F-1Soldaduras(Welding)Conexiones EstructuralesSujetadores(Fasteners)Pernos(Bolts)Non-Structural(A-307)StructuralA325A490Remaches(Rivets)CIVILUMSSJCF

F-2CIVILUMSSJCF

F-3Las Especificaciones AISC reconocen 2 tipos de conexiones empernadas de Alta Resistencia: A) Conexion Tipo Aplastamiento:- Cuando est permitido que las partes Conectadas se aplasten directamente sobre el vstago del perno. Por tanto necesitan ser verificadas la Resistencia al Corte y al Aplastamiento.B) Conexin tipo Deslizamiento Crtico (Conocidas como Conexiones tipo Friccin):- Cuando las partes conectadas no pueden deslizarse, y las fuerzas de corte se transmiten directamente por las fuerzas de friccin que son mayores al corte directo. Esta conexion requiere una alta fuerza de pretensado sobre los pernos superior a la Carga de Prueba(proof load) equivalente a 70% de la Resistencia a Traccin.CIVILUMSSJCF

F-4Cuando la resistencia al deslizamiento es requerida, el pretensado de los pernos es superior a la Carga de Prueba, la cual es equivalente al esfuerzo de fluencia del material del perno a un 0.2% offset method o a 0.5% extension method. El esfuerzo de la carga de prueba es un minimo de 70% y 80% de la resistencia minima a traccin para pernos A-325 y pernos A-490 respectivamente.La carga de prueba puede ser conseguida utilizando el mtodo Giro de la Tuerca (turn-of-nut), que consiste en dar vuelta mas de la posicion snug-fit. Otra manera es con Llaves calibradas (calibrated wrench) en las cuales debe medirse la carga de prueba.CIVILUMSSJCF

F-5CIVILUMSSJCF

En conexiones a corte, Las Roscas Pueden Estar:A) En el Plano de Corte(N), oB) Fuera del Plano de Corte (X).(b) Conexin Excntrica a Corte(c) Conexin a Traccin(d) Conexiones Combinadas Corte y TraccinPPRosca IncluidaThread inside (N)F-6CIVILUMSSJCF

F-7Los llamados Estados Lmite o Modos de Falla controlan la Resistencia de una Conexin. Notese que los modos de falla (b, d & g) son relevante para las partes conectadas,no as para los sujetadoresCIVILUMSSJCF

F-8La resistencia a Tensin de un perno (Rn) es:Donde Fub = Resistencia a tension del material del perno. An = Area neta del Perno dentro de la Zona Roscada*. Esta area Neta es 0.75 to 0.79 del rea Bruta Ab.Entonces:

Donde,db = diametro del perno n = numero de roscas por pulgada.Nota: Fub es proporcionada en la table table J3.2 page (16.1)-104.Area de una parte Roscada*SIN EMBARGO ECUACIN NORMA SE MODIFICA Y SE UTILIZA TABLA J3.2CIVILUMSSJCF

F-9SIN EMBARGO ECUACIN NORMA SE MODIFICA Y SE UTILIZA TABLA J3.2CIVILUMSSJCF

F-10Este tipo de falla esla que se muestra en 4.6.4 b & d (diapositiva F-7). Asumiendo un ngulo () 0 como se muestra en: Whereup = Resistencia a Corte del elemento = 0.62 FuFu = Resistencia ltima a Traccin del material.Le = Distancia del centro del ulrimoperno al borde del elemento en la direccin de la carga. d = Diametro Nominal del Perno.CIVILUMSSJCF

F-11Entonces:Desde que AISC-LRFD Recomienda que la separacin minima entre pernos debe ser (2.67 d) [ver LRFD J 3.3]. Se Considera (Le 2.67 d) : * Rn = 2.4 Fu dtor* Rn = 3.0 Fu dt(Cuando la Deformacion del Agujero bajo cargas de Servicio es Considerada en el Diseo). (Equa. J3-6a)(Cuando la Deformacion del Agujero NO es Considerada en el Diseo). (Eq J3-6b)CIVILUMSSJCF

