Subido por milton auris quispe

conexionesatornilladasitesoraulgranados-140717185543-phpapp02

Anuncio
CONEXIONES ATORNILLADAS
Guadalajara, Jalisco. Agosto 2010
Raúl Granados
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
CONEXIONES
q
§
ALCANCE
§
CONEXIONES DE VIGAS
VIGA CON VIGA
VIGA A COLUMNA
§
OTRAS (CONTRAVIENTOS, PLACAS DE BASE, ETC.)
§
q
§
q
CONCEPTOS BASICOS:
RESISTENCIA DE TORNILLOS
EJEMPLOS
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
CONEXIONES DE VIGAS
q RESTRICCION AL GIRO
§ CONEXIÓN DE CORTANTE
§ CONEXIÓN DE MOMENTO
RESTRICCION TOTAL
RESTRICCION PARCIAL
q APLICACIONES BASICAS
§ CONEXIÓN DE VIGA A VIGA (APOYO SIMPLE)
§ CONEXIÓN DE VIGA A COLUMNA (CONTINUA)
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
CONEXIONES DE VIGA CON
VIGA
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
SE PUEDEN EMPLEAR
AGUJEROS OVALADOS
VENTAJAS
§ SENCILLEZ
§ VIGA CON HOLGURA
2 ANGULOS
DESVENTAJAS
§ PROBLEMAS DE
MONTAJE SI NO SE
HACEN AGUJEROS
OVALADOS
CONEXIÓN CON DOS ANGULOS ATORNILLADOS
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
DOBLE
ANGULO
CONEXIÓN CON DOS ANGULOS ATORNILLADOS
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
DAR VUELTA A
LA SOLDADURA
VENTAJAS
§ SENCILLEZ
§ SIN PROBLEMAS DE MONTAJE
DESVENTAJAS
§ ANGULO MAS GRANDE
§ MAYOR TAMAÑO DE TORNILLOS
ALTERNATIVA
CON SOLDADURA
ANGULO SIMPLE
CONEXIÓN CON UN ANGULO
ATORNILLADO O SOLDADO
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
CONEXIÓN CON DOS ANGULOS SOLDADURA Y TORNILLOS
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
VENTAJAS
§ SENCILLEZ
§ NO SE
REQUIEREN
AGUJEROS EN LA
VIGA SECUNDARIA
§ DESVENTAJAS
PLACA EXTREMA
SE REQUIERE
MUCHA PRECISION
CONEXIÓN CON PLACAS SOLDADURA Y TORNILLOS
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
CONEXIÓN CON PLACAS
SOLDADURA Y TORNILLOS
PLACA DE
CORTANTE
PLACA DE CORTANTE
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
PLACA DE
CORTANTE
PERFIL T HECHO CON
UNA VIGUETA CORTADA
CONEXIÓN CON UNA SOLA PLACA
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
O CON UNA T
CONEXIONES DE CORTANTE
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
CONEXIONES DE VIGA A COLUMNA
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
CONEXIÓN RIGIDA
CONEXIÓN SEMI RIGIDA
CONEXIÓN DE CORTANTE
CONEXIÓN DE
CORTANTE
RELACION MOMENTO - ROTACION
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
CONEXIONES DE CORTANTE
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
PLACA
CONEXIÓN CON PLACA SIMPLE (SOLO CORTANTE)
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
CONEXIÓN CON PLACA SIMPLE (SOLO CORTANTE)
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
2 ANGULOS
CONEXIÓN CON DOS ANGULOS (SOLO CORTANTE)
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
2 ANGULOS
2 ANGULOS
CONEXIÓN CON DOS ANGULOS (SOLO CORTANTE)
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
CONEXIÓN CON DOS ANGULOS
SOLDADURA Y TORNILLOS (SOLO
CORTANTE)
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
HOLGURA
MURO DE CONCRETO
CONEXIÓN CON UNA T (A UN MURO DE CONCRETO)
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
ANGULO
ANGULO
ANGULO
DE ASIENTO
CONEXIÓN CON ANGULO DE ASIENTO (SOLO CORTANTE)
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
CONEXIÓN CON ANGULO DE ASIENTO
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
ANGULO
ANGULO
PLACA
ATIESADOR
OPCIONES
CONEXIÓN CON MENSULA DE ASIENTO (SOLO CORTANTE)
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
CONEXIÓN CON T DE ASIENTO
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
CONEXIONES DE VIGA A COLUMNA
CONEXIÓN A MOMENTO
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
CONEXIÓN CON PLACAS
ATORNILLADAS A LOS PATINES
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
PLACAS
ATORNILLADAS
A LOS PATINES
CONEXIÓN CON TES ATORNILLADAS
A LOS PATINES Y A LA COLUMNA
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
CONEXIÓN CON SOLDADURA A TOPE EN PATINES Y PLACA DE CORTANTE
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
PATINES
SOLDADOS
CONEXIÓN CON PATINES SOLDADOS A TOPE Y ALMA ATORNILLADA
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
CONEXIÓN CON PATINES SOLDADOS
ALMA ATORNILLADA
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
4 TORNILLOS
SIN ATIESADOR
4 TORNILLOS
CON ATIESADOR
CONEXIÓN DE PLACA EXTREMA
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
8 TORNILLOS
CON ATIESADOR
PLACA EXTREMA
SOLDADA A LA VIGA
Y TORNILLOS A
TENSION
CONEXIÓN DE PLACA EXTREMA
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
OTRAS CONEXIONES
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
CONTRAVIENTOS
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
CONTRAVIENTOS
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
EMPALMES DE COLUMNAS
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
PLACAS DE BASE DE COLUMNAS
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
PLACAS DE BASE DE COLUMNAS
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
CONCEPTOS BASICOS
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
TORNILLOS. CASOS A TRATAR
TORNILLOS EN CORTANTE
TORNILLOS
EN TENSION
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
TORNILLOS EN
TENSION Y CORTANTE
EJEMPLO DE UNA CONEXIÓN
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
ESTADOS LIMITE
1.Fluencia del ángulo
2.Ruptura en la sección neta del ángulo(incluyendo el
cortante defasado)
3. Aplastamiento del tornillo/ desgarramiento del ángulo
4.Bloque de cortante en el ángulo
5.Fractura por cortante en el tornillo
6.Aplastamiento/ desgarramiento en la placa
7.Bloque de cortante en la placa
8.Ruptura de la placa
9.Fluencia de la placa
10.Fractura de la soldadura
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
CONCEPTOS BASICOS (L R F D )
Ru ≤ Ø Rn
Ru = resistencia requerida ( de las cargas factorizadas)
Ø Rn = resistencia de diseño
Ø = factor de resistencia
Rn = resistencia nominal
TENSIÓN
Fluencia : ØTn = 0.9 Fy Ag
Ruptura: Ø Tn = 0.75 Fu Ae
CORTANTE
Fluencia : ØVn = 0.9 ( 0.6 Fy) Ag
Ruptura: ØVn = 0.75 ( 0.6 Fu) An
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
Fy = esfuerzo de fluencia
FU = resistencia a la ruptura
Ag = área total
Ae = área neta efectiva
An = área neta
Para acero A- 36
