Ejemplo_Pórticos con Arriostramientos Excéntricos
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8/12/2019 Ejemplo_Prticos con Arriostramientos Excntricos
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Porticos con Arriostramientos Excntricos EBFProcedimiento Ordenado (Ejemplo)
ANSI / AISC 341-05
Elaborado por.Ing. Eliud HernndezInstructor CSI CaribeVicepresidente INESA c.a.58-412-2390553
Especial colaboracin del TSU Hctor A. Daz C.
P P
P
e
L
h
Diseo Sismo-Resistente en Acero
Caracas, Junio 2009
-
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Ejemplo: Prtico con Arriostramientos Excntricos
PP
P
e
L
h
g.- Planchas y rigidizadores:
- Tipo de acero: ASTM - A 36
Esfuerzo de fluencia del acero: Fyp = Esfuerzo ltimo del acero: Fup = 4080
2530 Kg/cm2
Kg/cm2
e.- Arrio stramientos laterales:
- Perfil: VP-140
rea de la seccin: Ab = Radio de giro menor: r yb = Longitud del arriostramiento lateral: Lb =
- Tipo de acero: ASTM - A 36
Esfuerzo de fluencia del acero: Fyb =
f.- Arriostramientos diagonales:
- Perfil: CP-260
Altura de la diagonal: da = Ancho de la diagonal: bfa = Espesor del ala: tfa = Espesor del alma: twa = rea de la seccin: Aa =
Modulo elstico de la seccin: Sxa = Modulo plstico de la seccin: Zxa = Radio de giro menor: r ya = Momento de inercia menor: Iya = Constante de torsin uniforme: J =
- Tipo de acero: ASTM - A 36
Esfuerzo de fluencia del acero: Fya =
260 mm260 mm
6.48 cm
815
35.693520
15.802.51 cm
2530
12 mm9 mm83.60
900.00
5000 mm
2530
cm2
cm3
Kg/cm2
Kg/cm2
cm2
cm4
cm3
cm4
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Ejemplo: Prtico con Arriostramientos Excntricos
Limit aciones para prevenir el pandeo loc al en la viga eslabon
Alas del perfil: 8.64 > OK
Alma del perfil:
0.08 Para b = 0.90
< 80 OK
Resistencia al c orte del eslabn
a.- Cedencia por f lexin: Vp
b.- Cedencia por corte:
16.56 Vp
Eslabn corto, cedencia condicionada por corte
50.00
28.81
M
29118 Kg
M
16014.9 Kg-m
25138 Kg
6.25
e M P2
cm2
e
fe
fe
t
b
2
xe yeP Z F M
we feew t t d A )2(
w ye p AF V 6.0
125.0aC Si
125.0aC Si
wee t d ps
ybua PPC a y ps C 54.1114.3
ya y ps C 49.133.212.1
ye y F E y ps 30.0
-
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Ejemplo: Prtico con Arriostramientos Excntricos
c.- Resistencia nomin al en corte del eslabn:
Para = 0.90
< Aplica el caso a
> OK Ratio = 0.53
32036 Kg
12000 Kg
17620 Kg-m
25138 Kg
25081 Kg
22624 Kg
9000 Kg 33270 Kg
25081 Kg
VuV n
nV
nV uV
e
M pa2
nV
yP15,0ubP
e M
V entremenor V
P
Pn 2
e M
V entremenor V
pa
pan 2
yu PPParaaCaso 15.0:
21
y
u p pa P
PV V
yu PPParabCaso 15.0:
y
u p pa P
P M M 118.1
-
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Ejemplo: Prtico con Arriostramientos Excntricos
P P
P
e
L
h
Rotacin plstica del eslabn
a.- Rotacin permisible:
Interpolacin lineal para valores intermedios:
Para longitud del eslabn, e =
b.- Rotacin plastica:
Deriva inelstica:
< OK Ratio = 0.28
1019 mm
0.003
0.072
1656 mm
1100 mm
9.2 mm
0.021
0.072
p p p V M e para 6.108.0
p p p V M e para 6.202.0 p p p p V M eV M 6.26.1
p
R p 8.0 h p
p
p p e L
-
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Ejemplo: Prtico con Arriostramientos Excntricos
Diseo de los rigidizadores
En los extremos donde el arriostramiento diagonal se conecta con la viga eslabn, se colocarn rigidizadores en toda la altura del alma del eslabn y a ambos lados del mismo. Estos rigidizadores tendrn un ancho combinado no menor a (b fb -2t wb ) y un espesor no menor a 0.75 t wb 9,5 mm, el que resulte mayor de los dos.
- Espesor mnimo de los rigidizadores: Espesor seleccionado:
a.- Separacin entre los rigi dizadores intermedios:
0.08
0.02
Interpolando para:
( Distancia medida desde cada extremo del eslabn )
S = ( Separacin entre rigidizadores internos )
( No se requieren rigidizadores intermedios )
Aplican los requisitos del caso c: Colocar rigidizadores
9.5 mm
225 mm
13 mm @
120 mm
13 mm
220 mm
220 mm
252 mm
250.66 mm
S
p p
08.002.0 p S p pV M ea 6.1)
p p p p V M eV M b 56.2)
p p p p V M eV M c 6.26.1)
p pV M ed 5)
- En resumen:
530 ewe d t 552 ewe d t
febS 5.1
st t minst t
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Ejemplo: Prtico con Arriostramientos Excntricos
b.- Detallado de los rigi dizadores intermedios:
Esfuerzo cortante de diseo de la soldadura: 2214
Soldadura en el alma: Soldadura en las alas:
9.36
3.50 mm
216 mm
276 mm72 mm 13 mm
30 mm
42 mm
6 mm 6 mm
4.50 mm
23680.80 Kg 5920.20 Kg
bst =hst =
tst =clip =
Ast =
ls =
EXX w F F 60,075,0 Kg/cm2
cm2
sw
nw
lF
R D
2
ls =
sw
n f
lF
R D
2
ypst n F A R ypst n F A R 25.0
Usar espesor: w D f DUsar espesor:
-
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Ejemplo: Prtico con Arriostramientos Excntricos
Diseo de los Soportes l aterales del eslabn
Se arriostrarn lateralmente ambas alas en los extremos del eslabn.
