Diseño de conexiones viga-columna en estructuras metalicas

HOJA DE EXCEL PARA EL DISEÑO DE LA CONEXION PRECALIFICADA

VIGA-COLUMNA RBS

• CARLOS AGUSTÍN ZAMBRANO

UNIVERSIDAD LAICA ELOY ALFARO DE MANABÍ

29 DE NOVIEMBRE DEL 2014

IV JORNADA DE INVESTIGACIÓN DESDE LAS AULAS

CONEXIONES PRECALIFICADAS VIGA-COLUMNA

Contenido

INTRODUCCIÓN

BASE TEÓRICA

EJEMPLO DE HOJA DE EXCEL

CONCLUSIONES

Sismo de Northridge 1994 y Kobe 1995 (dañosen conexiones viga-columna).


INTRODUCCIÓN

INTRODUCCIÓN

BASE TEÓRICA


SOLDADURA

CONCLUSIONES


INTRODUCCIÓN

Iniciativas de investigación (The SAC Steel Project), unióntemporal entre SEAOC, ATC y Universidades de California.

Conceptos para eludir los problemas asociados de laconexión viga-columna pre-Northridge.

▪ Reforzamiento de la conexión.

▪ Debilitamiento de la viga.

Ela

bo

raci

ón

: A

gu

stín

Za

mb

ran

o

INTRODUCCIÓN

BASE TEÓRICA


SOLDADURA

CONCLUSIONES


INTRODUCCIÓN

La metodología de reforzar la conexión o debilitar la vigapreviene fracturas frágiles, mas no puede prevenir queocurran daños estructurales en las vigas.

Conexiones Precalificadas de AISC 358-10:

a) Conexión de Patín Soldado Sin Refuerzo y Alma Soldada (WUF-W);

b) Conexión de Sección de Viga Reducida (RBS);

c) Conexión de Placa Extrema Empernada Sin Rigidizar (BUEP) y rigidizada(BSEP).

a) b) c)

Ela

bo

raci

ón

: A

gu

stín

Za

mb

ran

o

INTRODUCCIÓN

BASE TEÓRICA


SOLDADURA

CONCLUSIONES


INTRODUCCIÓN

Conexiones Precalificadas de AISC 358-10:

d) Conexión de Placa Empernada (BFP).

e) Conexión Kaiser con Soporte Atornillado y Soldado (KBB).

d) e)

Ela

bo

raci

ón

: A

gu

stín

Za

mb

ran

o

INTRODUCCIÓN

BASE TEÓRICA


SOLDADURA

CONCLUSIONES


BASE TEÓRICA

Requisitos para el Diseño de la conexión (RBS).

Ela

bo

raci

ón

: A

gu

stín

Za

mb

ran

o

INTRODUCCIÓN

BASE TEÓRICA


SOLDADURA

CONCLUSIONES


Ejemplo en hoja de Excel

Se va a realizar el diseño de la conexión viga-columna RBSque se muestra a continuación.

Ela

bo

raci

ón

: A

gu

stín

Za

mb

ran

o

INTRODUCCIÓN

BASE TEÓRICA


SOLDADURA

CONCLUSIONES


Ejemplo en hoja de Excel

Datos del Ejercicio:

INTRODUCCIÓN

BASE TEÓRICA


SOLDADURA

CONCLUSIONES

Fy= 345 Mpa Fy= 345 Mpa

Fu= 448 Mpa Fu= 448 Mpa

Lr= 9.15 m Ll= 9.15 m

dbr= 603 mm dbl= 603 mm

tbwr= 10.5 mm tbwl= 10.5 mm

bbfr= 228 mm bbfl= 228 mm

tbfr= 14.9 mm tbfl= 14.9 mm

Zx= 2901000 mm³ Zx= 2901000 mm³

Viga Derecha Viga Izquierda

Fy= 345 Mpa Fy= 345 Mpa

Fu= 448 Mpa Fu= 448 Mpa

Lc= 3.5 m Lc= 3.5 m

dct= 372 mm dcb= 372 mm

tcwt= 16.4 mm tcwb= 16.4 mm

bcft= 374 mm bcfb= 374 mm

tcft= 26.2 mm tcfb= 26.2 mm

Zx= 3835000 mm³ Zx= 3835000 mm³

A= 25000 mm² A= 25000 mm²

Columna Superior Columna Inferior


Soldadura

Tipo de Soldaduras

Soldadura de Filete.

Soldadura a Tope. .

Soldadura a Tope

INTRODUCCIÓN

BASE TEÓRICA


SOLDADURA

CONCLUSIONES

Tipos de Soldadura de Ranura de Acuerdo a la Forma de los Elementos a Unir

U

Cuadrada V

JBiselada


Soldadura

Datos: Pu=2954.40Kg; Vu=1091.156kg; Mu= 2213.30Kg-m

INTRODUCCIÓN

BASE TEÓRICA


SOLDADURA

CONCLUSIONES

Esfuerzo de Corte: 𝑓𝑣 =𝑉𝑢

𝐴𝑓𝑣 =

1091.156

0.62(1)= 17598.6387

Esfuerzo de Axial: 𝑓𝑣 =𝑃𝑢

𝐴𝑓𝑎 =

2954.40

0.62(1)= 4765.1613

Esfuerzo de Tensión: 𝑓𝑣 =𝑀𝑢𝑐

𝐼

𝑓𝑡 =2213.30(0.2293)

0.02753= 18434.7871

Tamaño de la Soldadura:𝑤 =

𝑓𝑟

0.75[0.707 0.60𝐹𝐸𝑋𝑋 ]𝑤 =

25927.9814

0.75[0.707 0.60 (49214870.575]

𝑤 = 1.86𝑚𝑚

𝑤𝑚𝑖𝑚 = 3𝑚𝑚

Esfuerzo Resultante: 𝑓𝑟 =

(𝑓𝑣)2+(𝑓𝑎 + 𝑓𝑡)

2

𝑓𝑟 = 25927.9814


Conclusiones y Recomendaciones

Es indispensable la implementación de las conexionesprecalificadas en Ecuador para obtener estructurasconfiables y estables.

Debido al desconocimiento de los profesionales enconexiones precalificadas se deberían realizar cursos decapacitación en este tema.

INTRODUCCIÓN

BASE TEÓRICA


SOLDADURA

CONCLUSIONES

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