ESPECIFICACIONES AISC

7/17/2019 ESPECIFICACIONES AISC

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ESPECIFICACIONES AISC – LRFD

La ecuación parabólica propuesta por el SSRC provee una aproximación razonable

para una Curva de Resistencia de Columnas con una transición entre el pandeo

inelástico y elástico de las columnas, como se aprecia en la figura. La curva planteada

coincide bastante bien con una banda de resultados experimentales cuyos puntos se

muestran. Para el Pandeo lástico es aplicable la !órmula de uler.

n este caso se muestra la Curva de Resistencia F cr vs KL

r ya "ue siempre es

posible establecer una relación entre KL

r y λc . l Comit# $%SC de Columnas

acostumbraba a recomendar, en sus specificaciones $S&, una curva parabólica para

el Rango %nelástico de pandeo de las columnas y la 'ip#rbola de uler para el Rango

lástico. (saba, asimismo, un factor de seguridad variable para los esfuerzos

permisibles. n las nuevas fórmulas $%SC)LR!& para las columnas cargadas

axialmente y "ue pandean en el rango inelástico, se prefiere usar una expresión deuna regresión estad*stica como se aprecia en +)+ "ue se austa a las curvas de

resistencia de columnas.

n el rango elástico se sigue usando la fórmula de uler, pero con una disminución de

los valores "ue se espera alcanzar con dic'a fórmula, para considerar "ue la falta de

rectitud -/0112 de las columnas esbeltas va a disminuir la resistencia de las mismas.

FÓRMULAS DEL AISC – LRFD PARA COLUMNAS CARGADAS AXIALMENTE



l re"uerimiento de resistencia de una columna cargada axialmente, de acuerdo a lo

indicado por LR!&)+ puede declararse como sigue3

f c Pn≥Pu

&onde

f c 4 1.50

Pn resistencia nominal 4 A g x F cr

Pu Carga factorizada

F cr sfuerzo cr*tico de pandeo, dado como sigue3

a2 Cuando λc ≤1.5

66. F cr=(0.658 λc

2

) Fy 66. + 7 +

b2 Cuando λc>1.5 66. F cr=(0.877)

λc2 Fy 66. + 7 8

λc= Kl

r

x

√

F y

π 2

E

=

√

F y

F e

Sin embargo, el $p#ndice del reglamento $%SC)LR!& introduce un factor de

reducción 9 para considerar el caso en "ue 'aya espesores delgados en los

elementos de la sección, -cuando las relaciones anc'o)espesor de las placas

constituyentes de la sección son grandes2. ste factor sirve para controlar el pandeo

local de los elementos de la sección de columna "ue pandea en el rango inelástico.

9 puede ser igual a cuando las placas son gruesas, pero puede ser menor "ue ,

cuando las placas son delgadas, por lo "ue, 9, se introduce en las expresiones

anteriores as*3

a2 Cuando λc √ Q≤1.5 66. F cr=(0.658Q λc

2

) QFy 66. $ 7 + 7

b2 Cuando λc √ Q>1.5 66. F cr=(0.877)

λc

2 Fy 66. $ 7 + 7 8



Se observa "ue, para el caso de pandeo elástico no 'ay influencia del grosor de las

placas de la sección -mediante 92 ya "ue el esfuerzo a "ue ocurre el pandeo elástico

es pe"ue:o y puede asegurarse "ue, antes de ocurrir el pandeo local de los elementos

de la sección, ocurrirá el pandeo elástico global. Posteriormente se tratará del factor 9

y el pandeo local. Los dise:adores se 'an acostumbrado a emplear tablas "ue dan los

esfuerzos cr*ticos para cargas de compresión axial a partir de KL

r en vez de λc .

Con las nuevas fórmulas $%SC 7 LR!&, esto no es dif*cil por la relación directa "ue

'ay entre ambos valores.

