PROPIEDADES GEOMTRICAS

2.1 reas de las secciones transversales

2.1.1 Generalidades

El rea total de un miembro, At , es el rea completa de su seccin transversal, y las reas netas, An, y neta efectiva, Ae , son las que se obtienen al hacer las deducciones que se especifican ms adelante. El rea total At es igual a la suma de los productos del grueso por el ancho de todos los elementos que componen la seccin, medidos en un plano perpendicular al eje del miembro.

2.1.2 rea neta de miembros en tensin

El rea neta de un miembro en tensin, An , se obtiene sumando los productos del grueso de cada una de las partes que lo componen por su ancho neto, que se determina como sigue:

a) En el clculo del rea neta de barras en tensin o en cortante, el ancho de los agujeros para remaches o tornillos se toma 1.5 mm ( 1/16 pulg.) mayor que el dimetro nominal del agujero, medido normalmente a la direccin de los esfuerzos.

b) Cuando hay varios agujeros en una normal al eje de la pieza, el ancho neto de cada parte de la seccin se obtiene restando al ancho total la suma de los anchos de los agujeros.

c) Cuando los agujeros estn dispuestos en una lnea diagonal respecto al eje de la pieza o en zigzag, se deben estudiar todas las trayectorias posibles para determinar a cul de ellas le corresponde el ancho neto menor, que es el que se utiliza para calcular el rea neta. El ancho neto de cada una de las partes que forman la seccin, correspondiente a cada trayectoria, se obtiene restando del ancho total la suma de los anchos de todos los agujeros que se encuentran sobre la trayectoria escogida, y sumando para cada espacio entre agujeros la cantidad s/4g, donde s es la separacin longitudinal centro a centro entre los dos agujeros considerados (paso) y g la separacin transversal centro a centro entre ellos (gramil).

El ancho total de ngulos se toma igual a la suma de los anchos de las dos alas menos el grueso. La distancia transversal entre agujeros situados en alas opuestas es igual a la suma de los dos gramiles, medidos desde los bordes exteriores del ngulo, menos el grueso de ste. Al determinar el rea neta a travs de soldadura de tapn o de ranura no debe tenerse en cuenta el metal de aportacin.

2.1.3 rea neta efectiva de miembros en tensin o Compresin El rea neta efectiva de miembros en tensin o compresin se calcula como sigue: Cuando la carga se transmite directamente a cada una de las partes que componen la seccin transversal del miembro, por medio de remaches, tornillos o soldaduras colocados en toda ellas, en proporcin a sus reas transversales, el rea neta efectiva Ae es igual al rea neta An en miembros en tensin, y el rea total At en miembros comprimidos.

Cuando la carga se transmite por medio de tornillos o remaches colocados en algunas de las partes que componen la seccin, pero no en todas, el rea neta efectiva es igual a:

Cuando la carga se transmite por medio de soldaduras colocadas en algunas de las partes que componen la seccin, pero no en todas, el rea neta efectiva es igual a:

Donde U es un coeficiente de reduccin del rea, cuyos valores se indican a continuacin; pueden utilizarse valores ms grandes cuando se justifiquen con pruebas u otros criterios reconocidos.

a) Conexiones remachadas o atornilladas

En lugar de los calculados con la ec. 2.4, pueden utilizarse los valores de U siguientes:

1) Secciones laminadas o soldadas H o I con patines de ancho no menor que 2/3 del peralte y ts estructurales obtenidas de ellas o formadas por dos placas soldadas, conectadas por los patines con tres o ms conectores en cada lnea en la direccin de los esfuerzos: U= 0.90.

2) Secciones laminadas o soldadas H o I que no cumplan las condiciones del inciso anterior, ts estructurales obtenidas de ellas, o formadas por dos placas soldadas, y todas las secciones restantes, incluidas las formadas por varias placas, con tres o ms conectores en cada lnea en la direccin de los esfuerzos: U= 0.85.

3) Todos los miembros que tengan slo dos conectores en cada lnea en la direccin de los esfuerzos: U= 0.75.

4) ngulos conectados por una sola ala con Cuatro o ms conectores en la direccin de los

Esfuerzos: U= 0.80; Menos de cuatro conectores en la direccin de los

Esfuerzos: U= 0.60.

b) Conexiones soldadas

Cuando la fuerza de tensin o compresin se transmite por medio de soldaduras transversales colocadas en algunas de las partes que componen la seccin, pero no en todas, el rea neta efectiva es igual al rea de los elementos conectados directamente. Cuando la fuerza de tensin o compresin se transmite a una placa por medio de soldaduras colocadas a lo largo de sus dos bordes longitudinales, en el extremo de la placa,

2.1.4 Placas de unin El diseo de placas que forman parte de juntas soldadas, remachadas o atornilladas, sometidas a tensin, tales como placas laterales en juntas a tope y placas de nudo en armaduras, se har de acuerdo con la seccin 5.5.1

3. RESISTENCIA En este captulo se proporcionan frmulas y recomendaciones para determinar la resistencia de diseo de miembros de acero estructural y de miembros compuestos, formados por perfiles de acero que trabajan en conjunto con elementos de concreto reforzado o con recubrimientos o rellenos de este material, sometidos a las solicitaciones ms comunes en las estructuras.

