Estructurasde Acero

Siderúrgica del Turbio S.A.

EstructurasManual de

de Acero

SER LOS LÍDERES EN NUESTRAS ÁREAS DE INFLUENCIA

SIDETUR es una empresa siderúrgica que persigue activamente la satisfacción de susclientes mediante la manufactura, desarrollo y comercialización de sus productos,sustentada en la calidad de su recurso humano, la competitividad en costos, lainnovación y el mejoramiento continuo de sus procesos y productos, con el fin deaumentar el valor de la empresa.

En SIDETUR valoramos, como factor estratégico para el logro de nuestros objetivosempresariales y como recurso orientador de nuestra conducta en la gestión diaria, lossiguientes principios de comportamiento profesional:

RespetoTrabajo en equipoTenacidadCreatividadResponsabilidadCoherenciaHonestidadAusteridadLealtad

OFRECER PRODUCTOS Y SERVICIOS DE CALIDAD A NUESTROS CLIENTES

Estamos comprometidos a ofrecer permanentemente a nuestros clientes internos yexternos, actuales y potenciales, productos y servicios que satisfagan sus expectativasen cuanto a cantidad, calidad, costo y oportunidad.

La instrumentación de esta política implica el cumplimiento de los siguientes objetivos:

Evaluar constantemente las expectativas del cliente, a fin de garantizar la satisfacciónde sus requerimientos.

Mejorar continuamente nuestros procesos productivos y administrativos, optimizandocostos y productividad, garantizando la calidad y creando nuevas aplicaciones denuestros productos.

Mantener una evaluación constante sobre el medio ambiente en todas nuestrasoperaciones, desarrollando planes que mejoren el ambiente de trabajo en seguridadindustrial.

Velar por la capacitación del personal a fin de garantizar el buen desempeño en elpuesto de trabajo.

VISIÓN

MISIÓN

VALORES

POLÍTICADE LA CALIDAD

UPL Cuaderno Nº 2

PERFILES U

Este Manual ha sido preparado con reconocidos principios de ingeniería y con el mayor cuidadoposible, pero su aceptabilidad para cualquier aplicación dada, según la Norma Venezolana

ESTRUCTURAS DE ACERO PARA EDIFICACIONES. MÉTODO DE LOSESTADOS LÍMITES, deberá estar avalada por un profesional competente. Quien utilice este Manualasume toda la responsabilidad que provenga de su uso.

Se agradece hacer llegar por escrito cualquier sugerencia, observación o comentario que produzca eluso del presente Manual a:

Gerencia de Mercadeo y Ventas, SIDETURPlanta de Antímano, Caracas:

Telf. 58-212- 407. 04.18 y 407.03.60Fax: 58-212- 407.03.72 y 407.03.73email: ce.tec@sidetur.com.vearnaldo.gutierrez@sidetur.com.veInternet: http://www.sidetur.com.ve

COVENIN 1618:1998

2

RESPONSABILIDADES

1

n 6=

2

21

Las Tablas de perfiles compuestos UPL del presente Manual están concebidaspara ser uti l izadas conjuntamente con la norma venezolana

, cuya notación, definiciones y requisitosadopta.

La información básica aquí contenida también deberá usarse con los otrosCuadernos UPL.

El alcance del presente Cuaderno son las propiedades de las seccionescompuestas de pares de perfiles UPL dispuestos para formar una sección C (] [)o una sección OC ( [ ] ), en contacto o separados entre si mediante planchas derelleno intermitentes a una distancia variable hasta un máximo de s = 25 mm.Las columnas C u OC empresilladas, como por ejemplo la mostrada en laFigura No. 2, o los perfiles UPL enlazados por medio de plancha perforada,serán tratadas en futuras publicaciones de la serie UPL.

Figura No 1

Figura No 2

COVENIN 1618 : 1998 ESTRUCTURAS DE ACERO PARA EDIFICACIONES.MÉTODO DE LOS ESTADOS LÍMITES

Secciones compuestas a ser tratadas en futuros Cuadernos UPL

I

I

Secciones compuestas contempladas en los Cuadernos UPL No. 2 a No. 4

DISEÑO CONPERFILES

COMPUESTOS UPL

3

Perfilescompuestos UPL

-¿Quisieras decirme, por favor,qué camino debo tomar

para salir de aquí?-Eso depende mucho de

adónde quieras llegar-dijo el Gato.