F-12CIVILUMSSJCF

F-13CIVILUMSSJCF

F-14Para Conexiones Largas (de mas de 50 pulgadas de Longitud), un factor de reduccin de un 20% es necesario(Resistencia conexin Larga < Resistencia de Pernos Individuales).CIVILUMSSJCF

F-15CIVILUMSSJCF

F-16CIVILUMSSJCF

F-17C) Espaciamiento Maximo Pernos:Miembros Pintados:s 24t but 12 in.Miembros no Pintados:s 14t but 7 in. t = Espesor de la parte mas delgada de las partes conectadas.

D) Maxima distancia de borde:

max. Distancia a borde = 12 t pero 6 ... (AISC J 3.5 Pag. 16.1 106)

t = Espesor de la parte mas delgada de las partes conectadas.Referencia: AISC J 3.5.(AISC page 16.1 108)CIVILUMSSJCF

18Ejemplo F-1Cual es la maxima tension factorizada para Conexin, Asumir (A-572 Grado 50) para placas, con pernos de (7/8) de diametroCon pernos A-325 y agujeros estndar para los casos:A) (X).B) (N).Solucion:-Capacidad de Placa: Tn = 0.90 50 3.75 = 169 kips.

Tn = 0.75 65 2.50 = 122 kips. (controla)CIVILUMSSJCF

F-19A) Resistencia de A-325-X :Corte:

Aplastamiento:

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F-20B) Resistencia pernos A-325-N :Corte: No se necesita calcular nuevamente el aplastamiento

CIVILUMSSJCF

F-20CIVILUMSSJCFEjemplo F-2

F-24Ejemplo F-3Determine el numero y espaciamiento de pernos de ( in.) de diametro (A-490-N) requeridos para desarrollar la resistencia total de la placa de calidad A-572 Grado 65 (con Fu=80 ksi) mostrada debajo. Asumir dos filas de pernos con agujeros estandar.Solucion:-Considere la placa del medio:Ae = An = 1.59 in2. (todo conectado).

Tn = Fy Ag = 0.90 65 6 0.375 = 132 kips.o Tn = Fu Ae = 0.75 80 1.59 = 96 kips. (controla)CIVILUMSSJCF

F-25*Capacidad a Corte de in. A-490-N:Rn = kips por perno.*aplastamiento de la placa de 3/8 in. :

Rn = kips por perno.

*Numero de pernos= Usar:

*Distancia al borde y separacion de pernos:CIVILUMSSJCF

F-26Tarea: Disee la conexion de abajo para que se desarrolle la resistencia total de los doble angulares usando dos lineas de pernos de ( in.) de diametro y calidad (A-325-N) en la siguiente conexion tipo Aplastamiento. El perfil doble angular es of 2Ls 6 4 3/8 de acero (A-36).Pu(A-36 Steel)Numero e pernos A ser determinados?.Gusset Plate( Espesor) (A-36)2Ls 6 x 4 x 3/8CIVILUMSSJCF

F-27 U = 0.80 (asumiendo 4 pernos o mas en una fila)Ae = U An = 0.80 2.95 = 2.36 sq. in. = 0.9 3.61 36 = 117 kips.Capacidad L (Pu) = 0.75 2.36 58 = 102.7 kips. (controla)(Pu) para 2L = 205.4 kips.Solucion:-Para un L:Ag = 3.61 sq. in.CIVILUMSSJCF

F-28Capacidad a corte por perno= Aplastamiento= 0.75 2.4 0.75 58 = 39.2 kips(Placa de union mas critico)No pernos req.:Por Usar 8 pernos (4 por linea). Utilizar el espaciamiento mostrado:Re-Chequeo:Para datos de 1L:UN VALOR MAS ALTO DE U ESTA SIEMPRE DEL LADO DE LA SEGURIDADCIVILUMSSJCF

