Manual de Cone Xi Ones Edyce

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Algarrobo # 159 - Talcahuano - Teléfono (56-41) 507300 - Fax (56-41) 507330 - , Chile.

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MANUAL DE CONEXIONES

Realizado por: Edgardo Abarza Carrasco Sara Quiroz Manzano Diego Solis Stegmann Revisado por: Paola Pineda Iturria Carlos Ramrez Villagrn Aprobado por: Ral Nieto Martnez

Fecha: 15 de Marzo de 2004 Fecha: 15 de Marzo de 2004 Fecha: 15 de Marzo de 2004 REV A

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INDICECAPTULO 1: NOMENCLATURA GENERAL......................................................................................1 CAPTULO 2: CONSIDERACIONES BSICAS...................................................................................10 2.1 Propiedades del Acero ...................................................................................................................................11 2.1.1 Tensin Admisible del Acero.....................................................................................................................12 2.1.2 Mdulo de Elasticidad del Acero (E).........................................................................................................12 2.2 CONEXIONES APERNADAS......................................................................................................................13 2.2.1 Clculo de Resistencia................................................................................................................................14 2.2.2 Capacidad al Corte de los Pernos ..............................................................................................................14 2.2.2.1 Procedimiento ASD............................................................................................................................14 2.2.2.2 Procedimiento LRFD..........................................................................................................................15 2.2.3 Capacidad a Traccin de los Pernos...........................................................................................................15 2.2.4 Aplastamiento en Conexiones Apernadas..................................................................................................16 2.2.4.1 Procedimiento ASD............................................................................................................................16 2.2.4.2 Procedimiento LRFD..........................................................................................................................16 2.2.5 Conexiones Apernadas tipo slip-critical. (Resistentes al deslizamiento)...............................................18 2.2.5.1 Resistencia de las conexiones tipo slip critical................................................................................18 2.2.6 Espaciamientos Lmites..............................................................................................................................21 2.2.6.1 Espaciamiento Mnimo.......................................................................................................................21 2.2.6.2 Distancia Mnima al Borde de la Plancha de Conexin.....................................................................21 2.2.6.3 Espaciamiento Mximo......................................................................................................................21 2.2.6.4 Distancia Mxima al Borde de la Plancha de Conexin....................................................................21 2.3 CONEXIONES SOLDADAS.........................................................................................................................22 2.3.1 Tensin de Rotura del Aporte de Soldadura (Fexx)...................................................................................23 2.3.2 Resistencia de las conexiones soldadas. Soldaduras de filete....................................................................23 2.3.2.1 Procedimiento ASD............................................................................................................................23 2.3.2.2 Procedimiento LRFD..........................................................................................................................24 2.3.3 Espesores mnimos y mximos para filetes de soldadura..........................................................................24 CAPTULO 3: UNIONES DE CIZALLE.................................................................................................25 3.1 Cargas de diseo para Conexiones de Cizalle..............................................................................................26 3.1.1 Procedimiento de Clculo ASD.................................................................................................................27 3.1.2 Procedimiento de Clculo LRFD...............................................................................................................27 3.2 SOLUCIONES PTIMAS PARA DETALLAMIENTO Y FABRICACIN..........................................28 3.2.1 Clip Simple Apernado - Apernado (Viga - Columna y Viga - Viga con 1 o 2 Recortes).........................29 3.2.1.1 Procedimiento de Clculo ASD..........................................................................................................29 3.2.1.2 Procedimiento de Clculo LRFD.......................................................................................................34 3.2.2 Doble Clip Apernado - Apernado (Viga - Columna y Viga - Viga con 1 o 2 Recortes)...........................39 3.2.2.1 Procedimiento de Clculo ASD..........................................................................................................39 3.2.2.2 Procedimiento de Clculo LRFD.......................................................................................................42 3.2.3 Placa Tipo T Apernada Apernada (Viga - Columna y Viga - Viga con 1 o 2 Recortes)........................45 3.2.3.1 Procedimiento de Clculo ASD..........................................................................................................45 3.2.3.2 Procedimiento de Clculo LRFD.......................................................................................................52

3.3 OTRO TIPO DE SOLUCIONES..................................................................................................................59 3.3.1 Clip Simple Apernado-Soldado (Viga-Columna y Viga-Viga con 1 o 2 Recortes)..................................60 3.3.1.1 Procedimiento de Clculo ASD..........................................................................................................60 3.3.1.2 Procedimiento de Clculo LRFD.......................................................................................................63 3.3.2 Doble Clip Apernado-Soldado (Viga-Columna y Viga-Viga con 1 o 2 Recortes)....................................66 3.3.2.1 Procedimiento de Clculo ASD..........................................................................................................66 3.3.2.2 Procedimiento de Clculo LRFD.......................................................................................................68 3.3.3 Placa Simple Apernada - Soldada (Viga - Columna y Viga - Viga con 1 o 2 Recortes)...........................71 3.3.3.1 Procedimiento de Clculo ASD..........................................................................................................71 3.3.3.2 Procedimiento de Clculo LRFD.......................................................................................................75 3.3.4 Plancha Cabeza (Viga-Columna y Viga-Viga con 1 o 2 Recortes)...........................................................79 3.3.4.1 Procedimiento de Clculo ASD..........................................................................................................79 3.3.4.2 Procedimiento de Clculo LRFD.......................................................................................................83 CAPTULO 1: UNIONES DE CIZALLE Y TRACCIN.........................................................................86 1.1 Cargas de diseo para Conexiones de Cizalle Y TRACCIN....................................................................87 1.1.1 Procedimiento de Clculo ASD.................................................................................................................88 1.1.2 Procedimiento de Clculo LRFD...............................................................................................................88 1.2 SOLUCIONES PTIMAS PARA DETALLAMIENTO Y FABRICACIN..........................................90 1.2.1 Doble Clip Apernado - Apernado (Viga - Columna y Viga - Viga con 1 2 Recortes)...........................91 1.2.1.1 Procedimiento de Clculo ASD..........................................................................................................91 1.2.1.2 Procedimiento de Clculo LRFD.......................................................................................................97 1.2.2 Placa Tipo T Apernada Apernada (Viga - Columna y Viga - Viga con 1 o 2 Recortes)......................103 1.2.2.1 Procedimiento de Clculo ASD........................................................................................................103 1.2.2.2 Procedimiento de Clculo LRFD.....................................................................................................109 1.2.3 Conexin por Ala y Alma con Conector..................................................................................................115 1.2.3.1 Procedimiento de Clculo ASD........................................................................................................115 1.2.3.2 Procedimiento de Clculo LRFD.....................................................................................................116 1.3 OTRO TIPO DE SOLUCIONES................................................................................................................117 1.3.1 Doble Clip Apernado-Soldado (Viga-Columna y Viga-Viga con 1 o 2 Recortes)..................................118 1.3.1.1 Procedimiento de Clculo ASD........................................................................................................118 1.3.1.2 Procedimiento de Clculo LRFD.....................................................................................................120 1.3.2 Placa Simple Apernada - Soldada (Viga - Columna y Viga - Viga con 1 o 2 Recortes).........................123 1.3.2.1 Procedimiento de Clculo ASD........................................................................................................123 1.3.2.2 Procedimiento de Clculo LRFD.....................................................................................................125 1.3.3 Plancha Cabeza (Viga-Columna y Viga-Viga con 1 o 2 Recortes).........................................................127 1.3.3.1 Procedimiento de Clculo ASD........................................................................................................127 1.3.3.2 Procedimiento de Clculo LRFD.....................................................................................................129 CAPTULO 2: UNIONES DE MOMENTO...........................................................................................131 2.1 CARGAS DE DISEO PARA CONEXIONES DE MOMENTO...........................................................132 2.1.1 Procedimiento de Clculo ASD...............................................................................................................133 2.1.2 Procedimiento de Clculo LRFD ...........................................................................................................134 2.2 SOLUCIONES PTIMAS PARA DETALLAMIENTO Y FABRICACIN........................................136 2.2.1 Conexin de Momento con Conector Apernado......................................................................................137 2.2.1.1 Procedimiento de Clculo ASD........................................................................................................137 2.2.1.2 Procedimiento de Clculo LRFD.....................................................................................................141 2.2.2 Conexin de Momento con Clip Apernado - Apernado en las Alas y en el Alma..................................144 2.2.2.1 Procedimiento de Clculo ASD........................................................................................................144