Fy = 2530 kg/ cm²
Fu = 4060 kg/ cm²
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
Para acero A- 992
3500 kg/ cm²
4550 kg/ cm²
TORNILLOS
A-307
tornillos maquinados
Fu = 4200 kg/cm²
A-325
tornillos alta resistencia
Fu = 8400 kg/cm²
A-490 tornillos alta resistencia
Fu = 10500 kg/cm²
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
TORNILLOS A-325 Y A-490
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
RESISTENCIA DE UN TORNILLO A TENSION
LRFD:
Ru ≤
ASD:
Ra ≤ Rn/ Ω
ØRn
Ø=
0.75
Ω=
2
Resistencia nominal a tensión:
Rn = Fnt Ag
Ag = área nominal del tornillo ( fuera de la cuerda)
Fnt = esfuerzo nominal a tensión = 0.75 Fu
Tornillos A 325: Fu = 8400 kg/cm² Fnt = 6300 kg/ cm²
Tornillos A 490: Fu = 10500 kg/cm² Fnt = 7870 kg/ cm²
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
APLICACIÓN
Calcular la capacidad de un tornillo Ø 7/ 8” A 325
a) A tensión
Rn = Fnt Ag
Ag = 3.85 cm² área nominal del tornillo
Rnt = 6300 x 3.85 = 24 250 ton
LRFD:
Ø Rn
= 0.75 x 24 250 = 18 200 kg
ASD:
R / Ω = 24 250 / 2 = 12 120 kg
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
TORNILLOS EN CORTANTE
Tipos de juntas
a)Trabajo por aplastamiento ( cortante)
N cuerda incluida en el plano de cortante
X cuerda excluida del plano de cortante
a)Trabajo por deslizamiento
SC deslizamiento crítico ( fricción). Estas juntas
requieren tornillos pretensados
En nuestro medio es común diseñar las juntas
por aplastamiento
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
JUNTA DE APLASTAMIENTO
Plano de cortante
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
JUNTA DE DESLIZAMIENTO (FRICCIÓN )
Tornillo pretensado
Compresiones
resultantes
Tensión en
el tornillo
Tension en
el tornillo
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
Superficie de contacto
Plano de fricción)
JUNTA EN CORTANTE SIMPLE
JUNTA EN CORTANTE DOBLE
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
b) Mismo ejemplo pero con el tornillo trabajando a
cortante simple (trabajo por aplastamiento)
Rn = Fnv Ag
F nv = 0.4 Fu
cuerdas dentro del plano de cortante
Fnv = 0.5 Fu
cuerdas fuera del plano de cortante
A 325 dentro
Fnv = 0.4 x 8 400 = 3 360 kg/ cm²
A325
Fnv = 0.5 x 8400 = 4 200 kg/ cm²
fuera
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
Rnv = 3 360 x 3.85 = 12 900 ton
cortante simple
LRFD:
Ø R n = 0.75 x 12 900 = 9 670 ton
ASD:
Rn/ Ω = 12 900/ 2 = 6 450 ton
En juntas muy largas › 50´´ se reducirá la capacidad
del tornillo en 20%
De acuerdo con lo anterior se pueden preparar
unas tablas para todos los tornillos como se muestra
mas adelante
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
JUNTA EN CORTANTE CON DESLIZAMIENTO CRITICO
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
c) A cortante y tensión
LRFD :
Ru ≤ Ø Rn
Ø = 0.75
ASD:
Rn ≤ Rn /Ω
Ω= 2
Rn = F’nt Ag
Ag = área nominal del tornillo
F’nt = esfuerzo nominal a tensión incluyendo
el cortante
F’nt = 1.3 Fnt - Fnt fv/ Ø Fnv ≤ Fnt
LRFD
F’nt = 1.3 Fnt - Ω Fnt fv/ Fnv ≤ Fnt
ASD
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
TORNILLOS A CORTANTE Y TENSIÓN
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
CONCEPTOS ADICIONALES
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
APLASTAMIENTO EN LOS AGUJEROS
ESTADOS LIMITE:
Deformación excesiva
de los agujeros
Desgarramiento
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
Rn
será el menor de
Ø = 0.75 LRFD
Ω = 2.0 ASD
RESISTENCIA A APLASTAMIENTO
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
TIPOS DE AGUJEROS
ESTANDAR dn + 1/16 ´´ ( 1.5 mm)
OVALADOS
RANURAS CORTAS
RANURAS LARGAS
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
SEPARACION MINIMA Y DISTANCIA AL BORDE
db
S › 2.67 db preferible › 3db
db = diámetro nominal del tornillo
Para las distancias e consultar
la tabla J3.4
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
TABLAS
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
CONEXIONES SIMPLES
FUERZAS DE PALANCA
CONEXIÓN EXCENTRICAS
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
OBTENER LA CARGA DE TENSION
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
ESTADOS LIMITE DE LA CONEXIÓN A TENSION SIMPLE
1.Fluencia en tensión
2.Ruptura en tensión
3.Aplastamiento
4.Bloque de cortante
5.Fractura del tornillo
6.Fractura de la soldadura
7.Sección de Whitmore
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
Fluencia en tensión
Para diseño
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
Ruptura por tensión
φPn = 0.75 Fu Ae
Fu = resistencia a tensión
= 4060 kg/cm² para acero A36;
= 4550 kg/cm² para acero A992
Gramil 2.5
Ae = área neta efectiva = U An
U = coeficiente de reducción por cortante defasado
An = área neta
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
CORTANTE DEFASADO
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
An = Area neta = Ag ΣAh + ΣS
Ag = área total de la sección transversal
Ah = área del agujero
= (diámetro del agujero + 1.6 mm) tp
S = (s²/4g)tp
Nota: An < 0.85 Ag para placas en tensión
(la regla no aplica a perfiles)
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
Significado de
s
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
BLOQUE DE CORTANTE
tensión
pequeña
cortante
grande
tensión
grande
cortante
pequeño
La falla ocurre cuando la mayor fuerza alcanza la resistencia de ruptura
La fuerza menor puede provocar fluencia o ruptura
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
BLOQUE DE CORTANTE
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
BLOQUE DE CORTANTE
FORMULAS
Cuando Fu Ant ≥ 0.6FuAnv:
φPn = φ [0.6Fy Agv +Fu Ant] < φ[0.6Fu Anv +Fu Ant]
Cuando Fu Ant < 0.6FuAnv:
φPn = φ[0.6Fu Anv +Fy Agt] < φ[0.6Fu Anv +Fu Ant]
φ = 0.75
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
BLOQUE DE CORTANTE
Pn =
max
| ruptura por tensión + | fluencia opuesta
| ruptura por cortante min | ruptura opuesta
Ruptura por tensión = Fu Ant
Ruptura por cortante= 0.6 Fu Anv
Fluencia en tensión = Fy Agt
Fluencia en cortante = 0.6 Fy Agv
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
BLOQUE DE CORTANTE
Ejemplo:
Pn =
max
| Ruptura por tensión
|Ruptura por cortante
+
| Fluencia por tensión
min |Ruptura por tensión
= ruptura por cortante + fluencia por tensión
φ Pn = 0.75 Pn
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
Ejemplo:
Ant = 5.04cm² Agt= 6.45 cm² ( áreas neta y total en tensión)
Anv =16.38cm² Agv = 23.38cm² ( áreas neta y total en cortante)
Acero A36 : Fy = 2530 kg/cm² Fu = 4060 kg/cm²
Pn =
|4060 x 5.04 = 20460 kg
|
+
max 0.6 x 4060 x 16.38 = 39900 min
|2530 x 6.45 = 16320 kg
|20460 kg
Pn = 39900 + 16320 = 56220 kg
φPn = 0.75x 56220 = 42160 kg
(Nota: las áreas se calculan en el siguiente ejemplo)
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
BLOQUE DE CORTANTE
CONEXIONES SOLDADAS
Area de tensión
Area de cortante
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
SECCION DE WHITMORE
SECCION
CRITICA
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
SECCION DE WHITMORE
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
SECCION DE WHITMORE
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
Ejemplo, calcular ΦPn
ACERO A 36
TORNS Φ ¾” A 325 N
AREA = 23.35 cm²
= 2.3 cm
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
Estados límite
Ángulos:
Fluencia en tensión
Ruptura por tensión
Bloque de cortante
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
Estados limite:
Tornillos:
ruptura por cortante
aplastamiento en los ángulos
aplastamiento en la placa de conexión
Placa de conexión:
1. Fluencia en tensión
2. Ruptura por tensión
3. Bloque de cortante
Soldadura : Fractura de la soldadura
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
23.35 cm²
Fluencia del ángulo:
φPn = 0.9 Fy Ag
= 0.9 x 2530 x 23.35 = 53170 kg
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
=15.2 cm
2.3 cm
Ruptura del ángulo:
φPn = 0.75 Fu Ae = 0.75 Fu UAn
An = Ag - Ah = 23.35 - (1.27) (1.91 + 0.16 + 0.16) =
= 20.52 cm²
U = 1 - x/L = 1 – 2.3/15.2 = 0.849 < 0.9
φPn = 0.75 x 4060 x 0.849 x 20.52 = 53000 kg
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
=5.07
Bloque de cortante en el ángulo:
Agv = 1.27 x 18.41 = 23.4 cm²
Anv = 1.27 [18.41 - (2.5 x 2.22)] = 16.38 cm²
Agt = 1.27 x 5.07 = 6.44 cm²
Ant = 1.27 [5.07 - (0.5 x 2.22)] = 5.03 cm²
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
Pn =
|Ruptura por tensión
max |Ruptura por cortante
|Fluencia opuesta
min |Ruptura opuesta
|4060 x 5.03 = 20450 kg + |6.44 x 2530 = 16290
max |0.6x 4060 x 16.38 = 39900 min |20450
=
φPn = 0.75 (39900 + 16290) = 42140 kg
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
17.8
RUPTURA DE LA SOLDADURA:
φPn = 250 x núm. de dieciseisavos x
(long. de la soldadura)
= 250 x 5 x 2 x 17.8 = 44500 kg
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
RESUMEN
φPn = 36880 kg
(controlado por cortante y aplastamiento
de los tornillos)
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
CONEXIONES DE VIGAS
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
Consideraciones de diseño
Ductilidad
Espesor de los ángulos ≤ 5/8´´
Tamaños grandes de soldadura
Soldaduras verticales grandes espaciadas
con retornos horizontales mínimos
Tolerancia en la longitud de la viga +/- 1/4´´
Para facilidad de montaje:
Las holguras son normalmente de ½´´
Las distancias al borde se tomarán ¼´´ menores que
las detalladas
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
Consideraciones de diseño
Holgura en la longitud de las vigas
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
Consideraciones de diseño
Holgura en la longitud de las vigas
Descontar
¼´´ s
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
NUEVOS ESTADOS LIMITE
Ruptura del bloque de cortante en vigas recortadas
- Atornilladas al alma
- Soldadas al alma
Resistencia a flexión de la viga recortada
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
Bloque de cortante en vigas recortadas
Area de
cortante
tornillos
separación
Area de
tensión
Conexión atornillada
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
Area de
cortante
Area de
tensión
Conexión soldada
Bloque de cortante en vigas recortadas
Resistencia a la ruptura del bloque de cortante
Cuando Fu Ant ≥ 0.6Fu Anv:
φRn = φ[0.6 Fy Agv + Fu Ant] ≤ φ[0.6Fu Anv +Fu Ant]
Cuando Fu Ant < 0.6Fu Anv:
φRn = φ[0.6 Fu Anv + Fy Agt] < φ[0.6Fu Anv +Fu Ant]
φ = 0.75
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
Bloque de cortante en vigas recortadas
Rn =
Ruptura por tensión
+
Fluencia opuesta
max Ruptura por cortante min Ruptura opuesta
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
Vigas recortadas en un extremo
Verificar el pandeo aquí
Holgura
Conexión a cortante simple
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
Vigas doblemente recortadas
Verificar el pandeo aquí
Holgura
Conexión a cortante simple
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
Resistencia a flexión de vigas recortadas
Mu = Ru e < φb Mn
Fluencia por flexión
Φb Mn = 0.90 Fy Snet
Snet = módulo de
sección neto
Pandeo local del alma
φMn = φ Fbc Snet
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
Verificar el pandeo aquí
Holgura
Conexión a cortante simple
Resistencia a flexión de vigas recortadas
Corte simple
Limitaciones: c < 2 d
dc < d/2
φFbc = 1 650 000 (tw /ho)² f k
< 0.9 Fy
f = 2 (c /d) for c / d < 1.0
f = 1 + (c /d) for c / d > 1.0
k = 2.2 (ho /c)1.65 for c / ho < 1.0
k = 2.2 (ho /c) for c / ho > 1.0
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
Verificar el pandeo aquí
Holgura
Conexión a cortante simple
Resistencia a flexión de vigas recortadas
Corte doble
Limitaciones: c ≤ 2 d
dct ≤ 0.2 d
dcb ≤ 0.2 d
φFbc = 3 560 000 [tw² / (c ho)] fd
≤ 0.9 Fy
fd = 3.5 - 7.5 (dc/d)
dc = max (dct , dcb)
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
Resistencia a flexión de vigas recortadas
Ejemplo: Determinar si la viga es adecuada
18 ton
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
Resistencia a flexión de vigas recortadas
Ejemplo
Viga W14x30
d = 13.8 in (35.0 cm)
tw = 0.270 in (0.68 cm)
ho = 35.0 – 7.6 = 27.4 cm
Snet = 137 cm³ de la Tabla 9-2 del manual
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
Resistencia a flexión de vigas recortadas
φFbc = 1 650 0000 (tw / ho)² f k < 0.9 Fy
c /d = 20.3/ 35.0 = 0.580 < 1.0
f = 2 (c /d) = 2 x 0.580 = 1.16
c /ho = 20.3 / 27.4 = 0.740 < 1.0
k = 2.2 (ho /c)1.65 = 2.2 (27.4 / 20.3)1.65 = 3.61
φFbc =1 650 000 (0.68 / 27.4)² (1.16) (3.61)
= 4320 kg/cm² > 0.9 Fy = 0.9 (3500) = 3150 kg/cm²
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
Resistencia a flexión de vigas recortadas
Cont.
