VSim&mio Internacional de Ingenieríam “mClVll

AVANCES HACIA LA UNIFICACIONDE CRITERIOS PARA EL DISEÑO

DE ACERO DELGADO FORMADO ENFRIO ENTRE CANADA. EUAY MEXICO----- -

l

ING. MA. MAGDALENA SALDIVAR GARCIAING.JOSELUIS FLORES RUIZ

Como parte del tratado de Libre Comercio, se ha planteado la elaboración de un reglamento para el diseño de pet$lesformados enfrío, común para los tres países. En México, el Instituto Mexicano de la Construcción en Acero (IMCA),ha participado activamente en la elaboración de este documento que se plantea entre en vigor en el año 2000. El co-

mité técnico de revisión de dicho reglamento se ha reunido periódicamente para la elaboración de este manuscrito. Eneste artículo se presenta una breve descripción de los petjiles formados en frío, asícomo algunas de las

conclusiones técnicas que el grupo ha concertado.

E I uso de losperfiles formados en frío, obte-nidos a partir de productos pla-nos de acero, ha establecidouna serie de cuestiones relacio-nadas con su aplicación en elramo de la construcción en com-paración al empleo de los ma-teriales que habían sido tradi&nales, en particular al de losperfiles laminados caliente.

Los perfiles de acero formadosen frío se fabrican a partir deláminas delgadas que se some-ten a un proceso de dobladopara llegar 0 su configuraciónfinal. Dicho proceso que se lle-va a cabo a temperatura am-biente, requiere llevar al mate-

rial a una deformación bastan-te mayor a la de fluencia, en elrango de endurecimiento pordeformación. Dos factores sedeben considerar en este proce-so: el material debe tener la su-ficiente capacidad de ductilidadpara que no se rompa duranteel proceso de formado, y el he-cho de llevar al material al ran-go de endurecimiento por defor-mación, origina que en laszonas del doblez el material ten-ga un esfuerzo de fluencia ma-yor tal y como se ilustran en laFigura 1.

Por tratarse de elementos farma-dos a partir de láminas delgadas,su capacidad ante pandeo local

Curva Originalesfuerzo-deformación

I

Deformación

Ffgura 1, Efecto del endurectmiento debrdoal trabajo formado en frío

(4

(el

JW (c)

T0)

(1)

(9) (h)

(k)

(m)

IW

de las partes que lo forman re-sulta uno de los factores deter-

Figura 1.I.h porticipoci6n de los perfikr lar- minantes. Por lo tanto, estas sec-modos en frío en lo industrio de lo conslruc- ciones pueden ver su diseñoc16n es muy vorcodo Estos pueden ser vsados como mmmbros es!ruchwAes prmapoles

regido por pandeos locales ori-

cuando las seccrones brmodos en cohenteginados por cargas de flexocom-

{srmpks, compuestos o ormodas o base de presión, flexotorsión, pandeo tor-plocas~, resulten ser anttecon6m~cas porosostener cargos pequeiros, o bmn pueden

sional, o pandeo general. Es por

ser un complemento esfwch~ral de los Sfhmos esto que la relación anchogrue-menaonodos so en este tipo de elementos es

importante de considerar en sucompor tamien to .

A partir del valor de esta rela-ción se pueden determinar lassecciones efectivas para el tra-bajo en comprensión.

En México este tipo de perfileslo introdujo inicialmenteFundidora Monterrey en los úl-timos años de la década de lossesenta, empresa que ha des-aparecido. Es precisamente estacompañía la que impulsó el usode éstos elementos estructurales,logrando un cambio radical enlos largueros de naves industria-les, substituyendo en algunoscasos los tipos péndola, de gu-sanillo, o del tipo Macomber.

Esta empresa le denominó a susperfiles en canal, perfiles tipo“MON-TEN”, denominaciónque hasta la fecha los relacionatodavía. Por ejemplo, el perfil6MT14 se refiere a una canalde 6” formada por una placade calibre 14. En la actualidad,el manual de diseño del IMCAidentifica a estos perfiles comoCF y ZF para la sección canal yzeta, respectivamente.