2.2.2.2 Procedimiento de Clculo LRFD.....................................................................................................146 2.2.3 Conexin de Momento con Planchas al Ala y Alma Soldadas al elemento receptor..............................148 2.2.3.1 Procedimiento de Clculo ASD........................................................................................................148 2.2.3.2 Procedimiento de Clculo LRFD.....................................................................................................149 2.2.4 Conexin de Momento con Plancha al Ala Soldadas al elemento receptor y Consola............................150 2.2.4.1 Procedimiento de Clculo ASD........................................................................................................150 2.2.4.2 Procedimiento de Clculo LRFD.....................................................................................................153 2.2.5 Conexin de Momento con Plancha Soldada al Ala y Clip Apernado - Apernado al Alma....................156 2.2.5.1 Procedimiento de Clculo ASD........................................................................................................156 2.2.5.2 Procedimiento de Clculo LRFD.....................................................................................................157 2.2.6 Conexin de Momento con Planchas al Ala y Alma Soldada al elemento receptor................................158 2.2.6.1 Procedimiento de Clculo ASD........................................................................................................158 2.2.6.2 Procedimiento de Clculo LRFD.....................................................................................................159 2.2.7 Conexin de Hombro Apernada...............................................................................................................160 2.2.7.1 Procedimiento de Clculo ASD........................................................................................................160 2.2.7.2 Procedimiento de Clculo LRFD.....................................................................................................161 2.2.8 Conexin de Momento Viga -Viga con Plancha T en ala inferior...........................................................162 2.2.8.1 Procedimiento de Clculo ASD........................................................................................................162 2.2.8.2 Procedimiento de Clculo LRFD.....................................................................................................163 2.2.9 Conexin de Momento Viga -Viga con ngulos en el ala inferior..........................................................164 2.2.9.1 Procedimiento de Clculo ASD........................................................................................................164 2.2.9.2 Procedimiento de Clculo LRFD.....................................................................................................165 2.3 OTRO TIPO DE SOLUCIONES ...............................................................................................................166 2.3.1 Conexin de Momento Viga - Columna con Plancha Cabeza Mtodo AISC Clsico. ..........................167 2.3.1.1 Procedimiento de diseo ASD. Plancha de Cabeza con 4 u 8 pernos de Traccin en 2 filas horizontales. Sin atiesadores.....................................................................................................168 2.3.1.2 Procedimiento de diseo LRFD. Plancha de Cabeza con 4 u 8 pernos de Traccin en 2 filas horizontales. Sin atiesadores.....................................................................................................173 2.3.1.3 Procedimiento de diseo ASD. Plancha de Cabeza con 8 pernos de Traccin en 2 hileras horizontales...............................................................................................................................177 2.3.1.4 Procedimiento de diseo LRFD. Plancha de Cabeza con 8 pernos de Traccin en 2 hileras horizontales...............................................................................................................................180 2.3.2 Conexin de Momento Viga - Columna con Plancha Cabeza. Mtodo Propuesto AISC. (Steel Guide Series N 16)........................................................................................................................................183 2.3.2.1 Mtodo para una Plancha Cabeza Gruesa.....................................................................................184 2.3.2.2 Mtodo para una Plancha Cabeza Delgada...................................................................................187 2.3.3 Conexin de Momento con Plancha al Alma Soldada al elemento receptor y Alas Soldadas por terreno. 191 2.3.3.1 Procedimiento de Clculo ASD........................................................................................................191 2.3.3.2 Procedimiento de Clculo LRFD.....................................................................................................193 2.3.4 Conexin de Momento con Plancha al Ala soldada y Clip Apernado - Soldado al Alma.......................194 2.3.4.1 Procedimiento de Clculo ASD........................................................................................................194 2.3.4.2 Procedimiento de Clculo LRFD.....................................................................................................195 2.3.5 Conexin de Momento Soldada con Extensiones en Vigas.....................................................................196 2.3.5.1 Procedimiento de Clculo ASD........................................................................................................196 2.3.5.2 Procedimiento de Clculo LRFD.....................................................................................................197 2.3.6 Conexin de Hombro Soldada.................................................................................................................198 2.3.6.1 Procedimiento de Clculo ASD........................................................................................................198 2.3.6.2 Procedimiento de Clculo LRFD.....................................................................................................199 2.3.7 Conexin de Momento Viga - Viga con Asientos...................................................................................200 2.3.7.1 Procedimiento de Clculo ASD........................................................................................................200 2.3.7.2 Procedimiento de Clculo LRFD.....................................................................................................201 2.4 VERIFICACIONES DE LA COLUMNA EN CONEXIONES DE MOMENTO AL ALA..................202 2.4.1 Procedimiento de Clculo ASD...............................................................................................................203

2.4.1.1 Verificacin del alma de la columna ante los esfuerzos de corte. (Panel Zone) .............................203 2.4.1.2 Verificacin de la capacidad a la flexin de las alas de la columna.................................................205 2.4.1.3 Verificacin de la fluencia local por traccin o compresin en el alma ..........................................205 2.4.1.4 Verificacin del Aplastamiento del alma de la columna por compresin perpendicular.................206 2.4.1.5 Verificacin del Pandeo de compresin del alma............................................................................206 2.4.1.6 Diseo de los Atiesadores transversales en la columna...................................................................207 2.4.2 Procedimiento de Clculo LRFD.............................................................................................................208 2.4.2.1 Verificacin del alma de la columna ante los esfuerzos de corte. (Panel Zone) .............................208 2.4.2.2 Verificacin de la capacidad a la flexin de las alas de la columna.................................................211 2.4.2.3 Verificacin de la fluencia local por traccin o compresin en el alma ..........................................212 2.4.2.4 Verificacin del Aplastamiento del alma de la columna por compresin perpendicular.................213 2.4.2.5 Verificacin del Pandeo de compresin del alma............................................................................213 2.4.2.6 Diseo de los atiesadores transversales en la columna.....................................................................214 2.5 VERIFICACIONES DE LA COLUMNA EN CONEXIONES DE MOMENTO AL ALMA...............215 2.5.1 Comentarios Generales.............................................................................................................................216 CAPTULO 1: EMPALMES.................................................................................................................217 1.1 Cargas de diseo para EMPALMES...........................................................................................................218 1.1.1 Procedimiento de Clculo ASD...............................................................................................................219 1.1.2 Procedimiento de Clculo LRFD.............................................................................................................220 1.2 SOLUCIONES PTIMAS PARA DETALLAMIENTO Y FABRICACIN........................................222 1.2.1 Empalme de Columna Cizalle simple en Alas y Alma............................................................................223 1.2.1.1 Procedimiento de Clculo ASD........................................................................................................223 1.2.1.2 Procedimiento de Clculo LRFD.....................................................................................................228 1.2.2 Empalme de Columna Cizalle doble en Alas y Alma..............................................................................233 1.2.2.1 Procedimiento de Clculo ASD........................................................................................................233 1.2.2.2 Procedimiento de Clculo LRFD.....................................................................................................237 1.2.3 Empalme de Columna Cizalle simple en Alas y doble en Alma..............................................................244 1.2.3.1 Procedimiento de Clculo ASD........................................................................................................244 1.2.3.2 Procedimiento de Clculo LRFD.....................................................................................................245 1.2.4 Empalme de Columna Cizalle doble en Alas y simple en Alma..............................................................246 1.2.4.1 Procedimiento de Clculo ASD........................................................................................................246 1.2.4.2 Procedimiento de Clculo LRFD.....................................................................................................247 1.2.5 Empalme de Viga Cizalle simple en Alas y Alma...................................................................................248 1.2.5.1 Procedimiento de Clculo ASD........................................................................................................248 1.2.5.2 Procedimiento de Clculo LRFD.....................................................................................................251 1.2.6 Empalme de Viga Cizalle doble en Alas y Alma.....................................................................................253 1.2.6.1 Procedimiento de Clculo ASD........................................................................................................253 1.2.6.2 Procedimiento de Clculo LRFD.....................................................................................................256 1.2.7 Empalme de Viga Cizalle simple en Alas y doble en Alma....................................................................259 1.2.7.1 Procedimiento de Clculo ASD........................................................................................................259 1.2.7.2 Procedimiento de Clculo LRFD.....................................................................................................260 1.2.8 Empalme de Viga Cizalle doble en Alas y simple en Alma....................................................................261 1.2.8.1 Procedimiento de Clculo ASD........................................................................................................261 1.2.8.2 Procedimiento de Clculo LRFD.....................................................................................................262 1.2.9 Empalme de Diagonales...........................................................................................................................263 1.2.9.1 Procedimiento de Clculo ASD - LRFD..........................................................................................263 1.3 OTRO TIPO DE SOLUCIONES................................................................................................................264 1.3.1 Empalme de Columna Soldado por Terreno (Cambio importante de seccin)........................................265 1.3.1.1 Procedimiento de Clculo ASD - LRFD..........................................................................................265 1.3.2 Empalme de Columna Soldado por Terreno (Sin cambio de seccin).....................................................267

1.3.2.1 Procedimiento de Clculo ASD - LRFD..........................................................................................267 CAPTULO 2: DIAGONALES.............................................................................................................268 2.1 CARGAS DE DISEO PARA DIAGONALES.........................................................................................269 2.1.1 Carga de Diseo ASD..............................................................................................................................270 2.1.2 Carga de Diseo LRFD............................................................................................................................271 2.2 SOLUCIONES PTIMAS PARA DETALLAMIENTO Y FABRICACIN........................................273 2.2.1 Diagonal Apernada Tipo XL....................................................................................................................274 2.2.1.1 Procedimiento de Clculo ASD........................................................................................................274 2.2.1.2 Procedimiento de Clculo LRFD.....................................................................................................276 2.2.2 Diagonal Apernada a las Alas Tipo TL....................................................................................................279 2.2.2.1 Procedimiento de Clculo ASD........................................................................................................279 2.2.2.2 Procedimiento de Clculo LRFD.....................................................................................................279 2.2.3 Diagonal Apernada por Alma Tipo TL....................................................................................................280 2.2.3.1 Procedimiento de Clculo ASD........................................................................................................280 2.2.3.2 Procedimiento de Clculo LRFD.....................................................................................................282 2.2.4 Diagonal Apernada Tipo Cajn................................................................................................................285 2.2.4.1 Procedimiento de Clculo ASD........................................................................................................285 2.2.4.2 Procedimiento de Clculo LRFD ....................................................................................................287 2.2.5 Diagonal Apernada Tipo T...................................................................................................................290 2.2.5.1 Procedimiento de Clculo ASD........................................................................................................290 2.2.5.2 Procedimiento de Clculo LRFD.....................................................................................................290 2.2.6 Diagonal Apernada Tipo L...................................................................................................................291 2.2.6.1 Procedimiento de Clculo ASD........................................................................................................291 2.2.6.2 Procedimiento de Clculo LRFD.....................................................................................................291 2.2.7 Diagonal Tipo Canal Apernada................................................................................................................292 2.2.7.1 Procedimiento de Clculo ASD........................................................................................................292 2.2.7.2 Procedimiento de Clculo LRFD.....................................................................................................293 2.2.8 Diagonal Tipo H Apernada con Plancha al Alma.................................................................................296 2.2.8.1 Procedimiento de Clculo ASD .......................................................................................................296 2.2.8.2 Procedimiento de Clculo LRFD ....................................................................................................297 2.2.9 Diagonal Tipo H Apernada con Planchas a las Alas y Alma.............................................................298 2.2.9.1 Procedimiento de Clculo ASD........................................................................................................298 2.2.9.2 Procedimiento de Clculo LRFD.....................................................................................................300 2.2.10 Diagonal Tipo H Apernada con Plancha al Alma y Clip en Alas.......................................................305 2.2.10.1 Procedimiento de Calculo ASD......................................................................................................305 2.2.10.2 Procedimiento de Calculo LRFD...................................................................................................307 2.2.11 Diagonal Tipo H Apernada con Planchas a las Alas..........................................................................308 2.2.11.1 Procedimiento de Clculo ASD......................................................................................................308 2.2.11.2 Procedimiento de Clculo LRFD...................................................................................................309 2.3 OTRO TIPO DE SOLUCIONES................................................................................................................310 2.3.1 Diagonal Soldada Tipo L......................................................................................................................311 2.3.1.1 Procedimiento de Clculo ASD........................................................................................................311 2.3.1.2 Procedimiento de Clculo LRFD.....................................................................................................313 2.3.2 Diagonal Soldada Tipo XL..................................................................................................................315 2.3.2.1 Procedimiento de Clculo ASD........................................................................................................315 2.3.2.2 Procedimiento de Clculo LRFD.....................................................................................................316 2.3.3 Diagonal Soldada Tipo Canal..................................................................................................................317 2.3.3.1 Procedimiento de Clculo ASD........................................................................................................317 2.3.3.2 Procedimiento de Clculo LRFD.....................................................................................................318 2.3.4 Diagonal Soldada Tipo T.....................................................................................................................319 2.3.4.1 Procedimiento de Clculo ASD........................................................................................................319