φMn = φ Fy Snet
= 0.9 x 3500 x 137
= 431 550 kg cm = 4.3 ton m
V = 18 ton
Mu = Vu e = 18 (0.22)
= 4.0 ton < 4.3 correcto
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
PLACAS EXTREMAS DE CORTANTE
DISTANCIA MINIMA
AL BORDE
PLACA EXTREMA
Nota : las placas extremas tendrán entre ¼ ´´ y 3/8´´
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
Estados limite para las placas extremas
Viga:
Cortante en la viga completa
Resistencia a flexión de la viga recortada
Resistencia del alma en la soldadura
Soldadura:
Ruptura de la soldadura
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
Estados límite en la placa extrema y en los
tornillos
Placa:
1. Fluencia por cortante en
la sección completa
2. Ruptura por cortante en
el área neta
3. Ruptura en el bloque de
cortante
Tornillos:
4. Ruptura por cortante
5. Aplastamiento en la placa
extrema y sobre la viga o
la columna
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
Ejemplo de placa extrema
Determinar φVn
Tornillos ¾´´ A325-N, soldadura E70XX
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
Ejemplo de placa extrema
Viga W14x30 Fy = 3500 kg/cm² Fu = 4550 kg/cm²
d = 35 cm tw = 0.68 cm
Estados límite en la viga
Fluencia por cortante
φVn = 0.9 (0.6 Fy) ho tw
= 0.9 (0.6 x 3500) (35 – 7.6) (0.68)
= 35200 kg
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
Ejemplo de placa extrema
Resistencia a flexión de la viga recortada
Del ejemplo anterior
φMn = 4.3 ton m
e = longitud del corte + espesor de la placa
= 20.3 + 0.6 = 20.9 cm
φ Vn = 4.3 / 0.209 = 20.5 ton = 20500 kg
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
Ejemplo de placa extrema
Resistencia del alma de la viga en la soldadura
Placa L = 21.6 cm
tsold = 3/16 in (0.16 cm)
φVn = 0. 75(0.6 Fu) (L - 2 tsold) tw
= 0.75 (0.6 x 4550) [21.6 - (2 x 0.16)] (0.68)
= 29600 kg
(Nota: tomar la longitud efectiva de la soldadura = (L – 2 tsold)
tw: espesor del alma
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
Ejemplo de placa extrema
Estado límite por ruptura de la soldadura
Soldadura de filete de 3/16 in (0.16 cm)
Tamaño mínimo de la soldadura 3/16 in. OK
φVn = (250 X 3) (L - 2 tsold)
= (2 x 250 x 3) [ 21.6 - (2 x 0.48)]
= 31000 kg = 31.0 ton
(Nota: tomar la longitud efectiva de la
soldadura = (L – 2 tsold)
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
Ejemplo de placa extrema
Estados limite para la placa:
tp = 1/4 in (0.63 cm)
Acero A36
Fy = 2530 kg/cm²
Fu = 4060 kg/cm²
Fluencia de la placa por cortante
en el área total
φVn = 0.9 (0.6 Fy) (2 L tp)
= 0.9 (0.6 x 2530) (2 x 21.6 x 0.63)
= 37200 kg = 37.2 ton
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
Ejemplo de placa extrema
Ruptura por cortante en la
sección neta de la placa
dh´ = 1.9 + 0.16 + 0.16 = 2.22 cm
An = (21.6 - 3 x 2.2) (2)(0.63)
= 19.0 cm²
φVn = 0.75 (0.6 Fu) (An)
= 0.75 (0.6 x 4060) (19.0)
= 34700 kg = 34.7 ton
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
Ejemplo de placa extrema
Bloque de cortante en la placa
Ruptura
PL de 21.6 x 15.2 x 0.63
Ruptura por tensión +
Ruptura por cortante
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
Fluencia op.
Ruptura op.