45 ( Angulo horizontal de inclinacin del arriostramiento lateral con respecto al eslabn )
a.- Resisten cia axial requ erida del arr iost ramient o lateral, Segn AISC-341, Cap. 15, Sec. 15.5:
Para = 0.90
458
> OK Ratio = 0.67
b.- Rigidez requ erida del ar rios tramien to lat eral, Segn AISC-369, Ap. 6, Sec. 6.3, Ec. A-6-8:Para = 0.75
- Rigidez requerida:
- Rigidez provista: > OK Ratio = 0.26
6514 Kg
288.00 mm20819.37 Kg-m
8762 Kg/cm
33180 Kg/cm
7237 Kg
4337 Kg
522.31
yb xb yr F Z R M
bn PP
Kg/cm2 Kg/cm2
cr br n F AP
22
yb
b
e
r
KL
E F
cr F
nP bP
br b
br
bb L
EAsen 2
0
101eh
C M d r br
006.0 h M P r b
fbb t d h 0
-
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Ejemplo: Prtico con Arriostramientos Excntricos
Diseo de los arriost ramientos
a.- Relacin ancho / espesor:
Alas del perfil: 10.9 > OK
Alma del perfil: 108 > OK
10.83
28.89
we
e
t d
ye p F
E 38.0
fe
e
t b
2
ye p F
E 76.3
-
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Ejemplo: Prtico con Arriostramientos ExcntricosNo sepuedemostrar laimagen.Puedeque su equipo no tengasuficientememoriaparaabrir laimagen o questaestdaada.Reinicieelequipo y,a continuacin,abra elarchivo denuevo. Si sigueapareciendo lax roja,puedeque tengaque borrar laimagen einsertarlade nuevo.
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Ejemplo: Prtico con Arriostramientos Excntricos
c.- Revisin en flexocompr esin:
- Resistenci a a com presi n, Segn AISC-360, capit ulo E.
Longitud nominal: La = Factor de longitud efectiva: 0.65 40.44 < 200 OK
- Resistenci a en flexi n, Segn AISC-360, capit ulo F.
Factor de modificacin para pandeo lateral torsional:
1 Mmax =MA =MB =
1.11 MC =
( Lmite de la longitud no arriostrada lateralmente para desarrollar plenamente la capacidad plstica a flexin )( AISC-360, Cap. F, Sec. F2., Ec. F-5 )
( Lmite de la longitud no arriostrada lateralmente en pandeo lateral torsional )( AISC-360, Cap. F, Sec. F2., Ec. F-6 )
11511.47 mm
Relacin de esbeltez:
3285.77 mm
10464 Kg-m9836 Kg-m9207 Kg-m8578 Kg-m
12676.20 2327.24 194557 Kg
4031.13 mm
22
ya
a
e
r KL
E F
K
Kg/cm2 cr F K /cm2
ya
a
r KL
cr an F AP
0.33435.2
5.12
max
max m
C B Ab R M M M M
M C
bC
m R
r L
p L
-
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Ejemplo: Prtico con Arriostramientos Excntricos Momento plstico:
Resistencia en flexin considerando el pandeo lateral torsional:
Aplica el caso a
- Amplif icacin del momento para consi derar los efectos de segundo orden, Segn AISC-360, Capitulo C:
0.30
1.00
- Ecuacin de interacci n, Segn AISC-360, Capitulo H:Para = 0.90
0.366 Aplica el caso a
0.41 + 0.45 = 0.86 < 1 OK
10464 Kg
71265 Kg
1059730 Kg
7949 Kg-m
10464 Kg-m
4031.13 mm
22770 Kg-m
22770 Kg-m ab L L
P pr
pb xa ya p pbn M L L
L LS F M M C M
7.0
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J
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2
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2
2
078.01
214.06.0 M M C m
1 M
2 M
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20.0: n
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SiaCaso
20.0: n
r
P
PSibCaso
ya xa p F Z M
r b p L L LSiaCaso :
r b L LSibCaso :
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Ejemplo: Prtico con Arriostramientos Excntricos
Revisin de las columnas
a.- Solicitaciones para el diseo:
La resistencia requerida de las columnas ser determinada a partir de las combinaciones de carga mayoradas, ecepto por las fuerzas sismicas que sern las generadas por la resistencia terica esperada de todos los eslabones ubicados por encima del nivel considerado,
multiplicado por 1.1 para tomar en cuenta los efectos de endurecimiento por deformacin en la viga eslabn, es decir:
- Fuerza sismica: - Solicitaciones factorisadas para la columna en compresin:
- Solicitaciones gravitacionales actuantes en la columna:
c.- Resist encia a compresi n, Segn AISC-360, capitulo E:
Para = 0.90
Longitud nominal: Lc =
Factores de longitud efectiva: 1.9 351.7 64
> OK Ratio = 1.00
64.06
263690 Kg
264016 Kg
143790 Kg
2800 mm
293351 Kg
82000 Kg 43000 Kg
5049.90 2051.41
n y E V RP 1.1
DP LP
E L Du PPPP 2.1
xK yK
xcc x r LK
ycc y r LK r KL
2
2
r KL E
F e
Relacin de esbeltez:
K /cm2 cr F cr cn F APKg/cm2
nP
un PP
uP