El manejo de este tipo de perfi-les en los Estados Unidos al prin-cipio de los años 30’s originóque a partir de 1939 el InstitutoAmericano del Hierro y del Ace-ro (AISI), confiara a la Universi-dad de Cornal1 la investigaciónfundamental y experimental deeste tipo de secciones, baio ladirección del profesor GeorgeWinter, que redundó en la prime-ra edición de lo que entonces sellamó Especificaciones para elDiseño de Miembros de aceroEstructura/ de Calibre Ligero, enel año de 1946 y posteriormen-te en 1949 del Manual de Dise-ño de Acero de Calibre ligero.

Hasta antes de 1965 en Méxicono existía ningún material biblio-

gráfico que sirviera de referen-cia para el diseño de estructu-ras a base de este material. Alcontemplarse en nuestro país lafalta de este tipo de informa-ción, la Cámara Nacional de laIndustria del Hierro y del Acero(CANACERO) dio a conocer enese año el Manual de Diseño deSecciones Estructurales de Ace-ro Formadas en Frío de CalibreLigero que era una traducciónde la publicación vigente, en esetiempo, del manual que habíacontinuado editando AISI, Insti-tución que contaba ya con va-rias ediciones de la misma(1949, 1956, 1960 y 1962).

Con la aparición en México delprimer manual, en 1969 el Insti-tuto de Ingeniería de la Univer-sidad Nacional Autónoma deMéxico (UNAM), editó un librotitulado; Comportamiento Estruotural de Perfiles de Acero Dobla-dos en KO, que es un estudioteórico experimental de miem-bros sujetos de tensión, compre-siijn, flexión y torsión.

Al parecer lo falta de documen-tación y actualización enMéxico acerca de los perfilesformados en frío, no ha sido cu-bierto como se hubiera espera-do. Sin embargo, en los últimosaños ha surgido un nuevo inte-rés en este ámbito y como ejem-plo de esto se tiene la normali-zación que se lleva a cabo paraeste tipo de elementos.

ENFOQUE ACTUAL

Es nuevamente AISI, la instituciónamericana que ha proporciona-do a nuestro país el desarrollo ynovedades que se han dado enel área de los perfiles formadosen frío ya que en Estados Uni-dos podemos notar la existenciade numerosos textos tanto analí-ticos como experimentales que sehan escrito, en forma continua,sobre este tema.

Si bien es cierto que en nuestropoís los Normos Técnicas Complementarias, para el Diseño yConstrucción de Estructuras Me-tálicas del Reglamento de Cons-trucciones del Departamento delDistrito Federal (NTC-RCDDF)contemplan el diseño de perfilesdelgados sujetos a flexocompre-sión, no se cubre por completo yen forma integral el diseño estruotural a base de este tipo de ele-mentos, independiente del que seaplique para secciones lamina-das en caliente. De ahí se derivala necesidad de elaborar un ma-nual que contenga los criteriosque rigen el comportamiento es-tructural para estos miembros,debido a su proceso de fobrica-ción y geometría.

9 Secciones Compuestar

l Secciones Panales

Uno de los problemas con los quese ha encontrado el diseñador deperfiles formados en frío ha sidola falta de divulgación en la infor-mación concerniente 0 estos porparte de las empresas dedicadasa su fabricación por tener accesolimitado a la resistencia, esfuerzoy propiedades mecánicas de losmismos. Por el proceso de fabri-cación se alcanzan esfuerzosmayores en la zona de los dobleces, lo que modifica el valor delesfuerzo de fluencia. De ahí sederiva la importancia de que seestablezcan los parámetros res-pectivos de diseño y revisión deestos elementos.

creación de una amplia gamade secciones; las usadas en laconstrucción siguen la configu-ración de las secciones forma-das en caliente, así es como en-contramos canales, ángulos yzetas. Las formas complementa-rias pueden obtenerse a travésde la conexión de miembros sim-ples. Por ejemplo las seccionesen forma de I se fabrican gene-ralmente soldando dos canalesespalda con espalda o soldan-do dos ángulos a un canal. Enla Figura 1 .l se observa que to-das las secciones de este tipo sepuede fabricar con cejas simples(para secciones atiesadas)como se muestra de la (a) a la(d); o con cejas atiesadas (parasecciones atiesadas) porpestañas en los bordes exterio-res, de la (e) a la (h).

