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unlc:cn
-
unlc:on
Presidente Ejecutivo Ing. Hector Rodriguez
Industrias Unicon, CA
Vicepresidente Comercial Ing. Andoni Goicoechea Gerente de Ventas Estrategicas Arq. Enrique Rodriguez
Deposito legal: If25220116201 025
Gerente de Desarrollo de Productos e Ingenieria Mecanica Ing. Eduardo Sarnblas
ISBN: 978-980-7419-00-0 Primera Edicion Abril2011
Coordinaclon Editorial Ing. Marieioisa l'erez
Impreso en la Republica Bolivariana de Venezuela
Autoria Dr. Ing. Salvador Safina Melone Ing. Freddy Gonzalez
Derechos reservados. Prohibida la reproducci6n 0 transmisi6n total 0 parcial de esta publicacion bajo cualquier forma, electronlca, mecanica, fotocopia, almacenamiento en algun sistema de recuperaci6n de informacion, grabacion 0 por cualquier medio sin la previa autorizacion por escrito de Industrias Unicon, CA
Aporte Tecnico Ing. Rosalinda Aponte lIustraciones Ing. Freddy Gonzalez Correcciones Ing. Liliana Delgado
(c) Copyright 2011
La informaci6n presentada en esta dlvulqaoon ha sido elaborada de acuerdo con reconocidos principios de ingenierfa y es s610para informaci6n general, por 10tanto esta informaci6n no debe ser usada como base para cualquier aplicaci6n especffica, sin que 10avale la opini6n profesional competente, con respecto a su adaptabilidad e idoneidad para cualquier aplicaci6n especifica. Quien utilice esta informaci6n asume toda la responsabilidad que provenga de tal uso.
Disefio y Diaqramaclon TS.U. Clara Duran. Victoria Web Marketing & Promo Solutions, CA Disefio de Portada Charlie Yncio
Av. Beethoven. Torre Financiera. Colinas de Bello Monte. Caracas 1050 Venezuela. WVM'.unicon.com.ve I
[email protected] I RIF: J-00007702-9
R6LOGO Industrias Unicon C.A, presenta con grato placer, a los diferentes usuarios de los sectores que hacen vida en el pais, ~ ustria de la construccion
y metalrnecanica,
entes
gubernamentales,
empresas
privadas,
sector
_ " ersitario, entre otros, el manual de Diserio Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares, concebido :3Sarrollo
y norrnalizacion
de la construccion
acar que para la elaboracion
de estructuras
seguras
en Venezuela.
de este manual se torno en consideracion
as decadas en el uso delos perfiles tubulares de acero, denominados rernacional. el cual se atribuye a las multiples ventajas que caracterizan =:.J"dez en la construccion, -~erial,
a
resistencia,
significativo
ECO Conduven,
a estos productos
asi como una estetica modern a y elegante,
para contribuir al
En este sentido,
el incremento
academico
vale la pena
observado
en las
en Venezuela y HSS a nivel por proporcionar
seguridad,
debido a la calidad y forma del
10 que se suma el crecimiento de la capacidad de produccion nacional historicarnente
advertida en el pais,
0 respuesta ala demanda.
:-
=1
manual tiene como objetivo
principal,
ofrecer informacion
tecnica
relevante y actualizada
de las practicas
: .erios, nacionales e internacionales,
para el calculo y diseno estructural con perfiles tubulares, con aplicaciones
::::1S ruccion rnetalica. Favoreciendo
la rnultiplicacion
de la construccion
_-S::;8ptos que garantizaran que las mismas sean tecnicarnente
=S e compendio
de informacion
se origina del estudio
s perfiles tubulares
:--
ultoras y constructoras,
en edificaciones, a la academia
que se enfoca en la necesidad
:::a: cados al calculo y diserio estructural independientes productos
en la contiquracion
:=
asi como a los profesionales para la utilizacion de
al maximo, las virtudes de
con las que se pueden
optimizar
aspectos
de
. en el motodo de los estados
limites e inicia desde la definicion
y las
pasando por el diseno de los miembros
exiones, la aplicacion de los tubulares en sistemas no resistentes a sismos, ejemplos practices, la aplicacion de los
- _ ares en sistemas
resistentes
---Jal esta organizado -esivamente
a sismos y el cataloqos
con una estructura
con las consideraciones
que permite
y practices
de conexiones.
De igual forma, podemos
que el usuario
particulares
acion mediante la utilizacion de distintas tablas e ilustraciones, L
a la
de la industria, a empresas
donde sean aprovechadas
terlsticas de los tubulares; tipo de aceros, secciones y normas aplicables,
~:::-a
--
de este manual se fundamenta
de dar respuesta
y afines, entre otros, un manual adecuado
de los perfiles tubulares
-abilidad y por ende de rentabilidad yeconomia .::..contenido
con la ingenieria y la arquitectura,
de sistemas constructivos,
- tencia, estetica e incluso econornicas
a partir de
en idioma espariol, del estado del arte de la aplicacion
capaz de facilitar a los talleres especializados relacionada
en la
seguras.
:: ~ ematica de la escasez de informacion tecnica especializada
==
formal de estas estructuras,
y
se vaya relacionando
de los perfiles tubulares.
decir que este y familiarizando
Para ello se presenta
ejemplos practices comunes,
la
entre otras ayudas
-8fes. c....D.
- ~s
informacion
de caracter tecnico mostrada, fue tomada de los principales
extranjeras y dernas entes reconocidos
:: :_~ e Developpement
en el ramo de las estructuras
et l'Etude de la Construction
institutos de investiqacion
de acero, CIDECT (Comite International
Tubulaire), AISC (American Institute of Steel Construction),
- -,::: Institute of North America), AWS (American Welding Society), Eurocodigos, ___
ifica nacional. Esto proporciona
"".:r cas presentados
al momento
internacional,
una garantia en cuanto alas formulaciones,
de aplicar esta informacion,
STI (Steel
entre otros, asi como de informacion recomendaciones
y dernas detalles
10 mejor posible a la
adernas la misma fue adaptada
-::: :lad venezolana. -
almente, se agradece al gran equipo humano que intervino con compromiso
y profesionalismo
en la realizacion de
blicacion. Ing. Freddy Gonzalez
C.IV. 115.157 :anual de Diserio de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
un Icon
unlcon
Empresa
Industrias Unicon, C.A.
Industrias Unicon, CA es la empresa venezolana lider en la produccion y cornercializacon
de tubos de acero
con costura ERW, con mas de 50 anos de experiencia como
proveedor
construccion,
confiable
de las industrias de la automotriz y petrolera
metalmecanica,
para el mercado nacional e internacional. La misma geografia
esta
ubicada
venezolana,
estrateqicamente
proxima
alas
en la
principales
ciudades del pais. Industrias Unicon, CA, cuenta con condiciones
inmejorables para el abastecimiento
materia prima y la distribucion
de productos
de
en el
mercado nacional, y la proximidad a los principales puertos de carga maritima del pais, Ie garantiza un acceso
ideal a los mercados
de exportacion
y al
comercio internacional en general.
compania esta sustentada en altos estandares de
-E
_
==
ad,
por
las
mas
prestigiosas
-caciones que respaldan su sistema de qestion, sus o
=-
avalados
os y sus productos, basados en la constante
_ .acion tecnoloqica y los valores tradicionales de -2..
seriedad y servicio al cliente.
"odo 10 anterior, aunado a la capacidad tecnica y
-
-= iencia
laboral
de
nuestros
trabajadores,
nos
" en competir de forma exitosa en el mercado global
=~yectarnos -:=:
hacia
un futuro
marcado
por
el
iento y el desarrollo del negocio.
de Diseno de Estructuras de Acero con PerfilesTubulares
unlcon
I
ICE
====OLOGO
5
_-=
7
PRESA...............................................
~CE.............................................................................................................................................................
10 I CONSIDERACIONES
PARA EL DISENO DE MIEMBROS
CON TUBOS ESTRUCTURALES - 3eneralidades.
CONDUVEN
9
ESTRUCTURALES
13
ECO Y SUS CONEXIONES
..
15
.•.1. Definicion de los Tubas Estructurales.................
15
=. 2. ldentiticacton y certificacion....................................................
15
", 3. Proceso de tabricacion
16
de tubas estructurales
1.1.3.1 Diagrama del Proceso Fabricacion
de los Tubas Estructurales
Conduven
18
ECO
Normas de diseno aplicables
19
~.5. Propiedades
del acero.................
19
- .6. Dimensiones
nominales
- 7. Propiedades
estaticas para el diserio estructural
- .8. Clasificacion
de los elementos
de los productos
20
estructurales....
de las secciones
25
28
tubulares...............................................................
30
- 9. Metodos de diseno .: seno de miembros
32
estructurales............................
.2 ~. Oiseno de miembros
a traccion
32
_ 2. Oiseno de miembros
a cornpresion
36
1.2.2.1 Diserio de miembros a cornpresion
de secciones
tubulares
sin rei lena
36
1.2.2.2 Diseno de miembros a cornpresion
de secciones
tubulares
rellenas de concreto................
42
1.2.2.2.1 Limitaciones . Oiserio de miembros
de secciones
y de los materiales
42
a flexion.............................................
54
2~.
Diseno de miembros
a corte....................................................
55
-= -.
Diserio de miembros
a torsion........................................................................................
56
sometidos
58
-
-= -.
. Disano de miembros Perfiles estructurales
a solicitaciones
combinadas.........................................................
62
de seccion abierta
1.2.7.1. Perfil ECOT
62
1.2.7.2. Perfil ECO Z
64
= ::s - a de conexi ones :: ~. Conexiones
..
66
68
soldadas
1.3.1.1 Material de aporte
68
1.3.1.2 Tipos de juntas
70
1.3.1.3 Tipos de soldadura
71
1.3.1.3.1 Soldadura de ranura 1.3.1.3.1.1 Espesor de garganta efectiva en soldaduras 1.3.1.3.2 Soldadura de filete
Diseno de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
71 de filete ..
71 72
unlc:::on
iNDICE
1.3.1.3.2.1 Espesorde garganta efectivaen soldaduras de filete............
74
1.3.1.3.2.2 Refuerzo de las soldaduras defilete
74
1.3.1.3.2.3 Tamano maximo de soldadura defilete en uniones solapadas
74
1.3.1.3.2.4 Terminaci6n
75
0 acabado
en soldaduras de filete
1.3.1.4.Resistenciade diserio
76
1.3.1.4.1Resistencia de diserio a la rotura del elemento conectado para soldaduras de filete aplicado a los tubulares.........................
79
1.3.1.5 Simboloqla de identificaci6n de lasoldadura.......................................................................
80
1.3.1.6 Consideraciones de soldadura para secciones tubulares (HSS)
81
1.3.1.6.1Soldadura precalificada para tubulares.......................
82
1.3.1.7 Fuerzas concentradas sobre perfiles tubulares.....................................................................
87
1.3.1.8 Conexiones directas entre perfiles tubulares sometidos a fuerzas axiales
94
1.3.1.9.Conexiones directas entre perfiles tubulares sometidos a momentos
119
1.3.1.10.Conexiones multiplano.
122
1.3.2. Conexiones empernadas............................
125
1.3.2.1. Pernos y partes roscadas
126
1.3.2.1.1Resistencia a tracci6n y corte de pernos..........................
129
1.3.2.1.2Combinaci6n de tracci6n ycorte pernos y partes roscadas.....................................
131
1.3.2.1.3Resistencia al deslizamiento critico
131
1.3.2.1.4Combinaci6n detracci6n y corte con deslizamiento critico
136
1.3.2.1.5Resistencia al aplastamiento de los agujeros de los pernos
136
1.3.2.2.Elementos de conexi6n y partes afectadas de los miembros
137
1.3.2.2.1Resistencia de los elementos en tracci6n
137
1.3.2.2.2Resistencia de los elementos a corte
137
1.3.2.2.3Resistencia porel bloque de corte de los elementos conectados............................
137
1.3.2.2.4Resistencia de los elementos acompresi6n
138
1.3.2.3 Grupos de pernos cargados excentricamente.. 1.3.2.3.1Excentricidad en el plano de la superficie de empalme
138 :......................
138
1.3.2.3.1.1 Metodo del centro instantaneo de rotaci6n
138
1.3.2.3.1.2 Metodoelastico
140
1.3.2.3.2Excentricidad normal al plano de la superficie de empalme
141
1.3.2.4.Conexiones con bridas.....................................................
144
1.3.2.5.Apoyos y extremos articulados
147
1.3.2.6.Plancha base decolumnas
148
Capitulo II APLICACIONES EN SISTEMAS NO RESISTENTESA SISMOS.......................................................
153
11.1.Generalidades
155
11.1.1.Introducci6n
155
11.1.2.Organizaci6n de las aplicaciones
155
unlcon
----------
Manual de Diseno de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
DICE
11.1.3.Consideraciones generales de diseno ..
155
2. Ejemplos de seleccion de miembros est,ructurales
157
11.2.1.Diseno de miembros a traccion
157
11.2.2.Diseno de miembros a cornpresion
159
11.2.3.Diserio de miembros a flexion..............
168
11.2.4.Diserio de miembros a corte...........................................................................................................
170
11.2.5.Disano de miembros a torsion..................................
170
11.2.6.Diseno de miembros a solicitaciones combinadas.........................................................................
171
- Aplicaciones en sistema de pisos y techos
174
11.3.1. Diserio de vigas de piso a correas
174
11.3.2. Diseno de vigas auxiliares.........................................
175
1.3.3. Diseno de entrepiso
176
.3.4. Diseno de vigas de piso can perfil ECO T
179
.3.5. Diserio de correas de techo can perfil ECO Z..
181
_3.6. Diseno de escaleras
182
olicaciones en celosias y otros arreglos
184
_ .1. Disano de celosia plana..................................................................................................................
185
.2. Diseno de celosia espacial
189
licaciones en conexi ones empernadas...................
192
S 1. Plancha base de columna..................................
192
5.2. Conexion can brida.........................................................................................................................
193
5.3. Conexion empernada a corte a cara de columna.......................................
196
5.4. Conexion empernada a corte en ambas caras de la columna.......................................
200
..J
III APLICACIONES EN SISTEMAS RESISTENTESA SISMOS
205
eralidades..........................................................................................................................................
207
.1. lntroduccion
207
_.....................................................................................................
1.2. Normas aplicables............................................................
207
.3. Especificaciones de los materiales
208
A. C/asificaci6n de los elementos de las secciones...........................................................................
208
..... tcaclon de los perfiles tubulares estructurales de la serie Conduven ECO como parte del s
ema resistente a sismos........................................................................................................... 2.1. Productos que complementan a la serie Conduven ECO
211 212
2.2. Dimensiones nominales y propiedades estaticas de los nuevas perfiles tubulares que complementan a la serie Conduven ECO
213
111.2.2.1.Capacidad de miembros a cornp-esion de los nuevas perfiles tubulares que complementan a la serie Conduven ECO __3. Requisitos sismorresistentes para porticos............................. de Disefio de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
215 221
unlc:cn
iNDICE
111.2.3.1.Porticos resistentes
a momentos
111.2.3.1.1. Porticos resistentes (columnas
tubulares
111.2.3.1.2. Porticos resistentes
221 a momentos
con secciones
tubulares
mixtas
rellenas)................................... a momentos
224
con perfiles tubulares
y perfiles abiertos.............................................................................................
225
111.2.3.1.3. Porticos con vigas de celosfas 111.2.4. Requisitos
sismorresistentes
para porticos con diagonales
111.2.4.1 Porticos con diagonales
y arriostramientos
concentricas
tubulares
111.2.4.2.Porticos con diagonales 111.2.4.3.Conexiones 111.2.5. Requisitos
111.3.Ejemplo de aplicacion
concentricas
con secciones
compuestas
.
concentricas
230 conarriostramientos
de pandeo restringido
concentricas................
para porticos con diagonales
de los perfiles tubulares
227
(columnas
rellenos)
para porticos con diagonales
sismorresistentes
226
232
excentricas
de la serie Conduven
231
236
ECO en sistemas
resistentes
a sismos
239
Capftulo IV CATALOGO
DE CONEXIONES
PARA TUBOS ESTRUCTURALES
ECO...................
IV.1 Cataloqo de conexiones
soldadas
1V.2 Cataloqo
empernadas......................................................................................................
de conexiones
.
CONDUVEN
.
251 253 275
SIMBOLOS......
297
REFERENCIAS.
303
un Icon
cas de Acero con Perfiles Tubulares
CAPITULO I CONSIDERACIONES PARA Il DISENO DE MIEMBROS ESTRUCTURAlES CON TUBOS ESTRUCTURAlES CONDUVEN ECO Y SUS CONEIIONES
- ~ de Diseno de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
Generalidades .1. Definicion de los tubos estructurales -
Tubos Estructurales Conduven ECO son perfiles tubulares con costura longitudinal, fabricados con acero
__
ctural de alta resistencia ASTM A572 Grado 50, siguiendo principalmente, las especificaciones ASTM A500
::;-ado C, no obstante no se descarta la fabricaci6n en otros grados. ::_- sus caracteristicas
geometricas y proceso de fabricaci6n,
los Tubos Estructurales Conduven ECO se
-- fican como perfiles tubulares del tipo HSS (Hollow Structural Sections') y especificamente por el tipo de - ..... adura empleada se designan como ERW-HSS. - :; onalmente, dentro de la gama de productos estructurales tarnbien se encuentran los Perfiles Estructurales uven EGO de secci6n abierta Perfil ECO T Y Perfil ECO Z. Deben su nombre a la forma de su secci6n -
ersal y al igual que los Tubas Estructurales Ganduven EGO son fabricados con acero estructural de alta
= -~enciaASTM A572 Grado 50, siguiendo : Perfiles Estructurales
especificaciones de fabricaci6n propias de Industrias Unicon, CA
Ganduven EGO, son igualmente producto de la conformaci6n en frio de acero en
as, bien por simple deformaci6n rnecanica para lograr la forma deseada como el caso del Perfil ECO Z 0 por s ~'a longitudinal mediante soldadura electrica de alta y baja frecuencia ERW (Electric-Resistance-Welded) -
:; alas y alma como es el caso del Perfil ECO T
Identificacion y certificacion
=--=
'a Unicon, CA , siempre enfocada en cumplir con los mas altos estandares de calidad, mantiene desde el
- = - 994 la certificaci6n
del sistema de gesti6n de la calidad en base a la norma internacional ISO 9001 en su
- edici6n (ano 2008) - _ - dado por la aplicaci6n constante de los mas altos estandares de calidad, con probada experiencia en _ cas productivas y un personal tecnico capacitado, que permite colocar a la disposici6n del mercado _ al e internacional productos estructurales bajo las especificaciones
de los mas importantes entes de
;;::zaci6n y de certificaci6n mundial en el ramo y sus aplicaciones, entre los que podemos mencionar: ASTM, z, I ,EN,BSyUNE.
arte Industrias Unicon, C.A es miembro activo del Comite para el Estudio y Desarrollo de la Construcci6n
.:e: CIDECT, con el cual apoya el desarrollo de la tecruca relacionada con la aplicaci6n estructural de las - as tubulares, mediante el patrocinio de la investigaci6n en las Universidades mas prestigiosas del mundo
o esto, se pueden asociar los productos estructurales fabricados por Industrias Unicon, C.A con modelos -;: cad y excelencia y asi 10 expresa la identificaci6n de nuestro nombre UNICON y nuestra marca ECO, en de los productos comercializados en esta familia.
-uaci6n se presenta como se designan los productos estructurales que fabrica Indus trias Unicon, C.A: es _.... bulares cuadrados, rectangulares y circulates y los perfiles abiertos Unicon.
~=o
:-aJladesiqnacion ~.:ialmente
adoptad,!! E.artir de 1990por la industria para los pe~es estnuctur~s
- ae Oiserio de Estructuras de Acero con PerfilesTubulares
tubulares.
,
_
unlc::on
CAPITULO I
Consideraciones generales para el diserio Ejemplos
r I
~
de la designaci6n
de los productos
estructurales
HxBxe
T I T r T T
Ispesor
nominal del perfil en mm.
Base del perfil en mm.
Altura del perfil en mm.
Marca registrada "Estructurales Gonduven EGO"
[§j
Dxe
l"ro
perfil
eo mm
Diametro nominal del perfil en pig
Marca registrada "Estructurales Gonduven EGO"
~
T6ZxHxe
Ispesor
nominal del perfil en mm.
Cuadrados y rectangulares
Altura del perfil en mm.
Forma del perfilletras
Circulares
en mayusculas
Perfiles abiertos
Marca registrada "Estructurales Conduven ECO"
ECO 260 x 260 x 11; ECO 300 x 100 x 7 ECO 10 %" x 9 ECO T 100 x 3,4; ECO Z 200 x 3
1.1.3. Proceso de fabrlcaclen de tubos estructurales La producci6n de los Tubas Estructurales Ganduven EGO esta basada en la transformaci6n de acero laminado en bobinas sequn la especificaci6n ASTM A 572 Grado 50 a tubos siguiendo las especificaciones ASTM A 500 GradoC. Las bobinas laminadas en caliente son cortadas en tiras
0
flejes cuyo ancho corresponde con el perimetro del
tubo a fabricarse. Dichos flejes son doblados en frio para lograr la forma circular y sus bordes soldados longitudinal mente mediante trenes laminadores y soldadura electnca de alta y baja frecuencia ERW (ElectricResistance-Welded) (ver figura 1.1). Los perfiles de forma cuadrada
0
rectangular son conformados a partir del
doblado en frio de los perfiles de forma circular. Finalmente los tubos son cortados
a la
medida deseada e identificados, empaquetados y despachados
4
de acuerdo a los
3
requerimientos normativos, legales y reglamentarios
aplicables.
(Ver diagrama
de
2 1
fabricaci6n 1.1.3.1) Durante el proceso de fabricaci6n tanto la materia prima como los Tubas Estructurales
I
Ganduven EGO, son sometidos a diversos
II ~ .Ii --\ -- ---t--
procesos de ensayo destructivos y no des-
I_1/
tructivos para su validaci6n y aseguramiento de la calidad, 10 que permite la certificaci6n con base en las normas de acero, normas de producto y normas de gesti6n de calidad.
unlc:on
FIGURA
OIl
Proceso de formaci6n de las secciones tubulares
Manual de Diserio de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
CAPITULO I
Consideraciones generales para el diserio
Proceso de fabricaci6n de los perfiles ubulares ECO UNICON
Empaquetado y almacenamiento del producto terminado listo para su distribuci6n hacia los clientes
-----------------------al de Diseno de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
I
CAPITULO I
Consideraciones generales para el diserio 1.1.3.1 Diagrama del proceso de fabricaci6n de los tubos estructurales Conduven ECO
e
o~ 21
51
4
3
6
5. PROCESO DE APLANADO DE LA LAMINA 6. CONFORMADO EN FRio DE LA SECCI6N TUBULAR 4. ENTRADA A LA LINEA DE PRODUCCI6N
(DESENRROLLADOR)
3. CORTE EN TIRA SEGUN DESARROLLO DEL TUBO A FABRICAR 2. INSPECCI6N Y VALIDACI6N
DE LA MATERIA PRIMA
1. RECEPCI6N EN PLANTAiDE MATERIA PRIMA
c:=:(C
~~ ~
7
8
J
9.
0
1J
12
J
11. CORTE EN LONGITUDES ESTANDAR
12. INSPECCI6N VISUAL DE LA TUBERIA 10. CALIBRACI6N
L--
--
DE LA TUBERIA (REDONDEZ Y RECTITUD)
9. ENFRIADO AL AGUA Y AL AIRE DE LA TUBERIA
L-
L-
~e
8. CEPILLADO EXTERNO Y ULTRASONIDO DE LA SOLDADURA
7. COSTURA LONGITUDINAL DEL TUBO POR SOLDADURA ELECTRICA (EW)
a
,
e
~ 13
14
~ 17
16
15.
17. DESPACHO TERRESTRE Y MARITIMO L--
L--
L-
13. ENSAYOS DE VALIDACI6N
14. INSPECCI6N
I
--
16. ALMACENAJE DE LA TUBERIA
15. EMPAQUETADO DE LA TUBERIA EN ATADOS DE CONFIGURACI6N
ESTANDAR
FINAL DE LA TUBERIA
DE LA TUBERIA (DESTRUCTIVOS Y NO DESTRUCTIVOS)
.:0 FIGURA
unlcon
Diagrama del proceso de fabricacion
Manual de Diserio de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
CAPITULO I
Consideraciones generales para el diserio
.1.4. Normas de dlseno aplicables -B
norma venezolana COVENIN 1618: 1998 "Estructuras de acero para edificaciones. Metodo de los estados ites" (COVENIN, 1998), establece dentro de sus disposiciones transitorias que hasta tanto no se elaboren las rrespondientes normas venezolanas especfficas para el diserio de perfiles tubulares, se autoriza el uso
~ mplementario de la norma, "Specifications for the Design of Steel Hollow Structural Sections" (AISC, 1997). Esta - rrna fue inicialmente sustituida por la norma, "Load and Resistance Factor Design Specifications for Steel r-ollow Structural Sections" (AISC, 2000), que a su vez ha sido sustituida por la norma, "Specifications for ctural Steel Building", ANSI/AISC 360-05 (AISC, 2005), que integra en un solo texto y a traves de sus diversos
=
:cpitulos los criterios de diseno para perfiles HSS, con un nuevo capitulo K especialmente dirigido al diseno de
:~Sconexiones.
='
oresente Manual para el Diseno de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares Estructurales de la serie nduven EGO, se acoge al anterior precepto normativo, fundamentando los criterios de diseno principalmente
?'"
as vigentes especificaciones ANSI/AISC 360-05 (AISC, 2005) Y la norma venezolana COVENIN 1618: 1998
=~VENIN, 1998), complementadas por las especificaciones del Euroc6digo 3 y el CIDECT (Cornite Internacional :-
r Ie Developpement et l'Etude de la Construction Tubulaire) que sintetiza una importante experiencia en
=-
ropa, America del Norte y Asia, en el diserio de edificios con perfiles HSS y particularmente en el diserio de sus
::
exiones .
.5. Propiedades del acero
=--
concordancia con los lineamientos establecidos en la norma venezolana COVEN IN 1618: 1998, los valores a
=-
ear en el disefio de la tensi6n de cedencia (F) y resistencia de agotamiento a la tracci6n (Ful, seran los 1l0S
-
valores especificados
en las correspondientes
normas y especificaciones
de los materiales
iderados. La Tabla 1.1, reproduce los valores minimos de resistencia para perfiles tubulares establecidos en
-::;-sspecificaciones ASTM A500.
iD Valores
Minimos de Resistencia segun ASTM A500
Perfil Tubular
Grado A
Circular
Cuadrado I Rectangular
_= Tubos Estructurales =-
oJ
2.320
3.170
B
2.955
4080
C
3.230
4.360
A
2.740
3.170
B
3.230
4080
C
3.515
4.360
Gonduven EGO, de secci6n circular, cuadrados y rectangulares, son fabricados con
estructural de alta resistencia ASTM A572 Grado 50, el cual presenta una tensi6n de cedencia Fy=3.515
=- :...,,2
y resistencia de agotamiento
a la tracci6n Fu=4.360 Kgf/cm2, superando los valores minimos de
s.encia establecidos en las especificaciones ASTM A500. de Disefio de Estructuras de Acero con PerfilesTubulares
unl(::on
CAPITULO I
Consideraciones generales para el disorio Por su parte, el AISC desconoce producido
par ellaminado
el incremento
del limite elastico debido
al endurecimiento
en frio de los perfiles tubulares. Por el contrario, el Eurocodiqo
del limite elastico para perfiles rectangulares miembro y de la resistencia
y cuadrados
en funcion
cedente del material base, sin embargo,
puede utilizarse para miembros sometidos
a trace-on
0
por deforrnacion
3 permite el incremento
de las caracteristicas
qeornetricas
sequn este codiqo, este incremento
del solo
y no puede tenerse en cuenta para miembros
cornpresion
sometidos a flexion.
Factores de modlficaclon de la tension de cedencia y resistencia agotamiento (AISe, 2005a) Tensi6n cedente esperada
Fye=1,4Fy
Resistencia agotamiento esperada
Fue
= 1,3 Fu
Otras propiedades de interes
M6dulo de corte
E = 2,1 x1 06 Kgf/cm2 G = 0,808x106Kgf/cm2
Coeficiente de Poisson
v
M6dulo de elasticidad
= 0,30 P = 7.850
Peso unitario Coeficiente de dilataci6n terrnica lineal
Requerimientos
a=
Kgf/m3 11 ,7x1 OoS/DC
quimicos sequn norma ASTM A500
TABLA
_
Composicion Quimica segun ASTM A500 G~od
Composicion
Quimica (% maximo)
I
Carbono (C)
Manganeso (Mn)
F6sforo (P)
.
Azufre (S)
C
0,23
1,35
0,035
0,035
B
0,26
1,35
0,035
0,035
A
0,26
1,35
0,035
0,035
1.1.6. Dimensiones nominales de 105 productos estructurales A continuacion
se presentan las tablas con las dimensiones
nominales de los productos
estructurales Conduven
ECO de seccion cerrada y secci6n abierta. En todos los casos, la seccion y peso de los perfiles estan calculados en funcion de las dimensiones
unlc:on
nominales sin considerar las tolerancias de tabricacion.