2.3.4.2 Procedimiento de Clculo LRFD.....................................................................................................320 2.3.5 Diagonal Soldada al Alma Tipo TL ....................................................................................................321 2.3.5.1 Procedimiento de Clculo ASD........................................................................................................321 2.3.5.2 Procedimiento de Clculo LRFD.....................................................................................................322 CAPTULO 3: CONEXIONES COMPUESTAS (LLEGADA DE DIAGONALES Y VIGAS)................323 3.1 MTODO DE LA FUERZA UNIFORME.................................................................................................324 3.1.1 MTODO DE LA FUERZA UNIFORME (Manual of Steel Construction, Volume II Connections ASD/LRFD, 2001)...............................................................................................................................325 3.1.1.1 Descripcin General del Mtodo de la Fuerza Uniforme. ...............................................................326 3.1.1.2 Procedimiento General del Mtodo de la Fuerza Uniforme (Diseo ptimo).................................328 3.1.1.3 Procedimiento No Uniforme............................................................................................................328 3.2 SOLUCIONES PTIMAS PARA DETALLAMIENTO Y FABRICACIN........................................331 3.2.1 Arriostramiento Tipo H o W con Conector Apernado a la Viga y Columna. .........................................332 3.2.1.1 Procedimientos de Clculo ASD - LRFD.........................................................................................332 3.2.2 Arriostramiento con Conector Apernado a la Columna y Viga...............................................................334 3.2.2.1 Procedimientos de Clculo ASD - LRFD.........................................................................................334 3.2.3 Arriostramiento con Conector a Viga. Viga a Columna con Doble Clip Apernado Apernado o con Placa Tipo T al Alma de la Columna ..................................................................................................336 3.2.3.1 Procedimientos de Clculo ASD - LRFD.........................................................................................336 3.2.4 Arriostramiento con Conector a Viga. Viga a Columna con Doble Clip Apernado Apernado o con Conector Tipo T al Ala de la Columna................................................................................................338 3.2.4.1 Procedimientos de Clculo ASD - LRFD.........................................................................................338 3.2.5 Conexin Arriostramiento Horizontal a Vigas en Plataforma (Planchas Extremas)...............................340 3.2.5.1 Procedimientos de Clculo ASD LRFD........................................................................................340 3.3 OTRO TIPO DE SOLUCIONES................................................................................................................342 3.3.1 Arriostramiento con Conector a la Viga y Columna. Viga con Plancha Cabeza a la Columna...............343 3.3.1.1 Procedimientos de Clculo ASD - LRFD.........................................................................................343 3.3.2 Plancha Cabeza Compartida para Arriostramiento y Viga Apernada a la Columna................................345 3.3.2.1 Procedimientos de Clculo ASD - LRFD.........................................................................................345 3.3.3 Conector Arriostramiento Soldado a la Viga. Viga con Doble Clip Soldado Apernado al Alma de la Columna...............................................................................................................................................348 3.3.3.1 Procedimientos de Clculo ASD - LRFD.........................................................................................348 3.3.4 Conector Arriostramiento Soldado a la Viga. Viga con Doble Clip Soldado Apernado o con Plancha Cabeza al ala de la Columna................................................................................................................350 3.3.4.1 Procedimientos de Clculo ASD - LRFD.........................................................................................350 CAPTULO 1: DESARROLLO POR NUDOS.....................................................................................352 1.1 Procedimiento de Desarrollo General Por Nudos......................................................................................353 1.1.1 Concepto de Nudo....................................................................................................................................354 1.1.2 Combinaciones de Carga..........................................................................................................................354 1.1.3 Diseo de Conexiones Excentricas..........................................................................................................355 1.1.3.1 Conexiones Excentricas Soldadas....................................................................................................355 1.1.3.2 Conexiones Excentricas Apernadas..................................................................................................356 1.1.3.3 Conexiones Excentricas Apernadas con Plancha Cabeza................................................................357 CAPTULO 2: EJEMPLO DE CONEXIONES MATERIALIZADAS EN PROYECTOS ANTERIORES 358

REFERENCIAS

364

Captulo 1:

Nomenclatura General

Captulo 1: Nomenclatura GeneralPropiedad Intelectual de 3D Ingeniera de Proyectos

1

a. Propiedades de los MaterialesE Fy Fu Fya Fua Fyb Fub Fyc Fuc Fyang Fuang Fyp Fup Fyat Fexx Fyg Fug : : : : : : : : : : : : : : : : : Modulo de elasticidad del Acero. Tensin de fluencia del acero Tensin de rotura del acero Tensin de fluencia del acero de la viga A. Tensin de rotura del acero de la viga A. Tensin de fluencia del acero de la viga B. Tensin de rotura del acero de la viga B. Tensin de fluencia del acero de la columna. Tensin de rotura del acero de la columna. Tensin de fluencia del acero del clip Tensin de rotura del acero del clip. Tensin de fluencia del acero de la plancha Tensin de rotura del acero de la plancha Tensin de fluencia del acero del atiesador Tensin de rotura del electrodo de soldadura Tensin de fluencia del acero del gusset Tensin de rotura del acero del gusset

b. Dimensiones de los elementosHa Ba ta ea Hb Bb tb : : : : : : : Altura Viga A Ancho Viga A Espesor Alma Viga A Espesor Ala Viga A Altura Viga B Ancho Viga B Espesor Alma Viga B

Captulo 1: Nomenclatura GeneralPropiedad Intelectual de 3D Ingeniera de Proyectos

2

eb Hc Bc tc a ec tang eg

: : : : : : :

Espesor Ala Viga B Altura Columna Ancho Columna Espesor Alma Column Espesor Ala Columna Espesor del ngulo. Espesor del gusset.

c. Datos Tipo de Pernodp dh Va Va S St Sh Lv Lva Ap : : : : : : : : : : Dimetro del Perno Dimetro del Agujero Capacidad Admisible al Corte del Perno Capacidad al Corte del Perno Espaciamiento Entre Pernos Espaciamiento Transversal Entre Pernos Espaciamiento Horizontal Entre Pernos Distancia al borde Distancia al borde transversal Seccin nominal del pernos (ASD) (LRFD)

d. Nomenclatura general. : : : : : : : Angulo de inclinacin en planta de los elementos diagonales. Inclinacin de la diagonal (con respecto a la vertical) Coeficiente de roce entre placas Factor de minoracin de la resistencia. (Mtodo LRFD) Filete de soldadura Filete de soldadura entre el ala y la plancha cabeza Seccin bruta del ala de la viga 3

a af Aala

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Ab Aet Ag Agala Agc An Anala Ap Apb ASD Atp Av b ba bat bb bpi bps B Bb c c2 cp cp2 C C1 dba

: : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : :

Seccin del perno. rea efectiva de la seccin. rea bruta de la seccin. Seccin bruta del ala de la viga. rea de la columna. rea neta de la seccin. Seccin neta del ala de la viga. Seccin nominal de corte del perno Seccin nominal de corte del perno en elemento B. Allowable Stress Design. Mtodo de Diseo de Tensiones Admisibles. rea tributaria de la placa por perno. rea de corte de la seccin Ala del clip Ala del ngulo hacia la viga A Ancho del atiesador. Ala del ngulo hacia el elemento receptor (Elemento B) Ancho de la placa interior conectora de las alas Ancho de la placa exterior conectora de las alas Capacidad a Traccin del perno (Mtodo ASD) Ancho de la placa B. (o Ancho del ala del conector T) Destaje horizontal Destaje horizontal inferior Destaje vertical Destaje vertical inferior. Coeficiente adimensional de excentricidad del grupo de pernos. Incremento terico de la distancia entre pernos para agujeros ovalados. Dimetro de los pernos en placa Viga A

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dbb dn dz e e1 e2 e3 e4 eat eB ec ep ex exb f fv F

: : : : : : : : : : : : : : : : :

Dimetro de los pernos en placa Viga B Distancia de la n-sima fila a los pernos de traccin al centro del ala comprimida. Altura de la zona panel Distancia horizontal desde el destaje hasta el alma de la viga Distancia entre centros de las perforaciones en direccin del esfuerzo Distancia entre centros de las perforaciones en direccin perpendicular del esfuerzo Distancia desde el centro de las perforaciones a los bordes de la pieza en direccin del esfuerzo Distancia desde el centro de las perforaciones a los bordes de la pieza en direccin perpendicular al esfuerzo Espesor de los atiesadores. Excentricidad de la interfase gusset viga con el eje horizontal del punto de trabajo Excentricidad de la interfase gusset columna con el eje vertical del punto de trabajo Espesor de la placa. Excentricidad del grupo de pernos. Excentricidad adicional producto de la flexibilidad del elemento de soporte. Factor de ajuste del modelo de pandeo de placa Tensin de corte solicitante por perno. Factor de reduccin de la resistencia al corte en conexiones apernadas tipo slip critical por solicitaciones de traccin en los pernos. Tensin admisible de la soldadura Tensin admisible de aplastamiento de la placa. tensin admisible de flexin en la placa. Tensin solicitante por unidad de longitud en los filetes de soldadura. (ASD) Tensin solicitante por unidad de longitud en los filetes de soldadura. (LRFD) Factor de seguridad. Tensin admisible de traccin por perno Tensin admisible al corte por perno. Tensin de fluencia de las placas conectadas Gramil del elemento conectado

Fadms : Fapla Fb Fr Fru FS Ft Fv Fyp g : : : : : : : : :

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ho HB HC Ixn Ixxa K K1 Kva L Lang Lc

: : : : : : : : : : :

Altura reducida de la viga. Solicitacin horizontal en la interfase gusset-viga. Mtodo de la fuerza Uniforme Solicitacin horizontal en la interfase gusset-columna. Mtodo de la fuerza Uniforme Momento de inercia neto de la seccin. Momento de inercia de la Viga A. Coeficiente de pandeo de la placa Distancia entre el centroide de la conexin al trmino del radio de giro. O, en un conector T, distancia desde el centro del alma de la T al fin del filete de soldadura entre placas. Espesor del ala ms filete de soldadura de la Viga A. Longitud del filete de soldadura Longitud del clip Distancia libre, en la direccin de la fuerza, entre el borde del agujero y el borde del agujero adyacente o al borde de la pieza. Longitud de la plancha conectora de alas desde la primera lnea de pernos al extremo soldado. Longitud de la consola. Distancia desde el centro del perno al borde ms cercano conexiones apernadas. Longitud de la placa. Longitud de la placa en elemento B. Longitud horizontal de la soldadura en el alma de la viga. Distancia desde el centroide del perno al borde vertical de la plancha. Load Resistance Factor Design. Mtodo de Diseo de los Factores de Carga y Resistencia Capacidad admisible a flexin. (Mtodo ASD) Momento solicitante en la interfase gusset-viga. Mtodo de la fuerza Uniforme Momento solicitante en la interfase gusset-columna. Mtodo de la fuerza Uniforme Momento de diseo. Momento Flector Capacidad resistente a la flexin. (Mtodo LRFD) Momento Torsor. Solicitacin de flexin por cargas mayoradas (Mtodo LRFD)