Lewis Carroll

4

Aplicaciones en vigas de celosía

Figura No 3

Columnas de pórticos arriostradosFigura No 4

Las Figuras No. 3 a 5 ilustran apropiadamente el amplio campo de utilización delas secciones compuestas UPL contempladas en los Cuadernos UPL No 2 a 4.La facilidad de darle curvatura a los perfiles UPL individuales y de protegerlosadecuadamente contra la corrosión, permite formar secciones cerradas paraservir de soporte a techos de estacionamientos y pasillos, cordones de vigas decelosías para grandes luces, etc.

ESTADO LÍMITEDE SERVICIO

Flecha

Protecciones

5

ESTADO LÍMITEDE AGOTAMIENTO

RESISTENTE

Dimensionesy propiedades

Las dimensiones y propiedades de las secciones compuestas por perfiles UPL,en contacto o separadas a la distancia s, se presentan en las páginas 9 a 12.Estas propiedades son independientes de la calidad del acero. Se ha incluido elperfil UPL 140, no disponible para la fecha de la publicación del presenteCuaderno.

El usuario deberá tener especial cuidado de observar la marcada diferencia depropiedades entre las secciones ] [ y [ ] con respecto al eje Y-Y. Al respecto,véase el ejemplo No. 1 en los Cuadernos UPL No. 3 y 4.

Por las razones que se explican en los Cuadernos UPL No. 3 y 4, los valores deC1 y C2 empleados en el cálculo de la resistencia a flexión, solamente sesuministra para las secciones C formadas por perfiles canal en contacto, esdecir, ][ con separación s = 0.

Las correspondientes Tablas de se suministran en losCuadernos UPL No. 3 y 4, para las calidades de acero AE 25 y AE-35,respectivamente.

I

Resistencias de Diseño

Véase las Tablas en los Cuadernos UPL No. 3 y 4, paralas calidades de acero AE 25 y AE-35, respectivamente.

Para facilitar el cumplimiento de las protecciones contra incendios ycorrosión, según las Secciones 8.4.7 y 8.4.8, respectivamente, de la Norma

, se han tabulado los valores del factor de forma S y lasuperficie a proteger para las secciones compuestas de perfiles UPL.

Resistencias de Diseño

COVENIN 1618:1998

Columnas de estructuras aporticadas

Figura No 5

6

La resistencia en los casos B y C es la misma, pero sus deformadas son diferentesdebido a la conexión entre los perfiles. Las consecuencias prácticas de estasobservaciones se recogen en el Artículo 15.8 de la NormaNo es necesario conectar continuamente los dos perfiles, basta con impedir eldeslizamiento relativo entre las piezas, vinculándolas adecuadamente en susextremos, y disponiendo conectores intermitentes en el resto de la longitud con elfin de garantizar que la relación de esbeltez entre conectores para cada perfil porseparado no exceda el 75% de la relación de esbeltez del miembro compuesto ensu totalidad. Véase la Figura No. 7 y los ejemplos No. 1 y 2 de los Cuadernos UPLNo. 3 y 4.

COVENIN 1618:98:

La protección en 3 lados o caras es propia de las vigas, mientras que la protecciónde 4 lados o caras corresponde más a columnas o arriostramientos. Los perfilescon menores valores de S requieren una protección menos gruesa que los perfilescon valores más altos.

En la Figura No 6, que corresponde a la Fig. C-15.2 de la Norma, observamos que para el caso A, los miembros no conectados

se deforman de igual manera y la carga crítica de pandeo elástico es la suma delas resistencias individuales de los perfiles componentes. En los casos B y C, losperfiles se conectan entre sí y la carga crítica de pandeo es 4 veces mayor que lacorrespondiente al caso A.