Ejemplo de placa extrema
Bloque de cortante en la placa:
Ruptura por tensión
Fu Ant = 4060(3.2 - 0.5 x 2.22)(2 x 0.63)
= 10700 kg
Ruptura por cortante
0.6FuAnv = (0.6 x 4060) (18.4 - 2.5 x 2.22)
(2 x 0.63)
= 39800 kg
Rige la ruptura por cortante
Ruptura opuesta (tensión)
Fu Ant = 10700 kg
Fluencia opuesta
Fy Agt = 2530 (3.2)(2 x 0.63) =10300 kg RIGE
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
Ejemplo de placa extrema
Resumen :
ΦVn = 0.75 ( ruptura por tensión +
fluencia por cortante)
ΦVn = 0.75 (39800 + 10300) = 37600 kg = 37.6 ton
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
Ejemplo de placa extrema
Estados límite en los tornillos
Ruptura de los tornillos
A325-N Fv = 3360 kg/cm² cortante simple
φrn = 0.75 n Fv Ab
= 0.75 (1) (3360) (2.87)
= 7230 kg/tornillo
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
Ejemplo de placa extrema
Aplastamiento sobre la placa extrema
Deformacion del agujero:
φ 2.4 Fu db t = (0.75) (2.4 x 4060) (1.91 x 0.63) = 8750 kg
desgarramiento:
Agujero de borde: φ 1.2 Fu Lc t = (0.75)(1.2 x 4060)
(3.2 – 1.0) (0.63)
= 4930 kg < 8750
Otros agujeros: φ 1.2 Fu Lc t = (0.75)(1.2 x 4060)
(7.6 – 2.0) (0.63)
= 12900 kg > 8750
(Revisar también el aplastamiento en la trabe principal )
Resumen:
ΦVn = 4 x 7230 +2 x 4930 = 39780 kg
2 tornillos rigen por ruptura y 4 por aplastamiento
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
Ejemplo de placa extrema
Resumen:
ΦVn
Fluencia por cortante
Resistencia a flexión (viga recortada)
Resistencia del alma en la soldadura
Ruptura de la soldadura
Fluencia de la placa por cortante
Ruptura por cortante en la placa
Bloque de cortante en la placa
Ruptura de los tornillos
35200
20500
29600
31900
37200
34700
37600
39780
El valor menor es el que rige :
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
ΦVn = 20500 kg = 20.5 ton
Conexión con dos ángulos
Atornillada-soldada
Pueden emplearse
agros. oblongos
2 ángulos
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
Conexión con dos ángulos
Atornillada-soldada
Hipótesis:
La viga está articulada en la
cara de la viga principal
La soldadura está sometida a
cortante excéntrico
2 ángulos
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
Estados límite
Viga
Fluencia por cortante
Resistencia a flexión de la viga recortada
Ruptura del bloque de cortante
Resistencia del alma en la soldadura
Soldadura
Ruptura de la soldadura por cortante excéntrico
Angulos
Fluencia por cortante en el área total
Ruptura por cortante en el área neta
Ruptura en el bloque de cortante
Tornillos
Ruptura por cortante
Aplastamiento en los ángulos
Aplastamiento en la viga principal
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
Conexión con dos ángulos
Atornillada-soldada
Ejemplo
Pueden emplearse
agros. oblongos
Obtener ΦVn para los estados limite de:
Ruptura del bloque de cortante en la viga
Ruptura de la soldadura por cortante excéntrico
Resistencia del alma en la soldadura
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
Conexión con dos ángulos
Atornillada-soldada
Bloque de cortante en el alma
0.6 Fu Anv = 0.6 (4550)(22.2 x 0.69)
= 41800 kg
Fu Ant = 4550(7.6 – 1.3 – 0.63) (0.69)
= 17800 kg < 41800
(rige ruptura por cortante)
Fy Agt = 3500 (7.6 - 1.3 – 0.63) (0.69)
= 13700 kg < 17800
(rige la fluencia por tensión)
ΦVn = 0.75 (41800 + 13700)
= 55500 kg
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
área de
cortante
área de tensión
2 ángulos
Conexión con dos ángulos
Atornillada-soldada
Ruptura de la soldadura por
cortante excéntrico
El problema se resuelve
con las tablas del AISC
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
Conexión con dos ángulos
Atornillada-soldada
De acuerdo con la Tabla 8-9
C = 2.06
C1 = 1.0 para electrodo E-70
D = 3 núm. De dieciseisavos
ΦVn = C C1 D L
= 2.06 x 1.0 x 3 x 2 x 8.5
= 105 kips = 47.9 ton
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
área de
cortante
área de tensión
2 ángulos
Conexión con dos ángulos
Atornillada-soldada
Resistencia del alma en la soldadura
ΦVn = 0.75 (0.6 Fu)(L) tw
= 0.75 (0.6 x 4550)(34.2) x 0.69
= 48300 kg
área de
cortante
área de tensión
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
CONEXIONES DE MOMENTO
Tipos
Patines soldados/alma atornillada
Placas soldadas a los patines/alma atornillada
Placas atornilladas a los patines/alma atornillada
T atornillada a los patines/alma atornillada
Placa de momento extrema
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
PATINES SOLDADOS/ ALMA ATORNILLADA
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
PATINES SOLDADOS/ ALMA ATORNILLADA
Estados límite
Soldadura del patín de la viga al patín de la columna
Soldadura de penetración completa
Soldadura de penetración parcial
Soldaduras de filete
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
PATINES SOLDADOS ALMA ATORNILLADA
No se recomienda el empleo de soldaduras de
penetración parcial
Las soldaduras de filete deben desarrollar la
capacidad del patín de tensión
0.9 Fyf tf (1)
Dreq. =
1.5 x 0.250 (1)
Dreq. = Mu / ( d – tf )
1.5 x 0.250 x bf
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
PATINES SOLDADOS ALMA ATORNILLADA
Estados límite en la placa del alma
Fluencia por cortante
Ruptura por cortante
Aplastamiento
Ruptura del bloque de cortante
Ruptura de la soldadura
Observaciones:
La conexión de la placa se diseña
para cortante directo (sin excentricidad)
En zonas de riesgo sísmico alto se
requieren consideraciones especiales
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
PLACA SOLDADA A LOS PATINES
ALMA ATORNILLADA
La placa superior es mas angosta que el patín,
La placa inferior es mas ancha
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
PLACA SOLDADA A LOS PATINES
ALMA ATORNILLADA
Estados límite
Fluencia de la placa del
patín de tensión
Ffu = Mu /(d – tp)
Ffu ≤ Φ Fy Ag
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
PLACA SOLDADA A LOS PATINES
ALMA ATORNILLADA
Ruptura de la placa del
patín de tensión
Ffu ≤ Φ Fu Ae = Φ Fu UAg
Φ = 0.75
De acuerdo con LRFD cap. B
U = 1.0 para L ≥ 2w
U = 0.87 para 1.5 w ≤ L < 2w
U = 0.75 para w ≤ L < 1.5 w
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
PLACA SOLDADA A LOS PATINES
ALMA ATORNILLADA
Soldadura de la placa del patín de tensión
Ffu = Mu/d ≤ Σ de la resistencia de los cordones