Lcomp : Lcon Le Lp Lpb Ls Lvh : : : : : :

LRFD : Madm : MB MC Mdis Mf Mr Mt Mu : : : : : : :

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n nb nf nfa nfal nfb N Na

: : : : : : : :

Nmero de pernos por hilera (n = N / nf) Nmero de pernos por hilera en el elemento B (nb = Nb / nfb) Nmero de hileras de pernos Nmero de hileras de pernos en la placa del ala. Nmero de hileras de pernos en la placa del alma. Nmero de hileras de pernos en el elemento B. Nmero de pernos en la conexin Nmero de pernos en el ala Nmero de pernos en el alma Longitud de apoyo de la carga concentrada Nmero de pernos requeridos en el elemento B Longitud de contacto de la consola. Nmero de pernos que resisten la solicitacin de traccin. Longitud tributaria de la seccin por perno. Distancia efectiva de los pernos al ala traccionada. Solicitacin de traccin adicional por perno producto del efecto tenaza. (LRFD) Solicitacin de traccin adicional por perno producto del efecto tenaza (ASD) Porcentaje de diseo de la conexin. Separacin vertical de los pernos de traccin en planchas de cabeza. Distancia entre la primera lnea de pernos traccionados y el borde del ala. Solicitacin axial de compresin de diseo de la columna Esfuerzo axial de fluencia de la columna Punto de trabajo. Traccin en los pernos ms solicitados debido al momento por excentricidad. Resistencia a la fluencia del rea bruta del alma destajada. Resistencia a la fluencia del rea bruta del alma destajada producto del esfuerzo de traccin. Resistencia a la fractura del rea neta del alma destajada. Resistencia a la fractura del rea neta del alma destajada producto del esfuerzo de traccin.

Nalma : Nap Nb Nc Nt p Pe qu Q Pd Pdv Pf Puc Pyc P.T. rut Rab Rabt Ran Rant : : : : : : : : : : : : : : : : : : :

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Rbc Rbs Rbt Rd1 Rd2 Rdis Rf Rna

: : : : : : : :

Resistencia del bloque de corte del alma destajada Resistencia del bloque de corte del alma destajada en conexiones soldadas. Resistencia del bloque de corte producto del esfuerzo de traccin. Resistencia al desgarramiento por traccin del ala (ASD) resistencia al desgarramiento por traccin de las planchas conectoras de las alas. (ASD) Resultante de solicitaciones de corte y traccin de diseo. Resistencia al corte del alma de la viga destajada Resistencia al desgarramiento por traccin del ala (LRFD) Resistencia nominal de aplastamiento de la placa. Resistencia nominal de aplastamiento de la placa por unidad de espesor. Resistencia nominal de la soldadura por unidad de longitud. Resistencia al deslizamiento crtico por perno. En cada plano de corte. Resistencia del bloque de corte a traccin del alma de la viga Resultante de solicitaciones de corte y traccin mayoradas. (LRFD) Espaciamiento entre pernos en el elemento B Espaciamiento horizontal entre pernos en el elemento B Mdulo elstico de flexin de la seccin neta. Mdulo elstico de flexin neta en la seccin destajada. Mdulo elstico de flexin de la seccin. Mdulo elstico de flexin en la seccin del clip. Mdulo elstico de flexin en la seccin neta del clip. Espesor de las placas conectadas Espesor de la placa. Espesor de la placa en elemento B. Espesor de la consola Garganta efectiva del filete de soldadura ( te= / a 2

Rnapla : Rnapla/t : Rnw Rsl Rsn Ru Sb Shb Sn Snet Sx Sxang Snang t tp tpb tpc te T Tala : : : : : : : : : : : : : : : : : :

)

Solicitacin de traccin en la conexin bajo cargas de servicio. Traccin de diseo en las alas.

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Talau

:

Traccin de diseo en las alas. Traccin de diseo en el alma. Traccin de diseo en las alas.

(LRFD)

Talma : Talmau : Tb Tdis Tpp Tu Tupp Tw U Va VB VC Vdis Vn Vu Wxa wz Zxx Zxn : : : : : : : : : : : : : : : : :

(LRFD)

Tensin Mnima de apriete en lo pernos. (Pretensin inicial) Solicitacin de traccin de diseo (ASD) Solicitacin de traccin por perno Solicitacin mayorada de traccin. (LRFD) Solicitacin de traccin por perno (LRFD) Tensin en la seccin de Whitmore. Factor de reduccin de rea por excentricidad de traccin entre elementos conbectados Capacidad al Corte de los pernos. (Por plano de cizalle) Solicitacin vertical en la interfase gusset-viga. Mtodo de la fuerza Uniforme Solicitacin vertical en la interfase gusset-columna. Mtodo de la fuerza Uniforme Carga de diseo al corte (ASD) Capacidad nominal al corte Carga de diseo mayorada al corte (LRFD) Mdulo de flexin elstico de la Viga A en el eje fuerte. Ancho de la zona panel Mdulo plstico de flexin de la seccin. Modulo plstico de flexin de la seccin neta.

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Captulo 2: Consideraciones Bsicas

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2.1 PROPIEDADES DEL ACERO

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2.1.1

Tensin Admisible del AceroLa siguiente tabla muestra las propiedades mecnicas del acero. Descripcin A36 A572 Gr. 50 Fy ksi (kg/cm2) 36 (2530) 50 (3515) Fu ksi (kg/cm2) 58 (4080) 65 (4570)

2.1.2

Mdulo de Elasticidad del Acero (E)El valor del mdulo de elasticidad del acero, independientemente de su descripcin es:

E = 29000 (ksi) = 2000000 (kg/cm2)

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2.2 CONEXIONES APERNADAS

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2.2.1

Clculo de ResistenciaLa siguiente tabla presenta los factores de seguridad y clculo de resistencia bajo el mtodo ASD. Carga Traccin Corte Flexin Estado Fluencia Fractura Fluencia Fractura Fluencia R 0.6FyAg 0.5FuAn 0.4FyAvg 0.3FuAvn 0.66FySx

La siguiente tabla presenta los factores para reducir la carga y clculo de resistencia bajo el mtodo LRFD. Carga Traccin Corte Flexin Estado Fluencia Fractura Fluencia Fractura Fluencia Rn FyAg FuAn 0.6FyAvg 0.6FuAvn FyZxx 0.9 0.75 0.9 0.75 0.9

2.2.2

Capacidad al Corte de los Pernos

2.2.2.1 Procedimiento ASDSean: Va Fv : Capacidad al Corte (Por plano de cizalle) : Tensin Admisible al Corte por perno

La capacidad al corte de los pernos se calcula de la siguiente forma: Va = ApFv Va = (1/4) [ dp^2]Fv Las tensiones admisibles de los pernos, tanto para los casos de hilo incluido como excluido se presentan en la siguiente tabla: Tipo de Perno A307 A325 A490 Fv, ksi (kg/cm2) Hilo incluido Hilo excluido 10 (703) 21 (1476) 30 (2110) 28 (1969) 40 (2812)

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2.2.2.2 Procedimiento LRFDSean: Vn Fv : Capacidad nominal al Corte (Por plano de cizalle) : Resistencia nominal al Corte por perno : Factor de reduccin. =0.75

La capacidad al corte de los pernos se calcula de la siguiente forma: Vn = ApernoFv Vn = 0.75(1/4) [ dp^2]Fv Nota: en los procedimientos siguientes para el mtodo LRFD se considerar Vn = Va Las tensiones admisibles de los pernos, tanto para los casos de hilo incluido como excluido se presentan en la siguiente tabla: Tipo de Perno A307 A325 A490 Fv, ksi (kg/cm2) Hilo incluido Hilo excluido 24 (1687) 48 (3375) 60 (414) 60 (4218) 75 (5273)

2.2.3

Capacidad a Traccin de los PernosLa carga a traccin de los pernos se calcula de acuerdo a las siguientes frmulas: Procedimiento ASD: B=ApFt Procedimiento LRFD Rn = 0.75ApFt

Los Manuales AISC ASD y LRFD asumen las siguientes formulas para el clculo de la capacidad a traccin de los pernos:

Descripci n A307 A325 A490

Mtodo ASD (ksi) Hilo Incluido en el Hilo Excluido en el plano de Corte plano de Corte 26-1.8fv 20 (44^2-4.39fv^2)^0.5 (44^2-2.15fv^2)^0.5 (54^2-3.75fv^2)^0.5 (54^2-1.82fv^2)^0.5

Mtodo LRFD (ksi) Hilo Incluido en el Hilo Excluido en el plano de Corte plano de Corte 59-2.5fv 45 117-2.5fv 90 117-2.0fv 90 147-2.5fv 113 147-2.0fv 113

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2.2.4

Aplastamiento en Conexiones Apernadas

2.2.4.1 Procedimiento ASD1. En el rea proyectada de pernos en conexiones de corte con la distancia al borde en la lnea de fuerza no menor que 1.5 dp y una distancia entre centro y centro de pernos no menor a 3 dp: En pernos con agujeros estndar u ovalados cortos con 2 o ms pernos en la lnea de fuerza: Fapla = 1.2 Fu En pernos con agujeros ovalados largos con el eje del ovalamiento perpendicular a la direccin de la carga y con 2 o ms pernos en la lnea de fuerza: Fapla = 1.0 Fu 2. En el rea proyectada de pernos al borde en con agujeros estndar u ovalados cortos con la distancia al borde menor a 1.5 dp y en todas las conexiones con un solo perno en la lnea de fuerza: Fapla = Le Fu /2dp 1.2 Fu 3. En el rea proyectada de pernos en conexiones de corte con la distancia entre pernos (S) menor que 3 d, pero mayor a 2.67 dp: En pernos con agujeros estndar: Fapla = menor {1.2 Fu , 0.5 Fu (S -0.5 dp) / dp} En pernos con agujeros ovalados cortos o largos, con una distancia entre agujeros no menor a d: Fapla = menor {1.2 Fu , 0.5 Fu ((S + C1) -0.5 dp) / dp} Donde: Fapla Fu Le C1 dp S t : Tensin admisible al aplastamiento de la placa conectada. : Resistencia mnima a rotura por traccin de los materiales conectados : Distancia al borde libre desde el centro del perno : Incremento terico de la distancia entre pernos. (Ver Tabla J 3.4 del AISC ASD) : Dimetro nominal del perno : Distancia entre centro y centro de pernos. : Espesor de las placas conectadas

