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7/26/2019 PCC-000-TCMMH-Rev A- 13-11-14.pdf

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PROYECTOPROYECTO AMPLIACIN NAVE DE

CAMIONES CAEZ-DMHHoja

PROCEDIMIENTO DE CALCULO

DE CONEXIONES

1 de 78

Proyecto TCMHH Rev A 13.11.14

MINERA MINISTRO HALES.

PROCEDIMIENTO DE CLCULO CONEXIONES

PROYECTOAMPLIACIN NAVE DE CAMIONES

CAEZ-DMH

PCC-000-TCMMH

Realizada por:

Joaquin ConchaTamara Ruiz

Fecha:

13 de Noviembre de 2014

Rev ARevisada por:

Gonzalo Cceres G.German Matzner S.

Fecha:13 de Noviembre de 2014

Aprobado por:Ruben Garrido Q.

Fecha:13 de Noviembre de 2014


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DE CONEXIONES

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NDICE1. PROPIEDADES DEL ACERO .......................................................................................................................... 3

1.1 TENSIN ADMISIBLE DEL ACERO .................................................................................................................. 31.2 MDULO DE ELASTICIDAD DEL ACERO (E) ................................................................................................... 3

2. CONEXIONES APERNADAS .......................................................................................................................... 3

2.1 CAPACIDAD DE LOS PERNOS.......................................................................................................................... 32.2 CLCULO DE RESISTENCIA ............................................................................................................................ 42.3 EFECTO COMBINADO DE CORTE Y TRACCIN ............................................................................................... 42.4 APLASTAMIENTO EN CONEXIONES APERNADAS............................................................................................ 52.5 BLOQUE DE CORTE EN CONEXIONES APERNADAS ......................................................................................... 5

2.6

CONEXIONES APERNADAS TIPO SLIPCRITICAL (!RESISTENTES AL DESLI"AMIENTO#) ................................. 62.$ ESPACIAMIENTOS L%MITES ............................................................................................................................ &

3. CONEXIONES SOLDADAS ........................................................................................................................... 10

3.1 TENSIN DE ROTURA DE LA SOLDADURA ................................................................................................... 1'3.2 RESISTENCIA DE LAS CONEXIONES SOLDADAS.SOLDADURA DE FILETE ..................................................... 1'3.3 TENSIN ADMISIBLE DE LA SOLDADURA .................................................................................................... 1'3.4 TENSIN ADMISIBLE DEL METAL BASE ...................................................................................................... 1'3.5 ESPESORES M%NIMOS Y MXIMOS PARA FILETES DE SOLDADURA .............................................................. 1'3.6 SECCIONES .................................................................................................................................................. 11

4. VERIFICACIONES GENERALES ................................................................................................................ 16

4.1 PANDEO PLACA COMPRIMIDA ..................................................................................................................... 16

4.2

ALAS Y ALMAS CON FUER"AS PUNTUALES ................................................................................................. 16

5. DIAGONALES .................................................................................................................................................. 23

5.1 DIAONAL APERNADA CAN RECTANULAR O CIRCULAR....................................................................... 235.2 DIAONAL APERNADA L ............................................................................................................................. 2&5.3 DIAONAL APERNADA XL .......................................................................................................................... 335.4 DIAONAL APERNADA TY TL .................................................................................................................... 3&5.5 DIAONAL APERNADA TLEN CI"ALLE DOBLE ........................................................................................... 43

6. UNIONES DE CORTE Y TRACCIN .......................................................................................................... 48

6.1 PLANC*A DE CORTE (SINLE PLATE) ......................................................................................................... 4&6.2 EFECTO TENA"A ......................................................................................................................................... 5$

7. EMPALME DE COLUMNA TIPO ..................................................................................................................... 61

$.1

EMPALMEDECOLUMNAO+IASCI"ALLEDOBLEALASYALMA. ......................................... 61

$.1.1 DISE,O PLANC*AS CONECTADAS AL ALA .................................................................................................... 61$.1.2 DISE,O PLANC*AS CONECTADAS AL ALMA ................................................................................................. 6-

8 NUDOS GENERALES ..................................................................................................................................... 74

&.1 PROCEDIMIENTOS DE DESARROLLO ENERAL POR NUDOS ........................................................................... $4&.2 COMBINACIONES DE CARA ....................................................................................................................... $5&.3 DISE,O DE CONEXIONES EXCNTRICAS ...................................................................................................... $6


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1. PROPIEDADES DEL ACERO

1.1 Tensin Admisible del Acero

La siguiente tabla muestra las propiedades mecnicas del acero.

Descripcin FvKsi (kg/cm2)Fu

Ksi (kg/cm2)A36 36 (2530) 58 (4080)A992 50 (3579) 65 (4574)

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)

2. CONEXIONES APERNADAS

2.1 Capacidad de los Pernos

La capacidad de los pernos se calcula de la siguiente forma:

bnn AFR = ; = 2.00

Donde:

nF : Tensin de traccin nominal ntF , o tensin de corte nvF

bA : rea nominal del perno. ( )42bb dA =

Las tensiones admisibles de los pernos, tanto para los casos de hilo incluido como excluido sepresentan en la siguiente tabla:

Tipo dePerno

Fnv, ksi (kg/cm2) Fnt, ksi (kg/cm

2)

Hiloincluido Hiloexcluido Hiloincluido HiloexcluidoA307 24 (1687) -- 45 (3164) --A325 48 (3375) 60 (4218) 90 (6328) 90 (6328)A490 60 (4218) 75 (5273) 113 (7945) 113 (7945)


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2.2 Clculo de Resistencia

La siguiente tabla presenta los factores de seguridad y clculo de resistencia bajo el mtodoASD.

Carga Estado Rn/

Traccin Fluencia 0.6FyAg 1.67Fractura 0.5FuAe 2.00

Corte Fluencia 0.4FyAg 1.50Fractura 0.3FuAnv 2.00

Flexin Fluencia 0.6FyZx 1.67

Donde: UAA ne = , Para Uver Tabla D3.1

gne AAA = &5.' , Para empalmes

2.3 Efecto Combinado de Corte y Traccin

La resistencia disponible a la traccin de un perno sujeto al efecto combinado de corte ytraccin se determina de la siguiente forma:

bntn AFR = / ; = 2.00

Donde:/ntF : Tensin de traccin nominal modificada para incluir los efectos de la carga de corte.

ntv

nv

ntntnt Ff

F

FFF

= 3.10

ntF : Tensin nominal de traccin

nvF : Tensin nominal de corte

vf : Tensin de corte requerida

NOTA: Cuando la tensin requerida, f, ya sea en corte o traccin , es menor o igual al 20por ciento de la tensin admisible, los efectos de la tensin combinada no requieren serinvestigados. Tambin notar que las ecuaciones entregadas arriba pueden ser reescritaspara obtener la tensin de corte nominal modificada, /nvF , como funcin de la tensin a

traccin requerida, tf .


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2.4 Aplastamiento en Conexiones Apernadas

La resistencia admisible al aplastamiento, nR , en los agujeros de los pernos se determina

de la siguiente manera:

= 2.00

(a) Para un perno en una conexin con agujeros estndar, sobredimensionados y ovaladoscortos, independiente de la direccin de la carga, o con agujero ovalado largo con ladimensin mayor paralela a la direccin de la fuerza:

(i) Cuando la deformacin en el agujero del perno bajo la carga de servicio es una

consideracin en el diseo:

uucn FtdFtLR = 4.22.1

(ii) Cuando la deformacin en el agujero del perno bajo la carga de servicio no esuna consideracin en el diseo:

uucn FtdFtLR = '.35.1

(b) Para un perno en una conexin con agujero ovalado largo con la dimensin mayorperpendicular a la direccin de la fuerza:

uucn FtdFtLR = '.2'.1

Donde:: Dimetro nominal el perno, in: Tensin ltima especificada para el material a conectar, ksi: Distancia libre, en la direccin de la fuerza, entre el borde del agujero y el borde delagujero adyacente o el borde del material, in: Espesor del material a conectar, in

En una conexin la resistencia al aplastamiento es igual a la suma de las resistencias alaplastamiento de los pernos individualmente considerados.