Manual de Disefio de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
Consideraciones generales para el diserio
CAPITULO I
Dimensiones nominales de perfiles tubulares Conduven ECO Seccion Circular I
Designa~i6n Cornerclal
I
Diametro Externo
Esp~sor Nominal
Sec~i6n Nominal
Peso Nominal
GradosASTMA500
o
o
e
A
P
pulg
mm
mm
em'
Kgf/m
76,20
2,25
5,23
4,10
c
31/2
88,90
2,25
6,12
4,81
c
4 1/2
114,30
2,50
8,78
6',89
c
5
127,00
3,00
11,69
9,17
51/2
139,70
3AO
14,56
11,43
c c
6
152AO
4,00
18,65
14,64
c
65/8
168,30
4,30
22,15
17,39
c
75/8
193,70
4,50
26,75
20,99
c
85/8
219,10
5,50
36,91
28,97
c
95/8
244,50
5,50
41,30
32A1
95/8
244,50
7,00
52,23
41,00
103/4
273,10
7,00
58,52
45,93
c c c
103/4
273,10
9,00
74,67
58,61
c
12 3/4
323,85
9,00
323,85
l __ 11J20
NPS
3
12 3/4
~
__
89,02
IL
__ 1..08,11
69,88 i
_
_ Designaci6n comercial del producto en pulgadas estancar de despacho: 6,00 y 12.00 mts - disponibles en inventario -~ias: Longitud ± 25mm - Espesor de pared ± 10% :>efie desarrollada por Industrias Unicon CA y registrada bajo el nombre de Tubos Estructurales productos pueden ser suministrados bajo pedidos con otras dimensiones y grados
i .L
I
_ ~4,8~
CONDUVEN
Serie Tubos Estructurales (2)
Serie Tubos Conduven ECO (1)
L
.
c c
AyB AyB AyB AyB AyB AyB AyB AyB AyB AyB AyB AyB AyB AyB ~
.•..... _
~LB _
ECO
y
r D ---+--L I I
X
I
I
.a
e
FIGURA
Secci6n Circular
- ual de Disefio de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
unlc:on
CAPITULO I
Consideraciones generales para el diserio
~ ~
Dimensiones nominales de perfiles tubulares Conduven ECO Seccion Cuadrada Designac.ion Cornerclal
Espe.sor Nommal
HxB
e
mm ON
mm
60 70
X X
60
2,25 2,25
90
X
90
2,50
100
X
100
3,00 3,40
110x110 X
120
135
X
135
155
X
155
175
X
175
200
X
200
200
X
200
220
X
220
220
X
220
260
X
260
260
X
260
!
i
4,00
I
4,30 I
I
4,50
Secc.ion Nommal
I
I I
, I
P Kgf/m
Serie Tubos Conduven ECO (1)
5,02
3,94
C
5,92
4,65
C
8,54
6,70
C
11,33
8,89
C
I
I I
Serie Tubos Estructurales (2)
I
10,20
14,10
11,07
C
12,00
18,01
14,14
C
12,90
21,85
17,15
C
13,50
26,39
20,72
C
28,46
16,50
36,25
5,50
16,50
41,75
32,77
7,00
21,00
52,36
41,10
5,50
Grados ASTM A500
A
9,00
!
I
em'
7,50
!
Peso Nommal
R
6,75
I
r
I
mm
6,75
!
•
70
120
Radio Externo
C
I I
! I
I
C
I
I
i I
I f
C
I
C
,I
C
I
!
I
7,00
21,00
57,96
45,50
9,00
27,00
73,18
57,45
I
9,00
27,00
87,58
68,75
11,00
33,00
105,40
82,74
DN: Designaci6n comercial del producto en milimetros R: Radio de esquina externo maximo segun ASTM A500 Longitud estancar de despacho: 6,00 y 12,00 mts - disponibles en inventario Tolerancias: Longitud :t25mm - Espesor de pared :t 10% (1) Serie desarroliada por Industrias Unicon C.A. y registrada bajo el nombre de Tubas Estructurales (2) Otros productos pueden ser suministrados bajo pedidos con otras dimensiones y grados
CONOUVEN
I i
!
C C
I
i
AyB AyB AyB AyB AyB AyB AyB AyB AyB AyB AyB AyB AyB AyB f\.yB
EGO
y
r --
-.R
H
L~ I.•
I
-+----~-X I
I
I
B
~e ~I
FIGURA
lID Seccion
unlc:on
Cuadrada
--------------------_._-_.---Manual de Diserio de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
PITULO I
Consideraciones generales para el diseno
~~ Dimensiones nominales de perfiles tubulares Conduven ECO •.•••••• Seccion Rectangular Designac.ion Cornercial
I'
Espe.sor Nominal
Radio Externo!
Secc.ion Nominal
I
i~
Peso Nominal
i I
Grados ASTM A500
HxB
e
R
A
P
Serie
mm ON
mm
mm
em'
Kgf/m
Conduven
80
X
40
Tubos
(2)
AyB AyB AyB AyB AyB AyB AyB AyB AyB AyB AyB AyB AyB AyB AyB
6,75
5,02
3,94
C
5,92
4,65 6,70
C
100
X
40
2,25
120
X
60
2,50
7,50
8,54
140
X
60
X
65
3,00 3,40
9,00
160
10,20
11,33 14,44
C
8,89
C C C
180
X
65
4,00
12,00
18,41
11,34 14,45
200
X
70
4,30
12,90
21,85
17,15
C
220
X
90
4,50
13,50
26,39
C
90
5,50
16,50
36,25
20,72 28,46
300
X
100
5,50
16,50
41,75
32,77
C
300
X
100
7,00
21,00
52,36
41,10
C
320
X
120
7,00
21,00
57,96
C
320
X
120
9,00
27,00
73,18
45,50 57,45
350
X
170
9,00
27,00
68,75
C
350
X
170
11,00
33,00
87,58 105,41
82,74
C
260
X
Serie Tubos Estructurales
(1)
2,25
6,75
ECO
C
C
-
::lesignaci6n comercial del producto en milimetros de esquina externo maximo segun ASTM ASOO __ :ud estandar de despacho: 6,00 y 12,00 mts - disponibles en inventario . s: Longitud ±25mm - Espesor de pared ±10% Sere desarrollada por Industrias Un icon C.A. y registrada bajo el nombre de Tubas Estructurales productos pueden ser suministrados bajo pedidos con otras dimensiones y grados
GONDUVEN
EGO
y
-,
I
R I I
I I
H
-
--+-- . x I
I I
e
FIGURA
lID Seccion
-
Rectangular
al de Diseno de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
unlcon
Consideraciones generales para el diseno
CAPITULO I
TABLA
II!J
Dimensiones
nominales perfil ECO T
80
80
60
3,40
4,97
100
100
60
3,40
5,65
3,91 4,44
ON: Oesignaci6n comercial de producto en milimetros. Tolerancias dimensionales: Longitud +l- 50 mm. Espesar de pared +/- 10%
r
YI
H
L-~-x I-- B ~
FIGURA
••
Perfil ECO T
TABLA
lID Dimensiones Designacion Comercial
ON mm
Altura Total
I
150 170 200
H
mm
nominales perfil ECO Z Ancho Base
I
B
mm
Borde Ala
I
A
Espesor Nominal
e
I
mm
r
I
mm
150
50
20
2,10
170
50
20
2,50
200
50
20
3,00
ON: Oesignaci6n comercial del producto en milfmetros Longitud estandar de despacho: 6,00 y 12,00 mts - disponibles Tolerancias: Longitud ±25mm - Espesor de pared ±10% Serie desarrollada par Industrias Unicon C.A.
Radio Interior
mm
3,15
I,
Radio Externo
I
R
mm
5,25
3,75
6,25
4,50
7,50
secclon Nominal
I
I I
A
em'
Peso Nominal
I
p Kgf/m
5,66
4,63
7,19 9,47
5,87 7,70
en inventario
r---B---1
ir-i L
Y
H ---
-x
'8
~y"
~B--f'~
FIGURA
11& unlcon
Perfil ECO Z
Manual de Diseno de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
CAPITULO I
Consideraciones generales para el diserio
.1.7. Propiedades estaticas para el diseiio estructural ::>arafines de diseno, las propiedades estaticas de los perfiles tubulares han sido calculadas siguiendo la especificacion ANSI/AISC 360-05 (AISC, 2005) que establece: i.
Para perfiles ERW-HSS se debe emplear un espesor de oiseno (t) igual a 0,93 veces el espesor nominal (e). t
= 0,93
e
ii. Basados en el estricto control de calidad que sigue la fabricaci6n de los perfiles tubulares Gonduven EGO, las propiedades
estaticas de las secciones cuadradas y rectangulares han sido calculadas
asumiendo un radio de esquina externo igual a 2,5 veces el espesor de dlseno R
= 2,5 t
iii. Las relaciones de esbeltez para los elementos de las secciones cuadradas y rectangulares seran calculadas tomando un ancho libre de paredes sequn: b=B-5t. h=H-St
Expresiones empleadas para la determinaci6n de las propiedades estaticas de los perfiles tubulares (INTI, 2005)
A
Area de la secci6n
(ern')
I
Momento de Inercia
(ern')
5
M6dulo de secci6n elastico
(ern')
r
Radio de giro
(em)
Z
M6dulo de secci6n plastico
(ern")
J
Momento inereia torsional
(ern')
C
Con stante de torsion
(ern')
Seccion Circular
y
A = IT( 0 - t )t I
x
= ( IT/54) [0
r=[-f
4
J
nual de Diseno de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
-
(
0 - zt)']
= 21
S
= 21/0
C =2S
unlcon
I Conside~cionesgenerales paraeldiS_e_~_o~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
CAPITULO I
Secciones Rectangular y Cuadrada A
= 2t (H
+ B - 3,717t)
I," [( H~ t )' + ( 8 - t) ~ H - t )' _0,88 t (H _t+
y
y,
1
I, " [ ( 8 ~ t )' + ( H - t) ~ 8 - t )' - 0,88 t (8 - t)' t
,-
r l
H
I
RI
~ Sx
I
I
= 21.fH
II:
I
-f-
x
-
I
~
y
= VA ~
z; ~ [ (H ~ t )' + (8 _t)(H - t) - 1,72 t (H -
t
I
r
rX=VA
I I
Sy = 21/B
t-
1-8-l
Z," [ (8; J::
+
t )' + (H - t)(8 - t) - 1,72 t (8 - t+
2t [( B - t )( H - t ) - 2,707
ef
( B + H - 2 t) Nota: Expresiones
~ ~
r
C::
validas para R=2,5t
Propiedades estaticas Secci6n Circular
2t (B - t) (H - t) - 6,88
e
de perfiles tubulares Conduven ECO
Designacion Comercial
Diarnetro Externo
Espesor Nominal
Area Diseiio
Relacion Esbeltez
0
D
e
A
D/t
pulg NPS
mm
mm
Propiedades
Ix= Iy
em'
em'
I
Estaticas
s, = s,
rx = ry
em'
em
em'
z.=Zy
I
J
C
I
em'
em'
!
3
76,20
2,25
4,87
36,42
33,47
8,78
2,62
11,49
66,94
17,57
31/2
88,90
2,25
5,71
42,49
53,78
3,07
15,77
128,24
3,96
29,16
107,57 256,49
24,20
49,16
12,10 22,44
43,05 58,96
41/2
114,30
2,50
8,18
5
127,00
10,89
51/2 6
139,70 152,40
3,00 3,40
65/8
168,30
7 5/8 8 5/8 9 5/8
244,50
9 5/8
244,50
103/4 103/4
I
45,52
210,06
33,08
4,39
13,56
44,18
45,27
4,83
4,00
17,38
40,97
316,24 480,43
63,05
5,26
4,30
20,64
42,09
696,93
82,82
5,81
193,70
4,50
24,92
46,28
1.119,17
115,56
6,70
150,33
219,10
5,50
42,83
225,50
7,57 8,47
234,26
47,80
1.969,26 2.756,73
179,76
5,50
34,39 38,47
7,00
48,67
37,56
3.448,59
282,09
8,42
273,10
7,00
54,52
41,95
4.846,53
354,93
9,43
273,10
9,00
69,61
32,63
6.104,20
447,03
9,36
586,78
123/4
323,85
9,00
82,96
38,69
637,81
11,16
833,24
123/4
323,85
11,00
100,79
31,66
10.327,77 12.405,34
766,12
11,09
1.006,55
I
NPS: Designaci6n comercial del producto en pulgadas Todas las propiedades estaticas y relaciones de esbeltez han sido calculadas
unlccn
para el espesor de diseiio sequn recomendaciones
-----
44,88
420,13 632,48
66,16
82,25
960,86
126,10
107,97
1.393,86
165,64
2.238,35 3.938,52
231,12
293,16
5.513,46
451,00
368,81
6.897,18
564,19
462,76
9.693,07 12.208,40 20.655,531 24.810,68
de las especificaciones
90,55
359,52
I
709,85 894,06 1.275,62 1.532,23
ANSI/AISC 360-05
-------
Manual de Diseno de Estructuras de Acero con PerfilesTubulares
APITULO I
para el diserio --- Consideraciones --- generales .. ,
Propiedades estaticas Seccion Cuadrada
IP'V""'"
I...,;:.••••
Designacion. Comercial
Espesor Nominal
Area Diseno
HxB
e
A
mm
mm
em'
i
de perfiles tubulares Conduven ECO :
Esbeltez Ala
Esbeltez Alma
bIt
:
Propiedades Estatlcas
hIt
Ix = Iy
s, = s,
rx = ry
z, = z;
J
C
em'
em'
em
em'
em'
em'
8,60
2,34 2,75
10,09
40,35
13,97
13,96
65,19
19,24
3,56
25,99
156,10
35,66 52,58 100,24 136,82
ON
60
X
60
2,25
4,70
70
X
70
2,25
90
X
90
2,50
100
X
100
110
X
110
3,00 3,40
120
X
120
4,00
5,53
23,67 28,45
23,67 28,45
41,91
7,97
33,71
33,71
100,81
11,97 22,40
10,58
30,84
30,84
164,39
32,88
3,94
38,25
247,03 373,45
44,91
4,33
52,30
255,15 383,78
62,24
4,71
72,68
581,63
13,17
29,79
29,79
27,26 28,76
27,26 28,76
32,04
32,04
29,21
29,21
135x135
4,30
16,83 20,41
155
X
155
4,50
24,64
5,50
33,86
I
25,80
I
575,20
85,22
5,31
99,34
118,97 183,48
6,12
138,24 213,79
894,50 1.429,61 I 189,87 2.495,61 294,33
282,63 351,48
3.771,90
387,62
4.686,96
485,55
429,51 16.302,67 536,80 7.866,32
591,53
764,63 113.255,84 912,34 15.795,86
1.055,90
175
X
175
200
X
200
5,50
38,98
34,10
34,10
922,00 II 1.605,49 I 2.436,56
X
200
7,00
48,93
25,72
3.004,25
220
X
220
7,00
25,72 28,79
243,66 300,43
7,91
200
28,79
8,65
X
220
9,00
21,28
21,28
4.053,03 5.012,79
368,46
220
455,71
8,56
260
X
260
653,85
X
260
26,06 20,42
8.500,05
260
26,06 20,42
10.05233
773,26
= . Desiqnacion
1
54,14 68,45
I
I
9,00
I
I
81,84
I
11 00
98,61
cornercial del producto en rnillmetros las propiedades estaticas y relaciones de esbeltez han sido calculadas
-a::as
Propiedades estaticas Seccion Rectangular Oesignaci6n Comercial
Espesor Nominal
HxB
e
Area Diseiio
I
I
bIt
A
hIt
Propiedades
I I
Ix em'
4,70
I I I
10,19 10,10
de las especificaciones
I
Iy
Zx
em'
em
9,56 13,41
2,85 3,48 4,33
I 17,06 30,78
em'
em'
I
Zy
J
C
em'
em
em'
em'
em'
6,53
7,40
31,26
2,25
5,53
14,12
60
2,50
7,97
20,81
46,61
67,06 149,40
140
X
60
45,18
257,47
4,93
46,33
69,11
23,04
X
65
10,58 13,49
16,51
160
3,00 3,40
24,90 36,78
15,56 12,47
45,60
422,16
52,77
5,59
103,92
31,97
2,56 2,78
43,39
655,98
6,18
45,01
16,51
47,57
6,84 7,71
132,82 183,75
40,87
12,50
72,89 95,48
66,86 93,79
123,15 1 168,47 I 365,29
X
65
4,00
X
70
4,30
17,20 20,41
220
X
90
4,50
24,64
954,77
16,07 I
8,03
1,67 1,70
51,36
17,12
2,54
90
5,50
33,86
12,60
45,83
I 133,24 2.672,45 I 205,57
8,88
265,35
300
X
100
5,50
38,98
14,55
53,65
4.095,98
273,07
10,25
300
X
100
7,00
48,93
5.042,87
336,19
10,15
X
120
7,00
44,16
11,05
X
120
9,00
9,34
33,23
I 8.159,90
412,91
320
54,14 68,45
10,36 13,43
41,08
320
352,24 I 731,09 437,60 891,04 528,65 1.424,85
509,99
350 350
X
170 170
9,00
81,84
15,31
36,82
12.737,21
727,84
10,92 12,48
660,04 909,44
11,00
98,61
11,62
29,21
15.058,90
860,51
12,36
260
X
X
I
1.465,69
1
6.606,62
I
:JI'.: Oesignaci6n comercial del producto en millrnetros "odas las propiedades estaticas y relaciones de esbeltez han sido calculadas
---
ANSI/AISC 360-05
ry
40
180
1.269,03
Sy
X
200
13,06
I
X
I
11,94
t
100
40
38,22
rx
Sx
120
X
745,70
Estaticas
33,23 42,79
80
14,12
7,84
de perfiles tubulares Conduven ECO
ON
2,25
6,89
para el espesor de diseiio segun recomendaciones
Esbeltez Alma
em'
mm
mm
Esbeltez Ala
71,97
---------------_
I
8,98
42,17
12,30 15,47
19,11 25,70
121,62
31,47
175,90
43,65
35,65
270,51
61,12
2,78
45,71
80,02
52,50
3,00
58,63
362,93 507,44
103,02
81,18
3,85
90,33
154,51 220,41
112,28
3,86
125,28
946,92 1.400,21
146,22
4,33
161,87
2.044,40
285,32
178,21 I 237,48
4,27
200,26 12.511,89
355,35
5,13
265,26
3.834,96
461,33
1.742,39
290,40
5,05
329,87
4.734,131 578,30
4.163,02
489,77
7,13
1.084,67 4.896,58
576,07
7,05
552,03 10.072,351 920,31 657,14 11.944,04 1.103,31
t
I
505,25
para el espesor de oiseno sequn recomendaciones .._--
anual de Disefio de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
I
de las especificaciones
ANSI/AISC 360-05
-------------------
unlcon
CAPITULO I
Consideraciones generales para el dlserio
I!!J Propre. da des TABLA
Designacion Comercial
Altura Total
ON
H
I
mm
mm
I
80
80
I
100
100
Est'a t·seas Pe rf·II ECO T
Ancho Base
ESPl!.sor Nominal
Secc}on Nominal
Peso Nominal
B
e
A
p
mm
I
60
I
60
I
mm
3,40 3,40
I
I
em'
4,97
I
5,65
I
Propiedades Estaticas
Ix
Sx
r,
I
ry
Kgf/m
em'
em'
em
I
em
3,91 4,44
46,25
8,84
68,07
10,05
3,04 3,47
I
1,54
I
1,06
ON: Oesignaci6n comercial del producto en milfmetros Propiedades estaticas calculadas para valores nominales sin considerar tolerancia de labricaci6n Tolerancias dimensionales: Longitud +f-50mm Espesor de pared +f- 10%
1m
Propiedades Estaticas Perfil ECO Z
Designacion Comercial
Propiedades Estaticas I
I
I
ON
Ix
Sx
r,
Z.
mm
em'
em'
em
em'
em'
em'
em
em'
em
150
208,70
27,82
5,87
42,63
6,76
2,65
10,04
1,18
170
331,17
38,96
6,56
33,05 46,79
50,25
8,00
2,55
11,96
1,15
200
580,42
50,04
7,58
70,70
56,02
8,95
2,35
14,35
1,12
Iy
Sy
ry
Z.
rts
ON: Designaci6n comercial del producto en milimetros Propiedades estaticas calculadas para val ores nominales sin considerar tolerancia de labricaci6n Tolerancias dimensionales: Longitud +f-50mm Espesor de pared +f- 10%
1.1.8. Clasificacion de
105
elementos de las secciones tubulares
Las secciones de los perfiles tubulares pueden ser clasificadas en secciones compactas, no compactas
0
esbeltas, en funci6n de la predisposici6n al pandeo local de sus elementos comprimidos. La Tabla 1.5.,reproduce los limites para la relaci6n ancho-espesor de los elementos comprimidos de perfiles tubulares recomendados por las especificaciones AISC 360-05. La secci6n del perfil tubular clasifica como compacto si la relaci6n ancho-espesor de sus elementos comprimidos no supera ellimite A-p. La secci6n del perfil tubular clasifica como no compacta si la relaci6n ancho-espesor de sus elementos comprimidos esta entre los limites A-p YAr• Finalmente, la secci6n del perfil tubular clasifica como esbelta si la relaci6n ancho-espesor de sus elementos comprimidos supera ellimite i:
II
unlcon
Manual de Diserio de Estructuras de Acero con PerfilesTubulares
CAPITULO I
~ ~
Consideraciones generales para el diseno
Limites de la relaci6n ancho-espesor de los elementos comprimidos para perfiles tubulares segun especificaciones AISC 360-05 Caso
Relaci6n ancho-espesor
A
p
(compacto)
C1
A, (no compacto)
Forma de la Secci6n
0,11 ElF, (65,72) Olt 0,07 ElF, (41,82)
C2
0,31 ElF, (185,21)
bIt
I-b-l
- f-t
(flexion) 1'12~ C3
bIt 0 hIt
F,
(27,38)
1'40~
F,
(34,22)
(cornpresion)
hIt C4
(flexion)
2,42~
F,
(59,15)
5'72~
F,
(139,32)
I
t
- -
h
1
a: Valores en parentesis corresponden a la especificaci6n ASTM A572 Grado 50 circular en compresi6n uniforme C2 - Secci6n circular en flexi6n Compresi6n uniforme en pared paralela a eje de flexi6n (ala) 0 compresi6n uniforme en paredes del perfil somelido a compresi6n. ::fo.- Pared perpendicular a eje de flexi6n (alma)
w.- Secci6n c:3.-
Armaduras 0 cerchas en pasarelas de aeropuertos nacionales
1anual de Diseno de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
unlcon
CAPITULO I
Consideraciones generales para el diserio 1.1.9.Metodos de diseno Siguiendo Metodo
los criterios
de diserio de la norma venezolana
de los Estados
cumplir basicarnente ante acciones
Umites.
1618: 1998, el presente
EI diseno de la estructura
con dos estados
y sus miembros
0 componentes
limites; el estado limite de agotamiento
extremas durante la vida util esperada
de la estructura,
manual se fundamenta
resistente,
estructurales
en el debe
que define la seguridad
y el estado limite de servicio, que define los
requisitos funcionales. EI diseno para el estado limite de agotamiento
resistente verifica que la resistencia
componente
que las solicitaciones
estructural
fundamenta
sea igual 0 mayor
en los principios
factores de mayoraci6n
de la norma AISC-LRFD
de solicitaciones
un diserio racional, confiable y econ6mico.
Qi
Efecto de la solicitaci6n
Yi
Factor de mayoraci6n
= LYi
0;
Demanda
principios
correspondiente
de resistencia
0 solicitacion
0 Resistencia
admisibles
Demanda
I
minorada
hacer la verificaci6n
mayorada
(reportado
de la relaci6n
en este manual)
demanda-capacidad
de resistencia
0 caso de carga
en condiciones
de servicio
n
Factor de seguridad de la resistencia te6rica R, (generalmente 1,67 para cedencia y 2,00 para rotura)
minorada
factor de minoraci6n
(valor reportado de la resistencia
- -
--
--
los
i
Resistencia
admisible
siguiendo
o.s RiO
Rti
Capacidad
Q;
(Allowable Strength Design - ASD), sequn el cual:
Efecto de la sollcitacion
la capacidad
unlcon
a la solicitacion
Capacidad
Rin
'--
i
te6rica 0 nominal
R = 'L
resistencia
0 caso de carga
R=LQ
adoptando
o::; ct>i Rti
Factor de minoraci6n de la resistencia te6rica R, (generalmente 0,90 para cedencia y 0,75 para rotura)
0;
Se
te6rica (
de la resistencia
es posible
de cada
establecidas.
Factor Design-LRFD),
Resistencia
del rnetodo de las tensiones
Para obtener
(Demanda)
Rti
De manera complementaria,
(Capacidad)
De esta manera:
Ru= 'LYi
Ru
mayoradas
(Load and Resistance
(Yi) y factores de minoraci6n
minorada
te6rica
0 nominal
admisible
de un miembro en este manual),
0 componente
-
a partir de su capacidad
bastara con dividir la resistencia
te6rica (
estructural
- --'-
-
minorada
0
(
(Q).
~-.-~- -~- -'
- -_._.
Manual de Diserio de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
Consideraciones generales para el diserio
CAPITULO I
-------------------------------------------------------------
R = (~i Rti)/(~in) = (~i Rti)/1,50 EI ciseno para el estado limite de servicio esta relacionado condiciones
normales
comportamiento
con la conservacion,
de servicio y el control de los dartos durante
esencialmente
elastico
el uso normal diario, donde
e implica el control de flechas,
~atiga, efectos de los cambios de temperatura,
proteccion
y funcionamiento
durabilidad
contra incendios,
deformaciones, corrosion,
se supone
vibraciones
bajo un
excesivas,
etc.
Flechas maximas recomendadas debidas alas acciones variables
y de viento, segun la Norma COVENIN 1618 Edificaci6n Tipo de flecha
co0 (J)
w ...J
t ~
<
Tipo de acci6n
Tipo de miembro
rec~~;~~ada
Variable: CV
Tramos de miembros que soportan techos con recubrimientos no fiexibles
U240
Variable: CV
Tramos de miembros que soporta techos con recubrimientos flexibles
U180
Variable: CV
Tramos de miembros que soportan pisos
U300
Tramos de vigas para qruas m6viles con capacidad: a) Igual 0 mayor 25.000Kgf
U800
b) Menor de 25.000 Kgf
U600
Fuerzas laterales debidas alas oruas: Gt
Tramos de vigas que soportan qruas m6viles
U600
Fuerzas laterales debidas alas qruas o viento: G" W
'Columnas (desplazamiento total de su parte superior)
U400 a U200
Variable: CV
Tramos de miembros en pisos y techos que soportan acabados susceptibles de agrietarse
U360
Variable: CV
Tramos de miembros en pisos y techos que soportan acabados no susceptibles de agrietarse
U300
Viento: W
Pisos (desplazamiento total debido a todos los efectos)
U400
Viento: W
Pisos (desplazamiento relativo entre dos pisos consecutivos) con revestimientos rnetalicos y tabiques sin precauciones especiales para permitir deformaciones de la estructura
U500
Viento: W
EI mismo caso anterior pero en pisos con precauciones especiales para permitir deformaciones de la estructura
U400
Maxima por rueda sin impacto: G,
0:: •... (J)
;:)
c
~
""§ C1)
iii
...J
Cij 0
(J)
0
t ~
(3 LL
zs w (J)
0
•...
Q::
0
""§
2 co ...J
. e comentetos
en la norma COVENIN 1618.
~ual de Diserio de Estructuras de Acero ron Perfiles Tubulares
unlcon
Consideraciones
generales
If) Diseno de miembros EI diseno de los miembros
estructurales
se basa en el metoda de los estados limites, como fue descrito con anterioridad,
ello que en cad a estado de solicitaci6n con el prop6sito EI diseno
de determinar
consiste
embrago
adicionales, pertenecen
destacar
con aplicaciones
de simplificar
tablas asociadas
los factores de minoraci6n
de los miembros
las secciones
6ptimas
tubulares,
establecidos
es por
por el rnetodo,
entre otros.
de los miembros
para cada caso en particular.
que en esta secci6n, tarnbien han sido incluidos
especificas;
a la serie de productos
Con la finalidad
estaran presentes
las capacidades
en seleccionar
es conveniente
CAPITULO I
para el diseno
Sin
dos tipos de perfiles abiertos
el perfil ECO T Y el ECO Z, los cuales no son tubulares,
pero tarnbien
que fabrica Industrias Unicon CA
y facilitar al usuario el calculo, en esta secci6n fueron incluidas
las operaciones
al diserio de los miembros.
A continuaci6n
se presentan
los diferentes
estados
de solicitaci6n
para los perfiles tubulares. Multiples conexiones con perfiles tubulares en estructura de transporte masivo, ubicada en Venezuela
1.2.1. Diseno de miembros a traccten Una buena manera de utilizar los perfiles estructurales tracci6n, medida
debido
a que de esa forma se utiliza el material
la resistencia
tipos de miembros
tubulares
del material que forma la secci6n,
los encontramos
de acero HSS, es su empleo como miembros
mas eficientemente,
dependiendo
en la realidad como: tensores,
es decir, se aprovecha
por supuesto cordones
en gran
del tipo de conexi6n.
y diagonales
a
de armaduras,
Estos entre
otros. La resistencia
de diserio de un miembro
sobre el area total
a tracci6n
<1>,
Pn' sera el menor valor entre el estado limite de cedencia
y el estado limite de rotura sobre el area neta efectiva.
i. Tracci6n de cedencia sobre el area total. Pn
ii. Tracci6n
=
FyA
<1>,
=
0,90
t
=
0,75
de rotura sobre el area neta.
P, = Fu Ae
unlcon
Manual de Disefio de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
APITULO I
Consideraciones generales para el diserio
A A. An U
= area ;:
neta se computa
Area total Area neta Area neta Factor de conexi6n
=
de la secci6n Area de disefio. efectiva U An de la secci6n. correcci6n para de miembro en tracci6n.
=
como el area total de la secci6n menos el producto
ho del material removido
para la conexi6n.
Para conexiones
ne la secci6n An = A Y U = 1,0. EI factor de correcci6n
soldadas
del espesor de la lamina del perfil
continuamente
alrededor
y el
del perfmetro
U, de pen de del tipo de conexi6n, sequn:
Factor de correcci6n U para perfiles tubulares conectados a traves de planchas de conexi6n Descripcion conexion
i~
Relaclon ancho-espesor !