2.2.4.2 Procedimiento LRFDResistencia al aplastamiento: Rn, en que = 0.75 y Rn se determina como sigue:

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Para pernos en agujeros normales, sobredimensionados y ovalados cortos, independientemente de la direccin de la carga, o en agujeros ovalados largos con la mayor direccin perpendicular a la direccin de la fuerza de aplastamiento: Cuando la deformacin del agujero a nivel de servicio es una consideracin de diseo (deformacin menor a 6 mm): Rnapla = 1.2LctFu 2.4dptFu Rnapla / t = 1.2LcFu 2.4dpFu Cuando la deformacin del agujero a nivel de servicio no es una consideracin de diseo (deformacin mayor a 6 mm): Rnapla = 1.5LctFu 3.0dptFu Rnapla / t = 1.5LcFu 3.0dpFu Para un perno en una conexin con agujeros ovalados largos con la mayor direccin perpendicular a la direccin de la fuerza de aplastamiento: Rnapla = 1.0LctFu 2.0dptFu Rnapla / t = 1.0LcFu 2.0dpFu En una conexin la resistencia al aplastamiento es igual a la suma de las resistencias al aplastamiento de los pernos individualmente considerados. Donde: Rnapla : Resistencia nominal al aplastamiento de los materiales conectados. Fu : Resistencia mnima a rotura por traccin de los materiales conectados Lc : Distancia libre, en la direccin de la fuerza, entre el borde del agujero y el borde del agujero adyacente o el borde de la pieza. Lc = S dh Lc = Lv dh/2 dp t : Dimetro nominal del perno : Espesor del material conectado

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2.2.5

Conexiones Apernadas tipo slip-critical. (Resistentes al deslizamiento)Las conexiones tipo slip critical transmiten la solicitacin (bajo cargas de servicio) por friccin entre las placas conectada. Por este motivo, la resistencia depende de la condicin de las superficies en contacto y de la tensin de apriete de los pernos, como lo muestra la Figura.Tb Fuerzas de contacto entre superficies

Este tipo de conexin se utiliza para resistir las solicitaciones de servicio sin deslizamiento en la unin. Sin embargo, cabe destacar que bajo la accin de solicitaciones mayores a las de servicio puede producirse el deslizamiento, perdindose con esto la resistencia friccional de la unin y quedando los pernos sometidos a corte y las placas a aplastamiento. Luego, por tratarse este tipo de unin en una verificacin de las condiciones de servicio, y considerando lo antes sealado, se recomienda que el diseo de este tipo de unin se realice como si se tratara de una conexin por aplastamiento. Nota: Dada la necesidad de aplicar altos niveles de tensin de apriete en los pernos, se hace necesario el uso de pernos de alta resistencia.

2.2.5.1 Resistencia de las conexiones tipo slip critical a. Procedimiento ASDLa resistencia al deslizamiento crtico por perno, en cada plano de corte (Rsl) queda determinada por la expresin: Rsl = Tb Donde: Tb : Tensin mnima de apriete de los pernos. (Ver Pretensin mnima en Tabla J 3.7 del AISC ASD o en Tabla J 3.1 del AISC LRFD) : Coeficiente de roce entre placas. Puede establecerse segn la siguiente clasificacin (AISC) de las superficies en contacto o mediante ensayos. = 0.33 = 0.50 Para superficies en contacto Clase A (Superficies limpias sin pintar o superficies limpias con soplete con revestimiento clase A) Para superficies en contacto Clase B (Superficies sin pintar limpias con soplete o superficies con revestimiento clase B limpias con soplete) 18

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= 0.40 Tipo de Perno

Para superficies en contacto Clase C (Superficies galvanizadas rugosas) Ft ksi (Kg/cm2) 44 (3094) 54 (3797)

Fv slip critical, ksi (kg/cm2) (*) Agujeros Agujeros estndar ovalados cortos A325 17 (1195) 15 (1055) A490 21 (1476) 18 (1265) (*) Considerando superficies en contacto Clase A. Interaccin Corte traccin:

Cuando la conexin slip critical es solicitada adems por cargas de traccin, la resistencia al corte por perno debe reducirse multiplicndola por el siguiente factor: F = 1 T / (Tb Nt) Donde: T Nt : Solicitacin de traccin bajo cargas de servicio. : Nmero de pernos que resisten la solicitacin de traccin.

b. Procedimiento LRFDLa resistencia al deslizamiento de diseo por perno, en cada plano de corte ( Rsl) queda determinada por la expresin: Rsl = 1.13 Tb Donde: : Factor de minoracin de la resistencia. Tb = = = = 1.0 0.85 0.70 0.60 Para agujeros estndar. Para agujeros ovalados cortos Para agujeros ovalados largos transversales a la direccin de la carga Para agujeros ovalados largos paralelos a la direccin de la carga

: Tensin mnima de apriete de los pernos. (Ver Pretensin mnima en Tabla J 3.7 del AISC ASD o en Tabla J 3.1 del AISC LRFD) : Coeficiente de roce entre placas. (Ver valores en Procedimiento ASD) Puede establecerse segn la siguiente clasificacin (AISC) de las superficies en contacto o mediante ensayos. = 0.33 = 0.50 = 0.35 Tipo de Perno A325 A490 Para superficies en contacto Clase A (Superficies limpias sin pintar o superficies limpias con soplete con revestimiento clase A) Para superficies en contacto Clase B (Superficies sin pintar limpias con soplete o superficies con revestimiento clase B limpias con soplete) Para superficies en contacto Clase C (Superficies galvanizadas rugosas) Fv slip critical, ksi (kg/cm2) (*) Agujeros Agujeros estndar ovalados cortos 17 (1195) 15 (1055) 21 (1476) 18 (1265) Ft ksi (Kg/cm2) 90 (6327) 113 (7945) 19

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(*) Considerando superficies en contacto Clase A. Interaccin Corte traccin: Cuando la conexin slip critical es solicitada adems por cargas de traccin, la resistencia al corte por perno debe reducirse multiplicndola por el siguiente factor: F = 1 Tu / (1.13 Tb Nt) Donde: Tu Nt : Solicitacin de traccin en la conexin : Nmero de pernos que resisten la solicitacin de traccin.

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2.2.6

Espaciamientos LmitesSi se considera el siguiente esquema de una conexin apernada:

Donde: d e1 e2 e3 e4 : dimetro del perno : distancia entre centros de las perforaciones en direccin del esfuerzo : distancia entre centros de las perforaciones en direccin perpendicular del esfuerzo : distancia desde el centro de las perforaciones a los bordes de la pieza en direccin del esfuerzo : distancia desde el centro de las perforaciones a los bordes de la pieza en direccin perpendicular al esfuerzo

Se presentan las siguientes limitaciones de espaciamientos:

2.2.6.1 Espaciamiento MnimoLa distancia entre centro de las perforaciones no debe ser menor que 2 2/3 veces el dimetro nominal del perno. Sin embargo, se recomienda utilizar un espaciamiento mnimo de 3d.

2.2.6.2 Distancia Mnima al Borde de la Plancha de ConexinLa distancia al borde de la plancha de conexin no debe ser menor que la distancia indicada en la Tabla J 3.5 del AISC ASD o en la Tabla J 3.4 del AISC LRFD, en funcin del dimetro de los pernos. Sin embargo, se recomienda utilizar una distancia mnima la borde igual a 1.5 d

2.2.6.3 Espaciamiento MximoLa distancia entre centro de las perforaciones no debe ser mayor que 12 veces el espesor de la menor de las placas a conectar, ni exceder de 6 in (150 mm )

2.2.6.4 Distancia Mxima al Borde de la Plancha de ConexinEl mximo espaciamiento entre conectores en continuo contacto se calcula como: Para miembros pintados o sin pintar y no sujetos a corrosin El espaciamiento mximo no debe exceder 24 veces el espesor de la placa o 12 in (300 mm). Para miembros sin pintar o sujetos a corrosin El espaciamiento mximo no debe exceder 14 veces el espesor de la placa o 7 in (180 mm).

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2.3 CONEXIONES SOLDADAS

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2.3.1

Tensin de Rotura del Aporte de Soldadura (Fexx)Electrodo E 70 xx E 60 xx Fexx (Ksi) 70 60 Fexx (Kg/cm2) 4925 4220

2.3.2

Resistencia de las conexiones soldadas. Soldaduras de fileteEn trminos generales se puede sealar que la resistencia de la soldadura se basa en la resistencia del rea efectiva del aporte de soldadura y en la resistencia al corte del metal base adyacente a la soldadura, como se indica en los siguientes procedimientos.