0.250 D
0.250 D
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
PLACA SOLDADA A LOS PATINES
ALMA ATORNILLADA
Bloque de cortante del patín de tensión
Aplicable solo a los cordones longitudinales
Area de
tensión
0.250 D
Area de
cortante
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
PLACA SOLDADA A LOS PATINES
ALMA ATORNILLADA
Pandeo de la placa de compresión
Pandeo local
(Sistema ingles)
atiesado
Atiesado
0.250 D
Area de
tensión
Area de
Sin atiesar
cortante
Elemento
sin atiesar
Elemento
atiesado
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
Elemento
sin atiesar
PLACA SOLDADA A LOS PATINES
ALMA ATORNILLADA
PANDEO DE LA PLACA
DE COMPRESION
PANDEO
POR FLEXION
Area de
tensión
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
Patín de la
columna
atiesado
Atiesado
0.250 D
PLACA SOLDADA A LOS PATINES
ALMA ATORNILLADA
SOLDADURA DE LA PLACA
DEL PATIN DE COMPRESION
Ffu = Mu/d ≤ Σ de la resistencia
de los Area
cordones
de
tensión
0.250 D
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
Patín de la
columna
atiesado
Atiesado
0.250 D
PLACA ATORNILLADA A LOS
PATINES/ ALMA ATORNILLADA
Patín de la
columna
atiesado
Atiesado
0.250 D
0.250 D
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
PLACA ATORNILLADA A LOS
PATINES /ALMA ATORNILLADA
Estados límite para la placa del
patín de tensión
(son los mismos que para cualquier
miembro sometido a tensión): Atiesado
atiesado
0.250 D
1.Fluencia por tensión
0.250 D
2.Ruptura por tensión
3.Bloque de cortante
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
Patín de la
columna
PLACA ATORNILLADA A LOS
PATINES/ ALMA ATORNILLADA
PLACA DEL PATIN
DE TENSION
FLUENCIA
Patín
deTENSION
la
POR
columna
Para la ruptura
por tensión:
0.250 D
ΦTn = 0.75 Fu An
Considerar la sección de
Whitmore
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
atiesado
Atiesado
0.250 D
RUPTURA
POR TENSION
PLACA ATORNILLADA A LOS
PATINES/ ALMA ATORNILLADA
FLUENCIA
Patín
deTENSION
la
POR
Bloque de cortante
para la placa
columna
atiesado
Atiesado
0.250 D
0.250 D
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
RUPTURA
POR TENSION
PLACA ATORNILLADA A LOS
PATINES/ ALMA ATORNILLADA
Estados límite de la placa de compresión
Pandeo
atiesado
Atiesado
0.250 D
Area de
tensión
Elemento
sin atiesar
Elemento
atiesado
Pandeo local
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
Elemento
sin atiesar
Pandeo lateral
Patín
de la col.
PLACA ATORNILLADA A LOS
PATINES/ ALMA ATORNILLADA
Ruptura de los tornillos y
aplastamiento de la placa
Area
Fu = M
u/dde≤ Σ Φrn
tensión
En juntas muy largas
( L> 50´´, 125cm) reducir
la capacidad en 20%
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
atiesado
0.250 D
PLACA ATORNILLADA A LOS
PATINES/ ALMA ATORNILLADA
Estados límite para la viga
Resistencia del área reducida a flexión
atiesado
Atiesado
Bloque de cortante
0.250 D
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
PLACA ATORNILLADA A LOS
PATINES/ ALMA ATORNILLADA
Resistencia reducida a flexión
atiesado
Atiesado
0.250 D
Si 0.75 Fu Afn < 0.9 Fy Afg
El área efectiva del patín de tensión Afe
será igual a (5Fu Afn)/( 6Fy). De aquí se
obtendrá Zef (sistema inglés)
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
PLACA ATORNILLADA A LOS
PATINES/ ALMA ATORNILLADA
Bloque de cortante
en el patín de la viga
atiesado
Atiesado
0.250 D
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
PLACA ATORNILLADA A LOS
PATINES/ ALMA ATORNILLADA
Placa del alma y
tornillos del alma
El problema es similar
al caso anterior pero sin
considerar excentricidad
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
atiesado
Atiesado
0.250 D
EJEMPLO DE UNA CONEXIÓN DE MOMENTO
local P= 550 ton
Pu1 = 550 ton
Vu = 40 ton
cortante de piso
atiesado
Atiesado
0.250 D
Vu =
34 ton
Vu =
27 ton
Mu = 145 tm
Mu = 145 tm
Pu2 = 605 ton
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
EJEMPLO DE UNA CONEXIÓN DE MOMENTO
local P= 550 ton
Parámetros de diseño
Pu1 = 550 ton
Vu = 40 ton
cortante de piso
145 tm
39.5 cm
atiesado
Atiesado
38.0
0.250cm
D
1.4 cm
1.89 cm
22.9 cm
39.5 cm
2.5 cm
3.02 cm
4.55 cm (diseño)
15.3
303 cm²
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
EJEMPLO DE UNA CONEXIÓN DE MOMENTO
Pu1LA
= 550
ton
CONEXIÓN DE LA VIGA A
COLUMNA
Patín de la viga al patín de la columna:
Se soldará directamente con penetración
atiesado
Atiesado
0.250
D
completa empleando placas de
respaldo
En tales condiciones no hay nada que diseñar
Alma de la viga a patín de la columna
Se usará una placa simple
no se considera excentricidad
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
EJEMPLO DE UNA CONEXIÓN DE MOMENTO
Conexión de la viga a la columna
Pu1 = 550 ton
Se propone una placa de 37 x 8.9 x 0.8 cm
De acero A36 y 5 tornillos de ¾´´ A325-N
atiesado
0.250 D
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
EJEMPLO DE UNA CONEXIÓN DE MOMENTO
local P= 550 ton
Vu = 34 ton
Pu1 = 550 ton
Estados límite
Ruptura por cortante en la sección
neta ΦVn =
atiesado
0.250 D
Bloque de cortante ΦVn =
Aplastamiento ΦVn =
Cortante en los tornillos ΦVn = 36.2 ton
Ruptura de la soldadura ΦVn = 46.2 ton
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
EJEMPLO DE UNA CONEXIÓN DE MOMENTO
CONCEPTOS ADICIONALES EN LA COLUMNA
COLUMNA W 24 X103
Mu = 145 tm Cu = Tu = 145 / 0.598 = 242 ton
40 ton
242
242 ton
242 ton
59.8
242 ton
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
59.8
242 ton
EJEMPLO DE UNA CONEXIÓN DE MOMENTO
CONCEPTOS ADICIONALES EN LA COLUMNA
a) Flexión del patín de la columna (J10.1)
ΦRn = 0.9( 6.25 tf ² Fy)
= 0.9 (6.25 x 3.02² x 3500)
= 179600 kg = 179.6 ton < Tu = 242 ton
Se requieren atiesadores en 1 y 3
b) Fluencia del alma (J10.2)
ΦRn = 0.9( 5k + N) Fy tw
k = distancia del borde exterior del patín al punto
donde inicia la parte recta del alma
N = longitud de aplastamiento (espesor del patín)
tw = espesor del alma
ΦRn = 1.0( 5 x 4.55 + 2.5) 3500 x 1.89) = 167000 kg
= 167 ton < 242 Se requieren en todos los puntos
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
EJEMPLO DE UNA CONEXIÓN DE MOMENTO
CONCEPTOS ADICIONALES EN LA COLUMNA
c) Aplastamiento del alma de la columna (J10.4)
ΦRn = 0.75( 0.80) tw ² [1+ 3 ( N/d)(tw/tf)1.5]√EFyw tf/tw
Resolviendo para la columna W 24x 103
ΦRn = 251200 kg = 251.2 ton > 242 o.k.