APLICACIONESEl atiesamiento en la cejas queaparece en algunas de las sec-ciones contribuye de maneramuy significativa a la estabilidaddel elemento ante solicitacioneslaterales o verticales. Gracias ala flexibilidad del proceso deconformado, es posible obtenersecciones en U invertida, o enforma sombrero u omega, y sec-ciones tipo cajón.

La participación de los perfilesformados en frío en la industriade la construcción es muy varia-da. Estos pueden ser usadoscomo miembros estructuralesprincipales cuando las seccionesformadas en caliente (simples,compuestas o armadas a basede placas), resulten ser antieco-nómicas para sostener cargaspequeñas, o bien pueden ser uncomplemento estructural de lasúltimas mencionadas.

Estas secciones son muy rígidasen la dirección transversal y pue-den usarse sin apoyo lateral enlos casos en que las seccionesconvencionales fallarían porinestabilidad lateral.A la fecha México no cuenta con

un reglamento especifico para eldiseño de estos perfiles. En geneWI, el diseño de estructuras formctdas a base de perfiles formadosen frío en México, se ha hechoconforme a la nonnatividad de losEstados Unidos, es decir, al reglmmento del AISI @mericwn /ron an¿Steel Insfhte).

TIPO DE SECCIONES

La misma naturaleza del mate-rial base ha hecho posible la

Otra forma en la que se puedenagrupar las secciones de la Fi-gura 1 .l es la siguiente:

l Secciones Individuales

a) sección c no atiesada;b) sección z no atiesada;c) sección L no atiesada;e) sección c con atiesadores

de borde;f) sección z con atiesadores

de borde;

g) sección L con atiesadoresde borde;

1) sección omega o sombrero.

d) sección I no atiesadas apartir de un canal y dosángulos;

h) sección I atiesadas a partirde un canal y dos ángulos;

y) sección cajón a partir deuna omega y una hoja ;

i) sección omega a partir dedos canales;

k) sección atiesada a partir dedos canales.

m) sección omega con rigidiración intermedia;

n) sección para pisos

Un uso muy extensivo que se leha dado es en la construcciónde superficies como techos, pi-sos y muros; uso que ha servidode manera complementaria enedificios de gran altura. De loanteriormente descrito se puededividir a las secciones formadasen frío por su uso de: elementosestructurales individuales y ele-mentos para superficies.

Su empleo dentro de la ingenie-ría civil puede observarse en larigidización de puentes, tablaestacados, construcción de

torres de transmisión, postes alumbrado, protecciones lateralespara las carreteras, entre otros.

Por largo tiempo se habia vin-culado el uso de los perfiles deAcero a la construcción de edi-ficios de gran altura o puentes,sin embargo a través del desa-rrollo de la industria de las sec-ciones formadas en frío, se harecurrido constantemente altema de la estructuración depequeñas edificaciones con fi-nes de uso industrial, agrícola yaún residencial, a base de com-ponentes ya prefabricados he-chos en su totalidad de perfilesformados en frío e instalados enobra. Un número interesante deavances han sido llevados acabo en esta área en los últimosaños en diferentes partes delmundo.

CONSTRUCCIONRESIDENCIAL

A pesar de que la palabra ace-ro nos trae a la mente imágenesde un material pesado y som-brío, los productos de acero for-mado en frío usados en la cons-trucción de casas habitación sontodo lo contrario. A lo largo delos Estados Unidos y Canadá,constructores y propietarios es-tán conociendo los muchos be-neficios que el acero ofrece enel mercado de la vivienda. Elperfil de acero formado en fríoes de bajo peso, fácil de manaiar y una alternativa de grancalidad ante otros materiales.Entre sus múltiples ventajas, esteacero ofrece al constructor granestabilidad y facilidad de traba-io en la estructuración.