COVENIN 1618-98DETALLES

CONSTRUCTIVOS

1 2

d d

NU

NUNU

NU

NU

NU NU

NU

1 21 2

L

Caso ASin conectores

Caso BTotalmente conectado

Caso CConexión sóloen los extremos

Extremono deslizante

N E(1/12 bd )

2 L

cr=

2 3

2

�=

E(1/12 b(2d) )

L

2 3

2

�

E bd

6 L=

2 3

2� 4 E bd

6 L=

2 3

2�Ncr

Ncr

Ncr Ncr

N E(1/12 bd )

2 (.5L)

cr=

2 3

2

�

=4 E bd

6 L

2 3

2

�

Concepto de diseño en columnas compuestas

Figura No. 6

7

b2

ri menos radio de giro delperfil componente

=

a

a

aL> b

máx

a 0.75 kL r = i

rkL relación de esbeltez

máxima de la seccióncompuesta

=r

b1

La colocación de sendos perfiles UPL al lado del alma de un perfil IPN,quedando el eje de la junta a 0.20 L del apoyo, permite construir juntas decorreas continuas, como se muestra a continuación

Detalles constructivos para secciones compuestas,según el Artículo 15.8 de la Norma COVENIN 1618-98

Figura No. 7

B C D

0.1 LRefuerzo

Disposición de los empalmes en vigas IPN

L L L L

10 mm

Detalle de los empalmes

L0.2 L 0.2 L

0.1 L *

*

L

L

Figura No. 8Juntas en correa continua de perfiles IPN

A

s

8

Sin embargo las correas continuas con perfiles UPL pueden ser más ventajosas,por cuanto al solaparse sobre los apoyos resultan mejores propiedadesresistentes sin necesidad de planchas de refuerzo. La longitud de estos solapes seindica en la Figura No. 9 Véase el ejemplo No. 3 en los Cuadernos UPL No. 3 y 4.

Figura No 9

En las zonas de solape pueden ser útiles las siguientes fórmulas relacionadas conla Fig. No. 10