= 1,0 U = 1 - xii
I ~ 1,30 Seccion circular conexlon
con plancha
0:5
I :5 1,30
concentrica
x
I~ H Seccion rectangular conexion
U
x=
I ~ H ncha de conexlon
U
"$"""""""~~-~.._._r- ~
f-I-j
= 1 - xii
con plancha
concentrlca
Seccion rectangular
= Din
Forma de la Seccion
B2 + 2BH 4 (B + H)
U
=
1-
xii
con doble adosada
X
B2 = ----==---4 (B + H)
]m ~--tj------1
= !...::rg:nJd de la conexi6n en la direcci6n de la carga
~
~elaci6n de esbeltez
-=-espondiente
de un miembro
en tracci6n
(Ur) sera su longitud
radio de giro (r). Esta relaci6n preferentemente
I de Diserio de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
no arriostrada
(L) dividida
por el
no excedera de 300.
un Icon
CAPITULO I
Consideraciones generales para el diseno
~
Capacidad de miembros a tracclen Conduven ECO Seccion Circular
&mIU
Designacion Comercial
I
Area Diseiio
Espesor Nominal
i
Cedencia
Rotura
I
e
0 pulg
A
mm
em'
ton
3
2,25
15,41
31/2
2,25
4,87 5,71
41/2
2,50
8,18
ton
ton
ton
(A.=O,95A)
(A,.=O,90A)
(A.=O,85A)
I
ton
(A,=O,80A)
(A.=O,75A)
NPS
3,00 3,40
5 51/2
11,95
15,86 22,73
14,93 21,40
14,00
30,26 37,70
28,48
51,14 60,75
48,30
45,46
57,37
54,00
25,41
24,07
10,89
25,87 34,44
33,82
32,04
13,56
42,91
42,13
39,92
18,05
6
4,00
17,38
54,97
53,98
4,30
20,64
65,30
64,12 77,40
7 5/8
4,50
24,92
78,82
8 5/8
5,50
108,78
9 5/8
5,50
34,39 38,47
9 5/8
7,00
48,67
103/4
7,00
54,52
103/4
9,00
69,61
123/4
9,00
82,96 100,79
11,00
12,74
14,34 16,79
65/8
123/4
13,54
15,13 17,73
I
I ! I
106,82
35,48
20,06 26,70
I
I
33,26 42,61 50,62
73,33
69,26
65,18
61,11
101,20
95,58
89,95
84,33
121,69
119,50
113,21
106,92
100,63
94,34
153,98 172,48
151,20
135,29
127,33
119,37
142,63
133,72
182,10
170,72 203,45
220,21 262,43 318,86
169,37
143,25 160,46
216,25
204,87
151,54 193,48
257,70
244,14
230,58
217,01
280,15
263,67 50: F, = 3.515
313,11
296,63
247,19
NPS: Oesignaci6n comercial del producto en pulgadas. Propiedades mecarucas del acero sequn Especificaciones ASTM A572 - Grado Kgf/cm' - F, = 4.360 Kgf/cm'. Los valores reportados en la tabla corresponden a 4>, PO' expresados en Toneladas. Nota: Tomar el menor valor entre el estado limite de Cedencia y Rotura. Obs .. La tracci6n de rotura sobre el area neta efectiva (A,l controlara la tracci6n de cedencia sobre el area total (Al, a menos que la conexi6n del miembro en tracci6n pueda ser configurada con A, 2 0,89A.
~ ~
Capacidad de miembros a tracclen Conduven ECO Seccion Cuadrada
Designacion Comercial
I
Espesor Nominal e
HxB mm
I
I
Area Diseiio A
I Ce~encia
I
mm
em'
ton
ON
Rotura
I I
I
ton
ton
ton
ton
ton
(A,=O,95A)
(A,.=O,90A)
(A,.=O,85A)
(A,=O,80A)
(A.=O,75A)
60
X
60
2,25
4,70
14,86
14,59
13,82
13,05
70
X
70
2,25
5,53
17,51
17,19 24,75
16,29 23,45
15,38
90
X
90
2,50
7,97
100
X
100
10,58
25,21 33,47
32,87
13,17
41,66
40,91
31,14 38,76
53,23
52,27
49,52
12,29 14,48
22,15 29,41
11,52 13,57
20,84
19,54 25,95
36,60
27,68 34,45
46,77
44,02
41,27
110
X
110
3,00 3,40
120
X
120
4,00
135
X
135
4,30
16,83 20,41
64,55
63,39
60,05
56,72
24,64
77,96
76,56
72,53
68,50
53,38 64,47
50,05 60,44
33,86
107,12
105,19
99,65
94,11
88,58
83,04
121,08
114,70
108,33
101,96
95,59
152,00
144,00
136,00
128,00
120,00
150,48
141,62
132,77
179,06 214,09
167,87 200,71
257,97
241,85
155
X
155
4,50
175
X
175
5,50
200
X
200
5,50
38,98
123,30
200
X
200
7,00
48,93
154,79
220
X
220
7,00
168,18
X
220
9,00
54,14 68,45
171,26
220
216,54
212,63
159,33 201,44
260
X
260
9,00
81,84
258,90
254,24
240,86
190,25 227,47
260
X
260
11,00
98,61
311,96
306,34
290,22
274,09
I
,
I
32,30
ON: Oesignaci6n comercial del producto en milimetros. Propiedades mecanicas del acero sequn Especificaciones ASTM A572 - Grado 50: F, = 3.515 Kgf/cm' - F, = 4.360 Kgf/cm'. Los valores reportados en la tabla corresponden a 4>, PO' expresados en Toneladas. Nota: Tomar el men or valor entre el estado limite de Cedencia y Rotura. Obs: La tracci6n de rotura sobre el area neta efectiva (A,l controlara la tracci6n de cedencia sobre el area total (A), a menos que la conexi6n del miembro en tracci6n pueda ser configurada con A,20,97A.
unlc:on
---
-
Manual de Diserio de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
Consideraciones generales .e.arael disenc:.....11
CAPITULO I
Capacidad de miembros a traceten Conduven ECO Seccion Rectangular
TABLA
signacion: Espesor! Comercial : Nominal:
I
Rotura
<1>, = 0,75 'Pn
,Pn
'Pn
,Pn
Ion
Ion
Ion
Ion
Ion
(A,=O,95A)
(A,=O,90A)
(A,=O,85A)
(A,=O,80A)
(A,=O,75A)
mm
em'
Ion
40
2,25
4,70
14,86
14,59
13,82
13,05
2,25
5,53
17,51
17,19
15,38
12,29 14,48 20,84
19,54
27,68
25,95
,Pn
,Pn
11,52
25,21
24,75
16,29 23,45
40 x60
3,00
10,58
33,47
32,87
31,14
22,15 29,41
60
X
65
3,40
13,49
37,48
35,28
33,07
X
65
4,00
50,62
47,81
44,99
42,18
200
X
70
4,30
17,20 20,41
41,89 53,43
39,69
80
42,66 54,41 64,55
63,39
60,05
56,72
53,38
50,05
220
X
90
4,50
24,64
77,96
76,56
72,53
68,50
64,47
60,44
260
X
94,11
88,58
83,04
108,33
101,96
95,59
136,00 150,48
128,00
120,00
141,62
132,77
179,06 214,09
167,87 200,71
257,97
241,85
100
X
40
20
X
60
2,50
7,97
90
5,50
33,86
107,12
105,19
Ox 100
5,50
38,98
123,30
121,08
99,65 114,70
Ox 100
7,00
48,93
154,79
152,00
144,00
120
7,00
168,18
9,00
54,14 68,45
171,26
Ox 120
216,54
212,63
159,33 201,44
320
350
--
=
A
mm DN X
'Cedencia <1>, 0,90
e
HxB
80
Area Dlsefio
X
X
170
9,00
81,84
258,90
254,24
240,86
190,25 227,47
X
170
11,00
98,61
311,96
306,34
290,22
274,09
:Jesignaei6n eomereial del produeto en milfmetros. Propiedades
rnecarucas del aeero sequn Espeeifieaeiones
13,57
ASTM A572 - Grado 50: F, = 3.515 Kgffem' - F, = 4.360
-:,"::-n' Los valores report ados en la tabla eorresponden a
-
Tubulares en estructura de uso publico ubicada en el oriente del pais. Se destacan los miembros circulares a tracci6n, empleados como tirantes
----_.-----
-----
-
----
anual de Diseno de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
unlc:on
Consideraciones
generales
CAPITULO I
diserio
para el
1.2.2 Diseno de miembros a compresten Los perfiles tubulares soportar
las cargas
arriotramientos
estructurales de compresi6n,
principalmente
es total mente ideal e inigualable.
internacionales.
tam bien como
los circulares
HSS, son los mas competentes
y cuadrados,
Su eficacia ha sido demostrada
La ventaja de este tipo de perfil radica a que su geometria
lejos del eje longitudinal,
y su uso como en numerosas
no generando
para
columnas
y
investigaciones
dispone que el material este distribuido
10 cual genera que el radio de giro, para los circulares y cuadrados,
igual en todos los sentidos, angulares,
de acero, conocidos
sea practicamente
plano referencial de pandeo definido, como les ocurre a los perfiles I, H,
entre otros.
Otra cualidad de gran importancia con facilidad,
1.2.2.1 Disefio La resistencia
que presentan
las secciones
tubulares,
es que pueden ser rellenas de concreto
10 cual otorga una serie de ventajas adicionales a las que ya posee este tipo de perfil. de miembros a com presion de secciones tubulares sin relleno de diserio de un miembro a compresi6n
Pn
~c
Pn, sera:
= FcrA
~c
A= Area total de la secci6n
=
0,90
= Area de disefio
Pandeo Inelastico
Fer = Q 0,658
[
QF' l F.
Fy
si
KLlr s 4,71
J ~Fy
Pandeo elastico
Fer = 0,877 Fe
si
n2E Fe
= KL = FCf
=
(KLlr)2
KLlr> 4,71
J QFyE
... Esfuerzo de Euler
Esfuerzo crftico. Longitud efectiva del miembro.
r
=
Q
= 1,0 para miembros con secciones cornpactas
Radio de giro.
y no compactas con sus elementos sometidos a cornpreslon uniforme.
unleon
Manual de Disefio de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
Consideraciones generales para el oiserio
TULO I - - ::.~'embros secci6n circular donde:
- ::.""'iembros de secci6n cuadrada
0
=
Q
0,11E/Fy < Olt < 0,45 E/Fy
0,038E +~ r, (O/t) 3
rectangular con elementos esbeltos en la secci6n, se utiliza 10 siguiente:
bit
> 1,40
J
A ef
= A-Lt
(b-b)e
E 6 hit Fy
> 1,40
J
E Fy
- vT!E[1-~ V!E]<
be-1,92t
T -b
(bit)
Obs.- La determinacion de f implica un proceso de iteracion. Tomar f = Fy simplifica el proceso y conduce a una estirnaclon conservadora de la capacidad de la columna.
b)
a)
+
+
W/////-0 ~//lj'/////.
)
+
~~
C~J I
r
I
I I
I I I
Condiciones de borde 0 de extremo y forma de la columna andeada 0 deformada (linea discontinua)
d)
c)
I
I I I
I I
I I
I I I
I \ \
\
I I
,
,I I J
\
\
I I I
I I
\
\ \ \ \
I
I
I
I
I I
I I I
I I
I I
I
\
I'
t
t
0,7
1,0
1,0
2,0
2,0
0,8
1,2
1,0
2,1
2,0
t
t
Valor te6rico de K
0,5
Valores recomendados para el iserio cuando las restricciones eales se aproximan alas ideales
0,65
'0'/1/#/1-''/##1
T ,
Rotaci6n restringida
y traslaci6n restringida
Rotaci6n libre y traslaci6n
restringida
Rotaci6n restringida y traslaci6n
I ~ ~
+
P I
I
\
Sfmbolos para las estricciones en los extremos o condiciones de borde
+
+
I I
I
,
e)
Rotaci6n libre
libre
y traslaci6n libre
Factores de longitud efectiva para columnas cargadas axial mente con diversas condiciones idealizadas de extremos
al de Diserio de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
unlc::on
Consideraciones generales para el diseno
~ &r.I.:AIJ
CAPITULO I
Capacidad de miembros a com presion Conduven ECO Seccion Circular
0,00
15,41
18,05
1,00
13,90
16,74
25,87 24,73
1,25
13,11
16,05
1,50
12,21
1,75
I 34,44142,91
1
78,82
108,78
77,59
107,44
121,691153,98 120,49 152,44
172,48
I
171,11
220,21 : 262,43 218,44 260,94
63,19
76,90
106,69
119,82
151,59
170,34
217,45
260,10
51,88
62,28
76,07
105,79
119,01
150,55
169,41
216,24
259,09
39,09
50,81
61,23
75,10
104,73
118,06
149,33
168,31
214,82
257,89 1313,28
29,73
37,99
49,60
60,03
74,00
103,52
116,96
147,93 1167,06
213,20
20,57
28,59
36,78
48,27
58,71
72,76
102,16
115,74
146,36
165,65
211,37
256,51 1311,59 254,96 309,68
11,27
19,50
27,37
35,47
46,82
164,08
209,35
253,24 1307,57
18,37
26,08
34,08
45,27
57,26 I 71,41 55,70 69,94
144,63
10,21
142,74
162,37
207,14
9,17
17,22
24,73
32,62
43,63
54,04
8,15
16,04
23,35
54,97
33,20
41,62
53,58
65,30 63,94
24,11
32,52
40,91
52,81
15,24
23,37
31,71
40,07
11,23
14,33
22,52
30,77
2,00
10,19
13,36
21,59
2,25
9,13
12,33
2,50,
8,08
2,751
7,06
3,00
6,08
3,25
I
I
I
!
I
100,671114,39
I
99,05
112,91
251,36
i 305,25
68,37
97,30
111,31
140,70 1160,52
204,74
249,30
302,73 300,01
i
5,18 4,47
31,11
41,91
52,30
66,71
95,43
109,60
138,52
158,53
202,17
247,09
3,50
7,18
21,95
29,55
40,14
50,47
e
14,86
64,95
93,46
107,79
136,19
156,41
199,43
244,73
297,11
3,75
3,89
6,26
13,69
20,53
27,96
38,31
48,59
63,12
91,38
105,87
133,74
154,16
196,52
242,21
294,02
~
4,00
3,42
5,50
12,54
19,12 I 26,36
36,45
46,65
61,21
89,21
103,86
131,17
151,79
193,46
239,55
290,75
c
4,25
3,03 I 2,70 I
4,87
11,42
17,72
24,76
34,57
44,67
59,25
86,96
101,76
128,49
149,31
190,26
236,75
287,31
I
4,34
10,35
16,35
23,16
32,68
42,66
57,24
84,63
99,58
125,70
146,73 I 186,92
233,82
283,71
2,43
3,90 I
15,02
21,59
30,80
40,64
55,18
82,24
97,32
122,83
144,04
183,45
230,75
279,95
5,00
2,19
I
3,52
I
9,30 8,39
13,73
20,04
28,93
38,61 I 53,10
79,79
95,00
119,86
141,27
179,87
227,57 1276,04
'Qj
5,25
1,99
3,19
7,61
12,47
18,54
27,09
36,58
50,99
77,30
92,62
116,82
138,41
176,18
224,27
-g •..
i
5,50
1,81
2,91
!
6,94
11,36
17,08 . 25,28
34,57
48,87
74,77
90,19
113,72
135,47
172,39
220,86 1267,81
'0, 5,75
1,66
110,56
132,46
168,51
217,34
263,50
.3
6,00
1,52
259,08
6,50
1,30 I
2,08
4,97
I
1,80
4,28'
III
Q)
~
4,50 4,75
10
>
~
I
Q)
c
1
7,00
1,12
7,50 8,00
0,97 0,86
8,50 I
0,76
~:::, I
6,35 5,83.
I
i
'I
I
,
23,52
32,59
46,75
72,21
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21,81
30,63
44,63
69,62
85,19
107,36 i 129,39
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213,73
8,13'
12,24
18,60
26,86
40,43
64,43
80,08
100,84
123,09
156,43
206,25 i 249,90
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94,25
116,63
148,11
198,46
20,27
32,40
J
7,01
I
3,73
,
1,37
3,28
5,37!
!
2,90
4,76
II
I
I
10,56
16,04
i 9,20 i 13,97 8,08:
1
7,16
12,28
0,68 0,61
10,00
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10,50
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0,41 0,38
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I
I
I
17,81!
4,24
6,39
9,70 . 14,08
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2,32
3,81
5,73
8,71
0,88
2,10
344 3'12
5,17
7,86
11,40!
I
I
I
i
1
12,63
I
54,17
69,71
87,64
110,07
139,67
190,43
230,52
64,56
81,10
103,46
131,18
182,20
220,44
25,34
44,43
59,49
74,66
96,87
122,70
173,83 1210,20
22,60
39,77
54,55
68,40
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114,31
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j
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45,10!
29,22 1 26,621
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I
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I
15,13
I
1,59 ;
2,60
3,91
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2,39
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5,46 '
7,92
1,90 1,73
0,67 0,61
4,69
I
240,36
49,21
2,84
0,73
!
28,61
~
2,59 :
I
I
15,78 t
1,09
0,80
I
I
10,88
.'
9,00 1 9,50
271,99
14,37
I 6,11,
I
I
I
9,55
10,39115,65
1,56 1,22
I
I 12,71
"
22,37;
56,42
77,61
51,17
71,51
37,27
46,62
65,53
34,10
42,66
I
59,95:
31,32
39,18
j
55,06
1
1
189,47
1 I
179,11
90,21
139,96
168,83
I
82,53
131,64
158,68
75,51
123,46
148,71
I
69,35
115,46 1138,97
comercial del producto en pulgadas.
mecanicas
del acero sequn Especificaciones
ASTM A572· Grado 50: F, = 3.515 Kgf/cm' - F, = 4.360 Kgf!cm'
elasticidad E = 2,1x10' Kgf/cm', Los valores reportados en la tabla correspond en a e, POI expresados con fonda mas claros (superiores a la primera linea) corresponden a pandeo lnelasnco. sombreados entre las dos lineas divisorias corresponden a pandeo elastico. bajo la segunda linea corresponden a KUr > 200
unlc:on
en Toneladas con <1>, = 0,90
Manual de Diseno de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
APITULO I
Consideraciones generales para el diseno
---------------------------------------------------------------
1r=:F"7LA•
Capacidad de miembros a eompresten Conduven ECO Secci6n Cuadrada
17,51
25,21
33,47
41,66
53,23
64,55
77,96
107,12
123,30
154,79
171,26
216,53
258,90
311,96
13,06
15,94
23,83
31,98
40,11
51,56
62,95
76,50
105,521
121,91
153,01
169,65
214,45
257,14
309,79
1,25
12,14
15,12
23,09
31,17
39,27
50,64
62,06
75,69
104,64
121,13
152,02
168,75
213,28
256,15
308,58
1,50 1,75
11,11
14,18
22,22
30,20
38,26
49,54
61,00
74,71
103,57
120,19
150,81
167,65
211,86
254,95
307,11
10,00
13,14
21,23
29,10
37,10
48,27
59,76
73,561
102,32
119,08
149,40
166,36
210,20
253,54
305,38
2,00
8,86
12,03
20,14
27,88
35,81
46,84
58,37
72,27
100,89
117,82
147,79
164,89
208,30
251,92
303,39
2,25
7,72
10,89
18,97
26,56
34,40
45,28
56,83
70,821
99,30
116,41
145,99
163,24
206,17
250,10
301,15
2,50
6,62
9,74
17,75
25,16
32,89
43,59
55,15
69,25
97,55
114,85
144,00
161,41
203,81
248,07
298,67
2,751
8,62
16,49
23,69
31,29
41,80
53,36
67,54
95,65
113,15
141,83
159,41
201,23
245,86
295,96
3,00 3,25
I
5,58 4,69
7,53 6,49
15,21
22,19
29,64
39,92
51,46
65,73
93,61
111,32
139,49
157,26
198,45
243,46
293,01
13,94
20,66
27,93
37,97
49,48
63,81
91,45
109,36
137,00
154,94
195,46
240,87
289,84
3,50
3,44
5,60
12,68
19,13
26,21
35,98
47,42
61,80
89,17
107,29
134,35
152,48
192,29
3,75
,
3,00
4,88
11,45
17,61
24,47
33,95
45,30
59,71
86,78
105,10
131,56
149,89
188,94
238,11 1286,45 235,18 282,86
2,64
4,28
10,27
16,11
22,74
31,91
43,15
57,55
84,30
102,81
128,65
147,16
185,43
232,081 279,07
2,34
3,80
9,13
14,67
21,03
29,87
40,96
55,34
81,74
100,44
125,62
144,31
181,76
228,83
275,09
2,08
3,39
8,14
13,27
19,36
27,85
38,77
53,09
79,10
97,97
122,48
141,35
177,95
225,44
270,93
95,43
1,00
=
I
4,00
-=
,251 4,50
~
-
=
--
I
14,86
0,00
4,00
1
,75
1,87
3,04
7,31
11,92
17,74
25,87
36,57
50,81
76,41
119,25
138,28
174,00
221,90
266,60
-,00
1,69
2,74
6,60
10,76
16,16
23,93
34,40
48,52
73,67
92,83
115,94
135,12
169,94
218,24
262,12
5,25
1,53
2,49
5,98
9,76
14,66
22,05
32,25
46,21
70,90
90,17
112,55
131,88
165,77
214,45
257,48
5,50 -,75
1,40
2,27
5,45
8,89
13,36
20,20
30,14
43,92
68,11
87,46
109,11
128,56
161,51
210,55
252,71
1,28
2,07
4,99
12,22
18,48
28,08
41,63
65,30
84,71
105,62
125,181 I 157,16
206,54
247,81
,00
1,17
1,90
4,58
8,13 7,47
11,23
16,97
26,07
39,38
49
81,93
102,09
121,74
152,75
202,43
242,79
.50
1,00
1,62
3,90
6,37
9,56
14,46
22,27
34,97
76,32
94,98
114,73
143,77
193,97
232,45
.00
0,86
1,40
3,37
5,49
8,25
12,47
19,20
30,77
-,SO
0,75
1,22
2,93
4,78
7,18
10,86
16,73
26,81
62, 1 56,91
.00
0,66
1,07
2,58
4,20
6,31
0,58
0,95
2,28
3,72
5,59
9,55 8,46
14,70
.50
13,02
23,571 20,88
::.00
0,52
0,85
2,04
3,32
4,99
7,54
11,62
18,62
?50
0,47
0,76
1,83
2,98
4,48
6,77
10,43
16,71 ~
-: 00
0,42
0,69
1,65
2,69
4,04
6,11
9,41
• -.50
0,38
0,62
1,50
2,44
3,67
5,54
8,54
15,08 13,68
",00
0,35
0,57
1,36
2,22
3,34
5,05
7,78
12,47
=.50
0,32
0,52
1,25
2,03
3,06
4,62
7,12
-2.00
0,29
0,48
1,15
1,87
2,81
4,24
6,53
glaci6n comercial del producto en milimetros. e::a:::es rnecanicas del acero sequn Especificaciones
ASTM A572 . Grado 50: F,
I t
!
51,441 46,15
70,69
87,85
107,62
134,67
185,22
221,78
65,10
80,78
100,47
125,53
176,27
210,86
41,04
59,62
73,86
93,35
116,45
167,18
199,78
36,35
54,28
67,14
86,33
107,50
158,01
188,63
32,43
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60,68
79,46
98,76
148,84
177,48
I
=
29,10
44,17
54,46
72,79
90,29
139,72
166,41
26,261
39,86
49,15
66,30
82,01
130,71
155,48
23,82
36,15
44,58
60,14
74,38
121,87
144,77
21,71
32,94
40,62
67,77
113,24
134,33
11,41
19,86
30,14
37,16
54,80 50,14
62,01
104,86
124,21
10,47
18,24
27,681
34,13
I
3.515 Kgf/cm' . F,
=
- easuclcao E = 2,1 x1 0' Kgflcm'. Los valores reportados en la tabla correspond en a 200
.al de Disefio de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
I
46,041
I
56,951
96,571114,20
4.360 Kgf/cm'. en Toneladas con CPo
=
0,90.
unlcon
II
Consideraciones generales para el diseno
~ ~
CAPITULO I
Capacidad de miembros a com presion Conduven ECO Seccion Rectangular
I I
15,83122,12 12,69 20,08
29,58
37,46
48,71
56,69
67,10
26,88
34,55
44,87
52,90
64,39
9,97
11,21
19,02
25,46
33,01
42,84
50,88
62,92
1,50
8,37
9,63
17,80
23,83
31,22
40,48
48,52
61,16
1,75
6,80
8,04
16,45
22,05
29,24
37,86
45,86
2,00
5,34
6,54
15,03
20,15
27,10
35,05
5,19
13,56
18,19
24,87
4,21
12,09
16,23
22,59
3,48
10,65
14,31
20,32
26,14
33,59
49,13
68,15
78,51
108,36
2,92
9,27
12,46
18,09
23,23
30,40
46,31
64,21
75,16
102,93
2,49
7,95
10,70
15,94
20,42
27,29
43,42
60,19
71,68
0,00
14,86
1,00
11,51
1,25
2,25 2,50 2,75 3,001
4,22
I
I
3,421 2,82
j
98,72
142,02
152,23
216.531
251,25
311,96
95,78
137,03
148,63
210,58
247,87
307,53
87,36
94,16
134,30
146,64
207,30
245,99
305,07
84,91
92,22
131,04
144,24
203,37
243,71
302,09
59,14
82,10
89,97
127,28
141,46
198,81
241,04
298,60
42,98
56,90
78,97
87,45
123,09
138,31
193,68
238,00
294,62
32,12
39,93
54,46
75,58
84,68
118,50
134,83
188,03
234,60
290,18
29,13
36,78
51,86
71,95
81,69
113,57
131,05
181,90
230,86
285,30
126,99
175,37
226,79
279,99
122,69
168,48
222,42
274,30
97,34
118,18
161,29
217,76
268,24
I
93,191 89,41
i
I
3,25
2,37 2,02
3,50
1,74
2,15
6,86
9,23
13,88
17,74
24,28
40,50
56,13
68,11
91,64
113,49
153,88'
212,84
261,85
3,75
1,52
1,87
5,97
8,04 I 12,09
15,45
21,38
37,58
52,07
64,47
85,891 108,67
146,29
207,681
255,15
4,00
1,34
5,25
7,07
10,62
13,58
18,79
34,70
48,06
60,80
80,14
103,74
138,60
202,31
248,18
c:
4,25
1,18
1,64 1,46
4,65
6,26
9,41
12,03
16,64
31,87
44,13
57,11
74,44
98,73
130,85
196,73
240,97
...J
4,50
1,05
1,30
4,15
5,58
8,39
10,73
14,84
29,12
40,31
53,45
68,84
93,69
123,11
190,99
233,55
10
4,75
0,95
1,16
3,72
7,53
9,63
13,32
26,48
36,63
49,83
63,37
88,63
115,42
185,10
225,96
;: u
5,00
0,85
1,05
3,36
4,52
6,80
5,25
0,78 0,71
0,95
3,05
4,10
0,87
2,78
II)
0 •... (1)
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00, c:
0 ...J
5,50
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5,01
,
I
r
8,69
I 12,02
, 23,90
33,06
46,29
58,081
83,60
107,84
179,09
218,22
6,17
7,88
10,91
21,68
29,99
42,83
52,89
78,62
100,40
172,98
210,37
3,74
5,62
7,18
9,94
19,75
27,32
39,48
48,19
73,72
93,15
166,80
202,44
5,14
6,57
9,09 1 18,07
25,00 I 36,17
44,09
68,91
86,13
160,57
194,46
40,49
64,22
79,18
154,31
186,47
141,78
170,53
I
5,75
0,65
0,79 1
2,54
3,42
6,00
0,59
0,73
2,33
3,14
4,72
6,04
!
6,50
0,62
1,99
!
0,54
1,71
2,68 1 4,02 3,47 2,31
5,14
7,00
0,51 0,44
7,50
0,38
0,47
1,49
2,01
3,02
8,00
0,33
0,41
1,31
1,77
2,66
8,50
0,30
0,36
1,16
2,35 1
9,00
0,26
0,32
1,04
1,56 I 1,40
9,50
0,24
0,29
0,93
1,25
10,00
0,21
0,26
1,13
10,50
0,19
0,24
0,84 0,76
1,88 1,70
1,03
1,54
1,97 ,
11,00
0,18
0,22
0,69
0,93
1,40
11,50
16
0,20
0,64
0,85
1,29
0,18
0,58
0,79
1,18
12,00
0, 1 0,15
i
!
DN: Desiqnacion comercial del producto en milimetros. Propiedades rnecarucas del acero sequn Espeeificaciones Modulo elasticidad E = 2,1x10' Kgffem'. Los valores reportados
en la tabla eorresponden
a
~o
2,10
8,35
16,60
7,11
14,14
4,43
6,13
12,20
3,86 3,40
5,34
I
10,62!
I I
I
I
22,961
33,22!
19,56\
28,31
34,501
55,17
67,47
16,87
24,41
29,75
47,57
58,17
129,40
154,84
14,69!
21,26
25,91
41,44
50,67
117,30
139,60
22,78
36,42
105,611
124,96
20,18 !
32,26
39,45'
94,261
110,87
i
i
9,34 12,91 8,27 I 11,44
18,691 16,55
3,71 I
7,38
10,20
14,77
18,00
28,78
35,19
84,08
98,89
2,41
3,33
6,62
9,16
13,25
16,15
25,83
31,58
75,46
88,76
2,17
3,01
5,98 5,42
11,96
68,10
2,73 2,48
4,94
2,27
4,52
3,01 ; 2,68 j
1,80 1,64 1,51
I I
4,70 4,16
2,09
I
4,15 1
8,27
I
44,54
14,58
23,31.
28,50 :
10,85'
13,221
21,14
25,85
61,77
72,66
6,83
9,88
12,05
19,26
23,56
56,28
66,20
6,25 5,74
9,04
11,02
17,63
21,55
51,50
60,57
10,12
16,19
19,79
47,291
55,63
7,50
I
8,31
I
1 i
80,10
ASTM A572 - Grado 50: F, = 3.515 Kgffcm' - F, = 4.360 Kgffem'
Po, expresados
en Toneladas con ~, = 0,90
Valores eon fondo mas claros (superiores a la primera linea) correspond en a pandeo melastico. Valores sombreados entre las dos lineas divisorias eorresponden a pandeo etastlco. Valores bajo la segunda linea corresponden a KUr > 200
unlcon
Manual de Disefio de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
Consideraciones generales para el diserio
PITULO I
K
GA
GA
G.
K
cc
G. 00
1.0
SO.O
0.0 5.0 4.0 3.0
0.9
2.0
50.0 10.0 5.0 4.0 3.0
20.0 10.0
100.0 50.0 30.0 20.0
5.0 4.0
100.0 50.0 30.0 20.0
2.0 10.0 0.8
1.0 0.9 0.8 0.7 0.6
0.7
1.0 0.9 0.8 0.7 0.6
0.5
0.5
0.4
0.4
0.3
0.3
G=
L IjLc L IjLv
3.0
8.0 7.0 6.0 5.0
10.0 8.0 7.0 6.0 5.0
4.0
2.0
3.0
4.0 3.0
2.0
2.0 1.5
0.6
0.2
0.2 1.0
.1
1.0
0.1
0.5
.0
0.0
a) Desplazamiento lateral impedido FIGURA
z:
00
0.0
1.0
b) Desplazamiento
Nornograrnas para la longitud efectiva de colurnnas en porticos continuos
0.0
lateral permitido
tornados de la ANSIIAISC 360.
recomendaciones para el uso de los nomogramas se refieren directamente a 10 siguiente: EIvalor te6rico de G
cara una columna empotrada en su base es cero, pero debe tomarse igual a 1,0. De igual manera en el caso de _-a columna articulada en su base, G es te6ricamente infinito, pero debe tomarse igual a 10 en el diserio practice.