Originalmente los miembros es-tructurales para residencias sediseñaron como un substituto dela madera estructural. Sin em-bargo actualmente se usan ensistemas en donde refleian la su-perioridad de resistencia y con-

sistencia que tiene el acero. Lavariedad de las formas disponi-bles de los perfiles formados enfrío, su resistencia, tamaños ycalidad controlada se han ex-pandido más allá de los están-dares de otros materiales, ade-más su versatilidad ofrece laventaja de ahorro en el costo delmaterial y tiempo de entrega.

La esperada reconciliación en-tre economía y ecología ha he-cho que la industria de la cons-trucción busque materiales ymétodos tanto nuevos como al-ternativos para las edificacio-nes. Lo anterior, en adición a losbeneficios constructivos y su ex-celente capacidad de reciclajehace a la estructuración a basede acero una opción por acre-centar en la construcción de tipohabitacional. Hay que agregar0 esto, el largo tiempo en el quese ha usado el acero estructuralen la construcción comercial, endonde éste ha demostrado ré-cords de calidad y desempeño.

El PROYECTO DE EDICIONDE LAS NORMASY ESPECIFICACIONESDE LOS PERFILES FORMADOSEN FRIO PARA AMERICADEL NORTE

La idea de la creación de un blo-que comercial para América delNorte, trae como consecuenciaun acercamiento más constanteentre los países de la zona. Hoyen día las actividades mercanti-les no deian al margen los as-pectos de ciencia y tecnología,cuestiones se han tomado encuenta dentro de la industria delacero. Actualmente se ha dadoinicio a una serie de negociacio-nes entre los países involucra-dos: México, Canadá y EstadosUnidos, en relación a la norma-lización de la Construcción deEstructuras de Acero particular-mente en el campo de los perfi-les formados en frío.

REGLAMENTO TlCPARA PERFILES FORMADOSEN FRIO

A mediados de 1995 se inicióla primera serie de reunionestécnicas entre los tres paísespara llevara cabo el desarrollode un reglamento común parael diseño de elementos a basede perfiles formados en frío. Tresorganizaciones se conjuntaronpara esta tarea: AISI (AmericanIron and Steel Instituta), CSSBI(Canodian Sheet Steel BuildingInstitute), y el IMCA (InstitutoMexicano de la Construcción enAcero), baio criterios entre es-tas naciones.

Como antecedentes en el desa-rrollo de este documento, secuentan con los reglamentos AISIde los Estados Unidos, y el CSAS 136-94 de Canadá, que se usancomo base. El documento tendrála opción para diseño por esfuer-zos permisibles (ASD) y por es-tadps límite (LRDF), cada paístendrá la opción de especificarsus propios factores de seguri-dad, carga o reducción. Una pri-mera propuesta de este regla-mento se tendrá preparada para1998, momento en el que el do-cumento se presentará ante lasautoridades correspondientes decada país para su aprobación omodificación.

Debido a que cada país consi-dera diferentes sistemas de uni-dades, todas las fórmulas deldocumento se presentan en for-ma adimensional. Se ha acorda-do que el comité no hará cam-bios técnicos importantes en eldocumento, pero que las pro-puestas de cambio se podránsugerir a las organizaciones res-ponsables para el desarrollo delos reglamentos.

A partir de este primer encuen-tro se estableció que cada paísparticiparía con tres miembros

respectivamente para formar uncomité Internacional que traba-jaría en las reuniones posterio-res. El trabaio que se ha desa-rrollado ha sido baio lassiguientes recomendaciones:

el año 2000 a partir del cualentrará en vigor este nuevoestándar en forma conjuntaen los tres países.