2.5 Bloque de Corte en Conexiones Apernadas

La resistencia disponible para el estado lmite de bloque de corte en un plano de corte y unplano perpendicular de traccin deber ser:

ntubsgvyntubsnvun AFUAFAFUAFR ++= 6.'6.'


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= 2.00Donde:

nvA : rea neta de corte

bsU : Donde la tensin sea uniforme 1=bsU ; donde la tensin sea no uniforme 5.'=bsU

ntA : rea neta de traccin

gvA : rea bruta de corte

2.6 Conexiones Apernadas tipo Slip-Critical (Resistentes al deslizamiento)

Las conexiones tipo slip-critical transmiten la solicitacin (bajo cargas de servicio) por friccinentre las placas conectadas. Por este motivo, la resistencia depende de la condicin de lassuperficies en contacto y de la tensin de apriete de los pernos, como lo muestra la Figura.

Este tipo de conexin se utiliza para resistir las solicitaciones de servicio sin deslizamiento en launin, Sin embargo, cabe destacar que bajo la accin de solicitaciones mayores a las deservicio puede producirse el deslizamiento, perdindose con esto la resistencia friccional de launin 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, yconsiderando lo antes sealado, se recomienda que el diseo de este tipo de unin se realicecomo si se tratara de una conexin por aplastamiento.

NOTA: Dada la necesidad de aplicar altos niveles de tensin de apriete en los pernos, sehace necesario el uso de pernos de alta resistencia.

La resistencia al deslizamiento de diseo nR , y la resistencia al deslizamiento admisible

nR , se determinan de la siguiente manera:

sbscun NThDR =

F 789:;8;9 :;8>

T


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Para conexiones en las cuales la prevencin del deslizamiento es un estado lmite deserviciabilidad:

= 1.00 (LRFD) = 1.50 (ASD)

Para conexiones diseadas para prevenir el deslizamiento en el nivel de resistencia requerida:

= 0.85 (LRFD) = 1.76 (ASD)

Donde: : Coeficiente de deslizamiento para superficies clase A o B.

= 0.35 para superficies clase A (superficies limpias sin pintar o superficies limpias consoplete con revestimiento clase A)= 0.50 para superficies clase B (superficies sin pintar limpias con soplete o superficieslimpias con soplete con revestimiento clase B)

uD = 1.13

sch : Factor del agujero, determinado de la siguiente forma:

(a) Para agujeros estndar sch =1.00

(b) Para agujeros sobredimensionados u ovalados corto sch =0.85

(c) Para agujeros ovalados largos sch =0.70

sN : Nmero de planos de deslizamiento.

bT : Tensin mnima del perno, dad en la Tabla J3.1

Interaccin Corte - Traccin

Cuando la conexin slip-critical es solicitada adems por cargas de traccin, la resistencia aldeslizamiento de un perno calculada anteriormente debe ser multiplicada por el siguiente factor

sk :

bbu

us

NTD

Tk

= 1 (LRFD)

bbu

a

s

NTD

Tk

=

5.11 (ASD)

Donde:

bN : Nmero de pernos que resisten la carga de traccin

aT : Tensin debida a las combinaciones de carga ASD

bT : Tensin mnima del perno dada en la Tabla J3.1

uD =1.13


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2.7 Espaciamientos Lmites

Si se considera el siguiente esquema de una conexin apernada:

Donde:

bd : Dimetro del perno

1S : Distancia entre centros de las perforaciones en direccin del esfuerzo

2S : Distancia entre centros de las perforaciones en direccin perpendicular del esfuerzo

vL : Distancia desde el centro de las perforaciones a los bordes de la pieza

2.7.1 Espaciamiento Mnimo

La distancia entre el centro de agujeros estndar, sobredimensionados u ovalados no deber

ser menor que 2 2/3 veces el dimetro nominal del perno, bd . Una distancia de 3 veces bd esrecomendada.

2.7.2 Espaciamiento Mximo entre Pernos.

La separacin longitudinal entre conectores en contacto continuo formados por una plancha yun perfil o dos planchas debe ser:

(a) Para miembros pintados o sin pintar no sujetos a corrosin, el espaciamiento no deber sermayor a 24 veces el espesor de la plancha ms delgada o 12 in (305mm).

(b) Para miembros sin pintar sujetos a corrosin, el espaciamiento no deber ser mayor a 14veces el espesor de la plancha ms delgada o 7 in (180mm)

2.7.3 Distancia Mnima al Borde de la Plancha de Conexin

La distancia desde el centro de un agujero estndar al borde de una parte conectada, encualquier direccin, no debe ser menor que ya sea el valor entregado en la Tabla J3.4 o lorequerido en la seccin J3.10. La distancia desde el centro de un agujero sobredimensionado u


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ovalado al borde de una parte conectada no deber ser menor que lo requerido para el agujeroestndar ms un incremento igual a C2de la Tabla J3.5.

Distancia mnima al borde(Desde el centro de un agujero estndar al borde de la parte a

conectar)

Dimetro del pernoin

Bordes Cortadosin (mm)

Bordes curvos,Perfiles o barras,

in (mm)1/2 7/8 (22.2) 3/4 (19.1)5-8 1 1/8 (28.6) 7/8 (22.2)3/4 1 1/4 (31.8) 1 (25.4)7/8 1 1/2 (38.1) 1 1/8 (28.6)1 1 3/4 (44.4) 1 1/4 (31.8)

1 1/8 2 (50.8) 1 1/2 (38.1)1 1/4 2 1/4 (57.2) 1 5/8 (41.3)

Sobre 1 1/4 1 3/4 x db(44.4 x db) 1 1/4 x d (31.8 x d)

2.7.4 Distancia Mxima al Borde de la Plancha de Conexin

La distancia entre centro de los agujeros no debe ser mayor que 12 veces el espesor de laplancha a conectar, ni debe exceder de 6 in (150mm).


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3. CONEXIONES SOLDADAS

3.1 Tensin de Rotura de la Soldadura

Electrodo Fexx(Ksi)Fexx

(kg/cm2)E 70xx 70 4925

3.2 Resistencia de las Conexiones Soldadas. Soldadura de Filete

En 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 baseadyacente a la soldadura, como se indica en los siguientes procedimientos.

3.3 Tensin Admisible de la Soldadura

wwn AFR = ; = 2.00

Donde:

wF : Resistencia nominal de la soldadura por unidad de rea, EXXw FF = 6.'

wA : rea efectiva de la soldadura

3.4 Tensin Admisible del Metal Base

BMBMn AFR = ; = 1.50

Donde:

BMF : Resistencia nominal del metal base por unidad de rea, yBM FF = 6.'

BMA : rea de la seccin transversal del metal base

3.5 Espesores Mnimos y Mximos para Filetes de Soldadura

Filetes mnimos de soldadura en funcin del menor espesor a unir (t)


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Menor espesor delas partes a unir

in (mm)

Tamao mnimode filetein (mm)

t 1/4 (6) 1/8 (3)1/4 (6) < t 1/2 (13) 3/16 (5)

1/2 (13) < t 3/4(19)

1/4 (6)

3/4 (19) < t 5/16 (8)

Filetes mximos de soldadura en funcin del menor espesor a unir (t)

Menor espesor delas partes a unir

in (mm)

Tamao mximode filetein (mm)

t < 1/4 (6) tt 1/4 (6) t -1/16 (2)