-=
subindices A y B se refieren a los extremos de la columna.
lumnas circulares .: izadas en refuerzo estructura comercial
nual de Diserio de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
unlcon
Consideraciones generales para el diserio
CAPITULO I
1.2.2.2 Diseiio de miembros a compreslon de secciones tubulares rellenas de concreto Antes de iniciar con la formulaci6n para las secciones mixtas de acero y concreto, detallaremos las ventajas que otorga esta combinaci6n perfecta: 1. Mayor rigidez y mayor capacidad de soportar cargas con columnas de poco tarnano, esto se puede intensificar mediante armadura de refuerzo (barras). 2. Mejor comportamiento ante sismos, debido a que el pandeo local solo puede darse hacia afuera. 3. Arquitect6nicamente se pueden tener columnas esbeltas altamente esteticas. 4. Menos superficie de pintura para la estructura nueva y al momento que corresponda el mantenimiento. 5. No se requiere encofrado para el concreto. Se reduce el tiempo de ensamblaje y montaje. 6. Se pueden aplicar las mismas tecnicas para las conexiones de las estructuras rnetalicas convencionales, y por ende esto admite la prefabricaci6n en taller y el ensamblaje en seco en obra. Y final mente tam bien se obtiene una mejor resistencia al fuego.
y
r~
y
I
IT -"- :"+"-"< ~ 11 ~
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"",
"-~
<3£.\'1·
X
£.1
"
t=g~
FIGURA
Secciones
tubulares
tipicas rellenas de concreto
usadas como columnas
1.2.2.2.1 Limitaciones de secciones y de 105 materiales 1. EI area de la secci6n transversal de acero del perfil tubular debe constar de al men os 1% del total de la secci6n. 2. La maxima relaci6n ancho espesor
bit
0
hit de las secciones cuadradas
0
rectangulares para ser usada
como columnas de secci6n mixta, sera igual a:
bit
0
h/t s 2,26
J{
Mayores relaciones pueden ser usadas si se justifica mediante ensayos
0 analisis.
3. La maxima relaci6n diarnetro espesor D/t de las secciones circulares para ser usada como columnas de secci6n mixta sera igual a:
D/t~ 0,15
E
F y
Mayores relaciones pueden ser usadas si se justifican mediante ensayos I
-~
---
0
analisis.
----
unlc::on
Manual de Disefio de Estructuras de Aoero con Perfiles Tubulares
CAPITULO I
Consideraciones
generales
para el diseno
4. La resistencia a compresi6n del concreto no debe ser menordef'c=21 0 Kgf/cm2 ni mayor de f'c= 700 Kgf/cm2 para concreto de peso normal y para concreto aligerado no menor de f'c=21 0 Kgf/cm2 ni mayor de f'c=420 Kgf/cm2. 5. La cedencia minima del acero de refuerzo (barras) no sera mayor de Fyr = 5.280 Kgf/cm2. -=::.
'esistencia de diseno de un miembro a compresi6n rellenos de concreto ~ cPn, sera: ~c
= 0,75
a) Cuando:
b) Cuando:
Donde:
Secciones rectangulares y cuadradas:
C2 =0,85
Seccione circulares:
C2 =0,95
A
Area de disefio del perfil tubular.
Ac
Area del concreto.
As,
Area del acero de refuerzo (barras).
E
Modulo de elasticidad del acero.
Ec
Modulo de elasticidad del concreto.
fc
Resistencia a compresion del concreto.
Fy
Tension de cedencia del acero.
Fy,
Tension de cedencia del acero de refuerzo (barras). Momento de Inercia de la seccion tubular.
I,
Inercia de la seccion de concreto.
I,
Inercia de la seccion de acero de refuerzo (barras).
KL
Longitud efectiva del miembro.
-------_. -------------
._---- ----
ual de Disefio de Estructuras de Acero con PerfilesTubulares
unlc:on
Consideraciones
generales
CAPITULO I
para el diserio
EI modulo de elasticidad para el concreto, Ee,en kgf/cm2, puede tomarse igual a:
Ec = 0 , 14wc 1,5_~V I c para valores de weentre 1440 y 2500 kgf/m3. Para concretos de peso normal, puede considerarse:
Ec= 15.10oFc Con respecto a la transferencia de carga, es conveniente destacar que, las cargas aplicadas a la columna reilena deben ser transferidas al acero y al concreto, a menos que las mismas sean pequerias
0
que el relleno se
establezca solo para disminuir el pandeo local de la seccion, sequn los requerimientos de las relaciones ancho
0
diametro espesor, principal mente para los casos donde los elementos pertenezcan al sistema resistente a sismos. Entonces, cuando la fuerza extern a es aplicada en la seccion de acero
0
en la seccion de concreto (relleno del
tubular), y se requiere que los materiales trabajen de forma conjunta, es necesario la interaccion directa de ambos, mediante la adherencia, conectores
0
conexion de corte y/o apoyo directo sobre am bas secciones. Cualquiera de
estos mecanismos que proporcione
la mayor resistencia nominal, puede ser usado. Este mecanisme de
transferencia de la fuerza no sera sobrepuesto. Cuando la carga es aplicada sobre la columna mixta (tubular relleno) mediante apoyo directo
0
aplastamiento, la
resistencia de diserio sera: Pp= 1,7fcAs Donde:
~s =
0,65
As= Area cargada.
,"j.'
I
~.~.~.~.~, ".
I
'
~
-~R:";,{"la l--------? FIGURA
lntroduccion 0 transferencia de carga a la secclcn mixta de disefio para conexion con planchas (CIDECT, Guia n° 5)
IIII Propuesta unlc:on
Manual de Disefio de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
APITULO I
Consideraciones
ando se requieran conectores ::. 0 largo de la longitud
del miembro,
sequn sea el tipo de seccion, z:
re conectores
- continuaci6n
para transferir la fuerza de corte, estos conectores
al menos a una distancia
por encima
se presentan
rellenos,
_ smorresistente ~'nimo
diserio
seran distribuidos
se 2,5 veces el ancho del tubular 0 el diarnetro,
y por debajo de la region de transferencia
las tablas de las capacidades
en cornpresion
sin acero de refuerzo. Sin embargo,
de carga. EI maximo espacio
incluso,
las establecidas
para los casos
(ver capitulo
III de este manual).
de la estructura
de la seccion
transversal
(1%), tam bien es satisfecho
de las secciones
es conveniente
y diamstro espesor, de las secciones tubulares satisfacen ampliamente
tubulares
para el
sera de 405 mm.
~aulares rellenos de concreto ::...cho
rnecanicos
generales
cuando
destacar
las condiciones
los miembros
Asi mismo,
ampliamente
mixtas, es decir, que las relaciones establecidas
pertenecen
el porcentaje
para
al sistema
de area de acero
por los tubulares
fabricados
por
__ icon.
Tubulares circulares a la vista, en edificacion deportiva. Miembros sometidos principal mente a fuerzas axiales (tracci6n y ccmpresion)
--------------------------ual de Diserio de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
unlc:on
Consideraciones generales para el diseno .•. ---
~ ~
CAPITULO I
Capacidad de miembros a com presion rellenos de concreto Conduven ECO Seccion Circular f c 210 Kgf/cm2
=
0,00
18,94
23,48
35,69
46,03
70,50
84,61
106,05
141,92
165,90
191,28
223,221 260,741 329,531373,88
1,00
16,89
21,57
33,88
44,14
68,50
82,63
104,15
139,95
164,03
189,17
221,231258,451
1,25
15,84
20,56
32,90
43,11
67,40
81,54
103,10
138,85
162,99
187,99
220,11
1,50
14,65
19,39
31,74
41,89
52,43
66,08
80,22
101,83
137,52
161,72
186,56
218,75
255,62
324,851368,65
40,49
50,98
64,55
78,70
100,35
135,96
160,23
184,88
217,16
253,79
323,18! 366,78
158,54
182,97
215,34
251,70
321,261364,63
18,10
2,00
11,99
16,72
28,97
38,93
49,35
62,83
76,97
98,67
134,19
2,25
10,62
15,27
27,41
37,23
47,58
60,93
75,06
96,80
132,21 1156,64
180,82
213,29
249,35
319,10
362,21
2,50
9,28
13,81
25,77
35,43
45,67
58,88
72,98
94,74
130,03
154,54
178,45
211,03
246,75
316,71
359,52
2,75
7,99
12,35
24,06
33,53
43,64
56,70
70,74
92,53
127,67
152,25
175,86
208,55
243,91
314,08
356,58
3,00
6,77
10,93
22,33
31,57
41,53
54,40
68,38
90,16
125,13
149,791173,08
205,88
240,83
311,23 353,38
3,25
5,76
9,57
20,58
29,57
39,35
52,01
65,89
87,66
122,42
147,15
170,10
203,00
237,54
308,15
349,94
3,50
4,97
!
8,28
18,85
27,55
37,12
49,54
63,31
85,03
119,56
144,36
166,94
199,95
234,02
304,87
346,26
11
7,22
17,15
25,54 1 34,87
47,02
60,65
82,29
116,57
141,42
163,61
196,72
230,31
6,34
15,50
23,55 I 32,62
44,47
57,93
79,47
113,45
138,34
160,12
193,32
226,41
41,90
55,17
76,57
110,22
135,14
156,49
189,77
~
4,00.
~ ...J
4,25 4,50
co
~
4,33 3,81
f
3,37
5,62
13,92
21,60
I
3,01
5,01
12,41
19,71
28,17
4,75
2,70
4,50
11,14
17,89
26,01
5,00
2,44
4,06
16,13
'Qj
5,25
2,21
-g
5,50
2,01
'51 5,75
1,84
c:
.3
1,69 1,44
f2:40
7,00
1,24
2,07
7,50
1,08
8,00
0,95
8,50
39,34
131,82
152,73
186,07
218,07
289,771329,33
128,40
148,86
182,25
213,66
285,551324,59
23,91
34,31 I 46,81
67,56
100,03
124,90
144,88
178,30
209,12
281,16 1319,67
14,63
21,86
31,87
44,06
64,51
96,50
121,32
140,81
174,24
204,44
276,62
314,58
13,33
19,92
29,50
41,34
61,46
92,94
117,67
136,67
170,08
199,65
271,94
309,33
18,23 27,17 7,60 1 12,20 t 6,98 ' 11,20 I 16,74 24,95
38,68
58,42
89,36
113,97
132,46
165,83
194,75
267,13
303,92
36,08
55,40
85,76
110,23
128,21
161,51
189,77
262,19
298,38
14,26
21,26 ! 31,05
49,50
78,58
102,68 I 119,60
152,69
179,59
251,99
286,92
12,30
18,33
26,77
43,82
71,49
95,1°1110,96
143,70
169,20! 241,42
275,04
15,97 : 23,32 14,04 I 20,50
38,37
64,60
87,59
102,37
I 230,56
262,82
33,73
~
80,21
93,92
219,49
250,36
73,03
85,69
116,60 I 137,81
208,29
237,75
66,13
77,75
107,781
127,57
197,03 225,07
59,421
70,00
99,18
117,57
185,79,212,39
53,62
63,18
90,85
57,30
82,68!
98,36
163,64
187,37
75,33'
89,62
152,84
175,17
82,00
142,30
163,25
75,31
132,07
151,66
8,23
1,80
3,93 3,48
6,30
9,42
0,84
1,59 1,40
5,58;
9,00
0,75
1,25
4,98
I
1
7,17 . 10,71
l
r
I
36,81
I
i
T
9,50
0,67
1,12
3,10 2,79
4,47
8,34 I 12,43 T 18,16 29,87 i 51,53 7,44 1 11,09 16,20 !' 26,65 I 45,96 t I I· 6,68 9,95 1 14,54 ; 23,92 I 41,25'
10,00
0,61
1,01
2,51
4,03
6,03
0,55
0,92 I
2,28
3,66
5,47
21,58 I! 8,15 I 11,90 J 19,58
37,23
10,50 11,00
0,50 ; 0,46
0,84
2,08
3,33
4,98 I
7,42
30,77
1,90
3,05 2,80
4,56 I 4,18 !
6,79
12,00
0,42
i
I
I
0,77 0,70 I
1,75
1
I
I I
NPS: Desiqnacion comercial del producto en pulgadas Propiedades mecanicas del acero seoun Especificaciones Resistencia del Concreto f', = 210 Kgf/cm' Modulo elasticidad:
333,87
106,90
5,13 4,47
i
293,82
103,50
9,55,
11,50
222,32
73,60
5,95
I
I
70,60
!
!
30,38
342,35 338,22
52,39
I
3,07j 2,82
1
301,38 297,70
i
49,60
I
I 6,50 I 6,00
If
I 10,06 I 3,68 1 3,35 ::~~ I
Q)
-
371,55
326,281370,24
13,35
3,75
>
327,44 I
30,43
e ~
257,17
1,75
I
tJ)
1
8,98 i 13,12
6,24
10,84 . 17,84 9,92.
9.11l
I
16,32 14,99
ASTM A572 - Grado 50: Fy = 3.515 Kgflcm'
I I
33,77.. 28,15 25,85
I
48,64 44,32'
,
r ' I
I 134,631
158,71
125,571148,22
107,87
I
174,641199,80
I
I
52,21
t
I
40,55
47,77
68,92;
37,24
43,87
63,30;
1
- F, = 4.360 Kgf/cm'
Acero E = 2,1x10' Kgf/cm'; Concreto E,= 218.819,79 Kgf/cm'
Los valores reportados en la tabla correspond en a <1>, PO' expresados en Toneladas con <1>, = 0.75 Valores con fondo mas claros (superiores a la primera linea) correspond en a pandeo inelastico. Valores sombreados entre las dos lineas divisorias corresponden a pandeo elastico. Valores bajo la segunda linea corresponden a KUr > 200
unlcon
Manual de Disefio de Estructuras de Acero con Perfiles Tubuares
APITULO I
Consideraciones generales para el diseno
-------------------------------------------------
Capacidad de miembros a compreeten rellenos de concreto Conduven ECO Seccion Circular f' c 250 Kgf/cm2
=
0,00
20,10
25,08
38,38
49,33
60,64
75,20
90,37
113,74
151,68
178,19
238,36
275,45
350,641 394,49
1,00
17,85
22,96
36,34
47,22
58,50
72,98
88,16
111,62
149,49
176,09
200,94
236,14
391,94
16,70
21,84
35,25
46,07
57,33
71,76
86,95
110,44
148,27
174,91
199,64
234,90
272,951 271,55
348,33
1,25
347,04
390,51
1,50
15,40
20,55
33,95
44,70
55,92
70,30
85,49
109,02
146,79
173,49
198,07
233,39
269,85
345,47
388,78
1,75
13,98
19,13
32,48
43,14
54,31
68,61
83,79
107,36
145,06
171,83
196,22
231,63
267,86
343,62
386,74
2,00
12,51
17,61
30,86
41,41
52,51
66,70
81,88
105,48
143,09
169,92
194,11
229,60
265,58
341,51
384,40
2,25
11,03
16,03
29,12
39,53
50,54
64,61
79,76
103,39
140,89
167,79
191,74
227,33
263,01
339,12
381,76
2,50 2,75
9,59
14,43
27,30
37,53
48,42
62,35
77,46
138,47
165,44
189,13
224,81
260,18
336,47
378,84
8,21
12,84
25,41
35,44
46,19
59,94
74,99
135,84
162,89
257,08
3,001 6,92 1 3,251 5,90
11,31
23,49
33,28
43,86
57,42
72,38
9,85 8,49
21,58
31,08
41,46
54,79
69,64
19,68
28,87
39,01
52,08
66,80 63,88
5,08
101 1
I I
,10 98,63
1
186,29
222,07
333,57
375,63
96,00 93,21
133,021160,13'
183,22
219,101253,72
330,42
372,15
130,03,
157,19
179,95
215,921 250,13
327,03
368,40
90,30
126,87
154,07,
176,48
212,53
323,41 , 364,40
87,27
123,561150,79
i
3,50[ 3,75
4,43
7,40
17,83
26,67
36,55
49,33
4'00l 4,25
3,89 3,45
6,50 5,76
16,04
24,50
34,09
14,30
22,39
, 31,65
46,54 43,75
4,501
3,08
5,14
12,76
20,35
29,25
I 40,97 1 54,84
77,66 ! 112,89!
4,75[
4,61
11,45
18,35
26,91
38,23
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5,00:
2,76 2,49
4,16
10,33
16,56
24,65
35,53
48,77
71,02 ; 105,34
132,421
152,33
5,25
2,26
9,37
15,02
22,43
32,91
45,79
67,671101,47
128,46
147,89
~
5,50
2,06
3,77 3,44
8,54
13,69
20,44
30,36
42,85
64,33
97,57
124,42
tII
5,75,
1,88
3,15
7,81
12,52
18,70
27,84
39,98
61,01
93,65
~
6,001
1,73
2,89
7,18
11,50
17,17
25,57
37,18
57,72
6,50
1,47
2,46
6,11
9,80
14,63
21,79 : 31,83
7,00
1,27
2,12
5,27
8,45
12,62
18,79
7,50
1,11
1,85
4,59
10,99
16,36
8,00
0,97
4,04
7,36 6,47
9,66
3,58
5,73
8,56
14,381 12,74
3,19
5,11
7,63
11,36
•..
0
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~ ~ ~
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0,86
1,63 1,44
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1,28
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57,88
84,14
I
120,11!
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I 172,82
147,361169,00
246,311
208,951 'i 242,261
319,56
360,14
205,20
315,50
355,65
311,24
350,93
238,021
80,931116,551143,791165,021201,271233,581 140,11 j 160,91
197,19'
228,961
306,78
346,00
302,13
340,85
188,61
219,241 297,31
335,51
184,14
214,17
292,331 329,99
143,37
179,56
208,98
120,33
138,79
174,90
203,68
287,191324,30 281,91 318,44
89,72
116,21
134,16
170,15
198,29
276,49 312,44
51,31
81,91
107,90
124,83
160,48
187,29
265,321 300,04
45,18
74,23
99,59
115,47
150,65
176,10
253,76
287,21
I
23,91
39,40
66,78
91,37
106,20
140,76
164,82
241,91
274,03
59,64
83,34
97,11
130,91
153,56
229,84, 260,62
i
34,63 21,01 18,61 , 30,67
52,84
75,56
88,29
121,18
!
16,60
27,36
47,13
68,01
79,81
111,64
142,421 217,671247,06 131,481 205,45' 233,45
102,38
120,831
51,80
f
I
27,44
I
I
! I
1156,671192,971224,171
9,50
0,69
1,15
2,86
4,59
6,85
10,20
14,90
24,55 I
42,30
61,04
71,63
193,29
219,87
10,00
0,62
1,04
2,58
4,14
6,18
9,21
13,45
22,16
38,18
55,09
64,65
93,45 1 110,54
181,24
206,42
10,50
0,56
0,94
2,34
8,35
12,20
20,10
34,63
49,96
58,64
84,75
100,45
169,39
193,16
0,86 0,79
2,14
5,11
7,61
11,11
18,31
31,55
45,53
53,43
77,22
91,52
157,79
180,17
11,50
0,51 0,47
3,76 3,42
5,61
11,00
1,95
3,13
4,67
6,96
10,17
16,76
28,87
41,65
48,88
70,65
83,74
146,50
167,50
12,00,
0,43
0,72
1,79
2,88
4,29
6,39
9,34
15,39
26,51
38,25 :
44,89
64,89
76,90
135,57
155,23
I
:JS: Designaci6n comercial del producto en pulgadas. "-:Jpiedades rnecanicas del acero sequn Especificaciones tencia del Concreto to = 250 Kgf/cm'
-
ulo elasticidad:
Acero E
-.:lS valores reportados
= 2,1x10'
Kgf/cm';Concreto
en la tabla corresponden
ASTM A572 - Grado 50: F,
=
3.515 Kgf/cm' - F,
=
4.360 Kgf/cm'.
E, = 238.751 ,96 Kgf/cm'
a <\Ie POI expresados
en Toneladas con <\Ie
= 0,75.
'"
es con fondo mas claros (superiores a la primera linea) corresponden a pandeo inelastico. aores sombreados entre las dos lineas divisorias corresponden a pandeo elastico. aores bajo la segunda linea corresponden a KUr > 200
anual de Disefio de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
unlcon
Consideraciones generales para el diserio
~ ~
CAPITULO I
Capacidad de miembros a comprealen rellenos de concreto Conduven ECO Seccion Circular f' c 280 Kgf/cm2
=
I
0,00
20,97
26,29
40,40
51,80
63,63
78,73
94,68
119,50
159,01
187,40
212,27
249,72
286,49
366,47
409,94
1,00
18,57
24,00
38,19
49,52
61,31
76,34
92,30
117,20
156,63
185,12
209,77
247,32
283,82
364,00
407,23
1,25
17,34
22,80
37,00
48,28
60,04
75,02
90,99
115,93
155,32
183,85
208,37
245,98
282,33
362,61
405,71
35,59
46,80
58,53
73,45
89,42
114,39
153,72
182,30
206,68
244,36
280,52
360,92
403,86
34,00
45,12
56,79
71,63
87,59
112,60
151,85
180,50
204,70
242,45
278,39
358,94
401,69
1,50 1,75
15,95
21,41
14,45
19,88
2,00
12,89
18,25
32,25
43,25
54,85
69,59
85,53
110,56
149,73
178,43
202,43
240,27
275,96
356,66
399,20
2,25
11,32
16,57
30,37
41,22
52,73
67,34
83,25
108,30
I
147,36
176,12
199,90
237,82
273,23
354,10
396,39
2,50
9,80
14,87
28,41
39,07
50,45
I
64,91
80,78
I
144,75
173,58
197,10
235,11!
270,211
351,25
393,28
2,75
8,35
13,19
26,38
36,83
48,05
I
62,34
I 78,13
105,83 103,16
141,92
170,81
194,06
232,15
266,91
348,14
389,87
3,001
7,03
11,57
24,33
34,51
45,56
59,63
I
75,33
100,32
138,89
167,82
190,77
228,96
263,34
344,76
386,17
3,25
5,99
10,02
22,28
32,16
42,99
56,82
72,39
97,32
135,67
164,64
187,27
225,53
259,52
341,12
382,19
3,50 3,75
5,16
8,64
20,26
29,81
40,38
53,94
69,35
94,18
132,27
161,27
183,56
221,89
255,45
337,24
377,93
4,50
7,53
18,29
27,47
37,75
51,00
66,23
90,92
128,72
157,72
179,65
218,04
251,15
333,11
373,41
4,00
3,95
6,61
16,40
25,17
35,13
48,04
63,05
87,56
125,02
154,02
175,57
214,01
246,64
328,76
368,64
c:
4,25
3,50
5,86
14,57
22,93
32,54
45,08
59,83
84,11
121,21
150,18
171,33
209,79
241,92
324,19
363,63
..J
4,50
3,12
5,23
13,00
20,78
30,00
42,13 1 56,60
80,61
117,29
146,20
166,94
205,41
237,02
319,41
358,39
1'0
4,75
2,80
4,69
11,67
18,68
27,53
39,23 1 53,37
77,07
113,28
142,11
162,42
200,88
231,95
314,44
352,93
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5,00
2,53
4,23
10,53
16,86
25,15
36,38
50,16
73,50
109,20
137,93
157,79
196,21
226,71
309,28
347,27
CI)
5,25
2,29
3,84
15,29
22,82
33,62
47,00
69,93
105,08
133,66
153,07
191,42
221,34
303,95
341,41
2,09
3,50
13,93
20,80
30,94
43,90
66,37
100,92
129,33
148,26
186,52
215,84
298,45
335,38
Cl
5,50 5,75
9,55 8,70
1,91
3,20 1
7,96
12,75
19,03
28,31
40,87
62,84
96,74
124,95
143,40
181,53
210,23
292,81
329,18
0 ..J
6,00
1,76
2,94
17,47
I 26,00
, 37,93
92,56
120,53
138,49
176,46
204,53
287,03
322,82
1,50
2,50
6,23
9,98 :c114,89
~ 22,15
i 32,37
59,35
6,50 7,00
1,29
2,16
5,37
8,60
12,84:
19,10
27,91
7,50
1,12
1,88
4,68
7,49
11,18
16,64
8,00
0,99
4,11
6,59
9,83
8,50
0,88
1,65 1,46
3,64
5,83
9,00
0,78
1,31
3,25
5,20
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I
I
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11,71
I
I
I
52,56
84,27
111,64
128,59
166,14
192,91
275,11
309,70
I 46,05
76,14
102,77
118,69
155,67
181,10
262,79
296,14
24,32140,11
68,28
94,03
108,91
145,15
169,22
250,17
282,23
14,63
21,37
35,25
60,68
85,51
99,34
134,70
157,38
237,35
8,71
12,96
18,93,
31,23
53,75
77,28
90,08
124,39
145,68
224,43
268,08 253,79
7,77
11,56
16,89127,,.
47,95
69,27
81,08
114,33
134,22
211,49
239,48
i I
9,50
0,70
1,17
2,92
4,67
6,97
10,37
15,16.
25,00
43,03
62,17
72,77
104,57
123,09
198,62
225,22
10,00
0,63
1,06
2,63
4,21
6,29
9,36
13,68
22,56
38,84
56,11
65,68
95,03
112,36
185,90
211,11
10,50
0,57
0,96
2,39
3,82 •
5,71
35,23
50,89
59,57
86,20 i 101,90
173,41
197,22
11,00
0,52
0,87
2,18
3,48
5,20
8,49 i 12,41 I 20,47 I 7,74 11,30 I 18,65 I
32,10
46,37
54,28
78,54
92,85
161,20
183,64
11,50
0,48
0,80
1,99
3,191
4,76
7,08
10,34
29,37
42,42
49,66
71,86
84,95
149,35
170,43
12,00
0,44
0,73
1,83
2,93
4,37
6,50
9,50
26,97
38,96
45,61
65,99
78,02
137,64
157,46
I
I
NPS: Designaci6n comercial del producto en pulgadas. Propiedades mecanicas del acero sequn Especificaciones Resistencia del Concreto r, = 280 Kgf!cm' M6dulo elasticidad:
Acero E
= 2,1x10'
Kgffcm';
Los valores reportados en la tabla corresponden
I
.
ASTM N572 - Grado 50: F,
Concreto E, a
I
=
I
I
17,06 15,67
= 3.515
I
I
Kgf!cm' - F.
= 4.360
Kgffcm'.
252.671,33 Kgffcm'
$, PO' expresados
en Toneladas con
$, =
0,75.
Valores con fondo mas claros (superiores a la primera linea) corresponden a pandeo inelastico. Val ores sombreados entre las dos llneas divisorias corresponden a pandeo etastico. Valores bajo la segunda linea corresponden a KUr > 200
unlcon
Manual de Dtseno de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
CAPITULO I
Consideraciones generales para el diserio
Capacidad de miembros a eempresten rellenos de concreto Conduven ECO Seccion Circular f' c = 350 Kgf/cm2 NPS
o (pulg)
3
31/2
41/2
5
51/2
6
65/8
75/8
85/8
95/8
95/8
103/4
103/4
123/4
123/4
Esr,esor e mm)
2,25
2,25
2,50
3,00
3,40
4,00
4,30
4,50
5,50
5,50
7,00
7,00
9,00
9,00
11,00
0,00 23,00
29,10
45,11
57,58
70,60
86,96
104,75
132,96
•
276,22
312,23
403,42 445,99
1,00 20,21
26,40
42,46
54,86
67,85
84,15
101,94
130,22
273,39
309,16
400,52 442,88
1,25
18,79
24,99
41,04
53,39
66,35
82,60
100,40
128,70
271,81
307,44
398,89 441,14
1,50
17,20
23,37
39,37
51,64
64,56
80,75
98,54
126,87
269,89
305,35
396,91 439,01
1,75 15,48
21,59
37,48
49,66
62,51
78,62
96,39
124,74
ft • 200,65
267,64
302,91
394,59 436,52
2,00
13,72
19,71
35,41
47,46
60,23
76,23
93,97
122,33
198,19
265,07
300,11
391,93 433,66
2,25
11,96
17,77
33,21
45,08
57,74
73,61
91,30
119,65
162,35
195,44
218,83
262,18
296,97
388,93 430,44
2,50 2,75
10,26
15,83
30,91
42,57
55,08
70,78
88,41
116,73
159,28
192,41 I 215,58
8,64
13,93
28,55
39,95
52,28
67,79
85,31
113,58
155,961 I 189,12
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7,26
12,11
26,17
37,27
49,38
64,65
82,05
110,23 I 152,40
3,25[
6,18
10,38
23,81
34,56
46,41
61,41
78,64
106,69
3,501 3,751
5,33
8,95
21,50
31,86
43,40
58,09
75,13
103,01
4,65
7,80
19,26
29,18
40,39
54,72
71,52
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6,85
17,10
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15,15
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34,45
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6,48 5,58
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1,16
1,95
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293,50
385,61 426,88
255,52
289,71
381,97 422,97
185,58
208,23
251,77
285,62
378,02 418,73
148,62
181,80
204,16
247,75
281,24
373,78 414,16
144,65
177,81
199,86
243,48
276,58
369,25 409,29
99,19
140,50
173,62
195,35
238,98
271,66
364,45 404,13
67,86
95,27
136,20
169,25
190,63
234,25
266,50
359,38
64,16
91,26
131,76
164,72
185,74
229,33
261,11
354,07 392,95
44,64
60,47
87,19
127,21
160,05
180,68
224,22
255,52
348,51 386,97
28,81
41,36
56,79
83,09
122,57
155,25
175,49
218,95
249,74
342,74 380,75
17,50
26,10
38,17
53,16
78,98
117,87
150,36
170,17
9,93
15,87
23,67
35,08
49,58
74,87
113,12
145,37
164,76
213,52 207,96
243,78 237,68
3,63
9,05
14,46
21,57
32,04
46,10
70,80
108,34
140,32
159,27
202,28
231,44
324,22 360,78
3,32
8,28
13,23
19,73
29,31
42,71
66,77
103,55
135,23
153,72
196,51
225,08
317,70 353,73
12,151
18,12
26,92
39,36
62,80
98,78
130,10
148,13
190,65
218,63
311,03 346,52
15,44
22,94
33,54
55,14
89,35
119,83
136,90
178,76
205,52
297,30
13,32
19,78
28,92
47,81
80,17
109,65
125,72
166,76
192,24
283,15 316,34
11,60
17,23
25,19
41,64
71,36
99,68
114,74
154,76
178,92
268,70 300,67
15,14 ~ 22,14
36,60
62,89
90,02
104,05
142,89
165,71
254,07
284,77
32,42
55,71
80,76
93,77
131,25
152,72
239,37
268,77
I
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1,22
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10,35 8,93 I
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19,61
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119,94
140,05
224,70 252,78
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7,23
10,74
j
j
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15,70 i 25,96
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109,04
127,79
210,18 236,91
2,74
4,37
6,52
9,69
i 14,17
67,88 ~ 98,45!