3.1 Miembros en tensin Esta seccin se refiere a miembros prismticos sujetos a tensin axial producida por fuerzas que actan a lo largo de su eje centroidal. Cuando haya excentricidades importantes en las conexiones, sus efectos deben tenerse en cuenta en el diseo del miembro. Cuando se espere que el elemento estructural en estudio vaya a quedar sometido durante su vida til a un nmero muy elevado de ciclos de carga, en el clculo de su resistencia se tendr en cuenta la posibilidad de una falla por fatiga.

3.1.1 Estados lmite En el diseo de miembros en tensin se consideran los estados lmite de flujo plstico en la seccin total y de fractura en el rea neta.

3.1.2 Resistencia de diseo

La resistencia de diseo Rt de un elemento estructural en tensin es la menor de las calculadas con alguna de las ecuaciones 3.1 y 3.2.

En miembros sin agujeros, conectados por medio de soldaduras colocadas en todas las partes que componen su seccin transversal, en proporcin a sus reas, el rea neta efectiva de la ecuacin 3.2 es igual al rea total.

Tamao mximo El tamao mximo de las soldaduras de filete colocadas a lo largo de los bordes de placas o perfiles es: En los bordes de material de grueso menor que 6.3 mm. ( 1/4 pulg.), el grueso del material. En los bordes de material de grueso igual o mayor que 6.3 mm ( 1/4 pulg.), el grueso del material menos 1.5 mm ( 1/16 pulg.), excepto cuando se indique en los dibujos de fabricacin que la soldadura deber depositarse tomando las medidas necesarias para obtener un tamao igual al grueso del material. La distancia entre el borde de la soldadura depositada y el de la placa puede ser menor que 1.5 mm, pero el tamao de la soldadura debe poderse verificar sin dificultad.

Longitud

La longitud mnima efectiva de una soldadura de filete utilizada para transmitir fuerzas ser no menor que cuatro veces su tamao nominal. En caso contrario, se considerar que el tamao de la soldadura no excede de un cuarto de su longitud efectiva. Cuando se usan filetes de soldadura depositados nicamente en los bordes longitudinales de conexiones de placas en tensin, la longitud de cada filete no debe ser menor que la distancia entre ellos, medida perpendicularmente a su eje. La separacin transversal de filetes longitudinales utilizados en conexiones enextremos de los miembros no debe exceder de 200 mm, a menos que se tomen medidas especiales para evitar una flexin transversal excesiva, como colocar una soldadura transversal en el extremo o usar soldaduras intermedias de tapn o ranura. Si no se toman esas medidas, deben satisfacerse los requisitos de la seccin 2.1. La longitud efectiva de las soldaduras de filete paralelas a la direccin de la fuerza, utilizada para transmitir una carga axial al extremo de un miembro, es igual a la longitud total cuando sta no excede de 100 veces el tamao de la pierna. Si es ms larga, la longitud efectiva se obtiene multiplicando la real por un factor de reduccin , que vale

Para disear tornillos apretados al contacto deben utilizarse las resistencias nominales para conexiones por aplastamiento de la tabla 5.7. En conexiones de deslizamiento crtico en las que la carga se dirija hacia un borde de una parte conectada, se deber proporcionar una resistencia de diseo al aplastamiento adecuada, de acuerdo con los requisitos aplicables de la seccin 5.3.13. Deben utilizarse tornillos de alta resistencia pretensionados en:

a) Empalmes de columnas en todas las estructuras de 60 m de altura, o ms; b) Empalmes de columnas de estructuras comprendidas entre 50 y 60 m de altura, si

su dimensin horizontal ms pequea es menor que el 40 por ciento de la altura; c) Empalmes de columnas en estructuras de menos de 30 m de altura, si su dimensin

horizontal ms pequea es menor que el 25 por ciento de la altura; d) Todas las conexiones entre vigas y columnas, y de cualquier otra viga, de las que

depende el contraventeo de las columnas, en estructuras de ms de 40 m de altura; e) Conexiones en las que no puede admitirse el deslizamiento relativo de las partes

unidas, como las sujetas a fatiga o a inversiones frecuentes de cargas, o las que forman parte de estructuras muy sensibles a las deflexiones;