3.6 Secciones

3.6.1 Seccin lineal paralela

2

bx=

2

hy =

6

3hIx =

2

2bhIy

=

yx III +=

( ) ( )222 tftyvtx! fffffF ++++=

ttx

I

yMf

=

h

"f d#sv

=

2,

tty

I

xMf

=

Z X

Y

h

b

Tdis

Vdis

x

y

z


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x

ff

I

yMf

= , h

Tf d#st

= 2

3.6.2 Seccin Lineal

'=x

2

hy =

12

hIx =

'=yI

yx III +=

( ) 222 fvttx! ffffF +++=

ttx

I

yMf

=

h

Tf d#st=

h

"f d#sv =

x

f

fI

yMf

=

3.6.3 Seccin C

hb

bx

+=

2

2

2

hy =

Z X

Y

h

h

Y

Z

X

b

x

Vdis

x

y

z

Tdis


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122

32 hhbIx +

=

hb

bbIy

+

=

23

2 43

yx III +=

( ) ( ) 222 ftyvtxt! fffffF ++++=

Con respecto al pto. A (el ms alejado)

hb

Tf d#st

+=

2,

t

txI

yMf

=

hb

"f d#sv

+=

2,

( )

t

tyI

xbMf

=

x

f

fI

yMf

=

3.6.4 Seccin C Irregular

( )hbb

bbx

++

+=

21

22

21

2

( )hbb

hbhy

++

+=

21

22

2

2

( )

hbb

hbhhb

hIx

++

++=

21

22

22

2

3 2

3

( )( )hbbbbbbIy

++++=

21

22

2

2

1

3

2

3

1

433

yx III +=

( ) ( ) 222 ftyvtxt! fffffF ++++=

Tdis

Vdis

x

y

zA

Y

ZX

h

b1

b2

x

y


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Con respecto al pto. A (el ms alejado)

hbb

Tf d#st

++=

21

,

ttx

I

yMf

=

hbb

"f d#sv

++=

21

,( )

tty

I

xbMf

= 1

x

f

fI

yMf

=

3.6.5 Seccin en L

( )bh

bx

+=

2

2

( )bh

hy

+=

2

2

( )bh

hhIx

+=

43

43

( )bh

bbIy

+=

43

43

yx III +=

( ) ( ) 222 ftyvtxt! fffffF ++++=

Con respecto al pto. A:

hb

Tf d#st

+= ,

ttx

I

yMf

=

hb

"f d#sv

+= ,

( )

tty

I

xbMf

=

x

f

fI

yMf

=

Con respecto al pto. B:

hb

Tf d#st

+= ,

( )

ttx

I

yhMf

=

Tdis

Vdis

x

yz

A

B

Z

X

Y

h

bB

x

TdisVdis

x

y

z

A


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hb

"f d#sv += ,

ttyI

xMf

=

( )

x

f

fI

yhMf

=


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4. VERIFICACIONES GENERALES

4.1 Pandeo Placa Comprimida

La resistencia nominal a compresin, n$ , deber ser determinada basndose en el estado

lmite del pandeo flexural:

gc!n AF$ = ; = 1.67

La tensin de pandeo flexural, c!F , se determina como sigue:

(a) CuandoyF

E!L% $1.4 ( ye FF 44.' )

y

F

F

c! FF e

y

= 65&.'

(b) CuandoyF

E

!

L%>

$1.4 ( ye FF < 44.' )

ec! FF = &$$.'

Donde:

eF : Tensin elstica critica de pandeo, 2

2

=

!

L%

EFe

4.2 Alas y Almas con Fuerzas Puntuales

Esto se aplica para fuerzas puntuales nicas y dobles aplicadas normal a l(las) ala(s) deperfiles con alas anchas y perfiles armados similares. Una fuerza puntual nica puede ser de

compresin o de traccin. Las fuerzas puntuales dobles son una de compresin y la otra detraccin que forman un par en el mismo lado del elemento cargado.

Cuando la resistencia requerida es mayor a la disponible, determinada para los estados limitesentregados a continuacin, se debern proveer atiesadores y/o refuerzo del alma cuyasdimensiones se debern calcular con la diferencia de carga entre la resistencia requerida y ladisponible. Los atiesadores debern tambin cumplir con los requerimientos de diseo de laSeccin J10.8 . Los refuerzos del alma debern tambin cumplir con los requerimientos dediseo de la Seccin J10.9.


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4.2.1 Pandeo local del ala

Esto se aplica para fuerzas puntuales nicas de traccin y para la componente de traccin delas fuerzas puntuales dobles.

yffn FtR = 225.6 ; = 1.67

Donde:

yfF : Tensin de fluencia del ala del elemento

ft : Espesor del ala carga

Si el largo de carga a travs del ala del elemento es menor a fb15.' , donde fb es el ancho

de ala del elemento, la ecuacin anterior no requiere ser verificada.

Cuando la fuerza puntual a ser resistida es aplicada a una distancia menor a ft1' del extremo

del elemento el valor de nR deber ser reducido en un 50 %.

4.2.2 Fluencia local del alma

Esto se aplica para fuerzas puntuales nicas y para ambas componentes de las fuerzaspuntuales dobles.

= 1.50

(a) Cuando la fuerza puntual a ser resistida es aplicada a una distancia mayor al alto delelemento, d, del extremo del elemento:

( ) wywn tFNkR += 5

(b) Cuando la fuerza puntual a ser resistida es aplicada a una distancia menor o igual al alto delelemento, d, del extremo del elemento:

( ) wywn tFNkR += 5.2

Donde:k : Distancia desde la cara exterior del ala hasta el filete de soldadura del alma, aek +=

ywF : Tensin de fluencia del alma del elemento

N : Longitud de aplastamiento (no menor a kpara reacciones de apoyo de vigas)

wt : Espesor del alma del elemento


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Cuando sea requerido se debern proveer atiesadores transversales o refuerzos de alma.

4.2.3 Pandeo del alma

Esto se aplica para fuerzas puntuales nicas de compresin o para la componente decompresin de las fuerzas puntuales dobles.

= 2.00

(a) Cuando la fuerza puntual de compresin a ser resistida es aplicada a una distancia mayor oigual a 2d , del extremo del elemento:

w

fyw

f

wwn

t

tFE

t

t

d

NtR

+=

5.1

2 31&'.'

(b) Cuando la fuerza puntual de compresin a ser resistida es aplicada a una distancia menor a2d , del extremo del elemento:

(i) Para 2.'dN

w

fyw

f

w

wnt

tFE

t

t

d

N

tR

+=

5.1

2

314'.'

(ii) Para 2.'>dN

w

fyw

f

wwn

t

tFE

t

t

d

NtR

+=

5.1

2 2.'4

14'.'

Donde:d : Alto del elemento

ft : Espesor del ala

Cuando sea requerido se debern proveer atiesadores transversales, o un par de atiesadorestransversales, o refuerzos de alma con una extensin de por lo menos la mitad del alto delalma.


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4.2.4 Pandeo lateral del alma

Esto se aplica slo para fuerzas puntuales nicas de compresin aplicadas a elementos dondele movimiento lateral relativo entre el ala comprimida y el ala traccionada no est restringido enel punto de aplicacin de la fuerza puntual.

= 1.76

(a) Si el ala comprimida est restringida para la rotacin

(i) Para ( ) 3.2fw b&th

+

=

3

2

3

4.'1f

wfw!

nb&

th

h

tt'R

(ii) Para ( ) 3.2>fw b&th el estado lmite del pandeo lateral del alma no se aplica.

Cuando la resistencia requerida para el alma exceda la resistencia disponible, se deberproveer de un arriostramiento lateral local en el ala traccionada o ya sea un par de atiesadorestransversales o una plancha de refuerzo de alma.

(b) Si el ala comprimida no est restringida para la rotacin

(i) Para ( ) $.1fw b&th

=

3

2

3

4.'f

wfw!

nb&

th

h

tt'R

(ii) Para ( ) $.1>fw b&th el estado lmite del pandeo lateral del alma no se aplica.

Cuando la resistencia requerida para el alma exceda la resistencia disponible, se deberproveer un arriostramiento lateral local en ambas alas en el punto de aplicacin de las fuerzas

puntuales.