LINEAMIENTOS INICIALES

1. Revisar y emitir comenta- Actualmente los Estados Unidosrios referentes 0 las especi- y Canadá cuentan, cada uno,ficaciones actuales en los con sus especificaciones de di-Estados Unidos y Canadá seño de acero formados en frío.ya que éstas se usarán como En México se usan las especifi-documentos guía para la caciones de AISI bajo el Diseñoelaboración del manuscrito por Factores de Carga y Resis-final, el cual tiene como fun- tencia DFCR (LRFD), para el cál-damento ser más simple y culo de este tipo de miembrosaccesible para que se apli- estructurales. Sin embargo losque industrialmente en cada factores de carga que se usanp a í s . en México son diferentes.

2. Se estableció que el Co-mité Internacional no podráhacer cambios técnicos, sinembargo, donde existan dis-crepancias técnicas entreambas especificaciones sesometerá 0 votación previaevaluación y se selecciona-rá la más apropiada.

3. Se tienen como metas amediano y a largo plazo lassiguientes:

El Comité discutió como se in-teractuaría con los organismosque redacten las especificacio-nes en cada uno de los trespaíses. Las especificacionespara América del Norte esta-rán sujetas por la Cámara Na-cional de industria del Hierro ydel Acero (México), CSA-S 136(Canadá) y por el Comité deAISI para las especificacionesdel diseño de Miembros Estruc-turales de Aceros formados enFrío (Estados Unidos).

Para 1998 se debe de ha-ber concluido un documen-to inicial generado de lasrespectivas reuniones que setengan hasta ese año; yaque se tiene establecido quela reunión sea tres veces poraño.

FILOSOFIA DE DISEÑO

4. Se emitirá un manuscritofinal una vez que los miem-bros de los tres comités(México, Canadá y EstadosUnidos) sean responsablesde proponer a sus respecti-vas organizaciones naciona-les lo acordado durantecada una de las sesionesparciales. Las especificacio-nes se aprobarán y acepta-rán debidamente teniendocomo plazo para lo anterior

En cada uno de los tres países seusan sistemas de medición diferen-tes. En México se emplea el Siste-ma Métrico Decimal, en Canadáel Sistema Internacional, y en Es-tados Unidos el Sistema Inglés. Asíque se ha acordado que las es-pecificaciones para América delNorte sean adimensionales.

Estas normas para América delNorte contendrán tanto la me-todología para el DFCR (Dise-ño por Factores de Carga y Re-sistencia) como para el Diseñopor Valores Admisibles DVA(Allowable Stress Design (ASD),aunque este último todavía estáa discusión.

INVESTIGACION: BASE DELDESARROLLO DE 10sPERFILES FORMADOSEN FRIO

A partir de las primeras publi-caciones del manual paramiembros estructurales forma-dos en frío en los Estados Uni-dos, diversos países, principal-mente europeos, vieron en estetrabajo una importante contri-bución, que sirvió como base aIas investigaciones emprendi-das en décadas posteriores. Através de esta serie de investi-gaciones, que hoy en día conti-núan, se han podido determi-nar una gran cantidad defactores que intervienen en elcomportamiento de los perfilesformados en frío, y que han de-limitado su aplicación en laconstrucción. El trabaio que seha llevado a cabo se puede cla-sificar en seis partes:

1. Estudio de las caracterís-ticas metalúrgicas especial-mente:

la Reunión Inaugural Cd. AlbuquerqueNuevo Mdxxico, Julio de 1995

1 a Secci6n Tknica Waterloo Cana&O c t u b r e d e 1 9 9 5

28 sección T&nica Wxlco, D.F,Marzode 1995

3a Sección T&nica St. Louis Missouri, E.U.A.O c t u b r e d e 1 9 9 5

Qa Sesión T6cnica Boston MassachusettsJulio de 1997

5a Sesión T6cnica Guadalajara, Jal.M6xicoNoviembre de 1997

l La determinación de ace-ros aplicables que cumplancon la calidad más apropia-da para la conformación yel empleo.

l El reparto del límite elásti-co en la sección y los pará-metros que sean susceptiblesde influir sobre su intensidad.