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195,88 221,26
3,97
5,92
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105,02
181,90 205,92
81,361
95,69
168,31 190,97
I
74,44
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47,141
68,37;
3,38
2,48 2,26 2,07 1,90
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I I I
I
3,61 3,31 3,04
I
I
5,39 4,93 4,53
I
I 1
12,85
8,01
11,71
7,33
10,72
6,73
I
9,84
i i I
i
I
23,43
40,25
58,29;
21,25
36,51
52,87
33,27
48,18!
19,36
i
17,71 : 16,27
i
30,44
44,08
27,95
40,48;
I
I
i i
I 56,10 I
61,57
51,33
I
154,99 176,49
80,411 142,34 I 162,18
comercial del producto en pulgadas
"ropiedades rnecanicas del acero sequn Especificaciones =tesistencia del Concreto r, = 350 Kgf/cm' • 6dulo elasticidad:
.
208,90 t; • t
212,04
3,05
I
t
Acero E = 2,1 x1 O' Kgf/cm';
ASTM A572 - Grado 50: F, = 3.515 Kgf/cm' - F, = 4.360 Kgf/cm'
Concreto E, = 282.495,13 Kgf/cm'
.os valores reportados en la tabla corresponden
a ~,p., expresados en Toneladas can $, = 0,75 Valores can fonda mas claros (superiores a la primera Ifnea) corresponden a pandeo metastico. alores sombreados entre las dos Ifneas divisorias corresponden a pandeo elastica. taJores bajo la segunda Ifnea correspond en a KUr > 200
Manual de Diserio de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
unlc:on
Consideraciones generales para el diserio
~ ~
tn
•..
0
Qj
E
Capacidad de miembros a eompresten rellenos de2 concreto Conduven ECO Seccion Cuadrada f , 210 Kgf/cm
=
I
0,00
16,54
20,38
30,74
39,81
49,08
61,29
75,35
93,71
125,54
1,00
14,46
37,92
47,15
59,26
73,37
91,83
1,25
13,40
36,90
46,10
58,15
72,28
90,79
1,50
12,22
18,45 I 28,95 I 17,46 1 27,99 16,31 26,85
35,69
44,85
56,82
70,97
89,54
1,75
10,95
15,05
25,57
34,31
43,41
55,28
69,45
88,08
I 119,60 I 145,37
2,00
9,65
13,71
24,17
32,78
41,81
53,56
67,74
86,42
117,831143,72
2,25
8,37
12,34
22,68
31,13
40,06
51,68
65,85
84,58
115,861141,87
2,50
7,13
10,97
21,11
29,39
38,20
49,66
63,80
82,57
2,75
5,96
9,64
19,51
27,57
36,24
47,51
61,61
3,00
5,01
8,36
17,90
25,71
34,21
45,27
3,25
4,27 ~ 7,15
16,29
23,83
32,13
3,50
3,68
6,17
14,72
21,96
3,75
3,21 ,
~~ 5,37
13,20
4,00
2,82
I
I
4,72
!
c:
4,25
2,50
4,18
...J
4,50
2,23
3,73 .
OJ
~
CAPITULO I
11,73
150,89 1 175,691 199,96
235,58
294,79
336,51
123,57
149,071173,57
I 197,97
233,22
292,69
334,10
122,47
148,05
172,39
196,86
231,91
291,51
332,76
121,14
146,81
170,96
195,50
230,32
290,07
331,12
169,29
193,92
228,45
288,39
329,19
167,37
192,10
226,31
286,46
326,98
165,23
190,07
223,91
284,28
324,49
162,87
187,82
221,26
281,87
321,73
160,30
185,37
218,37
279,23
318,71
59,29
113,70 139,83 80,41 1 111,361 137,61 78,10 108,861 135,23
157,54
182,71
215,24
276,37
315,44
42,95
56,88
75,67
106,19
132,68
154,58
179,87
211,90
273,29
311,91
54,38
73,13
103,39
129,98
151,45
176,86
208,34
270,00
308,15
20,10
30,02 ! 40,57 1 27,92 ! 38,17
51,82
70,50
100,46
127,14
148,16
173,67
204,59
266,52
304,17
18,30
35,76
49,21
67,79
97,43 124,17
144,73
170,33
200,65
262,841 299,96
141,15
166,85
196,54
258,98
295,55
163,23
192,28!
254,95
290,94
25,83
10,39
16,55
23,78
33,36
46,58
65,01
9,27
14,85
21,78
30,99
43,95
62,20
I
I
I
I
I
I
94,29
121,09
91,08'
117,91 1 137,46
59,35!
87,81
114,631133,66
159,49
187,871250,761286,14
56,50
84,48
111,28! 129,77
155,64
183,34,
151,69!
I
1
I
4,75
2,00
3,35
8,32
13,33
19,85
28,67 . 41,33
CJ
5,00
1,80
3,02
7,51
12,03
17,96
26,41
QJ
5,25
2,74
6,81
10,91
16,29
24,23
36,18
53,64
2,50
6,20
9,94 : 14,85
22,09
33,68
50,80
2,29
5,68
9,10
13,58
20,21
31,25
47,99
2,10 1,79
5,21 4,44
8,36
12,47
18,56
28,86
45,221
70,97
10,63
24,59
39,85 i
64,271
90,191105,30!
, ,
15,811
1,54
3,83
6,14 '
9,16
13,64
. 21,20
34,68
57,751
83,07
88,87
113,781134,01
0,70 I
1,18
80,90
105,28
8,5°1 9,00
0,62
1,05
0,56
0,93
9,50
0,50
0,84
III
>
:;::;
.& ::l
5,50
1,64 1,49
Ol
5,75
1,36
"0
~
c:
0 ...J
1,25
6,°°1 6,50
1,07
7,00i
0,92
7,5°1 8,00
0,80
I
7,12
~ t
I
I
,
1,34 I
10,00
0,45
10,50
0,41 I
11.00
0,37
!
0,62
11,50
034 ,
II
0,57
12,00 1 0,31
!
0,52
I
I
7,98 7,02
10,44
i
6,22
9,25
5,54
8,25 7,40
12,83 , 20,98 i I 11,51 18,83 •
I
6,68
I
6,06
10,39 9,42
4,16 3,71 3,33 3,01
I
I
1,88 I 1,70 2,73 I 1 1,55 ! 2,49 1,42 I 2,27 I 1,30
I
2,09
DN: Desiqnacion comercial del producto en rnulmetros. Propiedades mecarucas del acero sequn Especilicaciones Resistencia del Concreto I', = 210 KgI/cm'
= 2,1x10'
,
5,35
3,34
4,98
4,07 3,71 .
.t_
I
I
I
97,33,
113,58
69,20
14,38
23,52:
40,25
62,591
f
}
35,90,
,
56,14
32,22
I
50,39
29,08 ;
8,59
14,04
5,05
i
7,86
12,85
7,22
11,80
ASTM A572 - Grado 50: F,
=
I
r
73,21 I
'I'
16,99 : ! 15,41 j I.
I
173,93
I 143,55, I 169,09,
i
139,39
I
I
212,45
175,61
200,22
65,71
88,78
104,56
164,93
188,01
58,97
80,92
95,29
154,35
175,92
53,22
86,23
143,92
164,02
78,21
133,73
152,37
71,26
123,81
141,04
65,20
114,21
130,09
59,88
104,81
119,36
21,99
34,38
40,25
55,37
31,58
36,96
50,85
I
=
236,63
114,14
43,99
3~515 KgI/cm' - F,
207,46
96,92
37,58
I
259,80
217,751 248,39 224,62
24,03 :
20,20
227,73
186,31
73,22.; 66,42 1 60,52
!
270,76 ,
232,581265,34
123,99
48,28
! !
237,31 I
I 196,95
45,47 , 41,25
26,38
164,19
130,921 154,21 122,361 144,12
97,03
51,49
4,64 ,
= 218~819,79
1 100,871 117,70
45,44
3,12
a 4>, Po, expresados
74,35.
246,42! 281,17
178,681 241,931276,04
121,781 147,66:
26,55 i
(
5,52
107,861125,811 104,39'
16,23
3,40
KgI/cm'; Concreto E.,
Los valores reportados en la tabla corresponden
.1-
81,12 77,73
76,05 "
I
4,49
I
Modulo elasticidad: Acero E
i
2,93 1 4,70 32 2, 1 2,08
I
I
11,88 r, 18,47 , 30,21,
2,60
0,761 0,69
38,73
! 1
4~360 KgI/cm'
KgI/cm'
en Toneladas con 4>,
= 0,75
Valores con londo mas claros (superiores a la primera linea) corresponden a pandeo metastco. Valores sombreados entre las dos lineas divisorias corresponden a pandeo elastico. Valores bajo la segunda linea corresponden a KUr > 200
unlcon
Manual de Diserio de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
CAPITULO I
TA~LA
.'
Consideraciones generales para el diseFio
Capacidad de miembros a comprealen rellenos de concreto Conduven ECO Seccion Cuadrada f' c 250 Kgf/cm2
=
0,00
17,33
21,48
32,60
42,08
51,82
64,51
79,45
99,18
132,45
160,06
184,58
210,87
1,00
15,09
19,39
30,63
40,02
49,72
62,31
77,30
97,13
130,30
158,06 I 182,29
208,70
1,25
13,96
18,31
29,58
38,91
48,57
61,11
76,12
95,99
129,11
156,9411 181,02
207,49
1,50
12,70
17,07
28,34
37,59
47,21
59,67
74,69
94,62
127,67
155,58
1,75
11,35
15,71
26,94
36,08
45,65
58,01
73,04
93,03
125,98
34,43
309,85
351,09
243,56
307,57
348,52
242,15 1 206,02 I 240,45
306,29
347,08
304,74
345,33
154,001177,67
204,29
238,45
302,92
343,27
179,47
2,00
9,97
14,28
25,42
43,91
56,15
71,19
91,22
124,07
152,19 175,60
202,32
236,16
300,83
340,91
2,25
8,60
12,81
23,79
32,64
42,02
54,12
69,14
89,21
121,93
200,11
233,60
298,48
338,25
2,50
7,30
11,35
22,09
30,75
40,00
51,94
66,92
87,02
119,59
150,16 173,29 1 147,93 170,74
197,67
230,76
295,88
335,30
2,75
6,08
9,92
20,36
28,79
37,88
49,63
64,55
84,67
117,05
145,50
167,971
195,01 1 227,67
293,03
332,08
3,00
5,11
8,57
18,62
26,79
35,70
47,21
62,06
82,16
114,33
142,89
164,99
192,131 224,33
289,94
328,58
4,35
7,31
16,89
24,77
33,46
44,72
59,45
79,51
111,44
140,10
161,80
189,051 220,75
286,61
324,83
6,30
15,21
22,76
31,20
42,18
56,76
76,75
108,41
137,151158,44
185,78
216,96
283,06
320,82
182,33
212,95
279,30
316,56
208,75
3,25 3,50
I
j
1
o •...
3,75
~:~~ l 13,59
20,78
28,94
39,61
54,00
73,90
105,25
134,05
Q)
4,00
2,87
i
5,49
4,83
12,02
18,85
26,71
37,03
51,20
70,96
101,96
130,821151,20
178,72
275,34
312,08
c:
4,25
2,55 !
4,28
10,64
17,00
24,53
34,48
48,39
67,96
98,58
127,46
147,36
174,941,204,37
271,18
307,38
...J
4,50
2,27
9,49
15,20
22,40
31,96
45,56
64,92
95,12
123,99
143,40
171,03
199,83
266,84
302,47
ra
4,75
2,04
3,81 3,42
8,52 ! 13,64
20,36
29,49
42,76
61,86
91,59
120,43
139,32
166,99
195,13
262,32
297,36
;:;
5,00
1,84
3,09
7,69
18,37
27,10
39,99
58,78
88,011 116,78
135,15
162,84
190,30
257,64
292,07
5,25
1,67
2,80
6,98 , 11,17 "16,66
24,77
37,28
55,71
84,40 1113,07
130,90
158,58
185,35
252,82
286,61
-
5,50, 5,75
1,52
2,55
6,36 : 10,17
1,39
2,34
5,82
o
6,00
1,28
2,15
5,34
6,501
1,09
1,83
4,55
7,00
0,94
1,58
3,92
6,28
7,50
1
0,82
1,37
3,42
5,47
8,00
0,72
1,21
3,00
4,81
8,50
0,64
1,07
2,66
9,001
0,57
0,95
2,37
9,501
0,51
10,001 10,50!
0,46 0,42
0,86 I 0,77 j I 0,70
11,00
0,38
64
11,50
0,35
12,00
0,32
III
E Q)
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.! Q)
"C :::::s
"0, c: ...J
i 12,31
!
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1
I
1518
~ 22,57
34,62
52,66
80,77 1
154,23
180,30
247,85
281,00
I
20,65
32,05
49,65
77,14
,30 1109 105,49
126,59
13,89
122,22
149,81
175,16
242,76
275,24
8,55
12,76
t
18,96 ~ 29,50
46,69
73,53:
101,65
117,83
145,33
169,95
237,56
269,35
7,28
10,87
t'
16,16
40,97
66,381
93,95
109,00
136,23
159,37
226,85
257,24
9,37
I
13,93
35,50
59,451
86,28
100,20
127,05
148,69
215,82
244,77 232,05
I
1
!
9,31
I
Acero E
!
25,14
i 21,68
8,17112,14 j 18,88 7,18 10,67 16,60
30,93
52,80
78,74
91,54
117,881138,01
204,58
27,18
46,46
71,41
83,11
108,80
127,44
193,21 219,18
4,26
6,36
9,45
14,70
24,08
41,16
64,35
74,98
99,90
117,07
181,79 206,26
3,80
5,67
8,43
13,11
21,48
36,71:
57,52"1 67,09
91,26
107,00
170,43
193,39
2,13
3,41
5,09
7,56
11,77"
32,95'
51,621
82,94
97,30
159,18
180,66
1,92
3,08
4,59
6,83
87,85
148,13
168,15
1,74
2,79
4,17
6,19
9,63 j
15,78 :
79,69
137,34
155,93
1,59
2,54
0, 1 0,58
3,80
5,64!
8,78
14,38 ;
72,61
126,86
144,06
1,45
2,33
3,47
5,16
8,03
13,15
66,43
116,53 132,37
0,54 I
1,34
2,14
3,19
7,38
12,08 ;
I
= 2,1x10'
i
!
19,28 I 10,62 1 17,40
i i
Kgl/cm';
I
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1
i
j j
60,21
29,74i
46,59
54,34
26,97
42,261 r
1 49,291
38,50
44,91
i
24,58!
l
ON: Designaci6n comercial del producto en milimetros. Propiedades rnecanicas del acero sequn Especificaciones Resistencia del Concreto f', = 250 Kgffcm' M6dulo elasticidad:
154,90
"
22,49! 20,65
35,23
i
f
32,35\
74,86} 67,90 II
61,87
I
I
41,091
56,61
37,741
51,991
I
1
61,011 107,02 i 121,56
ASTM A572 - Grado 50: F, = 3.515 Kgffcm' - F, = 4.360 Kgffcm'
Concreto E,
=
238.751,96 Kgl/cm'
Los valores reportados en la tabla corresponden a~, PO" expresados en Toneladas con $, = 0,75 Valores con fonda mas claros (superiores a la primera linea) correspond en a pandeo metastico. Valores sombreados entre las dos lineas divisorias correspond en a pandeo etastico Valores bajo la segunda linea correspond en a KUr > 200
Manual de Diseno de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
unlcon
Consideraciones generales para el diseno
~ ~
CAPITULO I
Capacidad de miembros a cemprealen rellenos de concreto Conduven ECO Seccion Cuadrada f' c = 280 Kgf/cm2
I
0,001 17,93
22,30
33,99
43,78
53,87
66,93
1,00' 15,57
20,09
31,89
41,59
51,63
64,60 i 80,24
40,40
50,42
63,32
i
I
253,95
321,14
362,03
135,35
166,941191,25 164,79 188,83
219,04
101,10
216,74
251,31
318,73
359,33
99,88
134,08
163,60
187,48
215,45
249,83
317,38
357,81
82,531103,29
137,63
1,25
14,38
18,95
30,76
1,50
13,05
17,63
29,44
39,00
48,97
61,80
77,48!
98,42
132,55
162,15
185,85
213,89
248,04
315,74
355,97
1,75
11,64
16,20
27,95
37,40
47,31
60,04
75,73
96,72
130,76
160,46
183,94
212,06
245,93
313,81
353,81
2,00
10,19
14,69
26,33
35,65
45,47
58,08
73,76
94,80
128,72
158,52
181,75
209,97
243,53
311,60
351,33
2,25
8,77 7,42
13,15
24,60
33,75
43,47
55,93
71,59
92,66
126,46
156,36
179,31
207,62
240,84
309,11
348,55
11,61
22,81
31,75
41,33
53,62
69,24
90,33 1 123,971 153,97
176,62
205,03
237,86
306,36
345,46
51,18
66,73
87,82
121,28
151,38
173,69
202,20
234,61
303,34
342,08
48,64 46,02
64,09
85,16
118,39
148,59
170,54
199,15
231,10
300,07
338,41
61,34
82,35
115,34
145,62
167,18
195,891227,35
296,55
334,47
142,47
2,50 2,75
78,99
6,17
10,13
20,98
29,68
39,09
3,00
5,18
8,71
19,14
27,57
3,25
4,41
7,42
17,32
25,44
36,78 34,43
3,50
3,81
6,40
15,55
23,33
32,05
43,35
58,50
192,42
223,37
292,81
330,26
3,75
5,58
13,85
29,68
40,65
55,60
139,17
159,89
188,77
219,17
288,83
325,81
4,00, 1 4,25
4,90
I 12,22
21,25
Q)
3,32 2,91 I,
79,421112,13 76,40 108,78
163,62
...0
19,24
27,34
37,95
52,65
73,29
I
105,31
135,73
155,991 184,94
214,77
284,64
321,11
2,58 I
4,34
10,82
17,30
25,05
35,27
49,69
70,12 I 101,74
132,15
151,95
180,94
210,18
280,25
316,18
4,50
2,30
3,87
15,44
22,83
32,64
46,73
66,90
98,08
128,47
147,77
176,81
205,41
275,67
311,04
4,75
2,07
3,47
30,07
43,79
63,67
94,36
124,68
143,49
172,53
200,50
270,90
305,69
5,00
1,87
3,,4 I 7,82
20,67
12,51 118,66
27,58
40,89
60,42
90,59
120,81
139,10
168,14
195,44
265,97
300,16
5,25
1,69
2,84
7,09
11,34116,92
25,13
38,05
57,19
86,78
116,87
134,63
163,64
190,27
260,88
294,45
5,50
1,54
2,59
1
6,46
10,34
22,90
35,28
53,99
82,97
112,88
130,10
159,06
184,99
255,65
288,58
C)
5,75
1,41
2,37
9,46;
14,11 I 20,95
32,60
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154,39
179,62
250,28
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104,79
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276,40
6,50
1,10
1,86
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25,52
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67,88
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233,53
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1,60
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88,571102,47 80,64 93,43
130,44
3,47
120,81
140,88
210,14
237,47
1,22
3,05
4,89
7,29
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I
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I
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8,00
0,83\ 0,73
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1,09
9,00
0,58
0,97
2,71 2,41
9,50
0,87
2,17
3,46
5,17
7,68
11,95
10,00
0,52 0,47
0,78
1,95
3,13
4,66
6,93
10,78
10,50
0,42
0,71
1,77
2,84
4,23
6,28
11,00
039
'
0,65 1
0,35
I
0,59
I
3,85 3,53
I
11,50
1,62 1 2,58 I 1,48 I 2,36 I
12,00
0,32
1
0,54
I
1,36
3,24
I
'
I
I
,
2,17 I
36,08 1
I
,
16,85
.
53,701
i
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24,47 :
41,79
I
27,62
1
i
72,941 65,56
84,65,
111,30
129,90
198,21
224,07
76,20
102,00
119,15
186,25
210,63
37,281
58.481
68,05
92,98
108,71
174,36
197,26
33,46
52,49
61,08
84,21
98,67
162,62
184,04
17,68
30,19
55,12
76,00
88,99
151,09
171,07
9,78
16,03!
27,39
47,37 I 42,961
50,00
68,94
80,72
139,85
158,42
5,731 5,24
8,91 8,15
14,61! 13,37
24,95 !,
39,15
45,56
62,81
73,55
128,97
146,15
22,83
35,82
41,68
57,47
67,291
118,221134,04
I 4,81 I
j
7,49
12,28 i
20,97
i
32,89
38,28
52,78
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108,571123,10
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i
14,93
i
13,31 : 21,83
I
I
I I
19,591
I
i
1
ON: Oesignaci6n comercial del producto en milimetros. Propiedades rnecanicas del acero sequn Especificaciones Resistencia del Concreto f, = 280 Kgf/cm' M6dulo elasticidad:
Acero E
= 2,1 x1 0'
ASTM A572 - Grado 50: F,
Kgf/cm'; Concreto E,
Los valores reportados en la tabla corresponden
a
4>,
= 252.671,33
Po, expresados
=
3.515 Kgf!cm' - F.
= 4.360
Kgf/cm'
Kgf/cm'
en Toneladas con
4>, =
0,75
Valores con fonda mas claros (superiores a la primera linea) corresponden a pandeo inelastico. Valores sombreados entre las dos Ifneas divisorias corresponden a pandeo elastico. Valores bajo la segunda linea corresponden a KUr > 200
unlc:on
Manual de DiseFio de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
CAPITULO I
T~BLA
.
tn •..o
CD
Capacidad de miembros a com presion rellenos de concreto Conduven ECO Seccion Cuadrada f' c 350 Kgf/cm2
=
0,00
19,31
24,23
37,24
47,75
58,66
72,57
89,71
1,00
16,66
21,71
34,80
45,23
56,09
69,91
87,10
110,34
1,25
15,33
20,41
33,51
43,87
54,70
68,46
85,66
1,50
13,85
18,92
31,99
42,27
53,05
66,73
83,94
1,75
12,28
17,31
30,28
40,44
51,15
64,74
2,00
10,69
15,61
28,42
38,44
49,05
2,25
9,14
13,89
26,45
36,28
2,50
7,67
12,19
24,41
2,75
6,34
10,55
3,001 3,25
5,33
8,99
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3,50 3,75 4,00
II
3,41
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4,25
3,00 2,66
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4,50
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5,25
1,92 1,74
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5,50
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E
Consideraciones generales para el diserio
I
149,73
182,99
206,82
238,13
272,33
347,48
387,54
147,11
180,50
204,07
235,49
269,37
344,74
384,53
108,94 1 145,66
179,11
202,54
234,02
267,72
343,21
382,84
107,26
143,90
177,44
200,69
232,23
265,71
341,35
380,79
81,94
105,30
141,86
175,47
198,52
230,14
263,36
339,16
378,38
62,52
79,70
103,09
139,53
173,23
196,05
227,75
260,68
336,65
375,62
46,78
60,09
77,24
100,63
136,94
170,73
193,28
225,07
257,66
333,83
372,51
34,02
44,36
57,48
369,07
22,34
31,68
41,83
20,27
29,31
39,23
7,66
1824
26,92
36,58
4895
6,60 5,75
16,28
24,57
33,93
45,96
14,40
22,27
31,29
12,64 20,05 5,061 4,48 I 11,20 , 17,89
28,69
15,96
23,73
CD
~ > o
:::J
c:
112,87
4,00 3,59 3,24
I 'I'
2,94
9,99
! I
26,16
I
74,57
97,96
134,11
167,97
190,24
222,11
254,34
330,71
54,74
71,73
95,09
131,04
164,98
186,93
218,88
250,72
327,29
365,30
51,88
68,74
92,04
127,761161,77
183,37
215,41
246,81
323,59
361,22
6564
88,84
124,29 I 158,34
179,58
211,69
242,63
319,61
356,84
62,44
85,51
120,64 '
154,72
175,58
207,75
238,19
315,37
352,16
42'96 1
59,18
82,07
116,851
150,93
171,38
203,59
233,52
310,88
347,21
39,96
55,88
78,54
112,93
146,98
166,99
199,24
228,62
306,14
341,99
37,01
52,57
74,95
108,89
142,88
162,45
194,72
223,53
301,19
336,52
49,281 46,02 42,82
71,33
104,77
138,66
157,77
190,03
218,24
296,01
330,82
67,69
100,59
134,34
152,97
185,20
212,79
290,64
324,89
64,05
96,36
129,93
148,07
180,23
207,20
285,09
318,76
143,08
1
34,11
I
I
I
14,32 8,97 21,35131,29 8,09 I 12,92 I 19,27 28,57 -! 7,34 ! 11,72 I 17,48 25,92
i
39,691 36,66
92,10
125,45
175,16
201,47
279,36
312,44
23,62
56,86
87,84
120,91 1138,03
169,99
195,64
273,48
305,95
i 21,61 I
33,67
53,35
83,59
116,34
132,94
164,75
189,72
267,46
299,30
! 15,92
6,69 [ 10,68
5,75
2,67 2,45
6,00
1,33
2,25
1,14
1,91
5,62 l 8,97 113,38 19,85 4,79 ' 7,65 , 11,40 , 16,91
30,92
6,50 7,00
0,98
1,65
4,13
7,50
0,85 0,75
1,44
3,60
8,00
1,26
3,16
8,50
0,66
1,12
9,00
0,59
9,50 10,00
0,53 0,48
6,12
I
I
,
60,44
1,59 1,45
9,77 I 14,57
I
I
26,34
I
49,92
79,37
111,761' 127,82
159,44
183,72
261,31
292,50
43,27
71,09
102,59
117,57
148,72
171,59
248,70
278,56
63,11
93,53
107,43
137,94
159,38
235,76
264,24
6,59 5,74 I
9,83 114,58
22,72
37,31
I
12,70
19,79
32,50
55,42
84,68
97,51
127,24
147,23
222,61
249,69
7,53 : 11,16
17,39
28,56
48,71
76,16
87,91
116,71
135,27
209,36
235,01
2,80
5,05 4,47
6,67
9,89
15,41
25,30
43,15
67,87
78,61
106,46
123,60
196,12
220,34
1,00
2,50
3,99
5,95
8,82
13,74
22,57
38,49
60,54
183,00 70,11 r--9_6:....,57-+-_11_2:....,33-;
205,77
0,90
2,24
3,58
34,54
54,34
62,93
86,93
101,31
170,07
191,42
2,02
3,23
7,92 7,14
20,26
0,81
5,34 4,82
12,33 ,f
18,28
31,17
49,04
56,79
78,45
91,43
157,44
177,38
10,50
0,44
0,73
1,84
2,93
4,37
I
16,58
11,00
0,40
0,67
1,67
11,50
0,36
0,61
1,53
2,67 2,44
3,98 3,64
12,00
0,33
0,56
1,40
2,24
3,35
ON: Oesiqnacion comercial del producto en milimetros. Propiedades mecanicas del acero sequn Especifieaeiones
8,56
I 1
i ,I
6,48
11,13 10,10
28,28
44,48
51,51
71,16
82,93
145,17
163,72
5,90 I 5,40
9,20 8,42
15,11
25,76
40,53
46,94
64,84
75,561 133,15
150,53
13,82
23,57
37,08
42,94
59,32
69,131 121,83
137,63
4,96
7,73
12,70
21,65
34,05
39,44
54,48
63,49
1
I
111,891 126,40
ASTM A572 - Grado 50: Fy = 3.515 Kgffem' - F, = 4.360 Kgf!em'
Resistencia del Concreto f', = 350 Kgffem' Modulo elasticidad: Acero E = 2,lx10'
Kgffcm'; Concreto E, = 282.495,13 Kgffem'
Los valores reportados en la tabla eorresponde a 4>, p., expresados en Toneladas eon $, = 0,75 Valores eon fondo mas claros (superiores a la primera linea) eorresponden a pandeo inelastico. Valores sombreados entre las dos Ifneas divisorias eorresponden a pandeo elastico. Valores bajo la segunda linea eorresponden a KUr > 200
Manual de DiseFio de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
unlc::on
Consideraciones
generales
CAPITULO I
para el diserio
1.2.3. Diseiio de miembros a flexion Los perfiles tubulares ECO 0 HSS tarnbien poseen grandes virtudes para ser usados como miembros sometidos a flexi6n, entre ellos se destacan los perfiles rectangulares debido a la gran inercia que tienen en el eje fuerte y a su estabilidad. Esta estabilidad viene dada regularmente porque estos productos poseen un m6dulo de torsi6n muy grande en comparaci6n al de los perfiles abiertos tradicionales. Los miembros mas comunes sometidos a flexi6n que solemos encontrar en el trabajo diario son: las vigas de carga, de piso, auxiliares, de techo, etc. AI mismo tiempo es conveniente hacer una acotaci6n con respecto al terrnino viga, el cual ha sido mal usado en la terminologia regular de las estructuras de acero, muchos personas asocian al terrnino viga, como si estuvieran hablando de un perfil abierto, y esto no es correcto, una viga es todo miembro que pueda estar sometido a flexi6n independientemente de su secci6n. EI diserio a flexi6n de perfiles tubulares HSS s610 exige la comprobaci6n de los estados limites de cedencia y pandeo local, a diferencia de los perfiles de alas abiertas que adernas requieren la verificaci6n del pandeo lateral torsional, esto debido a la significativa rigidez torsional de los perfiles tubulares que limita las posibilidades de alcanzar este estado limite. La resistencia de diserio de un miembro a flexi6n
~b
Mn, con
~b
= 0,90 se determina sequn:
i) Secciones circulares: a. Compactas: O/t
s 0,07E/Fy
= M, = Fy Z
M,
b. No compactas: 0,07 E/Fy< O/t ~ 0,31 E/Fy
c. Esbeltas:
M n =[0,021E (O/t)
M,
O/t> 0,31 E/Fy
1S
+F y
=F
Cf
S
F = 0,33E cr
-
O/t
S = M6dulo de secci6n elastico alrededor eje flexi6n
ii) Secciones cuadradas y rectangulares:
b/t~112J 'F
unlcon
E y h/t~242J 'F y
Mn
E
= M, = Fy Z
y
Manual de Diserio de Estructuras de Acero con PerfilesTubulares
CAPITULO I
Consideraciones
b. Ala no compacta
1,12J
generales
diserio
para el
y alma compacta:
~
y
<
bIt $1,40J
E
M, ~ M, - (M, - F,S) [ 3,57 (bit)
Fy
Jf -
4]
S
M,
J ~'- 0,738]
S
c. Ala Esbelta y alma compacta:
bIt>
40J
E F
1,
y
Sel = modulo de secci6n efectivo determinado
con el ancho efectivo (be) del ala a compresi6n,
1,92tJ Er,
=
be
[1-
J E]$ r,
0,38 (bIt)
b
d. Alma no compacta:
42J
hIt> 2 ,
E F
M, ~ M, - (M, - F,S) [ 0,305 (hit)
y
M,
1.2.4. Diseno de miembros a corte Los perfiles
tubulares
continuamente
con
comportamiento,
de acero, las
almas),
(Ios cuales regularmente
poseen
una secci6n gran
esto se debe a que los perfiles tubulares
manera los esfuerzos a corte, a diferencia redunda en seguridad
para la estructura
falla fragil, las cuales son indeseables La resistencia
presentan
resistencia
de cualquier
es decir,
al cortante
las alas se unen y
por
ende
tienen dos almas las cuales distribuyen
de los perfiles abiertos que regularmente
buen
de mejor
solo poseen una. Esta ventaja
edrticacion, puesto que la falla a cortante se considera
para cualquier contiquracion
de disefio de un miembro a corte
una
estructural.