En las ecuaciones anteriores:

fb : Ancho del ala

!' : ya MM


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h : Distancia libre entre alas menos el filete o el radio para perfiles plegados; distanciaentre lneas adyacentes de pernos o la distancia libre entre las alas cuando la se usasoldadura en perfiles armados

& : Mayor longitud no arriostrada de las alas en el punto de carga

ft : Espesor del ala

wt : Espesor del alma


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4.2.5 Pandeo del alma por compresin

Esto se aplica para un par de fuerzas puntuales nicas de compresin o para la componente decompresin en un par de fuerzas puntuales dobles, aplicada en ambas alas de un elemento enla misma ubicacin.

h

FEtR

yww

n

=

324 ; = 1.67

Cuando un par de fuerzas puntuales de compresin es aplicado a una distancia menor a 2d

desde el extremo del elemento, nR deber ser reducida en un 50%.

Cuando sea requerido se debern proveer atiesadores transversales, un par de atiesadorestransversales, o un refuerzos de alma con una extensin igual al alto del alma.

4.2.6 Corte en zona panel del alma

Esto se aplica para fuerzas puntuales dobles aplicadas a una o a ambas alas del elemento enuna misma ubicacin.

= 1.67

(a) Cuando el efecto de la deformacin de la zona panel en la estabilidad del marco no es

considerado en el anlisis:

(i) Para c! $$ 4.'

wcyn tdFR = 6'.'

(ii) Para c! $$ > 4.'

=

c

!wcyn

$

$tdFR 4.16'.'

(b) Cuando la estabilidad del marco, incluyendo la deformacin plstica de la zona panel, esconsiderado en el anlisis:

(i) Para c! $$ $5.'

+=

wcb

cfcf

wcyntdd

tbtdFR

2316'.'

(ii) Para c! $$ > $5.'


22/78




DE CONEXIONES

22 de 78


+=

c

!

wcb

cfcfwcyn

$$

tddtbtdFR 2.1-.1316'.'

2

En las ecuaciones anteriores:

A : rea de la seccin transversal de la columna

cfb : Ancho del ala de la columna

bd : Alto de la viga

cd : Alto de la columna

yF : Tensin de fluencia del alma de la columna

c$ :

y$ (LRFD)

c$ : y$6.' (ASD)

!$ : Resistencia requerida

y$ : AFy

cft : Espesor del ala de la columna

wt : Espesor del alma

Cuando sea requerido se debern proveer un refuerzo de alma o un par de atiesadorestransversales.


23/78


24/78




DE CONEXIONES

24 de 78


(c) Verificacin del gusset

1. Por aplastamiento

( ) ( )

+

hvh

f

fu

d#sg

dLdSN

NNF

Te

5.'16.'

NdF

Te

bu

d#s

g

2.1

Donde:fN : Nmero de Filas de pernos

ge : Espesor del gusset

uF : Tensin ltima del acero

S : Separacin entre pernos

hd : Dimetro del agujero

vL : Distancia al borde de la plancha

bd : Dimetro nominal del perno

2. Por desgarramiento

( ) [ ][ ]hfubshvhf

u

d#sg

dStNFUdLdSN

NF

Te

+

+

15.'5.'13.'2

[ ] [ ]hfubsv

f

u

d#sg

dStNFULSN

NF

Te

+

+

15.'13.'2

Donde:St : Separacin entre filas de pernos

bsU : Donde la tensin sea uniforme 1=bsU ; donde la tensin sea no uniforme 5.'=bsU g : Gramil del perfil

fN : Nmero de Filas de pernos


25/78




DE CONEXIONES

25 de 78


(d) Verificacin del perfil


( ) ( )

+

hvh

f

fu

d#s

dLdSN

NNF

Te

5.'16.'

NdF

Te

bu

d#s

2.1

Donde:e : Espesor del perfil HSS







( ) [ ] [ ]hfubshvhf

u

d#s

dStNFUdLdSN

NF

Te

+

+

15.'5.'13.'2

[ ] [ ]hfubsv

f

u

d#s

dStNFULSN

NF

Te

+

+

15.'13.'2

Donde:

St : Separacin entre filas de pernosbsU : Donde la tensin sea uniforme 1=bsU ; donde la tensin sea no uniforme 5.'=bsU

(e) Verificacin de la seccin de Withmore


26/78




DE CONEXIONES

26 de 78


( ) StNtgSNNb f

f

w +

)1(?3'12

Donde

wb : Ancho de la seccin de Withmore

N : Nmero de pernos totalesS : Separacin entre pernos de una misma filasSt : Separacin entre filas de pernos

1. Por fluencia en el rea bruta

gyd#s AFT 6.'

Donde:

gA : rea bruta de la seccin de Withmore, gwg ebA =


2. Por fractura en el rea neta

eud#s AFT 5.'

Donde:

eA : rea neta efectiva, gne AAA = &5.'

nA : rea neta, ( )hwgn dbeA = 2


(f) Verificacin del pandeo en el gusset

gc!d#s AFT 6'.'

Donde:

c!F : Tensin de pandeo flexural

(a). CuandoyF

E

!

L%

$1.4@ y

F

F

c! FF e

y

= 65&.'


27/78




DE CONEXIONES

27 de 78


(b) CuandoyF

E!L% > $1.4@ ec! FF = &$$.'

% : Factor del largo efectivo, segn Tabla C-C2.2 los valores recomendados son:(a) Para diagonales conectadas a ambos lados 65.'=% (b) Para diagonales conectadas a un lado 2.1=%

@L : Longitud mxima de pandeo

! : Radio de giro,12

ge!=


E : Mdulo de elasticidad del acero

yF : Tensin de Fluencia del acero


2

=

!

L%

EFe


(g) Verificacin del rea neta efectiva:

eud#s AFT 5.' Donde:

eA : rea neta efectiva, UAA ne .=

nA : rea neta, Min. { ( )(SSe!f#&gn AA ..&5.' ; ( )(SSe!f#&gn eeAA ..2.. = }e : Espesor de perfil HSS

e : Espesor de paleta

U : &x 1 ; para Rectangular HSS (&d)nde

x =)(4

22

(B

B(B

+

+

x =)(4

2

(B

B

+

& : Longitud de conexin

x : Excentricidad de conexin

U : 1; para Round HSS D&d)nde 3.1 U : &x 1 ; para Round HSS D&Dd)nde 3.1


28/78




DE CONEXIONES

28 de 78


x = D



5.2 Diagonal Apernada L

(a) Carga de diseo ( d#s

T )

= nd#sR

T

gyn AFR = ; = 1.50

Donde:


gA : rea seccin transversal del perfil

(b) Nmero de pernos (N )

n

d#s

R

TN

=

5.'

bnvn AFR = ; = 2.00

Donde:

nvF : Tensin de corte nominal del perno


29/78




DE CONEXIONES

29 de 78


b

A : rea nominal del perno.( )

42bb

dA =



( ) ( ) ( )[ ]hvfhfud#s

gdLNdSNNF

Te

+

5.'6.'

NdF

Te

bu

d#sg

2.1

Donde:ge : Espesor del gusset


fN : Nmero de filas de pernos





2. Por desgarramiento (slo para ms de Una fila de pernos)

( ) ( )[ ] ( ) ( )[ ]htfubshvhud#s

gdSNFUdLdSnF

Te

++

15.'5.'13.'2

( )[ ] ( ) ( )[ ]htfubsvyd#s

gdSNFULSnF

Te

++

15.'13.'2

Donde:


tS : Separacin transversal entre pernos

n : Nmero de pernos por fila, fNNn=




30/78




DE CONEXIONES

30 de 78


( ) ( ) ( )[ ]hvfhfu

d#s

dLNdSNNF

Te + 5.'6.'

NdF

Te

bu

d#s

2.1

Donde:e : Espesor del perfil L




hd : Dimetro del agujerovL : Distancia al borde de la plancha


2. Por desgarramiento (para Una fila de pernos)

( ) ( )[ ] [ ]hvubshvhu

d#s

dLFUdLdSNF

Te

++

5.'5.'5.'13.'

( )[ ] [ ]hvubsvyd#s

dLFULSNFTe

++

5.'5.'13.'