Diseño para columna compuesta

ESPECIFICACIONES AISC – LRFD

La ecuación parabólica propuesta por el SSRC provee una aproximación razonable

para una Curva de Resistencia de Columnas con una transición entre el pandeo

inelástico y elástico de las columnas, como se aprecia en la figura. La curva planteada

coincide bastante bien con una banda de resultados experimentales cuyos puntos semuestran. Para el Pandeo lástico es aplicable la !órmula de uler.



n este caso se muestra la Curva de Resistencia F cr vs KL

r ya "ue siempre es

posible establecer una relación entre

KL

r y

λc. l Comit# $%SC de Columnas

acostumbraba a recomendar, en sus specificaciones $S&, una curva parabólica para

el Rango %nelástico de pandeo de las columnas y la 'ip#rbola de uler para el Rango

lástico. (saba, asimismo, un factor de seguridad variable para los esfuerzos

permisibles. n las nuevas fórmulas $%SC)LR!& para las columnas cargadas

axialmente y "ue pandean en el rango inelástico, se prefiere usar una expresión de

una regresión estad*stica como se aprecia en +)+ "ue se austa a las curvas de

resistencia de columnas.

n el rango elástico se sigue usando la fórmula de uler, pero con una disminución de

los valores "ue se espera alcanzar con dic'a fórmula, para considerar "ue la falta de

rectitud -/0112 de las columnas esbeltas va a disminuir la resistencia de las mismas.

FÓRMULAS DEL AISC – LRFD PARA COLUMNAS CARGADAS AXIALMENTE

l re"uerimiento de resistencia de una columna cargada axialmente, de acuerdo a lo

indicado por LR!&)+ puede declararse como sigue3

f c Pn≥Pu

&onde

f c 4 1.50

Pn resistencia nominal 4 A g x F cr

Pu Carga factorizada

F cr sfuerzo cr*tico de pandeo, dado como sigue3

c2 Cuando λc ≤1.5 66. F cr=(0.658 λc2

) Fy 66. + 7 +

d2 Cuando λc>1.5 66. F cr=(0.877)

λc2 Fy 66. + 7 8



λc= Kl

r x√

F y

π 2 E=√

F y F e

Sin embargo, el $p#ndice del reglamento $%SC)LR!& introduce un factor de

reducción 9 para considerar el caso en "ue 'aya espesores delgados en los

elementos de la sección, -cuando las relaciones anc'o)espesor de las placas

constituyentes de la sección son grandes2. ste factor sirve para controlar el pandeo

local de los elementos de la sección de columna "ue pandea en el rango inelástico.

9 puede ser igual a cuando las placas son gruesas, pero puede ser menor "ue ,

cuando las placas son delgadas, por lo "ue, 9, se introduce en las expresiones

anteriores as*3

c2 Cuando λc √ Q≤1.5 66. F cr=(0.658Q λc

2

) QFy 66. $ 7 + 7

d2 Cuando λc √ Q>1.5 66. F cr=(0.877)

λc2 Fy 66. $ 7 + 7 8

Se observa "ue, para el caso de pandeo elástico no 'ay influencia del grosor de las

placas de la sección -mediante 92 ya "ue el esfuerzo a "ue ocurre el pandeo elástico

es pe"ue:o y puede asegurarse "ue, antes de ocurrir el pandeo local de los elementos

de la sección, ocurrirá el pandeo elástico global. Posteriormente se tratará del factor 9

y el pandeo local. Los dise:adores se 'an acostumbrado a emplear tablas "ue dan los

esfuerzos cr*ticos para cargas de compresión axial a partir de KL

r en vez de λc .

Con las nuevas fórmulas $%SC 7 LR!&, esto no es dif*cil por la relación directa "ue

'ay entre ambos valores.

REQUISITOS DEL AISC PARA DISEÑO (Fcr)

&%SP;S%C%;<S =<R$LS

l dise:o de miembros y conexiones deberá ser consistente con el comportamiento

"ue se espera "ue tenga el sistema estructural y las 'ipótesis 'ec'as en el análisis. $menos "ue exista una restricción impuesta por la normativa de edificación "ue



corresponda, puede dotarse de resistencia y estabilidad a la estructura mediante

cual"uier combinación de miembros y conexiones.

C$R=$S > C;?@%<$C%;<S & C$R=$S

Las cargas y combinaciones de cargas serán definidas por la normativa de edificación

aplicable. n ausencia de una normativa de edificación las cargas y combinaciones de

cargas, serán las estipuladas en el estándar S%/$SC A. Para propósitos de dise:o,

las cargas nominales serán a"uellas estipuladas en la normativa de ediBcación

aplicable.

