Tesis de Conexiones Acero Concreto

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  • Universidad Catlica Andrs Bello

    Vicerrectorado Acadmico

    Direccin General de los Estudios de Postgrado

    rea: Ingeniera

    Programa: Ingeniera Estructural

    PROYECTO DE CONEXIONES DE VIGAS DE ACERO A MUROS DE CONCRETO EN ESTRUCTURAS MIXTAS

    Trabajo Especial de Grado presentado como requisito parcial para optar al Ttulo de

    Especialista en Ingeniera Estructural.

    Autor:

    ING. JUAN PABLO SOTO AROCHA

    Asesor

    ING. EDUARDO LPEZ

    Abril del ao 2012

  • i

    AGRADECIMIENTOS

    Al Profesor Eduardo Lpez sin cuya ayuda y orientacin habra sido imposible la

    elaboracin de este trabajo.

    A los Profesores Arnaldo Gutirrez y Velquis Velandria quienes me pusieron en

    contacto con el Profesor Eduardo Lpez e intercedieron para que aceptara asesorar este

    trabajo.

    Al Profesor Emmanuel Lpez quien realiz la revisin de la parte metodolgica del

    presente trabajo especial de grado.

    A todos ellos mi mayor y eterno agradecimiento.

  • ii

    TABLA DE CONTENIDO

    TABLA DE FIGURAS .......................................................................................................... ivCARTA DE APROBACION DEL ASESOR ........................................................................... vINTRODUCCIN .................................................................................................................. 1CAPTULO I .......................................................................................................................... 2EL PROBLEMA .................................................................................................................... 2

    1.1 Planteamiento del Problema ............................................................................... 21.2 Objetivos de la investigacin ............................................................................... 3

    1.2.1 Objetivo General ................................................................................... 31.2.2 Objetivos Especficos ........................................................................... 3

    1.3 Justificacin de la Investigacin .......................................................................... 41.4 Alcance de la Investigacin ................................................................................. 4

    CAPTULO II ......................................................................................................................... 5MARCO METODOLGICO .................................................................................................. 5

    2.1 Tipo de Investigacin .......................................................................................... 52.2 Diseo de la Investigacin .................................................................................. 62.3 Tcnicas e Instrumentos para la Recoleccin de Datos ..................................... 62.4 Tcnicas para el Anlisis de los Datos ............................................................... 62.5 Fases de la Investigacin .................................................................................... 62.6 Operacionalizacin de los Objetivos ................................................................... 7

    CAPTULO III. ....................................................................................................................... 8MARCO TERICO ............................................................................................................... 8

    3.1 Antecedentes de la Investigacin ....................................................................... 83.2 Bases Tericas ................................................................................................... 9

    3.2.1 Conexiones ........................................................................................... 93.2.2 Consideraciones Generales de Diseo .............................................. 103.2.3 Conexiones Vigas Metlicas a Muros de Concreto ............................ 143.2.4 Conexiones Muros Vigas de Acople ................................................ 143.2.5 Conexiones Muros Vigas de Soporte .............................................. 15

    3.3 Bases Legales .................................................................................................. 19CAPTULO IV ..................................................................................................................... 20

  • iii

    PROYECTO DE CONEXIONES DE VIGAS DE ACERO A MUROS DE CONCRETO ..... 204.1 Conexiones de Vigas de Acople a Muros de Concreto ..................................... 20

    4.1.1 Caso de Aplicacin ............................................................................. 274.2 Conexiones de Vigas de Soporte a Muros de Concreto ................................... 29

    4.2.1 Conexiones a Corte ............................................................................ 294.2.2 Conexiones a Momento ...................................................................... 324.2.3 Caso de Aplicacin de Conexiones a Corte ....................................... 32

    CAPTULO IV ..................................................................................................................... 49CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ..................................................................... 49BIBLIOGRAFA ................................................................................................................... 51

  • iv

    TABLA DE FIGURAS

    Figura 1. Planta Tpica de una Estructura Muros de Corte Prticos de Acero .................. 2

    Figura 2. Conexin Muro Viga de Acople ........................................................................ 15

    Figura 3 Conexin de corte entre viga de soporte y muro estructural ................................ 16

    Figura 4 Conexin de Momento entre viga de soporte y muro (momentos pequeos) ..... 17

    Figura 5 Conexin de Momento entre viga de soporte y muro (momentos grandes) ....... 18

    Figura 6. Conexin entre cerchas y muro ........................................................................... 19

    Figura 7 Modelo de diseo para sistema de muros acoplados mediante vigas de acero .. 21

    Figura 8 Modelo para calcular ngulo de corte de vigas de acople metlicas ................... 22

    Figura 9 Modelo para calcular longitud a embutir ............................................................... 23

    Figura 10 Placa Frontal de Soporte .................................................................................... 26

    Figura 11 Plano de planta de la estructura del caso de aplicacin .................................... 28

    Figura 12 Detalle del Diseo .............................................................................................. 28

    Figura 13 Resultado del Diseo ......................................................................................... 29

    Figura 14 Fuerzas actuantes en una conexin a corte ....................................................... 30

    Figura 15 Equilibrio de fuerzas en conexin a corte excentrico ......................................... 31

    Figura 16. Caso de Aplicacin de Conexin Viga de Soporte Muro de Concreto ........... 33

    Figura 17. Arreglo de Pernos. Caso de Aplicacin ............................................................. 35

    Figura 18. Dimensiones de la Plancha. Caso de Aplicacin .............................................. 37

    Figura 19. Equilibrio de Fuerzas. Caso de Aplicacin ........................................................ 38

    Figura 20. Resultado del Diseo. Caso de Aplicacin ........................................................ 40

    Figura 21. Modelo en elementos finitos, SAP2000 ............................................................. 41

    Figura 22. Pernos modelados como resortes ..................................................................... 44

    Figura 23. Cargas ............................................................................................................... 45

    Figura 24. Reacciones ........................................................................................................ 46

    Figura 25. Deformada de la Conexin ................................................................................ 47

    Figura 26. Diagrama de Esfuerzos de la Conexin ............................................................ 48

  • v

    CARTA DE APROBACION DEL ASESOR

    Caracas, 30 de Marzo de 2012

    Seores

    Director Programa Ingeniera Estructural

    UCAB.

    Presente.

    Referencia: Aprobacin del Asesor del Trabajo de Grado

    Estimado Seor:

    Por medio de la presente hago constar que supervis, en calidad de Asesor, el

    Trabajo Especial de Grado titulado PROYECTO DE CONEXIONES DE VIGAS DE ACERO A MUROS DE CONCRETO EN ESTRUCTURAS MIXTAS, desarrollado por el Ing. Juan Pablo Soto Arocha., titular de la cdula de identidad nmero 6.401.911,

    como requisito parcial para optar al Ttulo de Especialista en Ingeniera Estructural.

    As mismo hago constar que he revisado y aprobado la versin final del

    mencionado trabajo, estando conforme con el mismo.

    Atentamente,

    Ing. Eduardo Lpez

    C.I. N 4.849.487

  • 1

    INTRODUCCIN

    El uso de Estructuras Mixtas Acero Concreto, se ha ido haciendo cada vez ms

    popular en Venezuela, entre otras razones porque, en muchos casos, resultan ms

    econmicas que realizar las mismas estructuras totalmente en acero o totalmente en

    concreto. Adems son estructuras que con una adecuada plan