Donde:


3. Por desgarramiento (para Dos filas de pernos)

a) 1 Modo de Falla

( ) ( )[ ] ( ) ( )[ ]htfubshvhud#s

dSNFUdLdSnF

Te

++

15.'5.'13.'2

( )[ ] ( ) ( )[ ]htfubsvyd#s

dSNFULSnF

Te

++

15.'13.'2


31/78




DE CONEXIONES

31 de 78


b) 2 Modo de Falla

( ) ( )[ ] ( ) ( )[ ]dhLvdSNFUdLdSnFT

ehtfubshvhu

d#s

5.'15.'5.'13.' +++

( )[ ] ( ) ( )[ ]dhLvdSNFULSnFT

ehtfubsvu

d#s

5.'15.'13.' +++

Donde:


n : Nmero de pernos por fila,f

NNn=


( ) ( ) ( ) tfw SNtgSnb + 1?3'12

Donde




fN : Nmero de filas



gyd#s AFT 6.'

Donde:




eud#s AFT 5.'


32/78




DE CONEXIONES

32 de 78


Donde:


nA : rea neta, ( )hfwgn dNbeA =



gc!d#s AFT 6'.'

Donde:


(a). CuandoyF

E

!

L% $1.4@ yF

F

c! FF e

y

= 65&.'

(b) CuandoyF

E

!

L%>

$1.4@ ec! FF = &$$.'



! : Menor radio de giro,12

ge!=





2

=

!

L%

EFe



eud#s AFT 5.'


33/78




DE CONEXIONES

33 de 78


Donde:


nA : rea neta, Min. { ( )Le!f#&gn AA ..&5.' = ; ( )edNAA hfLe!f#&gn = .. }hd : Dimetro del agujero

: &x 1 & : Longitud de conexin


5.3 Diagonal Apernada XL

(a) Carga de diseo ( d#sT )

= nd#sR

T

gyn AFR = ; = 1.50

Donde:yF : Tensin de Fluencia del acero



34/78




DE CONEXIONES

34 de 78



n

d#s

R

TN

=

5.'

bnvn AFR = ; = 2.00

Donde:





( ) ( ) ( )[ ]hvhu

d#s

gdLdSNF

Te

+

5.'226.'

NdF

Te

bu

d#s

g

2.1

Donde:


uF : Tensin ltima del aceroS : Separacin entre pernos





( ) [ ]hubshvhu

d#sg

dgFUdLdSN

F

Te

+

+

25.'5.'12

3.'2

[ ]hubsvy

d#sg

dgFULSN

F

Te

+

+

25.'12

3.'2


35/78




DE CONEXIONES

35 de 78


Donde:




( ) ( ) ( )[ ]hvhu

d#s

dLdSNF

Te

+

5.'226.'

NdFTe

bu

d#s

2.1

Donde:e : Espesor del perfil







( ) [ ]hvubshvhu

d#s

dLFUdLdSN

F

Te

+

+

5.'5.'25.'12

3.'2

[ ]hvubsvy

d#s

dLFULSN

F

Te

+

+

5.'5.'212

3.'2

Donde:



36/78




DE CONEXIONES

36 de 78



( ) gtgSN

bw +

2?3'1

22

Donde


N : Nmero de pernos totalesS : Separacin entre pernosg : Gramil del perfil


gyd#s AFT 6.'

Donde:




eud#s AFT 5.'

Donde:





gc!d#s AFT 6'.'

Donde:


(a). CuandoyF

E

!

L%

$1.4@ y

F

F

c! FF e

y

= 65&.'

(b) CuandoyF

E

!

L%>

$1.4@ ec! FF = &$$.'


37/78




DE CONEXIONES

37 de 78





ge!=





2

=

!

L%

E

Fe



0.5 eud#s AFT 5.' Donde:


nA : rea neta, Min. { ( )Le!f#&gn AA ..&5.' ; ( )edNAA hfLe!f#&gn = .. }


U : &x 1 & : Longitud de conexin



38/78




DE CONEXIONES

38 de 78


5.4 Diagonal Apernada T y TL


= nd#sR

T

gyn AFR = ; = 1.50

Donde:




n

d#s

R

TN

=

5.'

bnvn AFR = ;

= 2.00

Donde:




39/78




DE CONEXIONES

39 de 78




( ) ( ) ( )[ ]hvhu

d#sg

dLdSNF

Te

+

5.'226.'

NdF

Te

bu

d#sg

2.1

Donde:


u

F : Tensin ltima del acero






( ) [ ]hubshvhu

d#s

g

dgFUdLdSNF

Te

+

+

25.'5.'123.'2

[ ]hubsvy

d#s

g

dgFULSN

F

Te

+

+

25.'12

3.'2

Donde:




( ) ( ) ( )[ ]hvhu

d#s

dLdSNF

Te

+

5.'226.'


40/78




DE CONEXIONES

40 de 78


NdF

Te

bu

d#s

2.1

Donde:e : Espesor del perfil TL o espesor del ala del perfil T







( ) [ ]hvubshvhu

d#s

dLFUdLdSN

F

Te

+

+

5.'5.'25.'12

3.'2

[ ]hvubsvy

d#s

dLFULSN

F

Te

+

+

5.'5.'212

3.'2

Donde:



( ) gtgSN

bw +

2?3'1

22

Donde


N : Nmero de pernos totalesS : Separacin entre pernosg : Gramil del perfil


41/78




DE CONEXIONES

41 de 78



gyd#s AFT 6.'

Donde:




eud#s AFT 5.'

Donde:eA : rea neta efectiva, gne AAA = &5.'




gc!d#s AFT 6'.'

Donde:c!F : Tensin de pandeo flexural

(a). CuandoyF

E

!

L%

$1.4@ y

F

F

c! FF e

y

= 65&.'

(b) CuandoyF

E

!

L%>

$1.4@ ec! FF = &$$.'




ge!=





42/78




DE CONEXIONES

42 de 78



2

=

!

L%EFe



eud#s AFT 5.' Donde:


nA : rea neta, Min. { Te!f#&gn AA ..&5.' ; edNAA hfTe!f#&gn = .. }hd : Dimetro del agujero

U : &x 1 & : Longitud de conexin



43/78




DE CONEXIONES

43 de 78


5.5 Diagonal Apernada TL en Cizalle Doble


= nd#sR

T

gyn AFR = ; = 1.50

Donde:

yF : Tensin de Fluencia del acerogA : rea seccin transversal del perfil


n

d#s

R

TN

=

5.'2

bnvn AFR = ; = 2.00

Donde:




44/78




DE CONEXIONES

44 de 78




( ) ( ) ( )[ ]hvfhfud#s

gdLNdSNNF

Te

+

5.'6.'

NdF

Te

bu

d#sg

2.1

Donde:








2. Por desgarramiento (slo para ms de una fila de pernos)

( ) ( )[ ] ( ) ( )[ ]htfubshvhud#s

gdSNFUdLdSnF

Te++

15.'5.'13.'2

( )[ ] ( ) ( )[ ]htfubsvud#s

gdSNFULSnF

Te

++

15.'13.'2

Donde:






( ) ( ) ( )[ ]hvfhfud#s

dLNdSNNF

Te

+

5.'6.'

5.'


45/78




DE CONEXIONES

45 de 78


( )[ ] ( ) ( )[ ]dhLvdSNFULSnFT

ehtfubsvu

d#s

5.'15.'13.'

5.'

+++

NdF

Te

bu

d#s

2.1

5.'

Donde:e : Espesor del perfil TL o espesor del ala del perfil T







2. Por desgarramiento (para una fila de pernos)

( ) ( )[ ] [ ]hvubshvhu

d#s

dLFUdLdSNF

Te

++

5.'5.'5.'13.'

5.'

( )[ ] [ ]hvubsvu

d#s

dLFULSNF

Te

++

5.'5.'13.'

5.'

Donde:


3. Por desgarramiento (para ms de una fila de pernos)

a) 1 Modo de falla

( ) ( )[ ] ( ) ( )[ ]htfubshvhud#s

dSNFUdLdSnF

Te

++

15.'5.'13.'2

5.'