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
EJEMPLO DE UNA CONEXIÓN DE MOMENTO
CONCEPTOS ADICIONALES EN LA COLUMNA
Diseño de los atiesadores
Atiesador 1-2
180
242 – min
167
=75 ton
242 - 167
=75 ton
75 + 75 =150 ton
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
EJEMPLO DE UNA CONEXIÓN DE MOMENTO
CONCEPTOS ADICIONALES EN LA COLUMNA
Diseño de los atiesadores
Atiesador 1 - 2
Lado de tensión :
Ast = 75000 / (0.9 x 2530)
= 32.9 cm²75/2
75 ton
75/2
75/2
180
242 – min
Lado de compresión :
ton
Ast = 75000=75
/ (0.85
x 2530) = 34.9 cm²
Placa de 5/8´´ x 6´´
A = 2 (15.2 – 1.9) (01.59)
= 42.3 cm²> Ast ok
Soldadura
Se propone un cordón de 3/8´´ en ambos lados
Cap. de la soldadura 13.3 x 2 x 2 x 6 x 0.250 = 79.8 ton ok
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
EJEMPLO DE UNA CONEXIÓN DE MOMENTO
RESUMEN
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
CONEXIONES DE MOMENTO CON
PLACA EXTREMA Y
CONEXIONES DE CONTRAVIENTOS
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
CONEXIONES DE MOMENTO
CON PLACA EXTREMA
Configuraciones LRFD
Conexión con 4 tornillos sin atiesadores
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
CONEXIONES DE MOMENTO
CON PLACA EXTREMA
Configuraciones LRFD
Conexión con 8 tornillos y atiesador
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
CONEXIONES DE MOMENTO
CON PLACA EXTREMA
Nueva Guía16 del AISC
Configuraciones básicas
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
CONEXIONES DE MOMENTO
CON PLACA EXTREMA
Nueva Guía 16 del AISC
Configuraciones extendidas
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
CONEXIONES DE MOMENTO
CON PLACA EXTREMA
Diseño LRFD
4 Tornillos Extendidos
sin atiesar
Suposición:
Sin fuerzas de palanca
Los tornillos del lado de compresión
resisten todo el cortante
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
CONEXIONES DE MOMENTO
CON PLACA EXTREMA
Diseño LRFD
4 Tornillos Extendidos
sin atiesar
Modelo de diseño:
Análisis con elemento finito
Ecuaciones de regresión
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
CONEXIONES DE MOMENTO
CON PLACA EXTREMA
Diseño LRFD
4 Tornillos Extendidos
Sin Reforzar
Limitaciones:
No usar para diseño sísmico
Tornillos pretensados
bp ≤ bf + 2.5 cm
g ≤ bf
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
CONEXIONES DE MOMENTO
CON PLACA EXTREMA
Estados límite:
Fractura del tornillo por tensión
Resistencia a flexión de la
placa extrema
Soldadura del patín de tensión
Soldadura del alma
Cortante en el tornillo
del lado de compresión
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
CONEXIONES DE MOMENTO
CON PLACA EXTREMA
Fractura en los tornillos de tensión
6300 kg/cm²
7900 kg/cm²
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
CONEXIONES DE MOMENTO
CON PLACA EXTREMA
Resistencia a flexión de la placa extrema
Momento crítico efectivo en la placa
Fuerza factorizada en el patín
Brazo efectivo
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
CONEXIONES DE MOMENTO
CON PLACA EXTREMA
. Resistencia
a flexión de la placa extrema
depende del Fy de la viga, de la placa
extrema y del tipo de tornillo
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
Valores de Ca de la formula anterior
Tipo de tornillo
Fy de la viga kg/cm² Fy de la placa kg/cm²
2530
2530
3500
3500
2530
3500
2530
2530
3500
2530
3500
3500
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
CONEXIONES DE PLACA
EXTREMA DE MOMENTO
Resistencia a flexión de la placa
Modulo de sección plástico
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
CONEXIONES DE PLACA
EXTREMA DE MOMENTO
Resistencia
a Strength
cortante de la placa
. End-Plate
Shear
Ffu < 0.75(0.6)Fu (bp . 2dh´) tp
Ffu < 0.9(0.6)Fy bp tp
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
CONEXIONES DE PLACA
EXTREMA DE MOMENTO
. Soldadura del patín de tensión
. Soldaduras de penetración total
o de filete para resistir Ffu
. Es recomendable desarrollar la
resistencia del patín
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
CONEXIONES DE PLACA
EXTREMA DE MOMENTO
Soldadura del alma
Soldadura diseñada
para resistir la capacidad
a tensión del alma
Soldadura diseñada
para resistir el
cortante Vu
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
CONEXIONES DE PLACA
EXTREMA DE MOMENTO
Tornillos en el lado de compresión
Alternativa:
Diseñar todos los tornillos
para cortante y tensión
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
CONEXIONES DE PLACA
EXTREMA DE MOMENTO
8 tornillos extendidos y atiesador
Suposición :
Los tornillos del lado de
compresión toman el cortante
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
CONEXIONES DE PLACA
EXTREMA DE MOMENTO
8 tornillos extendidos y atiesador
Modelo de diseño:
. Análisis de elemento finito
Ecuaciones de regresión
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
CONEXIONES DE PLACA
EXTREMA DE MOMENTO
8 tornillos extendidos y atiesador
Limitaciones:
. No usar en condiciones de sismo
. Tornillos con tensión inicial
. bp < bf + 2.5 cm
. g < bf
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
CONEXIONES DE PLACA
EXTREMA DE MOMENTO
8 tornillos extendidos y atiesador
Limitaciones:
. Usar solo tornillos A325
. pf < 2 1/2 in
. pb < 3 db (espaciamiento vertical )
. 5 1/2 in. < g < 7 1/2 in
. 3/4 in. < db < 1 1/2 in
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
CONEXIONES DE PLACA
EXTREMA DE MOMENTO
8 tornillos extendidos y atiesador
Estados límite:
. Ruptura del tornillo por tensión
. Resistencia a tensión de la placa
. Soldadura del patín de tensión
. Soldadura del alma
. Cortante en los tornillos del
lado de compresión
. Resistencia del atiesador
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
CONEXIONES DE PLACA
EXTREMA DE MOMENTO
Fractura del tornillo por tensión
ru = Mu / [6 (d . tf)]
6 tornillos efectivos (debido a
la accion de palanca)
ru < φFt Ab = 0.75 Ft Ab
A325 Ft = 6300 kg/cm²
( no se permiten
tornillos A490 )
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
CONEXIONES DE PLACA
EXTREMA DE MOMENTO
Resistencia a flexión de la placa
Fuerza por tornillo
Paso efectivo
Espesor de la placa
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
CONEXIONES DE PLACA
EXTREMA DE MOMENTO
. Diseño de la soldadura