@$S & &%S;

l &ise:o se realizará de acuerdo con las disposiciones del m#todo &ise:o en @ase a

!actores de Carga y Resistencia -LR!&2

. Resistencia Re"uerida

La resistencia re"uerida de los miembros estructurales y conexiones será determinada

mediante análisis estructural para las combinaciones de carga "ue.

Se acepta realizar el dise:o mediante análisis elástico, inelástico o plástico. Las

disposiciones para el análisis inelástico o plástico se estipulan en el $nexo , &ise:o

mediante $nálisis %nelástico.

+. stados L*mites

l dise:o estará basado en el principio "ue cuando la estructura es sometida a las

combinaciones de carga apropiadas, ningDn estado l*mite aplicable, resistente o de

servicio será excedido.

Los re"uerimientos de dise:o en integridad estructural del código de construcción

aplicable deberán estar basados en resistencias nominales, en lugar de resistencias

de dise:o -LR!&2. Los estados l*mites para conexiones basados en deformaciones

l*mites o fluencia de los componentes de la conexión no necesitan ser considerados

para cumplir los re"uerimientos de integridad estructural.

Con el propósito de satisfacer las disposiciones de integridad estructural del código de

construcción aplicable, los pernos tipo de aplastamiento con agueros de ranura corta



paralelos a la dirección de la carga de tracción son permitidos, y se debe suponer "ue

se ubican al borde de la ranura.

8. &ise:o por Resistencia (sando &ise:o en @ase a !actores de Carga y Resistencia

-LR!&2

l dise:o de acuerdo con las disposiciones de &ise:o en @ase a !actores de Carga y

Resistencia -LR!&2 satisface los re"uisitos de esta speciBcación cuando la

resistencia de dise:o de cada componente estructural es mayor o igual a la resistencia

re"uerida determinada de acuerdo con las combinaciones de carga LR!&. Se aplican

todas las disposiciones de esta speciBcación excepto las de la Sección @8.E.

l dise:o se realizará de acuerdo con la ecuación3

Ru≤∅ Rn

donde3

Ru 4 resistencia re"uerida -LR!&2

Rn 4 resistencia nominal, segDn se especiBca en los Cap*tulos @ a F

∅ 4 factor de resistencia, segDn se especiBca en los Cap*tulos @ a F

∅

Rn4 resistencia de dise:o

@E. PR;P%&$&S & L;S ?%?@R;S

. Clasificación de las secciones segDn pandeo local.

Para compresión, las secciones se clasifican como no esbeltas o esbeltas. Para

elementos con una sección no esbelta, la razón anc'o)espesor de sus elementos

comprimidos no debe de exceder los valores

γ r, de la tabla @E.la. Si la razón anc'o

espesor de cual"uier elemento en compresión excede el valor γ r , la sección se

considera esbelta.

a. lementos <o $tiesados

Para elementos no atiesados, apoyados en un lado paralelo a la dirección de la fuerza

de compresión, el anc'o se define como se indica a continuación3



-a2 n alas de secciones % y G, el anc'o es la mitad del anc'o total del ala, bf.

-b2 Para alas de ángulos, canales y secciones zeta, el anc'o es el anc'o nominal

completo.

-c2 Para planc'as, el anc'o es la distancia desde el borde libre 'asta la primera l*nea

de conectores o soldadura.

-d2 Para almas de secciones G, d es la profundidad nominal total de la sección

lb. lementos $tiesados

Para elementos atiesados, apoyados en dos lados paralelos a la dirección de la fuerzade compresión, el anc'o se define como se indica a continuación3

-a2 Para almas de secciones laminadas o plegadas, ' es la distancia libre entre alas

menos el filete o es"uina redondeada "ue se produce en el encuentro ala)almaH 'c es

dos veces la distancia desde el centroide a la cara interna del ala comprimida menos

el filete o es"uina redondeada.