( )[ ] ( ) ( )[ ]htfubsvud#s

dSNFULSnF

Te

++

15.'13.'2

5.'

b) 2 Modo de Falla

( ) ( )[ ] ( ) ( )[ ]dhLvdSNFUdLdSnFT

ehtfubshvhu

d#s

5.'15.'5.'13.'

5.'

+++


46/78




DE CONEXIONES

46 de 78


Donde:tS : Separacin transversal entre pernos



( ) ( ) tfw SNtgSnb + 1?3'12

Donde



S : Separacin entre pernosfN : Nmero de filas



gyd#s AFT 6.'

Donde:




eud#s AFT 5.'

Donde:


nA : rea neta, hfwgn dNbeA =



gc!d#s AFT 6'.'


47/78




DE CONEXIONES

47 de 78


Donde:c!F : Tensin de pandeo flexural

(a). CuandoyF

E

!

L%

$1.4@ y

F

F

c! FF e

y

= 65&.'

(b) CuandoyF

E

!

L%>

$1.4@ ec! FF = &$$.'




ge!=





2

=

!

L%

EFe



0.5 eud#s AFT 5.' Donde:


nA : rea neta, Min. { ( )TLe!f#&gn AA ..&5.' ; ( )edNAA hfTLe!f#&gn = .. }


U : &x 1




48/78




DE CONEXIONES

48 de 78


6. UNIONES DE CORTE Y TRACCIN

6.1 Plancha de Corte (Single Plate)

Procedimiento de clculo segn el diseo extendido

(a) Clculo de la carga de diseo (R )

22d#sd#s T"R +=

Donde:

d#s" : Corte de diseo

d#sT : Traccin de diseo

(b) Clculo del nmero de pernos (N )

1. Nmero mnimo de pernos por carga de diseo

bnvn AFR = ; = 2.00

nR

RN

=

5.'

Donde:

nvF : Tensin de corte nominal



49/78




DE CONEXIONES

49 de 78


2. Verificacin del nmero de pernos por excentricidad del grupo de pernos

Esta verificacin debe hacerse considerando una excentricidad igual a e, donde e es ladistancia desde el apoyo hasta el centroide del grupo de pernos. Luego, se verifica:

!e*''

Donde:' : Coeficiente por excentricidad. Segn Tabla 7-7

!e*' : N

(c) Diseo de la plancha

1. Longitud de la plancha (d)

( ) evLSnd += 21 1 Donde:n : Nmero de pernos por fila, fNNn=

N : Nmero total de pernos

fN : Nmero de filas

1S : Separacin entre pernos en la direccin de la carga

evL : distancia al borde en la direccin de la carga

2. Espesor de la plancha ( t )

654321 @ ttttttt =

Fluencia en el rea bruta por corte

dtFR yn = 16.' ; = 1.50

dF

"t

y

d#s

=

4.'1

Fluencia en el rea bruta por traccin

dtFR yn = 2 ; = 1.67


50/78




DE CONEXIONES

50 de 78


dF

Tt

y

d#s= 6.'2

Fractura en el rea neta por corte

( )hun dndtFR = 36.' ; = 2.00

( )hu

d#s

dndF

"t

=

3'.'3

Donde:

hd : Agujero del perno, Tabla J3.3

Fractura en el rea neta por traccin

( )hun dndtFR = 4 ; = 2.00

( )hu

d#s

dndF

Tt

=

5'.'4

Falla en bloque de corte por corte

( ) ( )[ ] ( )

( )[ ] ( ) ( )[ ]hehhfubsevy

hehhfubshevhun

dLdSNtFULSntF

dLdSNtFUdLdSntFR

+++

+++=

5.'116.'

5.'15.'16.'

2515

2515

= 2.00

( ) ( )[ ] ( ) ( )[ ]

( )[ ] ( ) ( )[ ]hehhfubsevyd#s

hehhfubshevhu

d#s

dLdSNFULSnF

"

dLdSNFUdLdSnF

"t

+++

+++=

5.'15.'13.'

5.'15.'5.'13.'

21

215

Donde:

bsU : 1 Para una fila de pernos

: 0.5 Para ms de una fila de pernos


51/78




DE CONEXIONES

51 de 78


2

S : Separacin entre pernos en la direccin perpendicular a la carga

ehL : Distancia al borde en la direccin perpendicular a la carga

Falla en bloque de corte por traccin

( ) ( ) ( )[ ]

( )[ ] ( ) ( )[ ]hubsehfy

hubshehhfun

dSntFULSNtF

dSntFUdLdSNtFR

++

++=

1626

1626

116.'2

15.'16.'2

= 2.00

( ) ( )[ ] ( ) ( )[ ]

( )[ ] ( ) ( )[ ]hubsehfy

d#s

hubshehhfu

d#s

dSnFULSNF

T

dSnFUdLdSNF

Tt

++

++=

12

126

15.'13.'2

15.'5.'13.'2

3. Interaccin de esfuerzos sobre la plancha de conexin.

Para los casos en que las fuerzas de traccin y corte sean significativas, debe comprobarse la

interaccion de esfuerzos sobre la placa de conexin como sigue:

yxyyyxxc Fffffff ++= 3 22

Donde:

yf = Tension Normal.

xyf =Tension de Corte.

yF =Tension de Fluencia.


52/78




DE CONEXIONES

52 de 78


4. Verificacin del espesor mximo permitido para la plancha

2@6

dF

Mt

y

=

Donde:

@M : /25.1 'AF bnv

nvF25.1 : Tensin admisible al corte de un perno

/' : Coeficiente de la Tabla 7-7, para el caso de slo momento

yF : Tensin de fluencia de la plancha

NOTA: Para los siguientes casos el criterio anterior no requiere ser cumplido:(i)Para una fila de pernos, si elalma de la viga (tw) el espesor de la plancha (tp) cumple con t db/2 + 1/16 y ambas cumplen con. Leh2db.(ii)Para dos filas de pernos, si el alma de la viga (tw) y el espesor de la plancha (tp) cumplen con t db/2 + 1/16y con Leh2db

5. Verificacin de la plancha a la flexin

nu MM

1

; = 1.67

Donde:

uM : e"d#s e : Excentricidad del grupo de pernos en el alma de la viga

nM : +Fc!

c!F : 2

4123 222 yvtt Ffff +

tf : dtT d#s

vf : dt" d#s

+ : ( )42dt

6. Verificacin al pandeo de la plancha

Esta verificacin se hace usando el procedimiento de la viga con dos destajes dado en la Parte9del AISC 2005

nu MM

1

; = 1.67


53/78




DE CONEXIONES

53 de 78


Donde:nM : netc! SF

c!F : d

fde

tE

2

62.'

E : Mdulo de elasticidad

df : 3.5

netS : ( )62dt


54/78




DE CONEXIONES

54 de 78


(d) Verificacin al Aplastamiento de la plancha y del alma de la viga

1. Verificacin al aplastamiento por corte

nd#s R"

1

; = 2.00

Donde:

nR : ( ) ( )[ ] NFtddLdSnNFt ubhevhfu + 4.25.'12.1 1

t : Espesor del alma de la viga wt , o espesor de la plancha t .

uF : Tensin ltima del acero de la vigafN : Nmero de filas




evL : distancia al borde en la direccin de la carga



2. Verificacin al aplastamiento por traccin

nd#s RT

1

; = 2.00

Donde:

nR : ( ) NFtddLdSNnFt ubhehhfu + 4.25.'12.1 2

t : Espesor del alma de la viga wt , o espesor de la plancha t .

uF : Tensin ltima del acero de la viga

n : Nmero de pernos por fila, fNNn= fN : Nmero de filas



ehL : distancia al borde en la direccin de la carga




55/78




DE CONEXIONES

55 de 78


(e) Diseo de la soldadura

1. Soldadura lineal paralela

2

6.'1

6.'1

@>: a

FtFF EXXw

y

BM

!

