a corte puro o tracción puraF será dado por F o F según Tabla E3.4-1.

n M ~

Los correspondientes factores de seguridad y de resistencia, n y 4>, se obtendrán de laTabla E3.4-1.

Cuando el perno está en tracción debe tomarse en cuenta la resistencia a la extracciónde la plancha conectada a la cabeza del perno, tuerca o golilla. Ver Sección E6.2.

(b) Cuando los pernos están sujetos a una combinación de corte y tracción, la tensión Fn

octubre 2009 185

Especificación para el diseño de miembros estructurales de acero conformado en frío---------------------------------

está dada por F' nt según las Ec. E.3.4-2 y E.3.4-3

Para ASO

nFF' = 1.3 F - __ nI f ~ Fm m F v mnv

(Ec. E3.4-2)

Para LRFD

FF' = 1.3 F __ nl_[ s Fnt nt A>F v nt

'1' nv(Ec. E3.4-3)

donde

F'nt = Tensión nominal a tracción modificada para incluir los efectos dela tensión de corte requerida, MPa (ksi)

Fnt = Tensión nominal a tracción según Tabla E.3.4-1Fnv = Tensión nominal a corte según Tabla E.3.4-1fv = Tensión de corte requerida, MPa (ksi).Q = Factor de seguridad para corte según Tabla E.3.4-1<j> = Factor de resistencia para corte según Tabla E.3.4-1

Además, la tensión de corte requerida, fylno será mayor que la tensión de corte admisibleFnvln (ASO) o la tensión de corte de diseño, <j>Fnv(LRFD) del conector.

186 octubre 2009

En la Tabla E3.4-1, la resistencia a corte se aplicará a pernos en perforaciones con los límites


TABLA E3.4-1Resistencias nominales a la tracción y corte de pernos

Resistencia a tracción Resistencia a corte

Factor de Factor de Tensión Factor de Factor de Tensiónseguridad resistencia nominal seguridad resistencia nominal

Q <1> Fnt'MPa n <1> r.. MPa(ASO) (LRFO) (ksi) (ASO) (LRFO) (ksi)

Pernos A307, grado A 279 1656.4 mm (1/4 in.):5 d 2.25 (40.5) (24.0)< 12.7 mm (1/2 in.)

Pernos A307, grado A 2.25 310 186d :2: 12.7 mm (1/2 in.) (45) (27.0)

Pernos A325, cuando la 621 372rosca está incluida en el(90.0) (54.0)plano de corte

Pernos A325, cuando la621 496rosca no está incluida en el

(90.0) (72.0)plano de corte

Pernos A354 grado BO6.4 mm (1/4 in.) :5d < 12.7

696 407mm (1/2 in.), cuando la(101.0) (59.0)rosca está incluida en el

plano de corte

Pernos A354 grado BO6.4 mm (1/4 in.):5 d < 12.7

696 621mm (1/2 in.), cuando la 0.75 2.4 0.65rosca no está incluida en el (101.0) (90.0)

plano de corte

PemosA449 2.06.4 mm (1/4 in.):5 d < 12.7

558 324mm (1/2 in.), cuando la (81.0) (47.0)rosca no está incluida en elplano de corte

PemosA4496.4 mm (1/4 in.):5 d < 12.7

558 496mm (1/2 in.), cuando la (81.0) (72.0)rosca está incluida en elplano de corte

Pernos A490, cuando la 776 465rosca está incluida en el (112.5) (67.5)plano de curte

Pernos A490, cuando la 776 621rosca no está incluida en el (112.5) (90.0)plano de corte

octubre 2009 187


indicados en la Tabla E3a. Se deberá colocar golillas o planchas de respaldo sobre perforacionesalargadas largas y la capacidad de dichas conexiones se determinará mediante ensayos de cargaefectuados de acuerdo con el Capítulo F.