se determina
i) Secciones circulares:
sequn:
Donde: Fa es el mayor valor entre los valores abajo indicados y no mayor de O,60Fy
F cr
O,78E
1,6E
= -;=::=====~
ii) Secciones cuadradas
cerrada,
L,: Distancia entre el corte nulo y el maximo corte del miembro
( ~)~
y rectangulares:
=
Donde: ~ 2ht h: definida en la secci6n 1.1.5
Para:
h/ts 2,45
Manual de Diseno de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
J Fy E
unlc:on
Consideraciones generales para el diserio
Para:
2,45J
Para:
E
r,
CAPITULO I
hit s 3.07J
s
J
hit> 3,07
{E
2,46
E
V~
c, =(htt)
r,
7,55E
c=--
~y
v
(h/tlFy
1.2.5. Diseno de miembros a torsion Es indudable que los perfiles tubulares son mas favorables para resistir torsiones, muchos ejemplos de la naturaleza demuestran sus excelentes propiedades. Facilrnente podemos evidenciar esta teoria comparando la rigidez a torsi6n de las secciones
de los perfiles HSS con los dernas productos
de secci6n abierta
comercializados en el pais. La resistencia de diserio de un miembro a torsi6n
=
Tn=FcrC
= Constante
C
de torsion
i) Secciones circulares: Fer= es el mayor valor entre los valores abajo indicados y no mayor de O,60Fy 1,23E
Fa ~
Fer-- -'-O,60E
J ~ (~)t
y
L
= Longitud
del miembro
(~ )+
ii) Secciones cuadradas y rectangulares:
hit
Para:
245J
s ,
E F
Fer=0,6Fy
y
Para:
Para:
unlc:on
2 'F46J 3,07
E < hit y
J
s 3 07 '
J
E Fy
E < hit s 260 Fy
Fcr=0,6F
2,45 y
Fer=
(hit)
Jf. F y
4,52E (h/t)2
Manual de Disefio de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
Consideraciones generales para el diserio
CAPITULO I
Capacidad de miembros a flexion, corte y torsion Conduven ECO Seccion Circular
~ ~
pulg
Kgf.m
Kgf
Kgf.m
mm
mm
76,20
2,25
364
31/2
88,90
2,25
496
41/2
114,30
2,50
891
7.762
852
5
127,00
1.335
10.332
51/2
139,70 152,40
3,00 3,40
1.839
12.872
1.256 1.719
4,00
16.491
2.393
19.590
NPS
3
4.623 5.416
333 459
4,30
7 5/8
168,30 193,70
2.602 3.401
4,50
4.647
23.647
3.144 4.387
8 5/8
219,10
5,50
7.352
32.634
6.824
95/8
244,50
5,50
9.006
36.507
8.560
9 5/8
244,50
7,00
11.667
46.193
103/4
273,10
7,00
14.586
51.744
10.709 13.474
103/4
273,10
9,00
66.064
16.970
123/4
323,85
9,00
18.563 26.360
78.729
24.213
123/4
323,85
11,00
31.842
95.657
29.083
6 6 5/8
NPS: Oesignaci6n comercial del producto en pulgadas Propiedades rnecanicas sequn Especificaciones ASTM A572 - Grado 50: F, = 3.515 Kgf/cm' - F, = 4.360 Kgf/cm' M6dulo elasticidad E = 2,1 x1 0' Kgf/cm' Val ores de flexi6n reportados en la tabla correspond en a 4>, Mo, expresados en Kgf.m con 4>, = 0,90 Valores de corte reportados en la tabla correspond en a 4>, Vo, expresados en Kgf con 4>, = 0,90 Valores de torsion reportados en la tabla corresponden a 4>, To, expresados en Kgf.m con 4>, = 0,90
Capacidad de miembros a flexion, corte y torsion Conduven ECO Seccion Cuadrada
~ ~
mm
mm
em'
Kgf.m
Kgf
Kgf.m
ON
60
X
60
2,25
4,70
319
3.935
265
70
X
70
2,25
5,53
432
4.729
365
90
X
90
2,50
7,97
717
6.918
677
100
X
100
10,58
1.124
9.114
998
13,17
1.573
11.306
1.366
2.299
1.903 2.597
110x110
3,00 3,40
120
X
120
4,00
135
X
135
4,30
16,83 20,41
3.053
14.320 17.459
155
X
155
4,50
24,64
3.959
21,301
3.604
175
X
175
5,50
33,86
6.508 7.732
29.015 33.869
5.587
38,98
9.216
200
X
200
5,50
200
X
200
7,00
48,93
11.119
41.382
220
X
220
7,00
46.325
11.228
X
220
9,00
54,14 68,45
13.190
220
16,982
14.154 20.042 24.088
260
X
260
9,00
81,84
24,189
56.606 69.315
260
X
260
11,00
98,61
28,862
81.107
7.357
ON: Oesignaci6n comercial del producto en milfmetros Propiedades mecanicas sequn Especificaciones ASTM A572 - Grado 50: F, = 3.515 Kgf/cm' - F, = 4.360 Kgf/cm' M6dulo elasticidad E = 2,1x10' Kgf/cm' Valores de flexi6n reportados en la tabla corresponden a 4>. Mo, expresados en Kgf.m con 4>, = 0,90 Valores de corte reportados en la tabla corresponden a $, expresados en Kgf con 4>, = 0,90 Valores de torsiQ.Q.lf!l2.ortados en la tabla corres onden a = 0,90 .J",,_~Q!ggldos e~~f.m con
v;
Manual de Diseiio de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
unlcon
CAPITULO I
Consideraciones generales para el diseno
Capacidad de miembros a flexion, corte y torsion Conduven ECO Seccion Rectangular
~ ~
Desiqnacion comercial
Espesor nominal
Area diseiio
Flexion x-x <1>. = 0,90
HxB
e
A
$b Mnx
mm
em'
Kgf.m
80 x 40
2,25
4,70
100 x 40
2,25
5,53
120 x 60
2,50
7,97
140 x 60
10,58 13,49 17,20 20,41
mm
Corte y-y <1>. = 0,90
$.
Flexion y-y <1>. = 0,90
v;
.
Corte x-x <1>. = 0,90
$b Mny
Kgf
Torsion
: T= 0,90
v;
$.
Kgf.m
,
$T T, Kgf.m
Kgf
ON
i
378
5.524
211
2.346
233
540
7.112
205
2.346
294
!
974 1.466
9.565
451
4.270
597
600
4.877
829
2.115
13.350 17.308
835
5.905
1.160
2.967
22.793
6.553
1.519
160 x 65
3,00 3,40
180
X
65
4,00
200
X
70
4,30
3.896
27.327
1.046 1.362
7.591
1.956
220
X
90
4,50
24,64
5.329
31.627
2.150
10.974
2.933
260
X
90
5,50
33,86
8.394
45.520
2.933 4.012 4.436
12.510 14.452
4.184 5.416
16.669
6.745
I
I
I
300
X
100
5,50
38,98
11.143
53.287
300
X
100
7,00
48,93
13.844
66.096
320 320
X X
120 120
350
X
170
350
X
170
I
!
7,00
I
t
16.724
71.038 88.380
81,84
20.880 28.770
98,61
34.314
9,00
54,14 68,45
9,00 11,00
6.123 9.371
21.612
8.756
24.832
97.912
11.745
40.719
10.977 17.468
116.059
20.087
46.156
20.942
ON: Oesignaci6n comercial del producto en milimetros Propiedades mecanicas sequn Especificaciones ASTM A572 - Grado 50: F, = 3.515 Kgf/cm' - F, = 4.360 Kgf/cm' M6dulo elasticidad E = 2,1 x1 0' Kgf/cm' Valores de flexion reportados en la tabla corresponden a
1.2.6. Diseno de miembros sometidos a solicitaciones En las estructuras (cornpresion columnas construidas
reales existen muchos
0 traccion)
de porticos
y momentos resistentes
casos en donde los miembros
flectores
a momentos,
en el pais. A estos tipos de miembros
flexiones transmitidas
alas columnas
combinadas
(inciuso
a la torsion)
estan sometidos,
en uno 0 en ambos
editicacion,
porque
en muchos
cornpresion,
principalmente,
casos
se Ie suelen \lamar en la bibliografia
como vigas-columnas.
por la continuidad
prestar la atencion
se tiende
creer
de los porticos;
de las cargas longitudinales,
solo resisten
flectar, el cual puede producir
Las
efecto de la carga
debida a este tipo de situacion
que las columnas
y se obvia el efecto del momento
inciuso ser el esfuerzo gobernante
las
de acero de edificaciones
pueden ser causadas
se recomienda
ejes, por ejemplo
caso muy tfpico en las estructuras
viva y muerta, fuerzas laterales (sismicas y de viento) y par las excentricidades otros efectos. AI mismo tiempo,
ala vez, a fuerza axial
entre
en cualquier
grandes
fuerzas
a
grandes esfuerzos e
para el diseno de la seccion definitiva.
i) Flcxc-Compresicn: Para:
unlcon
Pu / cPn~ 0,20
Pu
Pn
8 ( Mux + Muy )s 1 bMny bMnx
+ -9-
Manual de Disefio de Estructuras de Acero oon Perfiles Tubulares
CAPITULO I
---------------------------------------Para:
ii) Flexo-Tracci6n: sequn gobierne
Son
Consideraciones
generales
para el diseno
P)Pn < 0,20
vatidas las expresiones
el estado limite de cedencia
anteriores,
sustituyendo
valor de
sobre el area total (
area neta efectiva (1 =0,75)
iii) Cornbinacion
de torsion, flexion, corte y fuerza axial:
)
+
V (
u
e.v,
+
Despreciar los efectos torsionales y emplear las formulas de interaccion para ftexo-cornpresion.
Miembros sometidos a diferentes solicitaciones. Situacion que ocurre frecuentemente en las edificaciones
Manual de Diseno de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
unlc:on
CAPITULO I
Consideraciones generales para el diseno
~ ~
Capacidad de miembros a flexo-compresion Seccion Circular
Designacion;Dlarnetro Espesor Comercial ! Externo Nominal
Conduven ECO
PJ$ePn
I
I
0
0
e
pulg
mm
mm
3
76,20
2,25
31/2
88,90
2,25
496
471
446
41/2
114,30
2,50
891
846
5
3,00 3,40
1.335
51/2
127,00 139,70
1.268 1.747
802 1.201
6
152,40
4,00
6 5/8
168,30
4,30
I
2.602 3.401
7 5/8
193,70
4,50
I
8 5/8
219,10
5,50
244,50
5,50
244,50
7,00
103/4
273,10
7,00
103/4
273,10
9,00
123/4
323,85
9,00
323,85
11,00
31.842
I
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,8
0,7
0,9
NPS
9 5/8
I
9 5/8
I
123/4
364
I
I I I
345
327
245
205
390
335
279
702
601
286
I
82
41
223
123\ 167
112
56
501
401
301
200
100
300
164
1.051
901
751
601
451
1.655
1.448
1.241
828
2.472
2.342
2.049
1.756
1.034 1.464
621 I 878
3.061
2.678
2.296
1.913
4.647
3.231 4.414
4.182
2.614
6.985
6.617
3.659 I 5.790
3.136
7.352
4.963
4.136
1.530 2.091 3.309
9.006
8.556 .
1.839
1.171
I
414 585
150
I
207 293
1.148
765
383
1.568 2.481
1.045
523
1.654
827
8.105
7.092
6.079
5.066
4.053
3.040
2.026
1.013
11.084 13.857
10.501 13.128
9.188 11.487
7.876
6.563
5.250
3.938
2.625
1.313
9.846
4.923
3.282
1.641
18.563
17.635
14.618
12.530
8.205 10.442
6.564
16.707
8.353
6.265
4.177
2.088
26.360
25.042
23.724
20.758
8.896
5.931
28.658
25.076
14.827 17.911
11.862
30.250
17.793 21.494
14.329
10.747
7.165
11.667 14.586
I
I
I
i
2.965 3.582
NPS: Oesignaei6n eomereial del produeto en pulgadas. Propiedades rnecanicas sequn Espeeifieaeiones ASTM A572 - Grado 50: F, = 3.515 Kglfem' - F, = 4.360 Kgffem' M6dulo elastieidad E = 2.1x10' Kgffem'. Los valores reportados en la tabla eorresponden al valor maximo de la suma, en valores absolutos. de los momentos fleetores mayorados en las direeciones prineipales de la seeci6n M~+M",. expresado en Kgf.m. Nota: Valores de <1>, Po tomados de la tabla de eapaeidad de miembros a Compresi6n de secei6n Circular (Tabla 1.8.1.)
~ ~
Capacidad de miembros a flexo-compresion Seccion Cuadrada
Designacion Espesor Comercial Nominal HxB
e
mm
Area Diserio A
P /A-. P u
'
mm
em
0,0
0,1
0,2
I I
0,3
60
X
60
2,25
4,70
X X
70 90
2,25 2,50
5,53 7,97
100
X
100
3,00
10,58
'l'e
0,4
n
0,5
0,6
0,7
I
DN
70 90
Conduven ECO
I
319
303
287
251
I
215
180
144
108
414 694
393 660
372 625
326 I 547
279 469
I
233 391
186 I 312
140 234
1.075
1.021
967
846
725
604 I
484
363
I I
I I
0,8
II
I
0,9
72
36
93 156
47 78
242
121
110 X 110
3,40
13,17
1.504
1.429
1.354
1.185
1.015
846
677
508
338
120
X
120
4,00
16,83
2.209
2.099
1.988
1.740
1.491
1.243
994
746
497
135
X
135
4,30
20,41
2.923
2.776
2.630
2.302
1.973
1.644
1.315
986
658
155
X
155
4,50
24,64
3.781
3.592
3.403
2.978
2.552
2.127
1.701
1.276
851
425
175
X
175
5,50
33,86
6.227
5.916
5.605
4.904
4.204
3.503
2.802
2.102
1.401 \
701
200
X
200
5,50
38,98
7.512
7.137
6.761
5.916
5.071
4.226
3.381
2.535
1.690
200
X
200
7,00
48,93
11.040
10.488
9.936
8.694
7.452
6.210
4.968
3.726
2.484
I
220
X
220
7,00
54,14
220
X
220
9,00
68,45
260
X
260
9,00
81,84
260
X
260
11,00
98,61
12.626
11.995
11.364
9.943
I
16.982
16.133
15.284
13.373
23.843
22.651
21.458
18.776
i
28.862
27.419
25.976
22.729
I
169 I
I I
249 329
845 1.242
8.523
7.102
5.682
4.261
2.841
I
1.420
I
11.463
9.552
7.642
5.731
3.821
I
1.910
i
16.094
13.412
10.729
8.047
5.365
19.482
16.235
12.988
9.741
6.494
i
I
2.682 3.247
ON: Oesignaci6n eomereial del produeto en milimetros. Propiedades mecanicas segun Espeeifieaeiones ASTM A572 - Grado 50: F, = 3.515 Kgffem' - F, = 4.360 Kgffem' M6dulo elastieidad E = 2,1x10' Kgf/em'. Los valores reportados en la tabla eorresponden al valor maximo de la suma. en valores absolutos. de los momentos fleetores mayorados en las direeeiones prineipales de la seeei6n M~+M",. expresado en Kgf.m Nota: Valores de <1>, Po tomados de la tabla de eapacidad de miembros a Compresi6n de seccion Cuadrada (Tabla 1.8.2.)
unlcon
Manual de Disefio de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
CAPITULO I
~ ~
Consideraciones generales para el diserio
Capacidad de miembros a flexo-compresion Seccion Rectangular (eje fuerte x-x)
Designacion I Espesor Comercial I Nominal
Area Diseiio
Conduven ECO
PJ
II
HxB
e
A
mm
mm
em'
40
2,25
4,70
378
359
340
298 I
0,0
0,1
0,2
0,3
I 0,4
0,5
0,6
80
X
100
X
40
2,25
5,53
540
513
486
425
120
X
60
2,50
7,97
925
876
767
140
X
60
10,58
1.392
1.319
160
X
65
3,00 3,40
974 1.466
13,17
2.115
2.009
180
X
65
4,00
2.967
2.819 3.701
200
X
70
4,30
16,83 20,41
220
X
90
4,50
24,64
3.896 5.329
I
5.063
90
5,50
33,86
100
5,50
38,98
300
X
100
7,00
48,93
13.844
13.151
320
X
120
7,00
16.724
15.888
320
X
120
9,00
54,14 68,45
350
X
170
9,00
81,84
20.880 28.770
27.332
350
X
170
11,00
98,61
34.314
32.598
X
I
8.394 11.143
I
X
260 300
I
0,7
0,8
0,9
I
ON
I I
255
213
170
364
304
243
182
121
61
657
548
438
329
219
110
85
43
989
824
659
495
330
165
1.904
1.154 I 1.666
1.428
952
238
2.337
2.003
714 1.001
476
2.670
1.190 1.669
668
334
1.315
438
3.506 4.796
3.068 4.197
I I
2.630
2.191
1.335 1.753
3.597
2.998
2.398
1.799
877 1.199
4.722 6.268
3.777
2.833 3.761
1.889
944
5.014
2.507
1.254
7.975
7.555
6.611
5.666
10.586
10.029 12.459
8.775
19.836
128
15,051 18.792 25.893 30.882
10.902
7.522 9.344
7.787
6.230
4.672
I
13.170
11.289
9.407
7.526
5.644
16.443
9.396
7.047
I
14.094 19.420
11.745
22.657 27.022
23.162
I
9.710 16.183 112.947 19.301 15.441 11.581 A572 - Grado 50: F, = 3.515 Kgffem'
3.115 3.763 4.698 6.473 7.721 - F" = 4.360
600
I
1.557 1.881 2.349 3.237 3.860
ON: Oesignaei6n comereial del produeto en milimetros. Propiedades mecanlcas sepun Espeeifieaeiones ASTM Kgffem' M6dulo elastieidad E = 2.1x10' Kgffem'. Los valores reportados en la tabla eorresponden al valor maximo del momento fleetor mayorado M~, alrededor del eje x-x, expresado en Kgf.m
••• :8'I' ,
~ ~
Capacidad de miembros a flexc-compresten Seccion Rectangular (eje debil y-y) ,.,
'H
Area Diseiio
Conduven ECO
PJ
II
I
HxB
e
A
m mm
mm
em'
40
2,25
4,70
102
97
91
80
69
57
46
34
23
11
40
2,25
5,53
87
82
78
68
58
49
39
29
19
10
74
50
25
87
58
29
76
38
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
ON
80 100
X X
I
0,6
II
0,7
0,8
0,9
120
X
60
2,50
7,97
220
209
173
149
124
140
X
60
10,58
258
245
203
174
145
116
160
X
65
3,00 3,40
198 232 I
.- 99
13,17
337
320
303
265
227
189
151
114
180
X
65
4,00
393
374
354
310
265
221
177
133
88
44
200
X
70
4,30
16,83 20,41
478
454
430
377
323
269
215
161
108
54
24,64
839
797
755
660
566
472
377
283
189
94
1.000
950
900
787
675
562
450
337
225
112
1.131
1.074
1.018
890
763
636
509
382
254
127
1.634 2.349
1.553
1.471
1.287
1.103
919
735
552
368
184
2.232
2.114
1.850
1.586
1.322
1.057
793
529
264
3.387
3.218
3.048
2.667
1.143
762
381
5.520
1.905 3.943
1.524
6.309 17.420
2.286 4.732
3.155
2.366
15.242
13.065
10.887
220
X
90
4,50
260
X
90
5,50
33,86
300
X
100
5,50
38,98
300
X
100
7,00
48,93 54,14 68,45
I
320
X
120
7,00
320
X
120
9,00
350
X
170
9,00
81,84
7.010
6.660
350
X
170
11,00
98,61
19.355
18.388
I
8.710 6.532 50: F, = 3.515 Kgffcm'
1.577 4.355 - F" = 4.360
789 2.177
ON: Oesignaei6n eomereial del produeto en milimetros. Propiedades mecanlcas sequn Espeeifieaeiones ASTM A572 - Grado Kgffem' M6dulo elastieidad E = 2.1x1 a' Kgffem' Los valores reportados en la tabla eorresponden al valor maximo del momento fleetor mayorado M"" alrededor del eje debil y-y. expresado en Kgf.m Nota: Valores de ~,Po tomados de la tabla de capacidad de miembros a Compresi6n de secci6n Rectangular (Tabla I.B.3.)
Manual de Diseiio de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
unlcon
Consideraciones
generales
CAPITULO I
para el diseno
1.2.7. Perfiles estructurales
de seccion abierta
Los perfiles estructurales de secci6n abierta Unicon, son miembros diseriados especfficamente
para ser
utilizados como vigas. Su aplicaci6n abarca desde techos con laminas livianas de diferentes materiales y losas de concreto, yen entrepisos; igualmente con losas rigidas de concreto. Estos perfiles permiten que se aprovechen al maximo las bondades que el acero estructural pueda aportar al sistema constructivo. Los perfiles pueden ser igualmente aplicados en sistemas estructurales de diferentes edificaciones,
tales como: las industriales,
habitacionales, comerciales, entre otras.
1.2.7.1. Perfil ECOT EI perfil ECO T es un miembro estructural electrosoldado conformado en frio, en forma de T invertida, con un gancho en el extremo libre del ala, el cual funge como medio de anclaje hacia el concreto. Este producto es fabricado sequn especificaci6n propietaria UNICON SNP-13-2984, con laminas de acero de alta resistenciaASTM A572 Grado 50. Perfil de secci6n abierta para losas de entrepisos y techos. Sistema constructivo, acero-concreto, versatil y altamente eficiente
Este novedoso miembro estructural esta disenado para ser usado como viga semi-embutida en el concreto (viga de secci6n mixta, ver figura 1.12), en losas de entrepisos y techo de edificaciones industriales, comerciales, residenciales, oficinas, entre otras.
Y
r
Losa
1- _
Malia
H
e
~B~ ~ ~
lunlc:::Cri-
=X Encofrado Viga
Seccion transversal del Perfil ECO T y detalle en losas con encofrados de poliestireno expandido
Manual de Diseiio de Estructuras de Acero con PerfilesTubulares
Consideraciones generales para el diseiio
CAPITULO I
:=!egularmente este perfil se dispone con paneles como encofrado perdido (tabelones de arcilla de 6 u 8 cm de espesor, paneles de poliestireno expandido de 10,15020 cm de espesor, u otro panel aligerado de relleno), y una oseta superior de concreto entre 4 y 5 ern, provista de malla electrosoldada, con 10 cual se confecciona un sistema constructivo mixto acero-concreto altamente eficiente, de facil montaje, liviano, compacto, econornico, seguro y con extraordinaria capacidad de aislamiento terrnico.
iserio de miembros a flexi6n y corte L2.
determinacion de la capacidad resistente a flexion, supone un comportamiento
-etorzaoo donde el ala del perfil asume los esfuerzos de traccion y la loseta ce cornprosion.
0
simplificado como nervio
nervio superior asume los esfuerzos
En caso de existir continuidad de las correas sobre los apoyos, es recomendable proveer una
~ madura de refuerzo complementaria en la loseta superior para soportar los momentos negativos. La capacidad -esistente a corte desprecia la contrlbucion del concreto, asumiendo que solo el alma del perfil soporta los ssfuerzos cortantes. esultados experimentales de diferentes arreglos de sistema de piso, empleando bloques de tabelones y paneles ce poliestireno expandido (IMME, 2003), permiten correlacionar las cargas actuantes con las deflexiones 'egistradas, y ajustar estimados de la inercia equivalente para fines de control de flecha. -B
Tabla 1.10.5., resume los valores recomendados de la inercia equivalente y las respectivas capacidades de
iembros a flexion y corte, para diferentes arreglos de sistema de entrepiso y techo.
Perfil ECOT en sistemas de pisos. Estacionamiento de edificacion comercial situada en los Altos Mirandinos. Estado Miranda, Venezuela.
anual de Disefio de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
-----
-
unlcon
CAPITULO I
Consideraciones generales para el diserio
Capacidad de miembros a flexion y corte Perfil ECO T en seccten mixta
~ ~
Designacion Comercial
Espesor Nominal
Seccion Nominal
Espesor total losa.
DN
e
A
E
mm
I
I
mm
I
em'
Espesor loseta
I
e1
I
em
80
3,40
I
100
I
3,40
1
!
4,97
I
I
5,65
Ix
I
em
10
Inercia equivalente
Flexion <1>. 0,90
4
127,43 (*)
=
<1>. Mn
I
em'
Corte v 0,90
=
v
Kgf.m
Kgf
516
I
v,
5.163
11
5
157,17 (*)
580
12
4
188,16 (*)
645
13
5
230,45 (*)
709
5.163
14
4
277,82
774
5.163
15
5
330,24
838
12
4
180,74 (*)
645
5.163 6.454
13
5
218,68 (*)
709
6.454
14
4
262,51
774
6.454
15
5
312,27
838
6.454
20
5
680,98
6.454
25
5
1.295,31
1.161 1.484
5.163
I
5.163
6.454
ON: Oesignaci6n comercial del producto en milimetros. Propiedades rnecanicas sequn Especificaciones ASTM 572 - Grado 50: F, = 3.515 Kgf/cm' - F, = 4.360 Kgf/cm' Inercia I, calculada para un nervio equivalente de 10 cm de ancho y E-6 cm de profundidad (Valores con * calculados para 10 cm de ancho y e1 de profundidadj Valores de f1exi6n reportados en la tabla corresponden a cjJb Mo, expresados en Kgf.m con q,b = 0,90 Valores de corte corresponden a cjJ. Vo' expresados en Kgf con cjJ. = 0,90 - despreciando contribuci6n concreto
los perfiles deben soportar las cargas muertas del vaciado, y el peso de la cuadrilla y
Durante la fase constructiva, de los equipos,
con flechas dentro de los limites tolerables.
En este sentido, es recomendable
de los perfiles en la mitad del tramo 0 a cada tercio, par supuesto todo depcndera
del nivel de exigencia
/;77//,
EI perfil ECO Z es un miembro estructural
en forma de Z, rigidizado
libres de las alas, conformado
especiticacion
propietaria
UNICON
en frio, fabricado
SNP-13-2985,
acero de alta resistenciaASTM
A572 Grado 50.
Este
esta
miembro
principalmente,
estructural
aplicaciones
diseriado
como viga de soporte de cubiertas
de naves industriales,
galpones,
hangares,
como soporte de cerramientos,
etc.,
sequn
con laminas
para
ser
zz /()
en
de
usado,
livianas de techos
H
----1----X e
y adernas en otras
arriostramientos,
guias I~
de puertas, portones,
requerido.
18--: y
1.2.7.2. Perfil ECOZ
los extremos
el apuntalamiento
zz
22
zz
.# --/
~B-r~
etc.
FIGURA
IIIB Perfil unlc::on
ECO Z
Manual de Disefio de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
CAPITULO I
Consideraciones generales para el diserio
Diseno de miembros a flexion y corte Siguiendo el esquema de diseno recomendado por las especificaciones AISC, la Tabla 1.10.6.,resume los valores de capacidades de miembros a flexi6n y corte.
Capacidad de miembros a flexion y corte Perfil ECO Z Designac.ion
ccmerclai
:
Flexion
.
:
h Mn•
h Mn•
h Mn•
h Mnx
h Mn•
h Mn•
Kgf.m
Kgf.m
Kgf.m
Kgf.m
Kgf.m
mm
Kgf.m soporte continuo
L,=1,OOm
L" = 2.00 m
L, = 2,50 m
L, = 3,00 m
150 170 200
634 1.044 1.687
360 483 583
ON
Corte = 0,90
v
L,=1,50m
160 215 259
90 121 146
58 77 93
40 54 65
v
v;
Kgf
5.979 8.067 11.389
o : Desiqnacion
eomereial del produeto en milimetros Dropiedades rnecanicas sequn Especificaeiones ASTM 572 - Grado 50: F, = 3.515 Kgflem' - F, = 4.360 Kgffem' alores de flexion reportados en la tabla eorresponde a ~,M" expresados en Kgf.m con ~b = 0,90 Jalores de corte reportados en la tabla corresponde a ~. V" expresados en Kgf con $., = 0,90 '-: = Longitud entre puntos de soporte lateral.
Excelente miembro estructural para la confecci6n de cubiertas livianas de gal pones , naves industriales, hangares, ente otros usos
Manual de Diserio de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
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CAPITULO I
Consideraciones generales para el diserio
IIJ
Diseno de conexiones
La capacidad de toda estructura metalica esta basada principal mente en la resistencia de sus conexiones. Por esta razon se debe tener precaucion al momento de modelarlas, disenarlas y construirlas, debido a que las mismas se encargan de distribuir las fuerzas de un miembro a otro y por ende generan la estabilidad del sistema, formando un conjunto resistente que transmite las cargas a tierra, es decir, son los eslabones fundamentales para la contiquracion de las estructuras.