V = 0 en x = Vi /qV(x) = Vi - q x

M = 0 en x = Vi (Vi / q) - (2 Mi / q)q

M(x)= Mi - Vi x - 0.5 q x

Longitudes de solapes en perfiles UPL

2

2

A B C D

0.15 L

Disposición de los empalmes en las vigas UPL

0.15 L 0.1 L 0.1 L

L L L L

0.3 L en apoyo exteriores

0.2 L en apoyo interiores

L

qMi

Mj

i j

Vi Vj

xConvención positiva de signos

Figura No 10

9

149 37.2 3.10 44.8 1.99

cm cm cm cm cm4 3 3 41

DIMENSIONES YPROPIEDADES DE

PARES DE PERFILESCANAL LIVIANO UPL

PERFIL ][ 80

A, cm 15.52

Peso, kgf/m 12.2

Perfiles ][ 80 Y [ ] 80

Para ][ 80 con separación s = 0C1 = 431930 kfg/cmC2 = 0.1162 x 10 cm /kgf

2

-7 4 2

A, cm 15.52

Peso, kgf/m 12.2

PERFIL [ ] 80

X X

Y

s

Y

X X

Y

Y

s s B cm cm cm cm cm4 3 3 6

s B cm cm cm cm cm4 3 3 6

0 7.0 109 31.0 2.65 50.8 0

6 7.6 133 35.0 2.93 55.4 2070

10 8.0 150 37.6 3.12 58.5 2290

12 8.2 160 39.0 3.21 60.1 2400

13 8.3 164 39.6 3.26 60.8 2460

Dimensiones, I S r Z Ccm y y y y w

Dimensiones, I S r Z Ccm y y y y w

0 7.0 32.7 9.34 14.5 3.49 177

6 7.6 43.9 11.5 1.68 8.14 211

10 8.0 52.8 13.2 1.85 11.2 248

12 8.2 57.8 14.1 1.93 12.8 271

13 8.3 60.4 14.5 1.97 13.6 284

I S r Z Jx x xx

d

B

d

B

10

DIMENSIONES YPROPIEDADES DE

PARES DE PERFILESCANAL LIVIANO UPL

PERFIL ][ 100A, cm 20.9

2

Peso, kgf/m 16.4

Para ][ 100 con separación s = 0

C1 = 396740 kfg/cmC2 = 0.1726 x 10 cm /kgf

2

-7 4 2

A, cm 20.92

Peso, kgf/m 16.4

PERFIL [ ] 100

s B cm cm cm cm cm4 3 3 6

0 8.0 192 47.9 3.02 78.7 0

6 8.6 229 53.2 3.30 85.1 5560

10 9.0 256 56.8 3.49 89.2 6070

12 9.2 270 58.6 3.58 91.3 6340

13 9.3 277 59.6 3.63 92.4 6475

16 9.6 299 62.3 3.77 95.5 6890

20 10.0 330 66.1 3.97 99.7 7470

25 10.5 371 70.7 4.21 105 8220

s B cm cm cm cm cm4 3 3 6

0 8.0 57.2 14.3 1.65 5.25 493

6 8.6 74.2 17.3 1.88 11.5 568

10 9.0 87.7 19.5 2.04 15.7 648

12 9.2 95.0 20.7 2.13 17.8 698

13 9.3 98.8 21.3 2.17 18.9 725

16 9.6 111 23.1 2.30 22.1 816

20 10.0 129 25.7 2.48 26.2 958

25 10.5 153 29.2 2.70 31.5 1170

Dimensiones, I S r Z Ccm y y y y w

Perfiles ][ 100 Y [ ] 100

310 61.8 3.92 75.6 3.42

I S r Z Jx x xx

cm cm cm cm cm4 3 3 41

Dimensiones, I S r Z Ccm y y y y w

X X

Y

Y

s

d

B

X X

Y

d

B

s

Y

532 88.6 4.67 106 3.92

Perfiles ][ 120 Y [ ] 120

Para ][ 120 con separación s = 0

C1 = 319350 kfg/cm

C2 = 0.4325x 10 cm /kgf

2

-7 4 2

PERFIL ][ 120A, cm 24.42

Peso, kgf/m 19.2

A cm 24.42

Peso kgf/m 19.2

PERFIL [ ] 120

s B cm cm cm cm cm4 3 3 6

11

0 9.0 77.7 17.3 1.78 6.10 1070

6 9.6 98.2 20.5 2.01 13.4 1200

10 10.0 114 22.9 2.16 18.3 1340

12 10.2 123 24.1 2.25 20.7 1420

13 10.3 128 24.8 2.29 22.0 1470

16 10.6 142 26.8 2.41 26.6 1630

20 11.0 163 29.7 2.59 30.5 1870

25 11.5 192 33.4 2.81 36.6 2240

0 9.0 297 66.1 3.49 104 0

6 9.6 347 72.3 3.77 111 12050

10 10.0 383 76.5 3.96 116 13040

12 10.2 401 78.7 4.06 118 13550

13 10.3 411 79.7 4.10 120 13810

16 10.6 440 83.0 4.25 123 14610

20 11.0 480 87.3 4.44 128 15700

25 11.5 534 92.8 4.68 134 17130

Dimensiones, I S r Z Ccm y y y y w

I S r Z Jx x xx

Dimensiones, I S r Z Ccm y y y y w

s B cm cm cm cm cm4 3 3 6

cm cm cm cm cm4 3 3 41

DIMENSIONES YPROPIEDADES DE

PARES DE PERFILESCANAL LIVIANO UPL

X X

Y

Y

s

d

B

X X

Y

s

Y

d

B

Perfiles ][ 140 Y [ ] 140

870 124 5.48 147 5.06

Para ][ 140 con separación s = 0C1 = 282180 kfg/cmC2 = 0.7195 x* Para la fecha de publicación de este Manual no estaba todavía disponible.