-b2 Para almas de secciones armadas, ' es la distancia entre l*neas adyacentes de

conectores o la distancia libre entre alas soldadas, y 'c es dos veces la distancia

desde el centroide a la l*nea más cercana de conectores del ala comprimida o a la



cara interior del ala comprimida en secciones de alas soldadasH 'p es dos veces la

distancia desde el ee neutro plástico a la l*nea más cercana de conectores del ala

comprimida o a la cara interior del ala comprimida en secciones de alas soldadas.

-c2 Para alas o planc'as "ue actDan como diafragmas en secciones armadas, el anc'o

b es la distancia entre l*neas adyacentes de conectores o l*neas de soldadura.

-d2 Para alas de secciones tubulares rectangulares -ISS2, el anc'o b es la distancia

libre entre almas menos las es"uinas redondeadas de cada lado. Para almas de

secciones ISS rectangulares, ' es la luz libre entre las alas las es"uinas redondeadas

a cada lado. Cuando la es"uina redondeada no se conoce, b y ' se tomaran como la

dimensión exterior correspondiente menos tres veces el espesor. l espesor, t, será el

espesor de dise:o, de acuerdo con la Sección @8.+.

-e2 Para planc'as de cubierta perforadas, b es la distancia transversal entre las l*neas

más cercanas de conectores, y el área neta de la planc'a es considerada con el

aguero más anc'o.

Para alas de espesor variable en secciones laminadas, el espesor será el valor

nominal evaluado como el promedio entre el espesor medido en el lado libre y el

espesor correspondiente medido en la cara del alma.



+.+ Resistencia a la compresión de la sección compuesta

Para determinar la resistencia a compresión de la sección compuesta utilizaremos la

resistencia nominal a la compresión Pno y las formulas del apartado %+. del $%SC

+11.

+.+. Re"uisitos $%SC

La sección a analizar deberá cumplir los re"uisitos estipulados en el apartado l+.a del

$%SC +11

JlK l área transversal de la sección de acero deberá ser por lo menos el del área

transversal total de la sección compuesta.

JlK l concreto "ue confine al perfil del acero deberá ser reforzado con barras de

refuerzo longitudinales y estribos o zunc'os.

&onde se utilicen estribos, estos serán m*nimo del <M8 -1 mm2, su separación

máxima será de 81.0 cm, tambi#n podrán utilizarse estribos del <ME -8 mm2, su

separación máxima será de E1.N cm.

La separación maxima de los estribos no deberá de exceder .0 veces la dimensión

mas corta dela columna compuesta.

JlK l porcentae de refuerzo m*nimo para las barras de refuerzo longitudinal Psr deberá

de ser cuando menos .E del area de concreto de la columna compuesta

+.+.+ Resistencia a compresión de dise:o Pn

La resistencia de una columna compuesta con un perBl doblemente sim#tricaconBnado en



concreto, deberá ser determinado por el estado limite de pandeo flexio na nte como se

demuestra bao este párrafo.

Condicionante

pmO++0

Pe K

Si se Cumple deberá emplearse la siguiente ecuación

Pno

Pn 4 Pno -. N05AA2

Si no se cum ple deberá emplearse la siguiente ecuación

Pn 4 .5AAPe

&onde

Pe 4 carga critica de pandeo

Pno 4 resistencia nominal a compresión

https://www.academia.edu/11673804/Dise

%C3%1o!de!columas!compuestas!por!el!"#$C

https://www.academia.edu/11673804/Dise%C3%B1o_de_columas_compuestas_por_el_AISC






##... &s'uer(os permisi)les miem)ros en compresi*n

+a columna aislada es un miem)ro prism,tico con secciones compactas o

no compactas- sometido a compresi*n aial producida por 'uer(as ue

actan a lo laro de sus e2es centroidales.

&l diseño de miem)ros 'ormados por elementos planos es)eltos en

compresi*n se e'ecta con las disposiciones del "pndice C- anual #C"-

ltima edici*n.

+os miem)ros su2etos a compresi*n aial 5 ei*n com)inadas se

dimensionan de acuerdo con lo estipulado en el Captulo .



+os miem)ros de secci*n 9aria)le o de alma trape(oidal se dimensionar,n

de acuerdo con el "pndice D de las &specicaciones ;#C"<003=.

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