Techo de instalacion deportiva en 81 occidente del pais. Diversidad de conexiones entre perfiles tubulares (soldadas y empernadas)
Las conexiones regularmente estan clasificadas en tres tipos, simples, semirrigidas y rfgidas, siendo las primeras y las ultirnas las mas utilizadas por los proyectistas en el pasado, para construir sistemas estructurales. Sin embargo, en la realidad, la rigidez efectiva de una conexion casi siempre estara en alqun punta entre esas dos situaciones extremas, es decir, la conexion se comporta de forma semirrigida. De todas formas hay limites para considerar cada caso en particular como real, es decir, rigida, semirrigida y flexible, los cuales los podemos encontrar en las normas
0
especificaciones y guias de diserio internacionales mencionadas (AISC, Guia n° 9
CIDECT, etc.). A continuacion se definen los tipos de conexiones:
Conexiones simples
0
flexibles: Son aquellas que no transmiten momentos de continuidad, es decir, ofrecen
un comportamiento flexible y regularmente no presentan especiales complicaciones de diserio
Conexiones semirriqidas:
Estas resultan intermedias entre las flexibles y las perfectamente rigidas, es decir,
contienen un grado variable de rigidez a flexion entre los dos casos mencionados. Se supone que este tipo de conexiones no tienen suficiente rigidez para mantener los anqulos entre los miembros que se interceptan, como es el caso de las conexiones rigidas.
unlcon
----
- .' -----
-
- -
- ---
---
Manual de Disefio de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
CAPITULO I
Consideraciones generales para el diseno
o .•.....
c CD
E o
2
Rotaciorue)
lID Clasificacion FIGURA
de conexlon viga-columna,
segun su rigidez
onexiones rigidas: Esta idealizaci6n supone que la conexi6n tiene suficiente rigidez para mantener inalterado
= anqulo original entre los miembros
que se interceptan, despues de haber aplicado las cargas, y por ende la
ntinuidad que se ha supuesto en el analisis estructural de fuerzas. Tambien son aquellas capaces de resistir y ransrnitir
la totalidad
de los momentos,
permitiendo
un comportamiento
hiperestatico
de los sistemas
sstructurales. -
almente podemos decir, que el diseno de conexiones con perfiles tubulares esta principal mente orientado a
zererminar la capacidad
resistente de una conexi6n soldada
0
cansmlslon de carga en la conexi6n (conexi6n a traves de planchas ::9
solicitaci6n transmitida (carga axial, corte
0
empernada en funci6n al mecanismo de 0
conexiones directas entre perfiles) y el tipo
momento flector) , para prevenir los posibles modos de fallas que
: edan presentarse. "echo de estadio con erfiles tubulares :: rculares en volado. -~aduras . imensionales
.-.__ ._----------
-_. ---
- ual de Diseno de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
Consideraciones --
generales
--
CAPITULO I
para el diseno
1.3.1. Conexiones soldadas Los perfiles tubulares poseen la capacidad de ser soldados directamente entre si, par este motivo el uso de la soldadura ha side adoptado como el medio convencionalmente empleado para las conexiones con perfiles ECO o HSS. La ventaja de soldar los tubulares entre si radica en que se evitan al minimo, en la mayaria de los casos, el uso de planchas refuerzo
0
0
placas, sin embargo, es conveniente destacar que el tipo de conexion detinira el nivel de
detallado de la misma, es decir, no se exciuyen el uso de elementos auxiliares.
En este sentido, las especificaciones del AISC presentan en su capitulo K, un conjunto de previsiones arientadas al diseno de conexiones soldadas de perfiles tubulares HSS, basad as en los modos de falla reportados en investigaciones internacionales, que son sintetizadas par el CIOECT y par la cornision de juntas soldadas en estructuras tubulares delllW (Internacionallnstitute of Welding). Las especificaciones establecen fundamentalmente,
las consideraciones para el diseno de perfiles tubulares
sometidos a fuerzas concentradas, transmitidas a traves de planchas de conoxion soldaday conexiones directas entre perfiles tubulares soldados, sometidos a fuerzas axiales 0 momentos. Los conceptos basicos sobre soladuras, electrodos y sus aplicaciones directamente a los tubulares y planchas de union, son presentados a continuacion de manera resumida, los cuales se carresponden con 10 indicado en la AWS 01.1 "Structural Welding Code Steel de la American Welding Society", Parte 0 "Specific Requirements for Tubular Connections",
y en el capitulo J de AISC. Para mas informacion sobre las recomendaciones
y
consideraciones para casos especiales, sugerimos consultar las referencias mencionadas anteriarmente entre otras reconocidas.
Estructura soldada para editicacion departiva, ubicada en la region de Los Andes de Venezuela
1.3.1.1 Materialdeaporte Para realizar las conexiones soldadas con Tubos Estructurales Conduven ECO, se recomienda la aplicacion de soldadura de fusion par arco electrico, la cual se ciasifica en dos tipos:
-----
unlcon
Manual de Diserio de Estructuras de Aooro con Perfiles Tubulares
CAPITULO I
---------------------------------------------
Consideraciones generales para el diserio
Soldadura por Arco y Electrodo Recubierto (SMAW) :lroceso de soldadura manual, formado por una varilla de acero recubierta por una capa de material orqanico que e quema y funde creando el ambiente adecuado para el proceso, al mismo tiempo que la varilla se consume -naterial de aporte) yva depositando en la zona de union
0 contacto.
Soldadura por Arco Sumergido (SAW) "oceso automatico que emplea material de aporte desnudo, el cual se funde y es depositado en la union, parte :881 en forma de escoria solida, que cum pie la funci6n de proteccion del cordon y evita el enfriamiento rapido de - oldadura, mientras que el resto del material es reciclado y reutilizado. --B. eleccion del electrodo para utilizar en las soldaduras, sera determinada por los requerimientos para materiales
:0 aporte dados en la AWS 01.1. De igual forma, para garantizar el cumplimiento de los requisitos (Tenacidad) del :a erial de aporte, es suficiente la certificacion del fabricante. -" el mismo orden ideas, cuando se especifique una determinada tenacidad y se mezclen varios materiales de - dadura, los electrodos con que se ejecuten todas las soldaduras, punteados, pasadas de raiz y pasadas eriores y de acabado depositadas en una union, deben ser compatibles para asegurar la tenacidad del ateriai compuesto.
quema de clasificaci6n de electrodosAWS ~
aras de facilitar la identiticacion de los electrodos revestidos se presenta a continuacion la nomenclatura cicada por la Especificacion AWS A5.1 , referida a los electrodos para soldadura de aceros al carbono: E-XX-YY
_-
de: -
Indica electrodo para soldadura par arco, 81 cual par definici6n conduce la corriente par areo.
XX:
Dos digitos que designan la minima resistencia a la tension del metal depositado, en ksi. Dos digitos que designan las posiciones de soldadura en que puede trabajar el electrodo, el tipo de
_ estirniento y el tipo de corriente adecuado para el electrodo. EI primer digito indica la posicion para soldar - =todas, 2=plana y horizontal, 4= todas pero especial mente para vertical descendente), la combinaci6n de los fgitos indica las otras caracterfsticas.
iiii Resistencia
del Electrodo y Valor Coeficiente
....aI de Diserio de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
C1
unlcon
CAPITULO I
Consideraciones generales para el diserio Electrodos compartibles para perfiles tubulares Considerando
que la resistencia
a la tracci6n
de 65.000 psi y que todos los materiales
correspondiente
adicionales
resistencia
inferior a la de los perfiles tubulares,
resistencia
del perfil tubular. A continuaci6n
para las uniones soldadas
TABLA
IIEJ
a 10exigido por la Norma ASTM A 500 Grado C es
utilizados
para hacer las uniones
regularmente
por 10tanto el material de aporte debe ser escogido
se indican los electrodos
a realizar con los Tubos Estructurales
definidos
Conduven
presentan
con base a la
en la Norma AWS D1.1 (Tabla 1.12)
ECO.
Electrodos recomendados para soldar Tubos Estructurales Conduven ECO segun la AWS
I
Metal Base
Metal de aporte compatible Proceso SMAW
E7015 E7016 E7018 E7028
Acero: ASTM A572 Gr 50 (HSS: ASTM A500 Gr C)
Otros procesos
Electrodos 70 ksi Notas: 1. Los electrodos deberan cumplir los requisitos contenidos en las normas AWS A5.1, A5.5, A5.17, A5.18, A5.20, A523, A5.28 YA5.29. 2. En uniones entre Metales Base de diferentes resistencias, se debe utilizar un Metal de Aporte Compatible con el metal base de mayor resistencia.
1.3.1.2 Tipos de Juntas Los tipos mas comunes en T Para soldadura que para espesores
de juntas para los Tubos Estructurales
entre piezas de bajo espesor hasta 16 mm se recomienda
Conduven
ECO, son: las juntas a tope
la junta puede lograrse sin preparaci6n
y las juntas
de extremos,
mientras
el biselado en V de los extremos, ver figura 1.15.
Juntas a Tope 60°
t..;:;6mm
+
6 < t < 16mm
q~
I
o a 3mm
t /2
Juntas en T t..;:; 6mm
IS ~/2
t FIGURA
lID
Tipos de juntas
I I
-----
unlcon
Manual de Diserio de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
CAPITULO I
--------------------------------------------
Consideraciones generales para el diserio
1.3.1.3 Tipos de Soldadura
.os tipos
mas comunes
soldadura
de ranura.
de soldadura
para los Tubos Estructurales
La soldadura
de filete narmalmente
general mente es usada en aplicaciones embargo,
habituales
para el caso de los perfiles tubulares,
gran utilidad
y practicidad,
debido
Conduven
ECO, son: la soldadura
es mas econornica
que la soldadura
para las cuales una soldadura
la soldadura
las esquinas
de ranura y
de ranura no es requerida.
de ranura, abocinada
a que se aprovechan
de filete y la
0 de contorno
redondeadas
convexo
Sin
posee
del perfil, cuadrado
y
-ectarquler, y de la forma del circular .
.3. 1.3.1 Soldadura de ranura ::ste tipo de soldadura ernpalrnes
adquiere
a tope de continuidad
gran relevancia entre tubulares
convexa) del tubular para depositar
tubulares
y en el caso cuando
de acero,
se aprovecha
cuando
del caso). EI area efectiva de la soldadura
como la longitud efectiva de la soldadura
de ranura par el espesor de la garganta
se etectuan
el radio de esquina
el material de aporte de la union, ya sea con una plancha
oertil tubular (en bisel 0 en V dependiendo
a soldadura
para los perfiles
(zona
(en bisel) 0 con otro
de ranura, se considerara
efectiva, y la maxima longitud de
de ranura sera el ancho total de la parte unida .
.3.1.3.1.1 Espesor de garganta efectiva en soldaduras de ranura ::n las juntas de penetracion
completa,
sspesor de la parte mas delgada soldadura
el espesor
de la garganta
unida. En las de penetracion
efectiva de una soldadura
parcial, el espesor
de ranura, sera el
de la garganta
efectiva de una
de ranura sera como muestra en la tabla 1.13.
Espesor de garganta efectivo de soldadura con junta de penetraeten parcial I
Proceso de soldadura Arco Sumergido
Preparacion
Posicion de ; soldadura I
Espesor de garganta efectivo
de la junta
con Electrodo
Juntas en U 0 J
etalico Protegido Arco Sumergido
Altura del Chaflan
con Electrodo
Todas
etalico bajo Proteccion Gaseosa Arco con Nucleo Fundente
--------------------------~
L
Bisel 0 Junta en V ~ 60°
Bisel 0 Junta en V < 60° pero ~ 45°
Altura del Chaflan menos 3 mm
----------------------------~---------------------
- "llinimo espesor electivo de la garganta de una soldadura de ranura de penetraci6n parcial sera como se muestra en la siguiente Tabla 1.14. EI tamario de la soldadura se ermina por el espesor de las dos partes a unir, y no de be exceder el espesor de la pieza mas del gada a unir, incluso cuando se requiera mayor tamano debido a la tuerza ::aICUlada.
TABLA
lID
Espesor de garganta efectivo minima de soldadura con junta de penetraeten parcial Espesor del Material Unido mas Grueso (mm)
i i
Espesor de Garganta Efectiva Minima (mm)
rs6
3
6
5
13
6
19 <
r s 38
8
s 57
10
r s 150
13
38 < t 57
<
t> 150
anual de Diseno de Estructuras de Aooro con Perfiles Tubulares
16
unlcon
Consideraciones
generales
CAPITULO I
para el diseno
---------------------------------------------------------------------------;1 Juntas de ranura abocinada
0
abocinada al ras de la superficie
~ ~
de contorno convexo: EI espesor de la garganta efectiva de una soldadura
0 a 90°
en la secci6n curva sera como se muestra en la Tabla 1.15.
Espesor de garganta efectiva de soldaduras abocinadas (de contorno convexo) Tipo de soldadura Abocinada Abocinada
Radio de la barra o de plegado, R
en Bisel
Todos
en V
Todos
Espesor efectivo de garganta 5/16 R
1/2 R (a)
(a) Usar 3/8 R para Soldadura de Areo con electrodo rnetalico bajo protecci6n gaseosa (excepto en procesos de transferencia de corto circuito) cuando R "" 25 mm
Se deben tomar secciones de prueba de las soldaduras al azar, para validar los requerimientos de diserio y verificar que la garganta efectiva es sisternaticamente obtenida. Se permiten espesores de garganta efectiva mayores que los indicados en la Tabla 1.15,siempre y cuando el fabricante realice la calificaci6n del proceso y demuestre con ello la consistencia en la producci6n de estos espesores mayores.
Abocinada en bisel
Abocinada en V
IIl:J FIGURA
Soldadura abocinada
0
de contorno convexo
1.3.1.3.2 Soldadura de Filete La soldadura de filete tam bien es importante cuando se disenan conexiones por ejemplo cuando se requiere unir piezas en T (una plancha pared de un tubular cuadrado
0
rectangular,
0 tarnbien
0
0
uniones de miembros tubulares,
placa ala cara de un tubular),el refuerzo de la
cuando se requiere reforzar una soldadura se ranura, entre
otros usos tipicos en la construcci6n metalica. EIarea efectiva de la soldadura de filete sera el producto de la longitud efectiva de la soldadura por el espesor de la garganta efectiva. La tensi6n en el filete sera considerada actuando en el area efectiva, para cualquier direcci6n de la fuerza aplicada.
Temeiio de la soldadura de fi/ete: EI tarnano minima de la soldadura de filete sera mayor
0
igual que el tamario necesario para transmitir las fuerzas
calculadas y el indicado en la siguiente Tabla 1.16,que se basa en las experiencias y proporciona un cierto margen de seguridad. -_.
unlcon
-----------.-----Manual de Disefio de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
CAPITULO I
Consideraciones generales para el diseno
~ Tamano Minimo de Soldadura ••••.••• de Filete Espesor del Material Unido mas Grueso (mm)
Tarnafio Minimo de la Soldadura de Filete (a) (mm)
tS6
3
5
6 < t S 13 13
6
t> 19
8
(a) Lado del filete. Oebe hacerse de una sola pasada
Longitud efectiva en soldaduras de filete: Estas disposiciones psnetracion
no se aplican a filetes de soldadura
de refuerzos parcial
0
completa
de las soldaduras
de
conjunta.
EI tarnario maximo de los filetes de piezas de conexion seran los siguientes: (a) Para piezas de espesor menor a 6 mm (%") , el tarnario del filete no excedera el espesor del material. (b) Para piezas de espesor
mayor
0
igual a 6 mm (%") el tarnano del filets no excedera el espesor del material
menos 2 mm (1/16").
ongitud minima de la soldadura de filete: --.alongitud minima de la soldadura de filete debera ser por 10 menos cuatro veces el tarnario nominal. Si esto no se cumple se considerara que el tarnano de la soldadura no excede de 1/4 de la longitud efectiva. i en las uniones ongitudinales,
extremas
de barras
planas
traccionadas
la longitud de cada filete de soldadura sera mayor
se utilizan 0
solamente
soldaduras
igual que la distancia perpendicular
de filete entre ellos.
ongitud efectiva maxima:
.a longitud efectiva maxima para soldaduras de filete paralelas a la direccion de la fuerza, ubicadas en el extremo ..... e barras cargadas ("soldaduras
= 13 L con: J3 = 1; si L s 100D J3 = 1,2 - 0,002 (LI D) J3 = 0,6; si L > 300 D
de filets extremas") sera:
e
s 1; si
100 D < L s 300 D (J.2.1)
Siendo: f3 Factor de eorreeci6n L Longitud real del filete, en em. o = Tarnano de la soldadura de filete, en em.
= =
Soldaduras de Filete Intermitente: ando la resistencia requerida es menor que la aportada por un filete continuo del tarnario minima permitido, se ran utilizar filetes de soldadura :egmento
intermitentes
para transferir las fuerzas. La longitud efectiva de cualquier
de soldadura de filete intermitente sera mayor
0
igual que cuatro veces el tamario de la soldadura, con
_ minima de 38 mm. -B separacion
maxima entre filetes intermitentes sera:
a) Para piezas protegidas
0
no sometidas a corrosion atrnosterica,
la separacion
maxima entre segmentos
de
soldadura sera el menor valor entre 20 veces el menor espesor de las piezas a unir y 250 mm. b) Para piezas no protegidas
0
sometidas a corrosion atmostenca,
la separacion
maxima entre segmentos de
soldadura sera el menor valor entre 12 veces el menor espesor de las piezas a unir y 150 mm. ual de Diseiio de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
unlc:on
Consideraciones
generales
CAPITULO I
para el diserio
1.3.1.3.2.1 Espesor de garganta efectiva en soldaduras de filete EI espesor de la garganta efectiva (ts) de una soldadura de filete sera la distancia trazada desde la raiz de la soldadura ala hipotenusa que une a los extremos de los lados, normal mente se considera que la soldadura posee los dos lados iguales, de esa forma el tarnario de la garganta efectiva se tornara considerando el espesar de nominal (D) de la misma, es decir, t, = O,707D.
ts
,
TII'I
o Raiz~
FIGURA
lID Soldadura
de filete
En el caso de soldaduras de filete ejecutadas par el proceso de arco sumergido, en que el espesor efectivo de garganta sera considerado igual allado del trianqulo para soldaduras de filete menares
0
iguales que 9 mm (3/8")
e igual a la garganta te6rica mas 3 mm para soldaduras de filete mayores que 9 mm (3/8").
1.3.1.3.2.2 Refuerzo can Soldadura de filete La garganta efectiva de una combinaci6n de soldaduras de ranura de penetraci6n parcial y de una soldadura de filete, sera la distancia mas corta desde la raiz hasta la superficie (cara plana) de la soldadura, menos 3mm para el detalle de cualquier ranura que requiera tal reducci6n.
1.3.1.3.2.3 Temeiio Maximo de Soldadura de Filete en Uniones soJapadas EI tarnario maximo de una soldadura de filete detallado en los bordes del metal base en uniones solapadas, debera ser el siguiente:
Espesor de Metal Base (mm)
Tamaiio Minimo de la Soldadura de Filete en Uniones Solapadas (mm)
t <6
Dm" = 1
t~6
Dmax = 1-2 mm
2mm
++~
(1/16 pulg.)
":[iii',
a) Material base inferior a 6mm (1/4pulg.)
lEI
b) Material base de 6mm (1/4pulg.) 0 mas espesor
FIGURA
unlcon
Soldadura de filete, tamano maximo
Manual de Diserio de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
CAPITULO I
Consideraciones generales para el diseno
1.3.1.3.2.4 Terminaci6n
0 acabado
en soldaduras de fi/ete
Se permite extender la soldadura hasta el extremo de las partes unidas, terminarlas antes del borde
0
formando un
cajon, excepto en los casos indicados a continuacion: 1) En juntas solapadas en las cuales una parte se extiende mas alia de un borde sometido a tensiones de traccion, las soldaduras de filete seran terminadas a una distancia de dicho borde mayor del filete. (ver la Figura 1.19).
0
igual que ellado
/ >0 /
/
/
~====~~===~~/=~~~~-~===\==I / -----/~-----/ /
/
-_/~-----
DD Soldaduras FIGURA
de filete cercanas
a bordes trace ion ados
2) Para uniones y elementos estructurales tales como rnensulas, apoyos de vigas,
0
chapas extremas en
uniones simples que estan solicitados a fuerzas cfclicas (fatiga) normales al plano y/o momentos de frecuencia e intensidad que puedan tender a iniciar una falla progresiva desde el punta de maxima tension en el extremo de la soldadura, los filetes seran retornados alrededor de la esquina en una distancia mayor igual ados veces ellado nominal del filete 0 el ancho del elemento,
10 que
0
sea menor. (ver la Figura 1.20).
3) Para anqulos y chapas extremas en uniones simplemente apoyadas en las cuales su flexibilidad determina la flexibilidad de la union, si son usados retornos estes no deberan tener una longitud mayor que cuatro veces ellado nominal del filete. (ver la Figura 1.20). a) Per fatiga
? 20
:S:40
b) Union flexible
I
i
I
i
--+-i i i
I
I!!!J Retornos FIGURA
-
(soldadura de filete)
---_. - -----------------------------------
Manual de Diserio de Estructuras de Acero con PerfilesTubulares
unlcon
CAPITULO I
Consideraciones generales para el diserio
4) Las soldaduras de filete que esten ubicadas en los lados opuestos de un plano cornun deberan ser interrumpidas a una distancia de dos veces ellado del filete, en el anqulo cornun de ambas soldaduras (ver la Figura 1.21). 20
20
@\
l
@ ,
@
I, I, I ,I I, I
@
--+---
@ @
@
@
IBI FIGURA
Soldaduras de filete en lados opuestos de un plano comun
1.3.1.4 Resistencia de diseiio La resistencia de diseno 4>Rn' de una soldadura sera el menor valor entre la resistencia del metal base y la resistencia del metal de aporte, determinados de acuerdo a los estados limite de rotura a traccion, corte y fluencia. Parael Metal Base:
Rn= FsAm Para el Metal de Aporte:
Rn
=
FwAw
Donde: FsmResistencia nominal del metal base. AsmArea de la secci6n transversal efectiva del metal base. Fw Resistencia nominal del material del electrodo. Aw Area de la secci6n efectiva de la soldadura.
4>
Factor de minoraci6n de resistencia.
Los valores de 4>, FSm Y Fw Ysus limitaciones estan definidos en la Tabla 1.17 Si dos
0
mas de los tipos generales de soldadura (a tope, filete, tapon, muesca) se combinan en una union simple,
la resistencia de diserio de cada una de ellas sera calculada separadamente, con referencia al eje del grupo, con el objeto de determinar la resistencia de diseno de la cornbinacion.
unlcon
Manual de Disefio de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
CAPITULO I
Consideraciones generales para el diseno
Conexiones de perfiles tubulares circulares a traves de esferas metalicas Los perfiles tienen algunos refuerzos con planchas en sus caras planas
Conexiones de perfiles tubulares cuadrados y rectangulares, soldados directamente, sin elementos de refuerzo
Manual de Diseno de Estructuras de Acero con PerfilesTubulares
unlcon
CAPITULO I
Consideraciones generales para el diseno
Iiii Resistencia
de las Soldaduras
Tipo de Soldadura y Tensiones
Material Factor de Minoraci6n de Resistencia la Resistencia Te6rica $ Te6rica FSM 0 Fw
Metal de Aporte Requisitos (a,b)
SOlDADURA DE RANURA DE PENETRACION COMPlETA
Tracci6n normal al area efectiva
Se debe utilizar material de aporte compatible Ver nota (c) para requisitos de tenacidad
Base
0,90
F,
Base
0,90
Fy
Base
0,90
0,60 F,
Aporte
0,80
Compresi6n normal al area efectiva Tracci6n 0 compresi6n paralela al eje de la soldadura
Se puede utilizar material de aporte con nivel de resistencia igual 0 menor al metal de aporte compatible
Cortante sobre el area efectiva 0,60
FEJO(
SOlDADURA DE RANURA DE PENETRACION PARCIAL
Compresi6n normal al area efectiva I
I
Base Tracci6n 0 compresi6n paralela al eje de la soldadura
r,
0,90
Se puede utilizar material de aporte con nivel de resistencia igual 0 menor al metal de aporte compatible
I Base
Cortante paralelo al eje de soldadura I
0,75
0,60
FEJO(
Soldadura Tracci6n normal al area efectiva
I
I
Base
0,90
Soldadura
0,80
F,
0,60
FEJO(
0,60
F EXX
I
SOlDADURA DE FllETE 0,75
Base Cortante sobre el area efectiva
I Soldadura
Tracci6n 0 compresi6n paralela al eje de la soldadura
I
Base
II
0,75
I
0,90
I
I
I r,
I
Se puede utilizar nivel de resistencia igual 0 menor al metal de aporte compatible, Vease la nota para requisitos de tenacidad
(a) Para la soldadura "compatible", ver la Tabla 1.12 (b) Se permite soldadura con una resistencia un nivel par encima de la soldadura "compatible", (c) En las juntas en T 0 esquina donde se deje permanentemente el material de respaldo, se usara material de respaldo que cumpla con los requisitos minimos de tenacidad, exigidos alas probetas de ensayos Charpy con entail a en V, de J = 2.75 kgf.m a la temperatura Tcv = 4°C. Cuando el material de respaldo no cumpla con los requisitos minimos de tenacidad y se deja permanentemente el material de respaldo, la junta se dirnensionara utilizando la resistencia teorica y el factor de minoracion de la resistencia teorica carrespondientes a soldaduras de penetracion parcial.
unlcon
Manual de Disefio de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
CAPITULO I
Consideraciones generales para el drserio
------~~
--------------------------------------------~ ~
Soldadura de Filete. Resistencia por unidad de longitud Din:'~nsi6n de la. Secclon del Cordon Tamafio Nominal D mm
3 4 5 6 7 8 9 10 11
12 13 14 15
minorada
Tipos de electrodos
Garganta Efectiva Is mm
E60XX
E70XX
Ij>FNL
Ij>F.,A)L
Kgf/cm
Kgf/cm
403 538 672 806 940 1075 1209 1343 1478 1612 1746 1880 2015
470 627 783 940 1096 1253 1409 1566 1723 1879 2036 2192 2349
2,12 2,83 3,54 4,24 4,95 5,66 6,36 7,07 7,78 8,49 9,19 9,90 10,61
Valoresde ~ 0,60 Fwts con ~ ~ 0,75
1.3.1.4.1 ResistenGia de diseno a la rotura del elemento conectado para soldaduras de mete ap/icado a los tubulares En muchos casos, la carga que pasa a traves de una soldadura de un elemento conectado se puede evaluar directamente. Sin embargo en otros casos no. Por tal motivo es frecuentemente conveniente calcular el minima espesor del material base, 10 cual se correspondera con la relaci6n entre la resistencia a la rotura del material base
y la resistencia a la rotura de la soldadura.
Para soldadura de filete con Fexx= 70ksi, en ambos lados del elemento conectado, el minimo espesor de soldadura requerido sera: t.,
O,60fExxt 2 060F , u
=-----
mm
Para soldadura de filete con
Fexx=
70ksi, en un solo lado del elemento conectado el minimo espesor de soldadura
requerido sera: ~in
=
anual de Disefio de Estructuras de Acero con PerfilesTubulares
unlc:on
CAPITULO I
Consideraciones generales para el diserio TABLA
lID
Soldadura de filete, espesor minima de la pared del tubo con juntas en T, tomando en cuenta la resistencia a la ruptura del elemento tubular conectado Dimension de la Secclon del Cordon
Tamaiio Nominal
Soldadura en un solo lado del material a conectar
Garganta Efectiva
E60XX
Soldadura en 105 dos lados del material a conectar
E70XX
E70XX
E60XX
D
Is
t"",
1
t"",
t"",
mm
mm
mm
mm
mm
mm
3
2,12
2,05
2,38
4,77
4
2,83
3,18
5
3,54
2,74 3,42
4,11 5,48 6,84
7,95
6
4,24
4,11
8,21
9,54
7
4,95
9,58
11,13
5,66
4,79 5,48
5,56
8
6,36
10,95
12,71
9
6,36
6,16
7,15
m•
3,97 4,77
I
6,36
12,32
14,30
10
7,07
6,84
7,95
I
,
13,69
15,89
11
7,78 8,49
7,53
8,74
I
17,48
8,21
9,54
15,06 16,43
20,66 22,25
12
I
13
9,19
8,90
10,33
17,79
14
9,90
9,58
11,13
19,16
15
10,61
10,27
11,92
. -
--
19,07
20,53
-_.
--
23,84
-
2
ECO 6 HSS Fu= 4360 kgf/cm t_ espesor recomendado
para soldadura en un 0 dos lados de la cara de un perfil tubular HSS, que usual mente permite obviar verificaciones
de ruptura
1.3.1.5 Simbologia de identificaci6n de la soldadura SiMBOLOS BAslCOS DE SOLDADURA Cordon
~
I
Filete
I
Muesca o tapon
D
~
r
Esquina
EnV
Bisel
V
V
siMBOLOS SUPLEMENTARIOS Respaldo
Espaciada
0
0
unlcon
De contorno
0
Soldadura de Campo
~
I Abocinada
en V
-
--
II
J
U
y
l(
V
Abocinada con bisel
I( ]
oe SOLDADURA I
I
-
Contorno AI ras
Convexo
r>.
Para otros simbolos de soldadura basicos y suplementarios, verAWSA2.4
Manual de Disefio de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
Consideraciones generales para el diserio
CAPITULO I
1.3.1.6 Consideraciones de Soldadura para secciones tubulares (HSS) Las soldaduras abocinadas son las mas comunes para realizar juntas con secciones tubulares, debido a la posibilidad de que las esquinas del HSS sean parte de la junta soldada. Una configuraci6n cornun de junta abocinada biselada, se presenta cuando se unen secciones de igual espesor. t,
(t.)
~ ~
Soldadura abocinada en bisel junta soldada con secciones tubulares de igual espesor
EI arreglo mas sencillo para soldaduras se presenta con secciones de igual espesor de pared. Sin embargo, cuando el radio de esquina aumenta, debido al espesor de pared
0
alas tolerancias de fabricaci6n, puede ser
necesario ajustar la configuraci6n de perfil, rellenar con metal de aporte (soldadura)
~
delpeml
~ ~
de acero de respaldo.
Elemento
Relleno con material de aporte
Configuraci6n
0 el uso
de respaldo
Metodos de soldadura para radios de esquina de secciones tubulares
Cabe destacar, que la American Welding Society (AWS) usa el terrnino tubular para todos los miembros de secci6n cerrada incluyendo tuberias de conducci6n, estructurales y miembros de secci6n cajon. Es conveniente destacar que las conexiones entre tubulares (tubo a tube), poseen diferentes factores que circunscriben la resistencia de la union
0
conexi6n, tales como: la soldadura, la falla local por pandeo, colapso
general del miembro y el desgarramiento laminar. Por tal motivo, la soldadura en sl no es solo el factor que limita la resistencia de la union
0
conexion Por esta razon, deben tomarse en cuenta todos esos factores incluso desde el
principio del predimensionado de los miembros para el diseno de conexiones tubo a tubo. Los miembros elegidos deberan ser capaces de transmitir la fuerza requerida y cumplir por ende varios requisitos geometricos, emanados de las investigaciones e integrados en las normas Manual de Diserio de Estructuras de Acero con PerfilesTubulares
0 especificaciones
internacionales.
unlc:on
Consideraciones generales para el diseno
CAPITULO
1,5t min
z
J) 45° min I
I
W.P
~Esta
Varia 1 ,5t min Transici6n A
linea es tangente a W.P
Transici6n B
1,5t min
Esta linea es tangente a W.P
a" = 75° - 60° Transici6n
.~
0
inciinaci6n
:Vtb
~~
~,
/
",
~\
,i
~\
~
s /\ . /-
/
/
.,....,...