2. Estudio de la estabilidaden lo que concierne 0:

l Los diferentes parámetrosque influyen en la resisten-cia a la comprensión de laspartes planas de los elemen-tos estructurales.

l La adaptación de los ele-mentos de paredes delga-das con respecto a los mé-todos de verificación deestabilidad al pandeo.

3. Establecimiento de méto-

se refieran a la estabilidad en Frío, en St. Louis Missouri,y dimensionamiento. Estados Unidos.

4. Estudio de la influencia dela corrosión sobre los elemen-tos ligeros y las proteccioneseventualmente necesarias.

5. Estudio selectivo de lasuniones que mejor se adapten a los elementos ligeros enreloción con la estabilidadgeneral de los conjuntos.

6. Elaboración de recomen-daciones de aplicación delos perfiles formados en fríoen la construcción.

A través de los últimos años lasinvestigaciones en este campohan continuado y más aún sehan vuelto obviamente, más es-pecíficas que las anteriores. Enoctubre de 1996 se llevó a cabola Decimotercera ConferenciaInternacional Especializada en

En ella se presentaron las másrecientes investigaciones y de-sarrollos en la construcción yel diseño del acero formado enfrío. Los conferencistas proce-dentes de diversos países (Aus-tralia, Estados Unidos, Sudáfri-ca, Reino Unido, Canadá),expusieron los más significati-vos avances que se han logra-do hasta hoy en día en el cam-po de los perfiles formados enfrío. La edición de las conferen-cias quedó dividida en los si-guientes temas: Comporta-miento de los Elementos;Miembros a Flexión; Losas yPáneles; Miembros a Compre-sión y Marcos; Construccióncon Secciones Híbridas; Siste-mas Estructurales; Construc-ción Residencial; Construccióncon Acero Inoxidable; Co-nexiones; Desarrollo Especial

dos de cálculo prácticos que estructuras de Acero Formadas y otras Investigaciones.

4. DISPOSICIONES GENERALES

l Límites de Aplicación

Tipo de Diseño

Diseño de valores Admisibles

(A-W

EUA

DVA

Canadá México

DVA

Diseño Factor de Cargay resistencia(LRDF) DFCR DFCR DFCR

Factores de Carga y Combinaciones de Carga

EUA

1.1.4D+ L2. 1.2 D + 1.6L + 0.5 (Lr o S o Rr)3. 1.2 D + 1.6 (Lr o So Rr) + 0.5 (Lo 0.8 W)

4.1.2D+1.3W+0.51+0.5(LroSoRr)5.1.2D+1.5E+0.5L+0.256.0.9D-(1.3Wo1.5E)

Donde:

D= Carga muerta, la cual consiste en:(a) el peso propio del miembro(b) el peso de todos los materiales de lo construcción incorporados a la edificación, los cuales soportan por un miembro,incluyendo los muros al interior del edificio; y(c) el peso de equipo permanente

E= Carga SísmicaF= Cargas Debidas a fluidos con presiones y profundidades máximas bien definidasL= Cargas vivas debidas al pretendido uso y ocupación, incluyendo las cargas debidas a obietos móviles y muros removibles ycargas temporalmente soportadas por la estructuro durante su conservación. L incluye cualquier reducción permisible. Si setoma en cuenta la resistencia a las cargas de impacto dentro del diseño, talas efectos estarán incluidos con la carga vivaL,= Carga viva en lo techumbreS= Carga de nieveR,= Carga pluvial, a excepción de encharcamientosH- Cargas debidas al peso y presión lateral del suelo y agua en el sueloP- Cargas, fuerzas y efectos debido al encharcamientoT= Fuerzas y efectos de deformación propia que aparecen a partir de la contracción o expensión resultantes de los cambiostérmicos, acortamientps, cambios de humedad, deslizamiento en los materiales componentes, movimientos debidos a los asen-tamientos diferenciolei o combinaciones de los mismos.W= Carga de viento.

