CAPÍTULO D. BARRAS TRACCIONADAS

CAPÍTULO D. BARRAS TRACCIONADAS
Este Capítulo es aplicable a barras prismáticas sometidas a tracción por fuerzas
estáticas actuando según el eje que pasa por los centros de gravedad de las secciones
transversales (tracción axil).
Para barras sometidas a una combinación de tracción axil y flexión ver la Sección H.1.1.
Para barras roscadas ver la Sección J.3.
Para obtener la resistencia de diseño a la rotura de bloque de corte en las uniones
extremas de barras traccionadas, ver la Sección J.4.3.
Para obtener la resistencia de diseño a tracción de los elementos auxiliares de una
unión (por ejemplo chapas de nudo), ver la Sección J.5.2.
Para barras sometidas a acciones cíclicas (Fatiga), ver la Sección K.3.
D.1. RESISTENCIA DE DISEÑO A TRACCIÓN
La resistencia de diseño de barras traccionadas, φt Pn , será el menor valor obtenido de la
consideración de los estados límites de (a) fluencia en la sección bruta; (b) rotura en la
sección neta.
(a) Para fluencia en la sección bruta:
φt = 0,90
Pn = Fy Ag (10-1)
(D.1.1)
(b) Para rotura en la sección neta:
φt = 0,75
Pn = Fu Ae (10-1)
(D.1.2)
siendo:
Pn
la resistencia nominal a la tracción axil, en kN.
Fy
la tensión de fluencia especificada, en MPa.
Fu
la tensión de rotura a tracción especificada, en MPa.
Ag
el área bruta de la barra, en cm².
Ae
el área neta efectiva de la barra, en cm².
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Cap. D - 59
Cuando las barras sin agujeros se unan totalmente mediante cordones de soldadura, el área
neta efectiva utilizada en la expresión D.1.2 será la definida en la Sección B.3. Cuando
existan agujeros en una barra unida en sus extremos por cordones de soldadura o en el caso
que la unión sea realizada por soldaduras de tapón o de muesca, en la expresión D.1.2 se
utilizará el área neta de la sección a través de los agujeros.
D.2. BARRAS ARMADAS
Para determinar las limitaciones para el espaciamiento longitudinal de los medios de unión
entre elementos en contacto continuo, tales como una chapa y un perfil, o dos chapas, ver la
Sección J.3.5.
La separación longitudinal de los medios de unión entre los elementos unidos en contacto
continuo será tal que la relación de esbeltez de cada componente entre medios de unión sea
menor o igual a 300.
En los lados abiertos de barras armadas traccionadas se pueden utilizar platabandas
perforadas o presillas. (ver la Figura D.2.1). Las presillas tendrán una longitud mayor o igual
que 2/3 de la distancia entre los cordones de soldadura o las líneas de remaches o
bulones que las unen a los componentes de la barra armada. El espesor de las presillas
será mayor o igual que 1/50 de dicha distancia. La separación longitudinal de los cordones de
soldadura intermitentes o de los pasadores (bulones o remaches) de las presillas no deberá
superar los 15 cm. El espaciamiento entre presillas será tal que la esbeltez local de los
componentes sea menor o igual que 300.
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Cap. D - 60
b
F
F
≤15 cm
L1
L1
s/sec.
J.3.5.
L1
≥2/3 b
L1
≥2/3 b
L1
L1
F
F
b
t≥1/50 b
t≥1/50 b
L 1 ≤ 300
r1
L 1 ≤ 300
r1
L 1 ≤ 300
r1
Figura D.2.1. Barras armadas traccionadas
D.3. BARRAS UNIDAS CON PERNO Y BARRAS DE OJO
D.3.1. Barras unidas con pernos
D.3.1.(a). Resistencia de diseño
La resistencia de diseño de una barra unida mediante perno, φ Pn , será el menor valor
de los correspondientes a los siguientes estados límites:
(a) Tracción sobre el área neta efectiva:
φ = φt = 0,75
Pn = 2 t beff Fu (10-1)
(D.3.1)
(b) Corte sobre el área efectiva:
φ = φsf = 0,75
Pn = 0,6 Asf Fu (10-1)
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(D.3.2)
Cap. D - 61
(c) Para aplastamiento en el área proyectada del perno ver la Sección J.8.(b).
(d) Para fluencia en el área bruta de la barra, utilizar la expresión D.1.1.
siendo:
a
la menor distancia desde el borde del agujero hasta el borde de la barra, en
dirección paralela a la dirección de la fuerza, en cm.
Asf = 2 t ( a + d/2 ), en cm².
beff = 2 t + 1,6 (dimensiones en cm) pero no mayor que la distancia real desde el
borde del agujero al borde de la barra, medida en dirección normal a la de la
fuerza aplicada.
d
el diámetro del perno, en cm.
t
el espesor de la chapa, en cm.
Pn
la resistencia nominal., en kN.
Fu
la tensión de rotura a la tracción especificada del acero, en MPa.
D.3.1.(b). Especificaciones sobre detalles
El agujero para el perno se ubicará centrado con respecto a los bordes de la barra, en
dirección normal a la fuerza aplicada. Cuando esté previsto que el perno permita
movimientos relativos entre las partes unidas bajo la carga total, el diámetro del agujero
no será mayor que el diámetro del perno más 1 mm.
El ancho de la chapa detrás del agujero será mayor o igual que beff + d. La mínima
longitud a detrás del extremo apoyado del agujero y medida en dirección paralela al eje de
la barra, será mayor o igual que 1,33 beff .
Las esquinas, por detrás del agujero, se podrán cortar a 45 º respecto del eje de la barra,
siempre que el área neta detrás del agujero y en un plano perpendicular al corte, sea
mayor o igual que la requerida por detrás del agujero y en dirección paralela al eje de la
barra.
D.3.2. Barras de ojo
D.3.2.(a). Resistencia de diseño
La resistencia de diseño de las barras de ojo se determinará de acuerdo con la Sección
D.1., adoptando como Ag el área de la sección transversal del cuerpo de la barra.
Para propósitos de cálculo el ancho del cuerpo de la barra de ojo será menor o igual que 8
veces su espesor.
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Cap. D - 62
D.3.2.(b). Especificaciones sobre detalles
Las barras de ojo serán de espesor uniforme, sin refuerzos en la zona del agujero, y
tendrán cabezas circulares con perímetro concéntrico con el agujero.
El radio de transición entre la cabeza circular y el cuerpo de la barra será mayor o igual
que el diámetro de la cabeza.
El diámetro del perno será mayor o igual que 7/8 del ancho del cuerpo de la barra de ojo y
el diámetro del agujero para el perno no excederá en más de 1 mm el diámetro del perno.
Para aceros con tensión de fluencia Fy > 485 MPa, el diámetro del agujero será menor o
igual que 5 veces el espesor de la chapa y el ancho del cuerpo de la barra de ojo será
reducido en concordancia con esa limitación.
Se permiten espesores menores que 13 mm sólo si se utilizan tuercas externas para
mantener todas las partes unidas apretadas y en contacto.
El ancho b desde el borde del agujero al borde de la chapa, medido perpendicularmente a la
dirección de la fuerza, será mayor que 2/3 y, a los efectos del cálculo, menor o igual que 3/4
del ancho del cuerpo de la barra de ojo.
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Cap. D - 64