2.3.2.1 Procedimiento ASD.Tensin admisible de la soldadura (Fadms) Fadms = 0.3 Fexx Se debe verificar que: Fadms te Fr 0.3 Fexx a / 2 Fra/ 2

Tensin admisible del metal base (Fadmp) Fadmp = 0.4 Fyp Se debe verificar que: Fadmp a Fr 0.4 Fy a Fr Luego: a min = ( Donde: Fexx Fyp Fr te ep a : : : : : :2 Fr / ( 0.3 Fexx) ; Fr / 0.4Fy)

Tensin admisible del aporte de soladura. Tensin de fluencia de la placas conectadas. Tensin por unidad de longitud en la conexin soldada. (Solicitacin). Depende de la magnitud y direccin de las solicitaciones con respecto al filete de soldadura. Garganta efectiva del filete de soldadura ( te =a / 2 ) Menor espesor de las placas conectadas Espesor del filete de soldadura

a

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2.3.2.2 Procedimiento LRFD.Resistencia nominal de la soldadura por unidad de longitud ( Rnw) Rnw = ( 0.6 Fexx) te; = 0.75

Resistencia nominal del metal base por unidad de longitud ( Rnp) Rnp = ( 0.6 Fyp) a; Luego, resistencia de la conexin soldada: Rn = menor { 0.75 Rnw, 0.9 Rnp }Y se debe verificar:

= 0.9

a/ 2

Rn > Fru Luego: Donde: Fexx Fyp Fru te ep a : : : : : : Tensin admisible del aporte de soladura. Tensin de fluencia de la placas conectadas. Solicitacin por unidad de longitud en la conexin soldada. Depende de la magnitud y direccin de las solicitaciones con respecto al filete de soldadura. Garganta efectiva del filete de soldadura ( te =a / 2 ) Menor espesor de las placas conectadas Espesor del filete de soldadura a min = (Fru 2 / ( 0.6 Fexx) ; Fru / (0.90.6Fyp))

a

2.3.3

Espesores mnimos y mximos para filetes de soldadura.Segn lo dispuesto en la Norma AWS D1.1-92 Filetes mnimos de soldadura en funcin del mayor espesor a unir (ep): ep max (mm) ep 6.4 6.4 < ep 12.7 12.7 < ep 19 ep > 19 a min (mm) * 3 5 6 8

* En estructuras con cargas dinmicas a min = 5 mm Filetes mximos de soldadura: ep min (mm) ep 6.4 ep > 6.4 a max (mm) ep ep - 1.6

te24

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Captulo 3: Uniones de Cizalle

Captulo 3: Uniones de Cizalle Propiedad Intelectual de 3D Ingeniera de Proyectos

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3.1 CARGAS DE DISEO PARA CONEXIONES DE CIZALLE

Captulo 3: Uniones de Cizalle Propiedad Intelectual de 3D Ingeniera de Proyectos

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3.1.1

Procedimiento de Clculo ASD

Carga de Diseo (Vdis)Mtodo 1: Porcentaje de la capacidad del perfil a esfuerzos de corte. V1 =Pd Ava 0.4 Fya V2 =Pd Avb 0.4 Fyb Vdis = max(V1,V2) Pd Av : : Porcentaje de diseo rea de corte: Si el perfil es soldado:

, Slo para el caso de conexin es Viga-Viga

Ava = (Ha -2 ea) ta Avb = (Hb -2 eb) tb Ava = Ha ta Avb = Hb tb

Si el perfil es laminado

Mtodo 2: Carga de Diseo especificada. Vdis= Carga de Diseo especificada.

3.1.2

Procedimiento de Clculo LRFD

Carga de Diseo (Vu)Mtodo 1: Porcentaje de la capacidad del perfil a esfuerzos de corte. Vu1 =Pd Ava 0.6 Fya Vu2 =Pd Avb 0.6 Fyb Vu=max(Vu1,Vu2) = 0.9 Pd : Av : Porcentaje de diseo rea de corte: Si el perfil es soldado:

, Slo para el caso de conexin es Viga-Viga

Ava = (Ha -2 ea) ta Avb = (Hb -2 eb) tb Ava = Ha ta Avb = Hb tb

Si el perfil es laminado Mtodo 2: Carga de Diseo especificada. Vu :

Carga de Diseo especificada.

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27

3.2 SOLUCIONES PTIMAS PARA DETALLAMIENTO Y FABRICACIN

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3.2.1

Clip Simple Apernado - Apernado (Viga - Columna y Viga - Viga con 1 o 2 Recortes)

3.2.1.1 Procedimiento de Clculo ASD a. Clculo del Nmero de Pernos (N)Nmero mnimo de pernos por carga de diseo N1 = Vdis/Va

Nmero mnimo de pernos por aplastamiento en alma Viga A N2 = Vdis/(Fapla ta dp)

Nmero mnimo de pernos por aplastamiento en alma Viga B (Vlido para Conexiones Viga-Viga) N3 = Vdis/(Fapla tb dp)

Nmero mnimo de pernos por aplastamiento en columna (Ala o Alma) (Vlido para Conexiones Viga-Columna) N4 N4 = Vdis/(Fapla ec dp) = Vdis/(Fapla tc dp) ,Si la conexin es al Ala. ,Si la conexin es al Alma.

Nmero de pernos requeridos N = max(N1, N2, N3) N = max(N1, N2, N4) ,Si la conexin es Viga-Viga ,Si la conexin es Viga-Columna

Captulo 3: Uniones de Cizalle Propiedad Intelectual de 3D Ingeniera de Proyectos

29

Verificacin Excentricidad del grupo de pernos del clip en el elemento receptor ex g : : Excentricidad del grupo de pernos Gramil del clip

ex =g + ta/2 Creq = N Para el caso de una fila de pernos: C = N/ (6 ex/((N+1) S)^2+1))^0.5 Luego, se debe verificar que C Creq

b. Diseo del ClipLongitud del clip Lang : Longitud del clip

Lang = (N-1) S+2 Lva Lang min(Ha-2 Kva , ho) Lang 0.5 (Ha-2 Kva) ho g ba bb Kva : : : : : Altura del alma entre destajes (En el caso de conexin viga-viga con destajes) Gramil del clip Ala del ngulo hacia la viga A Ala del ngulo hacia el elemento receptor (Viga B o Columna) Espesor del ala ms filete de soldadura de la viga A

Clculo del Espesor del Clip Fluencia en la Seccin Bruta del ngulo t1= Vdis/(0.4 Fyang Lang) Fractura en la Seccin Neta del ngulo t2= Vdis/(0.3 Fuang (Lang-N dh)) Falla en el Bloque de Corte del ngulo en Viga A t3= Vdis/((0.3 (Lva+(N-1) (S-dh)-0.5 dh)+0.5 (ba-g)) Fuang) Falla en el Bloque de Corte del ngulo en Elemento Receptor t4= Vdis/((0.3 (Lva+(N-1) (S-dh)-0.5 dh)+0.5 (bb-g)) Fuang)

Captulo 3: Uniones de Cizalle Propiedad Intelectual de 3D Ingeniera de Proyectos

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Aplastamiento en el ngulo t5= Vdis/(Fapla dp N) Espesor Mnimo del ngulo tang = max(t1,t2,t3,t4,t5) Verificacin requerimientos AISC tang 10 mm (si se utilizan pernos de 3/4 o de 7/8 ) tang 12 mm (si se utilizan pernos de 1) tang 16 mm Lva min(12 tang,152 mm) Verificacin de Flexin por excentricidad del Clip Mdis = Vdis ex ; Sxang = tang Lang ^ 2 / 6 Snang = tang / 6 [ Lang ^ 2 S ^ 2 N ( N ^ 2 1)(dh + 1/16) / Lang ] Madm1 = 0.6 Fyang Sxang Madm2 = 0.5 Fuang Snang Se debe verificar que: Madm = Menor (Madm1, Madm2) Mdis con : ex =g + ta/2

c. Verificacin Alma Viga A(Vlida slo para el caso de Conexin Viga-Viga con destajes en Viga A)

Captulo 3: Uniones de Cizalle Propiedad Intelectual de 3D Ingeniera de Proyectos

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Se define cp

:

Destaje vertical cp 0.5 Ha; Para el caso de 1 solo destaje cp 0.2 Ha; (en ambos destajes, para el caso de 2 destajes) Destaje horizontal (c 2 Ha) Distancia horizontal desde el destaje hasta alma de la viga B (e > c) Altura reducida de la viga: ho = Ha 2 ea - cp; Para vigas soldadas ho = Ha cp; para vigas laminadas

c e ho

: :

Verificacin del Bloque de Corte en Alma Viga A. Rbc : resistencia bloque de corte viga A. Rbc = (0.3 (Lva2 +(N-1) (S-dh)-0.5 dh)+0.5 (Lva3-0.5dh)) Fua ta Rbc Vdis Lva2 Lva3 : : Distancia vertical hasta el destaje horizontal de la Viga A. Distancia horizontal de la lnea de pernos al borde del alma de la Viga A

Verificacin rea Neta en el Alma de la Viga A. Luego: Ran : resistencia del rea neta del alma destajada

Ran = 0.3 (ho-N dh) ta Fua Ran Vdis Verificacin rea Bruta en el Alma de la Viga A. Rab : resistencia del rea bruta del alma destajada.

Rab = 0.4 ho ta Fya Rab Vdis Verificacin de flexin y pandeo del alma de la Viga A (Sin Refuerzos) Caso I: Viga A destajada slo en el ala superior f : Factor de ajuste del modelo de pandeo de la placa. Si Si k c/Ha 1 c/Ha > 1 -> -> f = 2 (c / Ha) f = 1 + (c / Ha)

: Coeficiente de pandeo de la placa. Si Si c/ho 1 c/ho > 1 -> -> k = 2.2 [(ho/c)^1.65] k = 2.2 (ho/c) 32

Captulo 3: Uniones de Cizalle Propiedad Intelectual de 3D Ingeniera de Proyectos

Fbc=[15700 f k] [(ta/ho)^2], Si Si Fbc 0.6 Fya Fbc < 0.6 Fya

donde, Fbc (ksi) -> Controla Flexin -> Controla Pandeo

Resistencia de la viga A sin refuerzo (Rf): Rf = (Sn/e) h h A ym In = Menor [Fbc, 0.6 Fya] = ho+ea = ho (Viga A armada) (Viga A laminada)

= Ba ea+(h-ea) ta = (h-ea) h ta/(2 A) = [(1/12) (Ba ea^3)]+[Ba ea ym^2]+[(ta/12) (h-ea)^3]+ [ta (h-ea) (0.5 h-ym)^2] = h-ym-0.5 ea = In/Z Rf Vdis

Z Sn

Se debe cumplir que

Caso II:Viga A destajes en ambas alas Se define: fd=3.5-7.5 (cp/Ha) Fbc=[33820/(c ho)] [ ta^2 fd] Si Si Fbc 0.6 Fya Fbc < 0.6 Fya , donde : Fbc (ksi), c(in), ho(in), ta(in) -> Controla Flexin -> Controla Pandeo

Resistencia de la viga A sin refuerzo (Rf): Rf = (Sn/e) = Menor [Fbc, 0.6 Fya] Sn = [ta ho^2]/6 Rf Vdis

Se debe cumplir que

Captulo 3: Uniones de Cizalle Propiedad Intelectual de 3D Ingeniera de Proyectos

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3.2.1.2 Procedimiento de Clculo LRFD a. Clculo del Nmero de Pernos (N)Nmero mnimo de pernos por carga de diseo N1 = Vu / (Va )

Nmero de mnimo de pernos por aplastamiento en alma Viga A N2 = Vu / (0.75 Rnapla)

Nmero de mnimo de pernos por aplastamiento en alma Viga B (Vlido para Conexiones Viga-Viga) N3 = Vu / (0.75 Rnapla)

Nmero de mnimo de pernos por aplastamiento en columna (Ala o Alma) (Vlido para Conexiones Viga-Columna) N4 = Vu / (0.75 Rnapla)

Nmero de pernos requeridos N = max(N1, N2, N3) N = max(N1, N2, N4) ,Si la conexin es Viga-Viga ,Si la conexin es Viga-Columna

Verificacin Excentricidad del grupo de pernos del clip en el elemento receptor ex g : : Excentricidad del grupo de pernos Gramil del clip

ex =g + ta/2 Creq = N Se debe verificar que C Creq C: Coeficiente adimensional que reduce la resistencia de un grupo de pernos bajo cargas excntricas. Tabulado en manual AISC LRFD, Tablas 7.17 a 7.24.

b. Diseo del ClipLongitud del clip Lang : Longitud del conector (ngulo o placa).