E4.3.2 Conexión de corte limitada por la distancia al borde

La resistencia nominal a corte por tomillo, Pns/ no podrá ser mayor que la calculada con la Ec.E4.3.2-1 donde la distancia a un extremo de la parte conectada es paralela a la línea de la fuerzaaplicada. El factor de seguridad y el factor de resistencia entregado en esta sección se usará paradeterminar las resistencias disponibles de acuerdo con el método aplicable en la Sección A4 o AS.

P = teFns un = 3.00<1> = 0.50

dondet = Espesor de la parte en que se mide la distancia al extremoe = Distancia medida en la línea de fuerza desde el centro de una perforación

estándar hasta el borde más cercano de la parte conectadaFu = Resistencia a tracción de la parte en que se mide la distancia al extremo

(Ec. E4.3.2-1)(ASD)(LRFD)

ES Ruptura

ES.1 Ruptura al corte

En las conexiones en el extremo de una viga, donde una o más alas están destajadas y la fallapuede ocurrir a lo largo de un plano a través de los conectores, la resistencia nominal a corte,Vn, se calculará con la Ec E5.1-1. El factor de seguridad y el factor de resistencia entregado en estasección se usará para determinar las resistencias disponiibles de acuerdo con el método aplicable enla Sección A4 o AS.

V =0.6F An u w

n = 2.00<1> = 0.75

dondeAwnhwc

(hwc - nd.jt= Altura plana de la zona destajada del alma

Número de perforaciones en el plano crítico= Diámetro de la perforación= Resistencia a tracción de la parte conectada especificada en la Sección

A2.1 o A2.2

(Ec. E5.1-2)


188 octubre 2009

t = Espesor del alma recortada

ES.2 Ruptura a tracción

La resistencia a la ruptura disponible en tracción a lo largo de una trayectoria en los elementosafectados de miembros conectados, se determinará según la Sección E2.7 o E3.2 para conexionessoldadas y apernadas respectivamente.


ES.3 Ruptura por bloque de corte

Cuando el espesor de la parte conectada más delgada es menor que 4.76 mm (3/16 in.), laresistencia nominal a la ruptura del bloque de corte, Rn, se determinará de acuerdo con esta sección.Las conexiones en las cuales el espesor de la parte conectada más delgada es igualo mayor que4.76 mm (3/16 in.) se diseñarán según la norma ANSI! AISC-360

La resistencia nominal a la ruptura del bloque de corte, Rn se determinará con el menor de losvalores obtenidos de las ecuaciones E5.3-1 y E5.3-2 . El factor de seguridad y el factor de resistenciacorrespondiente entregado en esta sección se usará para determinar las resistencias disponibles deacuerdo con el método aplicable en la Sección A4 o A5.

R = 0.6F A + F A tn y gv u nR = 0.6F A + F A tn u nv u nPara conexiones apernadas

Q = 2.22 (ASD)c1> = 0.65 (LRFD)

Para conexiones soldadasQ = 2.50 (ASD)c1> = 0.60 (LRFD)

dondeA = Area bruta sujeta a cortegvA = Area neta sujeta a cortenv

Ant = Area neta sujeta a tracción

(Ec. E5.3-1)(Ec. E5.3-2)

octubre 2009 189

CORPORACIÓN INSTITUTO CHILENO DEL ACERO

FORMAl:VALOR EN ACERO

I Al

# www.formac.cI

N

Formacgran eSI nilir:

ler lpre está pre e e en lasvano es tec o 'gica. o

r mo yo v I r r S e

c~·'o .

lementos de Conexiói :100m les pClCO. " ¡Jel 'k,que el ¡eq~'e

sistencia Fornen Disen .' .~ ,I:~, :::.···i. _' -.

'-'.':- -." 111' ":::" '1'

11 •• i

'J~ 1: .1

I! i H""~ ... .......:.;

• . • . .

'; . ~" .....

http://www.formac.cI

www cintac.c!Una empresa CAP

Más soluciones en acero para construir Chile

www vh el

PERFILES DE ACERO

especificacion para diseño elementos conformados en frio chile.pdf

Documents

Transcript of especificacion para diseño elementos conformados en frio chile.pdf