BM= 1.50 ; w= 2.00Donde:

!F : Tensin solicitada por unidad de longitud en la conexin soldada

( )22 tfv! fffF ++=

h

"f d#sv

=

2

x

f

fI

yMf

=

h

Tf d#st

=

2

2

hy =

6

3hIx =

t : Menor espesor de las partes a unir.a : Espesor del filete de soldadura

EXXF : Tensin admisible del aporte de soldadura

2. Soldadura en C

2

6.'1

6.'1

@>: a

FtFF EXXw

y

BM

! (ASD)

BM= 1.50 ; w= 2.00

Donde:

!F : Tensin solicitada por unidad de longitud en la conexin soldada

( ) ( )22 tyvtxt! ffffF +++=

hb

Tf d#st

+=

2

t

txI

yMf

=

hb

"f d#sv

+=

2

( )

t

tyI

xbMf

=

Z X

Y

h

b

h

Y

Z

X

b

x


56/78




DE CONEXIONES

56 de 78


hbbx+= 2

2

2hy =

122

32 hhbIx +

=

hb

bbIy

+

=

23

2 43

yx III +=

t : Menor espesor de las partes a unir.a : Espesor del filete de soldadura

EXXF : Tensin admisible del aporte de soldadura


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PROYECTO AMPLIACIN NAVE DECAMIONES CAEZ-DMH Hoja

PROCEDIMIENTO DE CLCULO DECONEXIONES

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6.2 Efecto Tenaza

6.2.1 Cargas a considerar

Siendo conocidos, T+

2

8


58/78



58 de 78


6.2.2 Tensin admisible por traccin

N

++8< =

GT : Tensin utilizada por el perno que incluye el efecto tenaza, kips.

8; : Espesor requerido por el ngulo para desarrollar la tensin admisible en el perno, B, sinincluir el efecto tenaza, en pulgadas

( )

( )

>+

+

1;

;

'>1

Q

2

8

2

8

( )

+= 1

;

;

1

1

2

8

8 FS

JB66.6;

= (ASD)

Se debe satisfacer K>G


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61 de 78


7. EMPALME DE COLUMNA TIPO

7.1 EMPALME DE COLUMNA O VIGAS CIZALLE DOBLE ALAS Y ALMA.

7.1.1 Diseo planchas conectadas al ala

(a) Carga de diseo ( a&aT )

( )e(

MT na&a

=

6.'(ASD)

xyn +FM =

= 1.67 (ASD)

Donde:

yF : Tensin de Fluencia del acero.

x+ : Mdulo plstico con respecto al eje x de la seccin.

( : Alto del perfil.e : Espesor del ala del perfil.

(b) Nmero de pernos ala ( a&aN )

n

a&a

a&aR

TN

=

5.'2(ASD)

bnvn AFR =

= 2.00 (ASD)


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62 de 78


Donde:

nvF : Tensin de corte nominal.


(c) Ancho de la plancha exterior ( 1b )

Bb =1

Donde:B : Ancho del ala del perfil.

(d) Espesor de la plancha exterior ( 1e )

{ }12111 @ eee =

1. Fluencia en el rea bruta

gyn AFR =

= 1.67 (ASD)

111 6.'

5.'

bF

Te

y

a&a

= (ASD)

Donde:

gA : rea bruta, 111 beAg =

2. Fractura en el rea neta

eun AFR =

= 2.00 (ASD)

( ) ( ){ }1112 &5.'@>:5.'

5.'

bdnbF

Te

hu

a&a

= (ASD)


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63 de 78


Donde:


nA : rea neta.

hd : Dimetro del agujero.

n : Nmero de pernos por fila, fa&a NNn= .

fN : Nmero de filas (debe ser par).

(e) Ancho plancha interior ( 2b )

22'

2= tBb

Donde:B : Ancho del ala del perfil, mm.t : Espesor del alma del perfil, mm.

(f) Espesor plancha interior ( 2e )

{ }22212 @ eee =


gyn AFR =

= 1.67 (ASD)

221 6.'

25.'

bF

Te

y

a&a

= (ASD)

Donde:gA : rea bruta, 221 beAg = .


eun AFR =


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64 de 78


= 2.00 (ASD)

( ) ( ){ }2222 &5.'5.'@>:5.'

25.'

bdnbF

Te

hu

a&a

= (ASD)

Donde:


nA : rea neta.




(g) Verificacin del aplastamiento

1. En la plancha

na&a RT

15.' (ASD)

= 2.00 (ASD)

Donde:

nR : ( ) ( )( ) a&aubhvhfu NFeddLdSnNFe + @>:@>: 4.25.'12.1 .

@>:e : Espesor mnimo entre las planchas de las alas, { }21@>: @>: eee = .

uF : Tensin ltima del acero de la plancha.

S : Separacin entre pernos.

vL : Distancia al borde de la plancha.hd : Dimetro del agujero.

bd : Dimetro nominal del perno.




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65 de 78


2. En el ala de la viga

na&a RT

1

(ASD)

= 2.00 (ASD)

Donde:

nR : ( ) ( )( ) a&aubhvhfu NFeddLdSnNFe + 4.25.'12.1

e : Espesor del ala del perfil.n : Nmero de pernos por fila, fa&a NNn= .


(h) Verificacin del desgarramiento

1. En la plancha exterior

na&a RT

1

5.' (ASD)

= 2.00 (ASD)

Donde:

nR :( ) ( )[ ] [ ]

( )[ ] [ ]htubsvy

htubshvhu

dSSeFULSneF

dSSeFUdLdSneF

+++

+++=

3216.'2

325.'16.'2

411

411


1e : Espesor de la plancha superior.

a&aN : Nmero total de pernos.





vL : Distancia al borde de la plancha.

bsU : Donde la tensin sea uniforme 1=bsU ; donde la tensin sea no uniforme 5.'=bsU .


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tS : Separacin transversal entre pernos.

4S : Separacin transversal entre primera fila de pernos en alas distintas.

2. En la plancha interior

na&a RT

1

25.' (ASD)

= 2.00 (ASD)

Donde:

nR :( ) ( )[ ] [ ]

( )[ ] [ ]hvtubsvy

hvtubshvhu

dLSeFULSneF

dLSeFUdLdSneF

+++

+++=

5.116.'

5.15.'16.'

22

22

2e : Espesor de la plancha interior.

3. En el ala de la viga

na&a RT

1 (ASD)

= 2.00 (ASD)

Donde:

nR :( ) ( )[ ] [ ]

( )[ ] [ ]hvtubsvy

hvtubshvhu

dLSeFULSneF

dLSeFUdLdSneF

+++

+++=

5.1216.'2

5.125.'16.'2

e : Espesor del ala del perfil.


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(i) Verificacin del pandeo placa comprimida

1. En la plancha exterior.

na&a $T

1

5.' (ASD)

gc!n AF$ =

= 1.67 (ASD)


(a) CuandoyF

E

!

L%

$1.4 ( ye FF 44.' )

y

F

F

c! FF e

y

= 65&.'

(b) CuandoyF

E

!

L%>

$1.4 ( ye FF < 44.' )

ec! FF = &$$.'

Donde:


2

=

!

L%

EFe

En donde:E : Modulo de Elasticidad.


k : Coeficiente de longitud efectiva, 2.1=k

1b : Ancho de la placa exterior.

1e : Espesor de la plancha exterior.L : Longitud de pandeo de la plancha exterior.

! : Radio de giro, 121e!= .

gA :rea de la plancha, 11 eb .


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2. En la plancha interior.

na&a $T

1

25.' (ASD)

gc!n AF$ =

= 1.67 (ASD)


(a) CuandoyF

E

!

L%

$1.4 ( ye FF 44.' )

y

F

F

c! FF e

y

= 65&.'

(b) CuandoyF

E

!

L%>

$1.4 ( ye FF < 44.' )

ec! FF = &$$.'

Donde:


2

=

!

L%

EFe



k : Coeficiente de longitud efectiva, 2.1=k

2b : Ancho de la placa interior.

2e : Espesor de la plancha interior.L : Longitud de pandeo de la plancha.




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7.1.2 Diseo planchas conectadas al alma

(a) Cargas de diseo ( a&,aT )

na&,a RT = 6'.' (ASD)

gyn AFR =

= 1.67 (ASD)

Donde:yF : Tensin de Fluencia del acero.

gA : rea seccin transversal del ala de la viga, ( ) te(Ag = 2

( : Alto del perfil.e : Espesor del ala del perfil.t : Espesor del alma del perfil.