Canadá

l.a,D+y$(aLL+aWW+aTT)

(a) 1.0 D + y (1.0 E); y entre(b) Para uso de almacén y montaje 1 .O D + y (1 .O L + 1.0 E)(c) Para cualquier otro uso 1.0 D + y (0.5 L + 1.0 E)

Siendo:

D= Cargas muertas, incluyendo la masa del miembro y todos los materiales permanentes de la construcción, mampostería yequipo estacionario, multiplicado por la aceleración debida a la gravedad para convertir la masa (Kg) a fuerza (N).E= Carga viva debida al sismo.L= Carga vivo debida a fuerzas estáticas y de inercia que aparezcan según el uso pretendido y de ocupaci ‘en: equipo movible;nieve, hielo y lluvia; y presiones de tierra e hidrostáticas.T= Cargas debidas a la contracción o expansión causadas por los cambios de temperatura, desplazamiento en los materialesde soporte, movimientos debidos a asentamientos diferenciales, o combinaciones de los mismos.W= Carga viva debida al viento

lFactores de Carga

ct, = 1.25

% = 0 . 8 5

a;: ;:;

a7 = 1.25

Factor de Importancia

Cuando la carga muerta resista el volteo, levantamiento y la inversión.

a= 1.0 Para todos los edificios.a = 0.80 Cuando el colapso no tiene probabilidades de causar daños.

México

1. 1.4D+ 1.41 Estructuros Grupo B2 . 1.5 D + 1.5 1 Estructuras Grupo A3 . 1.1 D + 1.1 L+ 1.1 (E o W )4 . 0.9 d - 1.1 (E o W )5 . 1.1 D + 1.1 Lm + 1.1 G

Siendo:

D= Cargas muertasL= Carga viva máximaLm= Carga viva mediaE= SismoW= VientoG= Granizo

INCREMENTO DE 1A RESISTENCIA A PARTIR DE 1A FORMACIÓN DEL TRABAJO EN FRIO

Fya = C Fyc + (1 - C) Fyf; para miembros en compresión.

- -I 16 4 1 8 4 1 8 4 1 8 4 1 6 ’I II‘c 3”

*18 -b!

Efe& del frobqo en frío en proptedadesmecónrcas en secciones de acero formadasen iii0

75

70

0 PI

1’--------.&#J- --______

65

6C

55

50

45

40A,B,C,D,E,F,G,H,J,K,L

- Resistencia de fluencia

- - a--- Resistencia última

ELEMENTOS

CONSIDERACIONES DE LA RELACION ANCHO PLANO DEL PATIN CON RESPECTOA SU ESPESOR

WI1 400

Q-1 P-i

ANCHOS EFECTIVOS

1. Cuando h I 0.6732. Cuando h > 0.673

.

c

=W= pw

. .

t

4 Iv.

En elementos a compresión para tomar en cuenta el efecto del

post-pandeo se tiene lo siguiente:

l - 0 . 2 2( 113.P= il

i=(g(gg

Factor de reducaón, p, VS. factorde esbeltez, h.

ELEMENTOS ATIESADOS UNIFORMEMENTE COMPRIMIDOS

Elementos no atiesodoscon uno comprestdn unilorme

J+-----------

LI 14-ACM

ELEMENTOS NO ATIESADOS UNIFORMEMENTE COMPRIMIDOS

I Elemento realI

(ic-----

II

ANCHOS EFECTIVOS DE ALMAS Y ELEMENTOS ATIESADOS CON GRADIENTE DE ESFUERZOS

ELEMENTOS UNIFORMEMENTE COMPRIMIDOS CON AJIESADOR INTERMEDIO

Esfuerzo f

f-+--z!?\ r------y;-----”Elementos efectlvos y esfuerzos en los

II I I

USecc~on del atlesador

ELEMENTOS UNIFORMEMENTE COMPRIMIDOS CON ATIESADOR

y w o:h -$c---%Atiesador real Atlesador efectwo

empleado para calcular

Esfuerzo f para el patínlas propiedades totalesde la sección

Esfuerzo fs para la ceja

ELEMENTOS UNIFORMEMENTE COMPRIMIDOS CON AJIESADOR

MIEMl3ROS EN TENSIÓN

MIEMBROS EN FLEXION

Soportados lateralmente.a) basados en la iniciaciónde fluencia Mn= S.Fy.b) basados en la capacidadde reserva inelásticaM”4.25 S*Fy.

