DISEÑO DE CONEXION END PLATE por leo (2)

DISE O DE GUIA POR: INGº J. LEONARDO LEONARDO CEPED CEPEDA A VEGA CIV 13638 13638 MAYO DEL 2009 DIS DISE O DE DE CONE CONEXI XI N END END PLA LATE TE Datos preliminares y predimensionado a.- Propiedades y dimensiones de la viga: Tipo de viga: Altura de la viga: Ancho de la viga: Espesor del ala : Espesor del alma: Modulo plastico de la seccion:

Tipo de acero:

IPE - 330 db = bfb = tfb = twb = Zx =

33 0 16 0 11.5 7.5 804

mm mm mm mm cm3

ASTM - A 36

Esfuerzo de fluencia del acero: F yb = Esfuerzo ultimo del acero: F ub =

2530 Kgf/cm2 4080 Kgf/cm2

b.- Propiedades y dimensiones de la columna: Tipo de columna: Altura de la columna: Ancho de la columna: Espesor del ala : Espesor del alma: Modulo plastico de la seccion: Altura de la columna (arriba): Altura de la columna (abajo):

Tipo de acero: Esfuerzo de fluencia del acero: Esfuerzo ultimo del acero:

HEB - 340 dc = bfc = tfc = twc = Zxc = ht = hb =

34 0 30 0 21.5 12 2319 3.2 3.2

mm mm mm mm cm3 m m

ASTM - A 36 Fybc= Fuc =

2530 Kgf/cm2 4080 Kgf/cm2

tp = bp = g= Pfi = Pf0 de = hst = Lst = Fyp = F up =

31 m m 22 0 m m 175 m m 50 mm mm 50 m m 50 m m 10 0 m m 17 4 m m 2530 2530 Kgf/ Kgf/cm2 cm2 4080 Kgf/cm2

c.- Propiedades y dimensiones de la plancha extrema y los rigidizadores: Espesor tentativo de la plancha: Ancho de la plancha: Gramil de la columna. Dist. entre pernos int.y el ala del perfil: Dist. Entre pernos ext.y el ala del perfil: Dist. Del perno al borde de la plancha: Altura de los rigidizadores: Largo de los rigidizadores Esfuerzo de cedencia del acero Esfuerzo ultimo del acero

d.- Propiedades de los pernos: Tipo de perno:

A 490 (CR) Ft = Fv =

Capacidad nominal a traccion: Capacidad nominal a corte:

7940 Kgf/cm2 4220 Kgf/cm2

e.- Propiedades de la soldadura: Tipo de electrodo

E 70XX FEXX =

Resistencia limite a traccion

4920 Kgf/cm2

f.- Fuerzas de compresion actuantes en la columna: Para la combinacion e cargas: Actuando por encima del nodo: Actuando por debajo del nodo:

1.2CP + 0.5CV + Sx Puc-top = Puc-bot =

80 ton 100 ton

g.- Factores de resistencia a usar en el diseño: Según

ANSI / AISC 358-05

Para estado limite ductil: Para estado limite no ductil:

Φd= Φ n=

1 0.9

Calculo del momento de diseño para la conexión: a.- Momento plastico probable:

Mpe = Cpr RyFybZx Cpr =

(Fyb + Fub)/2*Fyb =

tabla I-6-1 de AIS AISC 341-05

b.- Fuerza cortante en la rotula plastica de la viga (corte de diseño) -Cargas gravitacionales sobre la viga:

3000 CP 49.1 PP 1800 CV 0.5

f1 =

- factor partipacion para carga viva W = 1.2CP + 1.2PP + f1CV

W=

4558.92 Kgf/m

1.31 tomar Cp =

Ry =

1.5

Mpe=

36614.16 Kgf-m

1.2

-Luz libre entre columnas:

L=

6m

-Saliente extremo:

So =

3m

Sh = Lst+ tp

0.205 m

-Distancia entre rotulas

L' =

5.25 m

V gravity = W * L' /2 =

11967.17 Kg

(Cortante debido a fuerzas gravitatorias)

Vu =(2*Mpe/2)+V gravity =

25915.42 Kgf

c.- Momento maximo probable a la cara de la columna (momento de diseño)

M f = M pe + Vu Sh=

41926.82 Kgf-m

Calculo del diametro " db " requerido para los pernos

h1 =d-t fb (1+ 0.5)-Pfi=

26.28 cm

h0 = d-(tfv/2)+Pf0 =

37.43 cm

Pf0=Pfi

db req'do = RAIZ(2*Mf/(3.14* Φ n*Ft(h0+h1))) db req' =

2.42 cm tomar

2.54 cm

Pernos seleccionados:

1

Diametro nominal: db = Diametro del agujero: da=

(Agujeros Estandart)

2.54 cm 2.7 cm

Calculo del momento limite para la capacidad a traccion de los pernos:

Pt = Ft Ab = Ft (3.14*db^2/4) =

40212.18 Kgf

M np = 2*Pt*(h0 + h1) =

51230.31 Kgf-m

M pl >= 1.11* M np

Calculo del espesor requerido para la plancha extrema:

tp req'd = RAIZ(1.11*Φn*Mnp)/(Φd*Fyp*Yp) Si bp > bfb + 50 mm usar

bp =

bp = bfb + 50 mm 210 mm

S = 0.50*RAIZ(bp*g) = 95.85 mm S= Si Pfi > S usar Pfi = S Caso 1

de >= S

a = h1*(1/Pfi+1/S) =

8.00

b = h0*(1/Pf0+1/2*S) =

9.44

c = (h1*(Pfi +S)) =

38322.47

d = h0*(de + Pf0) =

37425

Yp = ( bp/2*(a+b))+(2/g*(c+d))

2783.37 mm

req'd =

Caso 2

de < S

e = h0*(S + Pf0)

54584.90

Yp = ( bp/2*(a+b))+(2/g*(c+e))

2979.48 mm

tp req'd = RAIZ(1.11*Φn*Mnp)/(Φd*Fyp*Yp) tp req'd =

2.68 cm

tp = 31 mm

<

OK

calculo de la fuerza:

Ffu = Mf/(d-tfb) =

131638.37 Kgf

Calculo del espesor requerido para los rigidizadores de la plancha extrema:

ts,min = twb*(Fyb/Fys) =

7.5 mm

Espesor requerido para evitar el pandeo local:

hst/ts <= 0.56*RAIZ(E/Fys) E=

2100000 Kgf/cm2

ts = hst/(0.56*RAIZ(E/Fys)=

6.20 mm

Esp sele- rigidizadores: ts =

8 mm

Chequeo de la ruptura por corte en los pernos: Conservadoramente se asume que la resistencia a la rotura por corte es proveida por los pernos cercanos al ala comprimida de la viga.

Vu < Φn*Rn = Φn*(nb)*Fv*Ab (nb) = numero de pernos en la zona comprimida =

Ab = 3.14* POTENCIA(db,2)

4 5.07 cm2

76978.94 Kgf Φn*(nb)*Fv*Ab = Vu = 25915.42 Kgf < Φn*(nb)*Fv*Ab = 76978.94 Kgf

OK

K