(b) Nmero de pernos alma ( a&,aN )

n

a&,aa&,a

RTN

= 5.'2 (ASD)

bnvn AFR =

= 2.00 (ASD)

Donde:

nvF : Tensin de corte nominal.


(c) Ancho de la plancha ( 1b )

( ) vLSnb += 211


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Donde:n : Nmero de pernos por fila, fa&,a NNn=

fN : Nmero de filas.



(d) Espesor de la plancha ( 1e )

{ }12111 @ eee =


gyn AFR =

= 1.67 (ASD)

111 6.'

5.'

bF

Te

y

a&,a

= (ASD)

Donde:

gA : rea bruta, 111 beAg =


eun AFR =

= 2.00 (ASD)

( ) ( ){ }1112

&5.'@>:5.'

5.'

bdnbF

Te

hu

a&,a

= (ASD)

Donde:


nA : rea neta.



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(e) Verificacin del aplastamiento

1. En la plancha

na&,a RT

1

5.' (ASD)

= 2.00 (ASD)

Donde:

nR : ( ) a&,aubhvhtfu NFeddLdSNnFe + 11 4.25.'12.1

1e : Espesor de la plancha.


n : Nmero de pernos por fila, fa&,a NNn=


tS : Separacin transversal entre pernos.



bd : Dimetro nominal del perno.

2. En el alma de la columna

na&,a RT

1

(ASD)

= 0.75 (LRFD) = 2.00 (ASD)

Donde:

nR : ( ) ( )( ) a&,aubhvhtfu NFtddLdSNnFt + 4.25.'12.1 t : Espesor del alma del perfil.

(f) Verificacin del desgarramiento

1. En la plancha


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na&,a RT

1

5.' (ASD)

= 2.00 (ASD)

Donde:

nR :( ) ( ) ( )[ ]

( )[ ] ( ) ( )[ ]hubsvtfyhubshvhtfu

dSneFULSNeF

dSneFUdLdSNeF

++

++=

116.'2

15.'16.'2

11

11


1e : Espesor de la plancha.


tS : Separacin transversal entre pernos.hd : Dimetro del agujero.


bsU : Donde la tensin sea uniforme 1=bsU ; donde la tensin sea no uniforme 5.'=bsU .

n : Nmero de pernos por fila, fa&,a NNn=


2. En el alma de la columna

na&,a RT

1 (ASD)

= 2.00 (ASD)

Donde:

nR :( ) ( ) ( )[ ]

( )[ ] ( ) ( )[ ]hubsvtfyhubshvhtfu

dSntFULSNtF

dSntFUdLdSNtF

++

++=

116.'2

15.'16.'2

t : Espesor del alma del perfil.


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(g) Verificacin del pandeo placa comprimida

1. En la plancha en el alma.

na&,a $T

1

5.' (ASD)

gc!n AF$ =

= 1.67 (ASD)


(a) CuandoyF

E

!

L%

$1.4 ( ye FF 44.' )

y

F

F

c! FF e

y

= 65&.'

(b) CuandoyF

E

!

L%>

$1.4 ( ye FF < 44.' )

ec! FF = &$$.'

Donde:


2

=

!

L%

EFe



k : Coeficiente de longitud efectiva, 2.1=k .

1b : Ancho de la placa del alma.

1e : Espesor de la plancha del alma.L : Longitud de pandeo de la plancha.




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8 NUDOS GENERALES

8.1 Procedimientos de desarrollo general por nudos

Entindase por nudo al punto de confluencia o interseccin de las fuerzas transmitidas por loselementos de una estructura. Por lo general cada elemento de una estructura puede serreemplazado por su eje neutro a fin de determinar el punto de interseccin de las fuerzas de talforma de encontrar los cortes, tracciones y momentos generados por las caractersticasgeomtricas que deber tener la conexin. En la figura 8.1 se observan las fuerzas de tracciny compresin que se transmiten por un enrejado tpico bajo cargas gravitacionales osobrecarga.

V

T T

V

T T

Figura 8.1:Seccin de enrejado tpico bajo esfuerzos de peso propio, carga muerta osobrecarga y sus correspondientes corte y esfuerzos axiales generados sobre la conexin

receptora.


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8.2 Combinaciones de Carga

Al buscar la resultante para disear la conexin de la recepcin de los elementos llegando alnudo en general es necesario analizar las posibles combinaciones posibles de direcciones enlas cuales pueden actuar las fuerzas transmitidas por los elementos llegando al nudo. Una vezaislada la condicin ms desfavorable se elige esta para disear la conexin (ver figura 8.2).

Figura 8.2: Posibles combinaciones de esfuerzos posibles en un nudo tpico de enrejado detecho.

Las conexiones se calculan con el corte mximo y traccin mxima que resultan de lascombinaciones mostradas en la Figura 8.2.

Clculo de corte mximo.

@>:@>:@ 892891 += TT"

Clculo de traccin mxima.

321 @@>:@ TsenTsenTT ++= ; para el caso donde T2 es mayor a T1

321 @>:@@ TsenTsenTT += ; para el caso donde T1 es mayor a T2


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8.3 Diseo de Conexiones Excntricas

8.3.1 Conexiones Excntricas Soldadas

Este tipo de conexiones se caracteriza por agrupar a todos los elementos que llegan al nudo enun solo conector el cual por lo general no est centrado. Es decir, el punto de trabajo de losperfiles no coincide con el punto de trabajo de la conexin receptora generndose unaexcentricidad. El proceso de solucin consiste en:

o Determinar las fuerzas resultantes que servirn para disear la conexin receptora.

Mf=(T1+T2)exc

V=V1+V2

T=T1+T2

o Una vez determinados los esfuerzos para disear la conexin soldada , en el caso de lafigura esto se transforma en el diseo de un doble filete lineal el cual est sometido aesfuerzos de traccin, cizalle y momento flector. Para efectos del procedimiento declculo ver punto 4.3.2.1 d. y 4.3.2.2 d.

8 T1

V1

T2

V2

V

T

M!

Figura 8.3:Conexin excntrica soldada en la cual se observan las fuerzas descompuestas encorte y traccin actuando sobre la conexin receptora.


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8.3.2 Conexiones Excntricas Apernadas

Este tipo de conexiones se caracteriza por agrupar a todos los elementos que llegan al nudo enun solo conector el cual por lo general no est centrado. Es decir, el punto de trabajo de losperfiles no coincide con el punto de trabajo de la conexin receptora generndose unaexcentricidad. El proceso de solucin consiste en:


V=V1+V2

M=( T2)excT=T1+T2

o Una vez determinados los esfuerzos de corte y traccin, y la excentricidad asociada alcorte resultante, el procedimiento para resolver la conexin receptora apernada es similaral desarrollado para plancha de corte.

8 T1

V1

T2

V2

V"#$

T

Figura 8.4:Conexin excntrica apernada en la cual se observan las fuerzas descompuestasen corte y traccin actuando sobre la conexin receptora.


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8.3.3 Conexiones Excntricas Apernadas con Plancha Cabeza

Este tipo de conexiones se caracteriza por juntar a todos los elementos que llegan al nudo enun solo conector el cual por lo general no est centrado. Es decir, el punto de trabajo de losperfiles no coincide con el punto de trabajo de la conexin receptora generndose unaexcentricidad. El proceso de solucin consiste en:


V=V1+V2

M=(T2)excT=T1+T2

o Una vez determinados los esfuerzos de corte y traccin, y la excentricidad asociada alcorte resultante, el procedimiento para resolver la conexin receptora apernada es similaral desarrollado para un conector T.

T2

V2

2A8

V"#$

T

Figura 8.5:Conexin excntrica con conector tipo T en la cual se observan las fuerzasdescompuestas en corte y traccin actuando sobre la conexin receptora

pcc-000-tcmmh-rev a- 13-11-14.pdf

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