Mismas reglas que para 4 tornillos
. Tornillos del lado de compresión
Se diseñan para resistir todo el cortante
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
CONEXIONES DE PLACA
EXTREMA DE MOMENTO
. Diseño del atiesador
. Geometría
ts > (Fyb / Fys) tw
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
CONEXIONES DE PLACA
EXTREMA DE MOMENTO
. Soldaduras del atiesador
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
CONEXIONES DE PLACA
EXTREMA DE MOMENTO
4 tornillos extendidos sin atiesador
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
CONEXIONES DE PLACA
EXTREMA DE MOMENTO
- Estados límite
. Flexión local del patín
. Fluencia local del alma
. Aplastamiento local del alma(K1.5)
. Pandeo del alma (K1.6)
. Fluencia en la zona del panel (K1.7)
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
CONEXIONES DE PLACA
EXTREMA DE MOMENTO
. Patín de la columna
Flexión de la placa en
la zona de 4 tornillos
Pensar en girar 90° la placa
Patín de la columna ⇔Placa
Alma de la columna ⇔Patín de la viga
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
CONEXIONES DE PLACA
EXTREMA DE MOMENTO
- Analizar el patín de la columna como placa
extrema con:
tp = tfc
bp = 2.5 c = 2.5 (pf + tfb + pf)
Af / Aw = 1.0
y las formulas anteriores
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
CONEXIONES DE PLACA
EXTREMA DE MOMENTO
-Fluencia local
del alma
Lcr = tfb + 2w +2 tp + 6k de diseño
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
CONEXIONES DE PLACA
EXTREMA DE MOMENTO
Igual a las anteriores excepto la longitud crítica:
φRn = 1.0 Fyc (tfb + 6k + 2 tp + 2w) twc
k = k de diseño
- Aplastamiento local del alma
Igual a las anteriores para el patín y las
conexiones de la placa al patín
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
CONEXIONES DE MOMENTO
CON PLACA EXTREMA
- Pandeo del alma
Similar a las conexiones previas
para el patín y para la placa
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
CONEXIONES DE
CONTRAVIENTOS
- Conexiones para contravientos ligeros
- Conexiones para contravientos pesados
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
CONEXIONES PARA
CONTRAVIENTOS LIGEROS
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
CONEXIONES PARA
CONTRAVIENTOS LIGEROS
Estados límite
Angulos:
- Fluencia por tensión
- Fractura por tensión
- Bloque de cortante
tornillos:
- Fractura por cortante
- Aplastamiento en los
ángulos y en la placa
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
CONEXIONES PARA
CONTRAVIENTOS LIGEROS
Soldaduras:
- Fractura en la sección de
Whitmore
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
CONEXIONES PARA
CONTRAVIENTOS LIGEROS
Placa:
-Fluencia por tensión en la
sección de Whitmore
-Fractura por tensión en la
sección de Whitmore
- Bloque de cortante
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
CONEXIONES PARA
CONTRAVIENTOS LIGEROS
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
CONEXIONES PARA
CONTRAVIENTOS LIGEROS
Estados límite
Angulos:
- Fluencia por tensión
- Fractura por tensión
- Bloque de cortante
Soldadura:
- Fractura de la soldadura
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
CONEXIONES PARA
CONTRAVIENTOS LIGEROS
Alma de laT:
-Fluencia por tensión en la
sección de Whitmore
-Fractura por tensión en la
sección de Whitmore
- Bloque de cortante
- Fluencia por cortante
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
CONEXIONES PARA
CONTRAVIENTOS LIGEROS
Patín de la T:
- Flexión del patín
- Fluencia por cortante
- Rotura por cortante
- Bloque de cortante
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
CONEXIONES PARA
CONTRAVIENTOS LIGEROS
Tornillos:
Tensión y cortante combinados
Aplastamiento en el patín de la T
y en el patín de la columna
Patín de la columna:
Flexión del patín
Alma de la columna:
Fluencia del alma
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
CONEXIONES PARA
CONTRAVIENTOS PESADOS
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
CONEXIONES PARA
CONTRAVIENTOS PESADOS
La placa de conexión está soldada a la viga y
atornillada a la columna
No hay nuevos estados límite
Se emplea el método de fuerzas uniformes
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
Diagrama de cuerpo libre de la placa
Conexión de la diagonal de
contraventeo para las fuerzas externas
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
CONEXIONES PARA
CONTRAVIENTOS PESADOS
Combinando (1) y (2) y usando las
relaciones de los ángulos
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
CONEXIONES PARA
CONTRAVIENTOS PESADOS
FUERZAS DE LA COLUMNA
FUERZAS DE LAS VIGAS
DONDE
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
CONEXIONES PARA
CONTRAVIENTOS PESADOS
Notas:
Hb debe ser aumentada en 40% para tener en
cuenta la redistribucion de fuerzas en las
soldaduras de la placa de conexión
La conexión a la columna es una T a tensión
Las soldaduras en la viga resisten cortante y
tensión
Consultar el reglamento LRFD Parte 13 para
otros casos y para ejemplos
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
INSTALACION
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
SECUENCIA DE APRIETE
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
APRIETE AJUSTADO
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
METODO DE LA VUELTA DE TUERCA
APRIETE AJUSTADO
MAS LA ROTACION
ESPECIFICADA
TORNILLOS CON TENSION INICIAL
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
INSTALACION CON LLAVES CALIBRADAS
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
TORNILLOS DE TENSION
CONTROLADA (ASTM F 1852)
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
Punta
desprendible
Llave de
impacto
especial
Muesca
Antes del apriete
Durante el apriete
Después del apriete
INSTALACION DE TORNILLOS
DE TENSION CONTROLADA
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
Holgura
antes del
apriete
Holgura
después
del apriete
Rondanas planas
APRIETE CON INDICADORES DE
TENSION DIRECTA (DTIs)
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
INDICADORES DE TENSION DIRECTA (DTIs)
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
Llave de impacto
Llaves de mano
EQUIPO Y HERRAMIENTAS
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
Generador y
compresora
Descargar