F-30 Rn = Du hsc Tb Ns (AISC J 3.8) (Page 16.1 109)where: = 1.0 for connections which resist slip at the service load level.Rn = Nominal slip resistance of a (sc) bolt in kips. = Friction coefficient for class A & B surfaces: = 0.35 for class (A) surface (clean mill scale). = 0.50 for class (B) surface (blast clean surface).Du = 1.13 a statistical factor related to bolt pretension.Hsc = Hole factorhsc = 1.0 for standard holes.hsc = 0.85 for Oversized holes.hsc = 0.70 for long-slotted holes.Ns = Number of slip planes (1 or 2) as (m) before.Tb = Minimum fasteners tension in kips. (Table J3.1).CIVILUMSSJCF

F-31Ejemplo_La conexion mostrada utiliza pernos de ( inch) tipo A325. El deslizamiento no esta permitido. Todos los miembros conectados son de acero (A-36) steel.Se pide determinar la maxima carga factorizada que puede resistir la conexion.CIVILUMSSJCF

F-33Deslizamiento Critico:- Rn = Du hsc Tb Nswhere, = 1.0 = 0.35 asumir superficie clase (A). Du = 1.13 hsc = 1.0 standard holes Tb = 28 kips(Table J 3.1)(Table 16.1 103)Ns 1planos deslizables. Rn = 1 0.35 1.13 1 28 1 = 11.1 kips por pernoPara 4 pernos: Tu = 4 11.1 = 44.4 kips.CIVILUMSSJCF

F-344) Tension on the plate :-Maximum Capacity Tu = 44.4 kips.CIVILUMSSJCF

F-35Tarea 2:Para un miembro a tension de 3 pies de longitud debe disearse su conexion para que soporte las cargas de servicio muerta de 8 kips y viva de 22 kips. La conexion no permite Deslizamiento. Debe usar una placa de union de 3/8 de pulgada y un perfil angular. Debe usar pernos A325-X y tanmto para la plancha como para el miembro utilizar acero A572 Grado 50.CIVILUMSSJCF

F-36The factored load: Pu = 1.2D + 1.6L = 1.2(8) + 1.6(22) = 44.8 kipsComo estrategia elegiremos eldiametrro de los pernos para luego chequear el numeroEl diametro dde los pernos van desde inch a 1 inches ien incrementos de 1/8-inch.Probando pernos de 5/8 inch . El area nominal de 1 perno es:La resistencia a corte: Rn = FvAb = 0.75(48)(0.3068) = 11.04 kips/bolt(asumiendo seccion rscada en area de corte)No se permite deslizamiento. Asumimos superfiies clase (A) y para prnos de 5/8-inch- A325 SC , la tension minima es Tb = 19 kips (from AISC Table J3.1).Rn = Du hsc Tb Ns = 1 0.35 1.13 1 19 1 = 7.5 kips (controla)Solution:CIVILUMSSJCF

F-37Entoces tendremos 6 pernos ; esto puede ser areglad en dos filaspero se requiere la longitud del lado del angular.

Tratando con pernos de ( inch) diameter bolts.(assuming thread in shear plane after slip have occurred).The Slip-Critical bolt capacity :Rn = 1 0.35 1.13 1 28 1 = 11.07 kips. (controls)CIVILUMSSJCF

F-38Elejimos peernos de ( in.) (A-325-SC)Minimum spacing 3 d = 2 in. entonces (2 in.)Minimum Edge distance = 1.5 in (asumimos borde cortado).Check Tension on Member :Y requiere un area efectiva de:CIVILUMSSJCF

F-39De la seleccion realizada de AISC table D3.1 (page 16.1-29) U es 0.80. Entonces:Asumendo t = in, (Ag)2 = 1.35 in.2(controla)CIVILUMSSJCF

F-40Ag = 1.44 in2 > 1.35 in2 (OK)

rmin = rz = 0.544 in. > 0.52 in. (OK)32Como Ag = 1.44 in2 es ayor a (Ag)2 entonces cumple OK.CIVILUMSSJCF

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