Miembros en Fkxi6n

SECCIONES BALANCEDAS EJE NEUTRO CERCA DEL PATIN DE COMPRESION(FLUENCIA INICIAL EN EL PATIN DE COMPRESION)

+I /+<Fv +/ I+<Fv +I I+<Fv(b)

EJE NEUTRO CERCA DEL PATIN DE TENSION(FLUENCIA INICIAL EN EL PATIN DE TENSION)

RESISTENCIA Al PANDEO LATERAL

La resistencia nominal de segmentos no arriostrados lateralmente de secciones simple y doblementesimétricas, y de simetría putual sujetos al pandeo lateral,

M,, =S$-S f

Resisfencio ol pandeo loterol

M

0.56 MI

Pandeo PandeoheMetic EIBetlco

i \& Ec. C3.1.2-3

- - - - -5M.v

Ec. C3.1.2-15

x2 EC,dI,,,Me =

L2

RESISTENCIA AL DESGARRAMIENTO DEL ALMA

Este problema se presenta cuando no se colocan atiesadores de carga baio grandes cargas oreacciones.

Móximo momento de pandeo lateralporo vigas “1”

r \l I\ fl II /\ I\ /I I

I Il II II 1

- - - -J,’\

\ \---

w t

Apoyo

CONJUNTOS ESTRUCTURALES

Seccrones compuestas de dos canales

El espaciamiento longitudinal máximo permisible de soldaduras u otros conectores en secciones queunen 2 canales formando una 1.

a) Para miembros en compresión S&Lrcy= Ax 2r1

SL

b) Para miembros en flexión mi = -x 6

08

Desgarromiento de/ olmo de vigasde acero formado en frio

c) En ningún caso s QTs-mí x m4

Espectomrento de conectores

ESPACIAMIENTO DE LAS CONEXIONES EN LOS ELEMENTOS A COMPRESION

NINGUN PATjN CONECTADO Al RECUBRIMIENTOI

Cada arriostramiento intermedio, en el patín superior e inferior so debe diseñar para una fuerzarequerida Pt.

d

CONEXIONES Y UNIONES

conexiones soldadas

l Con soldadura

Tipos

a) A tope

b) Soldadura de arco en puntosc) Soldadura de arco en costura

d) Filete

e) Soldadura de ranura de bisel abocinadof) Soldadura de ranura de bisel abocinado en V

W

l Se propone calificar soldadores que cada país debe proponer su especificación

CONEXIONES ATORNILLADAS

l Usando tornillos

Tipos

a) Tornillo Estructuralb) Suietadores (pijas, remaches pop, etc.).

Acero

A.S.T.M. 4-449S . A . E . 5

A.S.T.M. A-325A.S.T.M. A-354 BB

Acero

A.S.T.M.A-490

S.A.E.8@Q Q.

a)Tomlllo Eetrukturel

CONCLUSIONES

b) Sujetadores Varios

l Se hace patente la necesidadde que los factores de carga yreducción sean aceptados porlos tres paises y que éstos apa-rezcan en las especificacionesNorteamericanas.

l Regular y definir lo concer-niente a fabricación y montaje.

9 Soldadura como uno de losaspectos importantes a considarar dado que la certjfkación y

hacerse en M¿xico por un orga-nismo reconocido.

l Se debe promover la elabo-ración de los Normas Técni-cas Complementarias al RC-D D F p a r a e l d i s e ñ o d eestructuras de perfiles forma-dos en frío.

l Difundir en Español las Especificaciones para el Diseño deMiembros Estructurales de Ace-ro Formado en Frío. Edición1996, que actualmente edit6

Referencias

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