Lang = (N-1) S+2 Lva Lang min(Ha-2 Kva , ho) Lang 0.5 (Ha-2 Kva)

Captulo 3: Uniones de Cizalle Propiedad Intelectual de 3D Ingeniera de Proyectos

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ho g ba bb Kva

: : : : :

Altura del alma entre destajes (Caso viga-viga con destajes) Gramil del clip Ala del ngulo hacia la viga A Ala del ngulo hacia el elemento receptor (Viga B o Columna) Espesor del ala ms filete de soldadura de la viga A

Clculo del Espesor del Clip Fluencia en la Seccin Bruta del ngulo t1 = Vu / (0.9 0.6 Fyang Lang) Fractura en la Seccin Neta del ngulo t2 = Vu / [0.75 0.6 Fuang (Lang N dh )] Falla en el Bloque de Corte del ngulo en Viga A Se define: = 0.75 Av/t = Lva + (N-1) S Anv/t = Lva + (N-1) (S-dh)-0.5 dh At/t = ba g Ant/t = ba g - 0.5 dh Si Fuang Ant/t 0.6 Fuang Anv/t t3 = menor Vu / { ( 0.6 Fyang Av/t + Fuang Ant/t) } Vu / { ( 0.6 Fuang Anv/t + Fuang Ant/t) }

Si Fuang Ant/t < 0.6 Fuang Anv/t t3 = menor Vu / { ( 0.6 Fuang Anv/t + Fyang At/t) } Vu / { ( 0.6 Fuang Anv/t + Fuang Ant/t) }

Falla en el Bloque de Corte del ngulo en Elemento Receptor Se define: = 0.75 Av/t = Lva + (N-1) S Anv/t = Lva + (N-1) (S-dh)-0.5 dh Atb/t = bb g Antb/t = bb g - 0.5 dh Si Fuang Antb/t 0.6 Fuang Anv/t t4 = menor Vu / { ( 0.6 Fyang Av/t + Fuang Antb/t) } Vu / { ( 0.6 Fuang Anv/t + Fuang Antb/t) }

Captulo 3: Uniones de Cizalle Propiedad Intelectual de 3D Ingeniera de Proyectos

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Si Fuang Antb/t < 0.6 Fuang Anv/t t4 = menor Vu / { ( 0.6 Fuang Anv/t + Fyang Atb/t) } Vu / { ( 0.6 Fuang Anv/t + Fuang Antb/t) }

Aplastamiento en el ngulo t5 = Vu / (0.75 (Rnapla/t) N ) Espesor Mnimo del ngulo tang = Max [ t1 , t2 , t3 ,t4 , t5] Verificacin requerimientos AISC tang 10 mm (si se utilizan pernos de o de 7/8 ) tang 12 mm (si se utilizan pernos de 1) tang 16 mm Lva min(12 tang,152 mm) Verificacin de Flexin por excentricidad del Clip Mu = Vu ex ; con : ex =g + ta/2

Sxang = tang Lang ^ 2 / 6 Snang = tang / 6 [ Lang ^ 2 S ^ 2 N ( N ^ 2 1) (dh + 1/16) / Lang ] Mr1 = 0.9 Fyang Sxang Mr2 = 0.75 Fuang Snang Se debe verificar que : Mr = Menor (Mr1, Mr2 ) Mu

c. Verificaciones Alma Viga A(Vlida slo para el caso de Conexin Viga-Viga con destajes en Viga A)

Captulo 3: Uniones de Cizalle Propiedad Intelectual de 3D Ingeniera de Proyectos

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Verificacin del Bloque de Corte en Alma Viga A. Avn Avg Atn Atg Donde: cp : Destaje vertical cp 0.5 Ha; Para el caso de 1 solo destaje cp 0.2 Ha; Para el caso de 2 destajes c e ho : : : Destaje horizontal (c 2 Ha) Distancia horizontal desde el destaje hasta alma de la viga B (e > c) Altura reducida de la viga: ho = Ha 2 ea - cp; ho = Ha cp; Rs1 = 0.75 ( 0.6 Fya Avg + Atn Fua ) Rs2 = 0.75 ( 0.6 Fua Avn + Atg Fya ) Rs3 = 0.75 ( 0.6 Fua Avn + Atn Fua ) Si Fua Atn 0.6 Fua Anv Si Fua Atn < 0.6 Fua Anv -> Rsn = MIN [ Rs1, Rs3] -> Rsn = MIN [ Rs2, Rs3] Para vigas soldadas para vigas laminadas : rea neta de corte Avn = [Lva2 + (N-1) S - (N-0.5) dh] ta : rea bruta de corte Avg = [Lva2 + (N-1) S] ta : rea neta de traccin Atn = [Lva3 -0.5 dh] ta : rea bruta de traccin. Atg = Lva3 ta

Rsn Vu Alma de viga A no tiene falla por bloque de cizalle. Verificacin al corte en el alma de Viga A zona destajada. Fluencia en el rea bruta: VagA = 0.9 0.6 Fya ta ho VagA Vu Se verifica corte en el alma de la viga A Fractura en el rea neta: VanA = 0.75 0.6 Fua ta ( ho - N dh ) VanA Vu Se verifica corte en el alma de la viga A Verificacin de pandeo local del alma de la viga en la zona recortada Captulo 3: Uniones de Cizalle Propiedad Intelectual de 3D Ingeniera de Proyectos 37

= min ( Fbc; 0.9 Fy) Rnp ( Snet ) / e Con: Para vigas con un recorte: Fbc = 23590 (ta / ho)^2 f k Para vigas con dos recortes. Fbc = 50840 (ta^2 / [ c ho ]) fd fd = 3.5 7.5 (cp/Ha) f : Factor de ajuste del modelo de pandeo de la placa Si c/Ha 1 Si c/Ha > 1 k : Coeficiente de pandeo de la placa Si (c/ho) 1 Si (c/ho) > 1 Inet k = 2.2 (ho / c)^1.65 k = 2.2 (ho / c) f = 2 (c/Ha) f = 1 + (c/Ha) , donde : Fbc (ksi), c(in), ho(in), ta(in) , donde : Fbc (ksi), c(in), ho(in), ta(in)

: Momento de inercia respecto a su centroide de la viga con un recorte Inet = [(1/12)(Baea^3)] + [Ba ea ym^2] + [(ta/12) (h-ea)^3] + [ta (h-ea) (0.5 h-ym)^2]

ym

: Centroide de la seccin recortada de la viga. (Con un recorte) ym A = (h-ea) h ta/(2 A) = Ba ea + (h-ea) ta

Z = ho - ym-0.5ea Snet : Mdulo de flexin elstico de la seccin destajada Para la viga con un recorte: Para la viga con dos recortes: Snet = Inet / Z Snet = ta ho^2 / 6

Se debe verificar que Rnp Vu No existe pandeo en el alma de la viga A

Captulo 3: Uniones de Cizalle Propiedad Intelectual de 3D Ingeniera de Proyectos

38

3.2.2

Doble Clip Apernado - Apernado (Viga - Columna y Viga - Viga con 1 o 2 Recortes)

3.2.2.1 Procedimiento de Clculo ASD a. Clculo del Nmero de Pernos (N)Nmero mnimo de pernos por carga de diseo N1 = 0.5 Vdis/Va

Nmero de mnimo de pernos por aplastamiento en alma Viga A N2 = Vdis/(Fapla ta dp)

Nmero de mnimo de pernos por aplastamiento en alma Viga B (Vlido para Conexiones Viga-Viga) N3 = 0.5 Vdis/(Fapla tb dp)

Nmero de mnimo de pernos por aplastamiento en columna (Ala o Alma) (Vlido para Conexiones Viga-Columna) N4 N4 = 0.5 Vdis/(Fapla ec dp) = 0.5 Vdis/(Fapla tc dp) ,Si la conexin es al Ala. ,Si la conexin es al Alma.

Nmero de pernos por hilera en el clip (N): N = max(N1, N2, N3) N = max(N1, N2, N4) ,Si la conexin es Viga-Viga ,Si la conexin es Viga-Columna

Captulo 3: Uniones de Cizalle Propiedad Intelectual de 3D Ingeniera de Proyectos

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b. Diseo del ClipLongitud del conector Lang : Longitud del clip

Lang = (N-1) S + 2 Lva Lang min(Ha - 2 Kva , ho) Lang 0.5 (Ha-2 Kva) ho g ba bb Kva : : : : : Altura del alma entre destajes (En el caso viga-viga con destajes) Gramil del clip Ala del ngulo hacia la viga A Ala del ngulo hacia el elemento receptor (Viga B o Columna) Espesor del ala ms filete de soldadura de la viga A

Clculo del Espesor del Conector Fluencia en la Seccin Bruta del ngulo t1=0.5 Vdis/(0.4 Fyang Lang) Fractura en la Seccin Neta del ngulo t2=0.5 Vdis/(0.3 Fuang (Lang-N dh)) Falla en el Bloque de Corte del ngulo en Viga A t3=0.5 Vdis/((0.3 (Lva+(N-1) (S-dh)-0.5 dh)+0.5 (ba-g)) Fuang) Falla en el Bloque de Corte del ngulo en Elemento Receptor t4=0.5 Vdis/((0.3 (Lva+(N-1) (S-dh)-0.5 dh)+0.5 (bb-g)) Fuang) Aplastamiento en el ngulo t5=0.5 Vdis/(Fapla dp N) Espesor Mnimo del ngulo tang=max(t1,t2,t3,t4,t5) Verificacin requerimientos AISC Lva min(12 tang,152 mm) tang 6 mm tang 16 mm En el caso del uso de los gramiles habituales

En el caso de utilizar combinaciones diferentes de gramil / ancho - espesor del clip, se debe verificar que cumpla con la siguiente relacin: Captulo 3: Uniones de Cizalle Propiedad Intelectual de 3D Ingeniera de Proyectos 40

dp dp min = 0.613 tang [ Fyang/ b ( b^2/Lang^2 + 2)]^0.5 0.69 (tang)^0.5 Con Fyang [Ksi], b[in], dp [in], Lang [in] y tang [in] K1 : Distancia entre el centroide de la conexin al trmino del radio de giro.