2

10 cm /kgf-7 4 2

Dimensiones, I S r Z Ccm y y y y w

A, cm 29.02

Peso, kgf/m 22.8

PERFIL [ ] 140

0 10.0 442 88.4 3 .91 138 0

6 10.6 508 95.9 4.19 146 24310

10 11.0 555 101 4.37 152 26100

12 11.2 579 103 4.47 155 27000

13 11.3 592 105 4.52 157 27490

16 11.6 630 109 4.66 161 28920

20 12.0 682 114 4.85 167 30880

25 12.5 751 120 5.09 174 33440

s B cm cm cm cm cm4 3 3 6

PERFIL ][ 140A, cm 29.0

2

Peso, kgf/m 22.8

Dimensiones, I S r Z Ccm y y y y w

0 10.0 112 22.3 1.96 7.25 2170

6 10.6 138 26.0 2.18 16.0 2380

10 11.0 158 28.8 2.34 21.7 2610

12 11.2 169 30.2 2.42 24.6 2750

13 11.3 175 31.0 2.46 26.1 2820

16 11.6 193 33.3 2.58 30.4 3080

20 12.0 219 36.6 2.75 36.2 3480

25 12.5 256 40.9 2.97 43.5 4080

cm cm cm cm cms B4 3 3 6

DIMENSIONES YPROPIEDADES DE

PARES DE PERFILESCANAL LIVIANO UPL

12

*

I S r Z Jx x x x

cm cm cm cm4 3 3 4

cm1

*

*

X X

Y

Y

s

d

B

X X

Y

s

Y

d

B

PROTECCIÓNCONTRA INCENDIOS

PROTECCIÓN DE LASECCIÓN TRANSVERSAL Factor de forma S en m-1

Separacións en mm 0 6 10 12 13 16 20 25

Separacións en mm 0 6 10 12 13 16 20 25

PROTECCIÓNEN CAJÓN Factor de forma S en m-1

Separacións en mm 0 6 10 12 13 16 20 25

Factor de forma S en m-1

Factor de forma S en m-1

Separacións en mm 0 6 10 12 13 16 20 25

3 lados

4 lados

3 caras

4 caras

2 UPL 80

2 UPL 100

2 UPL 120

2 UPL 140

244 248 251 252 253 255 257 261

274 278 280 282 282 284 287 290

271 274 276 277 278 279 281 284

307 310 312 313 314 316 318 320

2 UPL 80

2 UPL 100

2 UPL 120

2 UPL 140

272 280 285 288 289 293 298 304

305 312 317 319 321 324 329 335

302 308 312 315 316 319 323 328

289 295 298 295 301 303 307 311

2 UPL 80

2 UPL 100

2 UPL 120

2 UPL 140

148 152 156 156 157 159 161 164

171 174 177 177 179 180 183 186

172 175 177 178 179 180 182 185

167 169 171 172 172 174 175 178

2 UPL 80

2 UPL 100

2 UPL 120

2 UPL 140

194 201 206 209 210 214 219 226

219 227 232 234 235 239 244 250

219 225 229 231 232 235 240 232

211 216 219 221 222 225 228 232

13

Por longitud

m2

Superficie a proteger

Por peso

m2

m/ /1000 kgf

PERFIL

PROTECCIÓNCONTRA LA

CORROSIÓN

80 0.530 43.44

100 0.640 38.79

120 0.756 39.38

140* 0.868 38.07

* Para la fecha de publicación de este Manual no estaba todavía disponible.

][ [ ]

14

SIDETUR. Evolución y sus productos

IPN y sus combinacionesVigas y columnas mixtas acero - concretoPerfiles importados

UPL y sus combinacionesColumnas mixtas acero - concretoPerfiles importados

L y sus combinaciones

Conexiones parcialmente restringidasConexiones totalmente restringidas

Selección de perfilesMiembros en tracciónSistemas de pisoInspección de estructuras de aceroAnálisis estratégico de estructuras de aceroDetallado de estructuras de acero y mixtas acero - concretoPasarelas peatonalesDiseño sismorresistente de edificacionesDiseño de galponesDiseño de escalerasGuía para el detallado y la inspección de acero de refuerzoen estructuras de concreto y mixtas acero - concretoGuías para la rehabilitación de edificaciones existentesPlanchas base de vigasPlanchas bases de columnasEtc, etc.

Series estándarDiseño sismorresistente

PLAN DE LA OBRA

INTRODUCCIÓN

PERFILES I

PERFILES U

PERFILES L

CONEXIONES

GUÍAS DE DISEÑO

JOIST y VIGAS DE CELOSÍA

Los números publicados de esta colección se encuentran en formato digital enla página: www.sidetur.com.ve

Números disponibles: Perfiles IPN Cuaderno Nº.1•

Perfiles UPL Cuaderno Nº.1•

Perfiles UPL Cuaderno Nº.2•