c. Verificacin Alma Viga A(Vlida slo para el caso de Conexin Viga-Viga con destajes en Viga A) Esta Verificacin es similar a la descrita en la Seccin 3.2.1.1 c. Salvo que en el caso en que el alma de la viga en la zona destajada se encuentre atiesada completamente por los ngulos de la conexin, no es necesario verificar ni flexin ni pandeo del alma de la Viga A

Captulo 3: Uniones de Cizalle Propiedad Intelectual de 3D Ingeniera de Proyectos

41

3.2.2.2 Procedimiento de Clculo LRFD a. Clculo del Nmero de Pernos (N)Nmero mnimo de pernos por carga de diseo N1 = 0.5 Vu / (Va )

Nmero de mnimo de pernos por aplastamiento en alma Viga A N2 = Vu / (0.75 Rnapla)

Nmero de mnimo de pernos por aplastamiento en alma Viga B (Vlido para Conexiones Viga-Viga) N3 = 0.5 Vu / (0.75 Rnapla)

Nmero de mnimo de pernos por aplastamiento en columna (Ala o Alma) (Vlido para Conexiones Viga-Columna) N4 = 0.5 Vu / (0.75 Rnapla)

Nmero de pernos por hilera en el clip (N): N = max(N1, N2, N3) N = max(N1, N2, N4) ,Si la conexin es Viga-Viga ,Si la conexin es Viga-Columna

b. Diseo del ClipLongitud del clip Lang : Longitud del clip

Lang = (N-1) S+2 Lva Lang min(Ha-2 Kva , ho) Lang 0.5 (Ha-2 Kva) ho g ba bb Kva : : : : : Altura del alma entre destajes (Caso Viga-Viga con destajes) Gramil del clip Ala del ngulo hacia la viga A Ala del ngulo hacia el elemento receptor (Viga B o Columna) Espesor del ala ms filete de soldadura de la viga A

Clculo del Espesor del Clip Fluencia en la Seccin Bruta del ngulo t1 = 0.5 Vu / (0.9 0.6 Fyang Lang)

Captulo 3: Uniones de Cizalle Propiedad Intelectual de 3D Ingeniera de Proyectos

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Fractura en la Seccin Neta del ngulo t2 = 0.5 Vu / [0.75 0.6 Fuang (Lang N dh )] Falla en el Bloque de Corte del ngulo en Viga A Se define: = 0.75 Av/t = Lva + (N-1) S Anv/t = Lva + (N-1) (S-dh)-0.5 dh At/t = ba g Ant/t = ba g - 0.5 dh Si Fuang Ant/t 0.6 Fuang Anv/t t3 = Menor 0.5 Vu / { ( 0.6 Fyang Av/t + Fuang Ant/t) } 0.5 Vu / { ( 0.6 Fuang Anv/t + Fuang Ant/t) }

Si Fuang Ant/t < 0.6 Fuang Anv/t t3 = Menor 0.5 Vu / { ( 0.6 Fuang Anv/t + Fyang At/t) } 0.5 Vu / { ( 0.6 Fuang Anv/t + Fuang Ant/t) }

Falla en el Bloque de Corte del ngulo en Elemento Receptor Se define: = 0.75 Av/t = Lva + (N-1) S Anv/t = Lva + (N-1) (S-dh)-0.5 dh Atb/t = bb g Antb/t = bb g - 0.5 dh Si Fuang Antb/t 0.6 Fuang Anv/t t4 = Menor 0.5 Vu / { ( 0.6 Fyang Av/t + Fuang Antb/t) } 0.5 Vu / { ( 0.6 Fuang Anv/t + Fuang Antb/t) }

Si Fuang Antb/t < 0.6 Fuang Anv/t t4 = Menor 0.5 Vu / { ( 0.6 Fuang Anv/t + Fyang Atb/t) } 0.5 Vu / { ( 0.6 Fuang Anv/t + Fuang Antb/t) }

Aplastamiento en el ngulo t5 = 0.5 Vu / (0.75 (Rnapla/t) N ) Espesor Mnimo del ngulo tang = Max [ t1 , t2 , t3 ,t4 , t5] Verificacin requerimientos AISC Lva min(12 tang, 152 mm)

Captulo 3: Uniones de Cizalle Propiedad Intelectual de 3D Ingeniera de Proyectos

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tang 6 mm tang 16 mm ,En el caso del uso de los gramiles habituales

En el caso de utilizar combinaciones diferentes de gramil / ancho - espesor del clip, se debe verificar que cumpla con la siguiente relacin: dp dp min = 0.613 tang ( Fyang/ b ( b^2/Lang^2 + 2))^0.5 0.69 (tang)^0.5 Con Fyang [Ksi], b[in], dp [in], Lang [in] y tang [in] K1 : Distancia entre el centroide de la conexin al trmino del radio de giro.

c. Verificacin Alma Viga A(Vlida slo para el caso de Conexin Viga-Viga con destajes en Viga A) Esta Verificacin es similar a la descrita en la Seccin 3.2.1.2 c. Salvo que en el caso en que el alma de la viga en la zona destajada se encuentre atiesada completamente por los ngulos de la conexin, no es necesario verificar ni flexin ni pandeo del alma de la Viga A

Captulo 3: Uniones de Cizalle Propiedad Intelectual de 3D Ingeniera de Proyectos

44

3.2.3

Placa Tipo T Apernada Apernada (Viga - Columna y Viga - Viga con 1 o 2 Recortes)

3.2.3.1 Procedimiento de Clculo ASDComentario general. De acuerdo al AISC, este tipo de conector implica algunas condiciones diferentes de diseo para el caso en que la conexin sea hacia un Soporte Rgido o hacia un Soporte Flexible. Cabe destacar, sin embargo, que la solucin ms conservativa de ambas es asumir un Soporte Flexible En trminos generales se puede sealar que cuando la conexin es hacia un Soporte Flexible, los pernos que conectan el ala de la T con el soporte deben ser diseados considerando slo el corte, mientras que el grupo de pernos del alma de la T se debe disear bajo la accin del corte y del momento producto de la excentricidad del grupo de pernos. Por el contrario, cuando la conexin es hacia un Soporte Rgido, los pernos del ala de la T se deben disear considerando el corte y el momento por la excentricidad, mientras el grupo de pernos de alma debe disearse slo considerando el corte.

a. Clculo del Nmero de Pernos en Alma Viga ANmero mnimo de pernos por carga de diseo N1 = Vdis/Va

Nmero de mnimo de pernos por aplastamiento en alma viga A N2 = Vdis/(Fapla ta dp)

Nmero de Pernos requeridos (N) N = max (N1, N2)

Captulo 3: Uniones de Cizalle Propiedad Intelectual de 3D Ingeniera de Proyectos

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Verificacin Excentricidad del grupo de pernos (Esta verificacin es necesaria solo para el caso de conexin a un Soporte Flexible) ex : Excentricidad del grupo de pernos en el alma de la Viga A Distancia desde el centro del grupo de pernos hasta el alma de la viga receptora (si es Viga-Viga) o hasta el ala o alma de la columna (si es Viga-Columna) Creq = N C: Coeficiente que depende del nmero de pernos y de la configuracin de ellos Se puede obtener como sigue: Para una fila de pernos: C = N/ (6 ex/((N+1) S)^2+1))^0.5 Para dos filas de pernos: C = N/ [ (ex (N-1) S / (Sh^2+(n^2-1) S^2/3)^2 + (ex Sh/(Sh^2+(n^2-1) S^2/3 +1/2)^2 ] ^0.5 Con: n nf : : Nmero de pernos por hilera Nmero de hileras verticales de pernos (n = N / nf )

Para otras configuraciones: Obtener de Tablas del Manual ICHA ASD (Tabla 4.1-1 a 4.1-4) o del AISC ASD (Tablas XI a XVIII) Se debe verificar que C Creq

b. Diseo de la Placa en Alma Viga A (Placa A)

Longitud de la Placa Lp : Longitud de la placa.

Lp = (n-1) S + 2 Lva Captulo 3: Uniones de Cizalle Propiedad Intelectual de 3D Ingeniera de Proyectos 46

Lp min (Ha - 2 Kva , ho) Lp 0.5 (Ha-2 Kva) n nf S Sh dba dbb ho Bb Kva : : : : : : : : : Nmero de pernos por hilera (n = N / nf ) Nmero de hileras verticales de pernos Distancia entre pernos Distancia horizontal entre pernos Dimetro de los pernos en placa del Alma de la Viga A Dimetro de los pernos en placa B Altura del alma entre destajes (En el caso viga-viga con destajes) Ancho del Ala del conector T (Ancho de la placa B) Espesor del ala ms filete de soldadura de la viga A

Fluencia en la Seccin Bruta de la Placa t1=Vdis/(0.4 Fyp Lp) Fractura en la Seccin Neta de la Placa t2=Vdis/(0.3 Fup (Lp - n dh)) Falla en el Bloque de Corte de la Placa en Viga A t3=Vdis/((0.3 (Lva+(n-1) (S-dh)-0.5 dh)+0.5 ((nf-1) (Sh-dh) + Lvh - 0.5 dh ) Fup) Aplastamiento en el Placa t4 = Vdis/(Fapla dp N) Espesor Mnimo de la Placa tp =max (t1,t2,t3,t4) Verificacin AISC tp tpmax = dba / 2 + 1.5 (mm)

c. Clculo del Nmero de Pernos en Placa del elemento receptor (Placa B) (en Viga B o en Columna)Nmero mnimo de pernos por carga de diseo Nb1 = Vdis/Va

Nmero de mnimo de pernos por aplastamiento en alma Viga B (Vlido para el Caso Viga-Viga) Nb2 = Vdis/(Fapla tb dp)

Nmero de mnimo de pernos por aplastamiento en columna (Ala o Alma) (Vlido para el Caso Viga-Columna) Nb3 = Vdis/(Fapla ec dp) ,Si la conexin es al Ala. 47

Captulo 3: Uniones de Cizalle Propiedad Intelectual de 3D Ingeniera de Proyectos

Nb3

= Vdis/(Fapla tc dp)

,Si la conexin es al Alma

Nb

:

Nmero total de pernos requeridos en la Placa

Nb = max(Nb1, Nb2, Nb3) Verificacin de la interaccin Corte-Traccin en el grupo de pernos (Esta verificacin es necesaria solo para el caso de conexin a un Soporte Rgido) Mex = Vdis ex ex :