~
\
-----\
...
\
W.P ~
1,5t min---1
a" = 60° - 30° Inciinaci6n ~ •••••••
unlcon
150° ~ a" ~ 30° 90° > b 30° O
~
Diagrama para definici6n angular Detalle de uniones precalificadas para conexiones de penetracion parcial en T, Y Y K. Parte II
tubulares
Manual de Disefio de Estructuras de Acero con Perfiles Tubuares
II
Consideraciones generales para el diseno
CAPITULO I
1 ,5t min
1,5t min
a"
150° - 105° Garganta
~,5tmin
a" = 105° - 90°
a" = 90° - 75°
Garganta a inclinaci6n
Garganta
0
inclinaci6n
tb Dimensi6n de esquina C > tb+ 3mm (1/8") y abertura de raiz r> 2tb> 2mm (1/16")
C
1 =
Esta linea es tangente a W.P
r radio 1,5 tb 0 sequnn lado requerido para enrasar (cualquiera que sea menor)
1,5t min
Garganta de esquina
Lado calificado
Notas enerales: • t= espesor de la seccion mas del ada. • Bisel para alivianar el borde, excepto en zonas de transicion y de inclinacion. • Abertura de la raiz: 0 a 5 mm (3/16"). • No precalificado para inferior a 30°. • Tarnafio de la soldadura ( ar anta efectiva) t.> t; Z dimensiones de perdida en la tabla 2.8AW Para seccion tubular, la preparacion de la union para las transiciones de esquina deberan • entre ar una suave transicion de un detalle a otro. La soldadura debera Ilevarse continuamente por las esquinas con ellas totalmente construidas y todos los inicios e interrupciones dentro de las superficies planas. a" = an ulo diedro local. • w.P. = (Work Point) Punto de trabajo.
~ ~
Detalle de uniones precalificadas para conexiones de penetracion parcial en T, Y Y K. Parte III
:a ual de Diserio de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
tubulares
unlc:on
Consideraciones generales para el diseno
----
CAPITULO I
----- ---------------------------------------------------=== /
Garganta, detalle. Figura A 0 B AWS "
/ '/
Vi
/
/ /
~;---=l.
lnclinacion, detalle A, C 0 D dependiendo solo de aO (Ver tabla 3.5 AWS)
Lado. Detalle B, Ver figura 3.8 de la AWS para conexiones tubulares rectangulares correspondiente.
Transicion de esquina
Transicion de esquina
Conexion tubular rectangular inclinada
L/ =.../.,..... .
lnclinacion, detalle A, Co
Garganta, detalle
~D
dependiendo s610de
a" (Ver tabla 3.5 AWS)
AOBAWS,
/
.
. ....
/
/ Lado. Detalle B, Ver figura 3.8 de la AWS para conexiones tubulares rectangulares correspondiente.
R
Transicion de esquina
Punto de tangencia en linea con la parte interna del tuba
Notas enerales: • La preparacion para la union de soldaduras de esquina debera entre ar una suave transicion de un detal/e a otro. La soldadura debera I/evarse continua mente por las esquinas can el/as totalmente construidas y todos los inicios e interrupciones dentro de las superficies planas. • Para mas detal/es consultar la norma AW .
~ ~
Detalle de uniones precalificadas para conexiones de penetracion completa en T, Y Y K.
tubulares
---------------~---------------.-.---- ..--------~---------
unlcon
Manual de Diserio de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
Consideraciones generales para el diserio
CAPITULO I
Area para detalle A 0 B
Miembro secundarlo">;
Area para detalle B
Area para Miembro principal detalie CoD
Nota eneral: Para mas detalles consultar la norma AW . Ver detalles (Penetraci6n total) A, B, C Y D para mayor comprensi6n. ~ ~
Detalle de uniones precalificadas para conexiones tubulares de penetracion completa en T, Y y K.
Pasarela construida principalmente con perfiles tubulares circulares mediante conexiones soldadas
1.3.1.7 Fuerzas concentradas sabre perfiles tubulares Se refiere a fuerzas concentradas que son aplicadas a un perfil tubular, a traves de una plancha de conexi6n soldada directamente al miembro
0
mediante la conexi6n de las alas
acci6n puede estar distribuida transversal
0
0
alma de otros elementos, cuya linea de
longitudinal mente al miembro.
Los resultados reportados para el caso de planchas soldadas transversal mente al perfil tubular, pueden ser adaptados al caso de conexiones de momento de perfiles convencionales de secci6n abierta con perfiles ubulares, descomponiendo el momento flector como un par de fuerzas que se transmite directamente a traves de as alas. 1. Secciones Circulares. Para secciones circulares, el estado limite que gobierna es la cedencia local
0
distorsi6n plastica de la
secci6n. a. Fuerza concentrada distribuida transversal mente. La resistencia de diseno ~ Rn'
--
-
--
---
.------.---~--.-----------
1anualde Disefio de Estructuras de Acero con PerfilesTubulares
unlcon
CAPITULO I
Consideraciones generales para el diserio
I 5,5
Rn = Fy f
( 1 _0,81 ~)
1
o,
b
~ = 0,90
Bp
r-----i
~-=-_~=~-=~_-=~_-=-~ -r D
FIGURA
IIl!I Distribuida
transversalmente
en circulares
Nota complementaria: En caso de flexion en el plano de la plancha (fuera del plano del miembro), la resistencia a flexion sera Mn = 0,5 e, Rn
b. Fuerza concentrada
distribuida
longitudinalmente,
al centro del diametro y actuando
aplicada
perpendicular al eje del miembro. La resistencia de diseno
I Rn = 5,5Fy
e (1 + 0,25
N/D)Qr
----:--D I
--:-------
~ = 0,90
I.
lID
N
.1
FIGURA
Distribuida longitudinalmente
en circulares
Nota complementaria: En caso de flexion en el plano de la plancha (plano del miembro), la resistencia a flexion sera Mn = NRn
Para ambos casos:
Of
=
1,0 (en tracci6n)
Of
=
1,O-O,3U(1 +U) (en compresi6n)
U=
I PufAFy+
MufSFyl
Limitaciones dimensionales: 0,2 < Bp/O s 1,0 O/t < 50 conexiones simples en T O/t < 40 conexiones cruzadas.
unlcon
Manual de Diseno de Estructuras de Acero con PerfilesTubulares
Consideraciones generales para el diserio
CAPITULO I TABLA
I!JJIl
Fuerza concentrada distribuida longitudinal mente. Secci6n Circular
Designacion Comercial
Diametro : Espesor Externo: Nominal
D pulg NPS
--m~~
,
D
e
mm
mm
(Kgf)
s, /0 0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
3
76,20
2,25
909
1.127
1.482
2.164
4.010
3112
88,90
2,25
909
1.127
1.482
2.164
4.010
41/2
114,30
2,50
1.122
5
3,00 3,40
1.616
51/2
127,00 139,70
6
152,40
6 5/8
!
2.076
I
4,00
I,
4,30
2.873 3.320
I
1.391
1.830
2.672
4.950
2.004
2.635
3.848
7.128
2.573
3.384
4.942
9.156
3.562
4.684 5.413
6.840
12.673
4.116
7.905
14.645
7 5/8
168,30 193,70
4,50
3.636
4.508
5.929
8.657
16.039
8 5/8
219,10
5,50
5.432
6.734
8.856
12.932
9 5/8 9 5/8
244,50
5,50
5.432
6.734
8.856
244,50
7,00
8.799
10.908
103/4
273,10
7,00
8.799
10.908
103/4
273,10
9,00
14.546
123/4
323,85
9,00
323,85
11,00
123/4
I I I
I I
12.932
23.959 23.959
14.346
20.948
38.810
14.346 23.715
20.948
38.810
18.032
34.629
64.155
14.546
18.032
23.715
34.629
64.155
21.729
26.936
35.426
51.730
95.836
I
I
I
NPS: Designaei6n eomereial del produeto en pulgadas Propiedades rnecanicas sequn Espeeifieaeiones ASTM A572 - Grado 50: F, = 3.515 Kgffem' - F" = 4.360 Kgffem' Valores reportados en tabla eorresponden a la maxima carga en Tracci6n resistida por el perfil circular, en Kgf con ~ = 0,90 Nota: En easo de compresi6n, multipliear los val ores por el factor de interaeei6n de esfuerzos Q, = 1 ,0· 0,3U(1 + U) U = abs(P jf\F, + MjSF,)
~ ~
Momento flector fuera del plano debido a fuerza concentrada distribuida transversalmente. Secci6n Circular
Designac.ion Diametro Cornercial Externo
Espe.sor Nominal
0
D
e
pulg NPS
mm
mm
3
76,20
"'M (Kgf m)
'I'
•
a, 10 0,2
2,25
n
0,4
0,6
0,8
--I
1,0
7
17
34
66
153
40
77
178
122
283
31/2
88,90
2,25
8
20
41/2
114,30
2,50
13
32
63
5
127,00
51
100
195
453
139,70 152,40
3,00 3,40
21
51/2
29
72
142
276
640
4,00
44
109
214
417
966
4,30
56
139
273
532
1.232
6
6 5/8 7 5/8 8 5/8 9 5/8 9 5/8
168,30 193,70
4,50
70
175
345
671
1.553
219,10
5,50
119
295
582
1.133
2.625
103/4
244,50
5,50
133
329
650
1.265
2,929
244,50
7,00
215
533
1.052
2.049
4.744
273,10
7,00
240
596
1,175 1.943
2.288 3.783
5.299 8.760
2.304 3.442
4.486
10.388
6.701
15.518
103/4
273,10
9,00
397
985
123/4
323,85
9,00
471
1.168
123/4
323,85
11,00
704
1.745
NPS: Designaei6n comercial del produeto en pulgadas Propiedades rnecanicas sequn Espeeificaeiones ASTM A572· Grado 50: F, = 3.515 Kgffem'· F" = 4.360 Kgffem' Valores reportados corresponden al maximo momento flector fuera del plano resistido por el perfil circular, en Kgf.m con $ = 0,90
-. ------ --. Manual de Disefio de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
unlcon
Consideraciones generales para el diseno TABLA
r:fli:IJ
~.
Fuerza concentrada distribuida transversalmente. Seccion Circular Diarnetro Externo
~
o
CAPITULO I
I' D
pulg NPS
Espe.sor Nominal I
e
~Rn (Kgf)
N/D
I
mm
mm
I
3
76,20
2,25
31/2
88,90
2,25
41/2
114,30
2,50
5 51/2
127,00 139,70
3,00 3,40
6
152,40
65/8 75/8
168,30 193,70
4,50
85/8
219,10
5,50
I I
0,2
0,6
0,4
1,0
0,8
800
838
876
914
952
800
838
876
914
952
988 1.422
1.035 1.490
1.082
1.129
1.558
1.625
1.827
1.914
2.001
2.088
4,00
2.528
2.649
2.769
4,30
2.922
3.061
3.200
3.339
3.200
3.352
3.504
4.780 4.780
5.007
5.235
3.657 5.463
7.743
8.111
5.235 8.480
7.743
8.111 13.408
8.480
8.849
9.217
14.018
14.627
15.237
I, I
!
I
5.007
9 5/8
244,50
5,50
9 5/8
244,50
7,00
I
103/4
273,10
7,00
I
103/4
273,10
9,00
123/4
323,85
9,00
I
12.799
13.408
123/4
323,85
11,00
I
19.119
20.030
I
I
I
12.799
I ~
I
2.889
I I
I
I
1.176 1.693 2.175 3.010 3.478 3.809 5.690
5.463
5.690
8.849
9.217
14.018
14.627
I
20.940
21.851
I I
15.237 22.761
NPS: Designaci6n comercial del producto en pulgadas Propiedades rnecanicas sequn EspecificacionesASTM A572 - Grado 50: F, = 3.515 Kgf/cm' - F, = 4.360 Kgf/cm' Valores reportados en tabla correspond en a la maxima carga en Tracci6n resistida por el perfil circular, en Kgf con ~ = 0,90 Nota: En caso de compresi6n, multiplicar los valores por el factor de interacci6n de esfuerzos Q, = 1,0 - 0,3U(1 +U) U = abs(PjA.,F, + MjSF,)
~ ~
Momento flector en el plano debido a fuerza concentrada distribuida lonqitudinalmente. Seccion Circular
li::tO.-"1,.ltFitiilhlll.l • ..-..
D pulg NPS
I I
~Mn (Kgf.m)
Espe.sor Nominal 0 mm
I
e
N/D
I
mm
0,2
0,4
I
I I
0,6
0,8
I I
1,0
76,20
2,25
12
88,90
2,25
14
41/2
114,30
2,50
23
47
74
103
134
5
127,00 139,70
3,00 3,40
36
76
119
165
215
51
107
168
233
304
!
152,40
4,00
77
161
253
352
459
I
168,30
4,30
98
206
323
450
585
I
124
260
407
567
738
II
209
439
688
957
1.247
234
490
3 31/2
51/2 6 6 5/8
I I
I
i
I
I
26 30
193,70
4,50
8 5/8
219,10
5,50
9 5/8
244,50
5,50
9 5/8
244,50
7,00
379
793
103/4
273,10
7,00
423
103/4
273,10
9,00
699
886 1.465
123/4
323,85
9,00
829
1.737
123/4
323,85
11,00
1.238
2.595
7 5/8
I I
I
II I
40
56
47
65
I
85
1.391
768
1.068
1.244
1.731
II
1,390
1.933 3.196
I
2.297 2.724 4.069
I
73
,
I
2.254 2.517 4.161
3.790
4.934
5.661
7.371
NPS: Designaci6n comercial del producto en pulgadas Propiedades rnecanicas sequn EspecificacionesASTM A572 - Grado 50: Fy= 3.515 Kgf/cm' - F,= 4.360 Kgf/cm' Valores reportados corresponden al maximo momento flector en el plano resistido por el perfil circular, en Kgf.m con ~ = 0,90
unlc:on
-_._Manual de Diserio de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
Consideraciones generales para el diseno
CAPITULO I
--------------------
2. Seccion cuadrada y rectanguJares Para secciones cuadradas
y rectangulares,
debido a la flexibilidad de la pared del miembro, el modo de falla
depende de la relaci6n entre el ancho de la plancha y el ancho de la cara de la secci6n. a. Fuerza concentrada
distribuida transversalmente.
La resistencia de diserio
Rn' sera la menor entre los siguientes estados Ifmites:
i) Cedencia local debido a distribuci6n
de carga no uniforme;
t
I ,. FIGURA
B
I
Distribuida transversal mente en cuadrados y rectangulares
ii) Cedencia por corte; (s610 sf 0,85::; ~::; 1- 2t/B)
= 0,95
a; = 1 OB/(B/t) s e, iii) Resistencia de la pared lateral; (excepto para
f) = 1)
Para fuerzas de tracci6n: Q>
= 1,00
Donde: k = radio de esquina externo del perfil tubular, es permitido tomar k=1,5t si no es conocido
Para fuerzas de compresi6n; el menor valor entre la anterior expresi6n para fuerzas de tracci6n y el siguiente valor:
Conexiones simples en Y - T Donde:
o, = 1,3 - O,4U/P s 1,0 U
Conexiones cruzadas
Manual de Disefio de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
=1
P = B, I B
PjAFy + Mj Fyi
Limitaciones dimensionales 0,25 < B/B ::;1,0 Bit < 35 (pared car ada)
unlcon
CAPITULO I
Consideraciones generales para el diserio
------------------------------------------------------~
Observaci6n:
Debido a la flexibilidad
b. Fuerza concentrada
de la pared del miembro,
distribuida
longitudinalmente,
perpendicular
al eje del miembro.
La resistencia
de diserio
la longitud de soldadura
aplicada
efectiva Le,sera:
al centro del ancho de la cara y actuando
Of = (1_U2)o.5 U
=1 PJAFy+
MJ
t
Fyi
Limitaciones dimensionales Bit < 40 (pared cargada)
I•
I. FIGURA lIED
c. Fuerza concentrada paralela
TABLA
I!IIJ
distribuida
al eje del miembro
Distribuida
longitudinalmente,
(pero excentricarnente),
N
•I
.1
longitudinalmente
aplicada
B
en cuadrados
y rectangulares
al centro del ancho de la cara
se debe verificar que:
y actuando
Fyptp~ Fut
Fuerza concentrada distribuida transversalmente. Secci6n Cuadrada
Designacion Ancho Espesor Comercial Externo. Nominal HxB
B
e
mm ON
mm
mm
60 x 60
60,00
70 x 70
70,00
I
0,4
I I I
0,6
0,8
1,0
2,25
292
585
877
1.170
1.462
2,25
292
585
877
1.462
361
722
1.083
1.170 1.444
520
1.560
2.079
668
1.040 1.335
90 x 90
90,00
2,50
100 x 100
100,00
110x110
110,00
3,00 3,40
2.003
2.671
3.339
120 x 120
120,00
4,00
924
1.848
2.773
3.697
4.621
135 x 135
135,00
4,30
1.068
2.136
3.204
4.272
5.340
155 x 155
155,00
4,50
4.679
5.848
175,00
5,50
2.339 3.495
3.509
175 x 175
1.170 1.747
6.989
200 x 200
200,00
5,50
1.747
3.495
200 x 200
200,00
7,00
2.830
5.661
5.242 8.491
8.737 8.737
I
I
I
5.242
II I
6.989 11.321
1.805 I I I
2.599
14.152
220 x 220
220,00
7,00
2.830
5.661
8.491
11.321
220 x 220
220,00
9,00
4.679
9.358
14.036
23.394
260 x 260
260,00
9,00
4.679
9.358
14.036
18.715 18.715
260 x 260
260,00
11,00
6.989
13.978
20.968
27.957
34.946
14.152 23.394
DN: Designaci6n comercial del producto en milimetros Propiedades rnecanicas sequn Especificaciones ASTM A572 - Grado 50: F, = 3.515 Kgf/cm' - F" = 4.360 Kgffcm' Valores reportados en tabla corresponden a la maxima carga en Tracci6n resistida por el perfil cuadrado, en Kgf con ~ = 0,90
unlcon
Manual de Diserio de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
CAPITULO I
Consideraciones
-------------------------------------------------------------------
generales
para el diserio
TABLA
I!IIE Fuerza Designacion Comercial
concentrada
B
e
mm
mm
mm
ON
longitudinal
Espesor Nominal
Ancho Externo
HxB
distribuida
mente. Secci6n Cuadrada
I 0,2
0,4
0,6
1,0
0,8
60 x 60
60,00
2,25
675
737
798
860
921
70 x 70
70,00
2,25
676
737
799
860
922
1.062
1.138
1.530
1.639 2.106
90 x 90
90,00
2,50
100 x 100
100,00
110 x 110
110,00
3,00 3,40
I
II
834
910
1.202
1.311
986 1.421
1.544
1.684
1.825
1.965
2.332
2.526
2.695
2.920
2.721 3.144
3.198
3.444
4.042
2.952 4.410
3.369 3.690
4.778
5.146
5.513
4.778
5.146
5.514
7.740 7.741
8.336
8.932
8.337
8.932
13.781 13.782
14.766
20.588
22.059
120 x 120
120,00
4,00
135x135
135,00
4,30
2.137 2.470
155 x 155
155,00
4,50
2.706
175 x 175
175,00
5,50
200 x 200
200,00
5,50
4.043
4.411
200 x 200
200,00
7,00
6.549
7.145
220 x 220
220,00
7,00
6.549
7.145
220 x 220
220,00
9,00
10.827
11.811
260 x 260
260,00
9,00
10.828
11.813
12.796 12.798
260 x 260
260,00
11,00
16.175
17.646
19.117
I
I
2.915
14.767
ON: Oesignaci6n comercial del producto en mil/metros Propiedades mecanicas sequn Especificaciones ASTM A572 - Grado 50: F, = 3.515 Kgf/cm' - F. = 4.360 Kgf/cm' Valores reportados en tabla correspond en a la maxima carga en Tracci6n resistida por el perfil cuadrado, en Kgf con = 0,90
3. Fuerza axial en el extremo de un perfil tubular con tapa. La resistencia de diserio ~ Rn, por cada cara del miembro sera: - Para fuerzas de tracci6n:
N
q, = 1,00
- Para fuerzas de compresi6n; el menor valor entre la anterior expresi6n para fuerzas de
IIIII
tracci6n y el siguiente valor:
q, = 0,75 Si (Stp+N)~B, considerar la contribuci6n de las cuatro caras del miembro. Si (Stp+N)
I .•
B
-I
FIGURA
lEI ~-----------------------------------------Manual de Disefio de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
Fuerza axial en extremo
CAPITULO I
Consideraciones generales para el diserio 1.3.1.8. Conexiones directas entre perfiles tubulares sometidos a fuerzas axiales Se refiere alas conexiones directamente soldadas de uno convergen a un miembro
0
0
mas miembros secundarios, que como ramas
cordon principal, que pasa continuo a traves de la conexion, transmitiendo
principalmente fuerzas axiales. Estas conexiones pueden desarrollarse en un plano encuentran su principal aplicacion en armaduras planas
0
configurando multiplanos y
0 espaciales.
Sequn el modo de transferencia de las cargas (no por su apariencia fisica), las conexiones pueden clasificarse como conexiones Y (incluye T), conexiones K (incluye N) y conexiones cruzadas (incluye X). Las conexiones Y ocurren cuando la carga transmitida par el miembro secundario es equilibrada par el corte del miembro principal. Las conexiones K ocurren cuando la carga transmitida por el miembro secundario es equilibrada principal mente par otro miembro situado en el mismo lade de la conexion, mientras que la conexion cruzada ocurre cuando la carga transmitida par el miembro secundario es equilibrada por otro miembro situado en ellado opuesto de la conexion. Si la conexion tiene mas de dos miembros conformando mas de un plano, se clasifica como una conexion multiplanar. En caso que parte de la carga se transmita como conexion K y parte como conexion Y, la resistencia se determina a traves de una interpolacion proporcional sobre la carga total. Par razones de facilidad en la tabricacion en 10 que respecta a corte, ajuste y soldadura de los extremos de los miembros, se prefieren las conexi ones con espaciamiento sobre las conexiones con solapamiento, aunque introduzcan en ocasiones pequenas excentricidades. En este caso, se recomienda un espaciamiento que evite la superposicion de las soldaduras. Columnas compuestas con conexiones directas entre perfiles tubulares circulares Caracas, Venezuela
EIdiserio de conexiones soldadas entre perfiles tubulares esta basado en los estados limites potenciales para una geometria y condicion de carga particular representados en los posibles modos de falla. Por ejemplo, para armaduras con perfiles cuadrados y rectangulares, los estados limites tipicos estan representados
par la
plastificacion del cordon, punzonado del cordon, pandeo de la pared lateral del cordon, distnbucion no unifarme de carga de los montantes
0
diagonales par falla en traccion
0
pandeo local en cornpresion, falla par corte del
cordon en conexiones espaciadas, etc.
unlc:on
Manual de Disefio de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
CAPITULO I
Consideraciones
lID
generales para el disefio
FIGURA
Notacion comunmente
empleada
para conexiones
K espaciadas
0.=q/p(100) 0.: Solapamiento
'
p .,
!
--+1
+r-----------------------1 --------------
lID
-e
------
FIGURA
Caso con solapamiento
Manual de Diseiio de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
para conexiones en K
unlc:on
CAPITULO I
Consideraciones generales para el diseno
Armaduras paralelas con conexi ones directas entre perfiles tubulares, en edificaci6n industrial La Victoria, Estado Aragua Venezuela
La excentricidad espaciamiento
(e), es positiva
cuando
(g), el recubrimiento
(q)
celosia mediante
las siguientes
se mide hacia el exterior de la celosia
y la excentricidad
expresiones
Un valor negativo del espaciamiento cord6n principal (0) y los elementos
(e), pueden calcularse
para una tipica conexi6n en K de
generales:
(g) corresponde
a un recubrimiento
(1 y 2) diagonales
secundarios
En el caso de emplear una plancha de refuerzo de espesor
L > 15 P
,
(q). Los subindices
0,1 Y 2, se refieren al
y montantes.
t, en la superficie del cord6n, reemplazar el terrnino hJ2
por hJ2+tp. En este caso, la plancha de refuerzo tendra unespesor
unlcon
y negativa hacia el interior. EI
h, h2 --+--+g ( sen8, sen82
tp~ 2t, 6 2t2, con una longitud minima
L, sequn:
)
Manual de Disefio de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
CAPITULO I 1. Secciones
Consideraciones generales para el diserio Circulares.
limitaciones
dimensionales
Excentricidad: -0,550 s e s 0,250 Angulo: e~30° Oft s 50 conexiones Y y T, Oft < 40 conexiones cruzadas. OJtb~50 miembros traccion, OJtb~0,05EfFy cornpresion 0,2 s OJO~ 1,0 en general, 0,4
s ObfO$1,0 K-espaciadas
Conexiones espaciadas: g > ~, + Conexiones solapadas: 25%
~2
s 0, ~100%
~ ~
TABLA I&J
Limitaciones
Designacion Comercial
Diametro Externo
D
D
pulg
mm
dimensiones.
Seccion Circular
Espesor Nominal
e
Conexiones entre perfiles tubulares circulares
Excentricidad
Db general
em1n
emu
min
mm
mm
mm
pulg
Db K-espaciada
-f
min pulg
NPS
3
76,20
2,25
-42
19
3
3
31/2
88,90
2,25
-49
22
3
3
41/2
114,30
2,50
-63
29
3
3
5
127,00
-70
32
3
3
51/2
-77
35
3
3
6
139,70 152,40
3,00 3,40 4,00
-84
38
3
3
6 5/8
168,30
4,30
-93
42
3
3
7 5/8
193,70
4,50
-107
48
3
3
8 5/8
219,10
5,50
-121
55
244,50
5,50
-134
61
9 5/8
244,50
7,00
-134
61
103/4
273,10
7,00
-150
68
103/4
273,10
9,00
-150
123/4
323,85
9,00
-178
123/4
323,85
11,00
-178
9 5/8
I
I
I
3
31/2
II
3
31/2
3
41/2
3
41/2
68
3
41/2
81
3
5
81
3
5
I
I
NPS: Designaci6n comercial del producto en pulgadas Nota: Valores negativos de excentricidad se refieren a que esta medida par encima del eje del cord6n principal.
Manual de Disefio de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
unlcon
CAPITULO I
Consideraciones generales para el diserio a. Conexiones
Y (incluye conexiones
La resistencia
T) y Conexi ones Cruzadas
de diseno
(incluye conexiones estados limites:
IT +-----------------~ +-----------------~ L
D y=2t
,
..
i~ i
I
i i
Conexi6n
lID FIGURA
i) Plastificacion
X)
i
Y
Conexi6n
'p
t-------------------t
T
Conexi6n
.
.
Conexlones entre perfiles tubulares clrcularea,
X
una rama
del cordon
Conexiones
Y (T)
Conexiones
ii) Punzonado;
i
cruzadas
= 0,90
(X)
(solo si ~ $ (1-1/y))
= 0,95
Armaduras tridimensionales en techo de edificacion comercial. Region Insular de Venezuela
Manual de Disefio de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
Cons'lderac'lones generales para el diseno
CAPITULO I rA6LA
[EI) Capacidad para conexiones Y y T. Seccion Circular Cordon principal
Espesor nominal
Diagonal montante
IjJPn (Kgf)
D
e
Db
e (grados)
pulg NPS
mm
pulg NPS
30
I
40
45
50
I
60
70
80
90
5.344
4.925
4.699
4.628
4.291
3.955
3.774
3.717
5.511
4.847
4.773
3.305
3.255
4.130
4.067
3
2,25
3
9.256
31/2
2,25
3
7.433
7.200 5.782
6.545 5.256
4.852
31/2
9.546
7.425
6.750
6.231
3
6.510
4.604
4.249
3.759
31/2
8.135
5.064 6.328
5.079 3.464
5.752
5.310
4.697
4.329
41/2
12.134
9.439
8.580
7.920
7.006
6.456
6.161
6.067
3
8.020
5.671
4.267
4.072
4.010
6.990
5.707
5.260
5.019
4.943
41/2
9.886 14.479
5.234 6.452
4.630
31/2
6.238 7.690 11.263
10.238
9.450
8.359
7.704
7.351
7.239
5
9.934
9.155
8.736
8.603
41/2
5
51/2
2,50
3,00
3,40
I I I
I
II 6
65/8
4,00
4,30
4,50
i
I I I I
17.206
13.384
12.167
11.230
9.094
7.074
5.251
4.839
4.617
4.547
11.063
8.606
6.431 7.823
5.936
31/2
7.221
6.387
5.617
5.532
41/2
9.186
8.078
7.955
12.263
10.847
9.997
9.539
9.394
51/2
21.969
14.614 17.089
11.250 13.285
10.385
5
15.910 18.788
5.887 8.466
12.684 6.473
10.984
5.966
5.692
5.606
31/2
8.721 10.476
14.339 7.318
11.154
11.212 13.467
15.534 7.928
11.689
3
6.837
6.734
41/2
19.020
14.795
5
22.316
17.359
51/2
25.960
6
29.951
3
11.720 13.869
5,50
12.376
I
9.523
8.790
7.775
7.166
13.449 15.780
12.414
10.981
10.120
9.656
9.510
14.566
12.884
11.874
11.330
11.158
20.193
18.356
16.944
14.988
13.813
13.180
12.980
23.298
21.178
19.549
17.292
15.936
15.206
14.975
9.116
8.287
7.650
6.766
5.860
9.807
9.052
8.007
6.236 7.379
5.950
10.788
7.041
6.934
I I
41/2
19.158
14.903
13.547
12.505
11.061
10.194
9.727
9.579
5
22.299
17.346
15.768
14.555
12.874
11.322
11.150
51/2
25.771
20.046
18.223
16.821
14.879
11.865 13.712
13.084
6
23.003
20.911
19.302
17.074
15.735
15.014
12.885 14.786
65/8
29.573 34.799
27.069
24.606
20.091
18.516
17.668
17.399
3
11.454
8.910
8.099
22.713 7.476
6.613
13.265
10.318
9.380
8.658
7.658 10.232
6.094 7.058
5.815 6.735
5.727
31/2
6.632
9.430
8.998
8.861
10.838
10.342
10.184
12.395
11.827 13.453
I
41/2
17.722
13.785
5
15.844
12.532 14.403
13.295
I
51/2
20.369 23.294
18.120
16.471
15.204
11.760 13.449
6
26.498
20.612
18.737
17.295
15.299
14.099
65/8
30.902
24.037
20.170
15.689
38.843
30.214
25.353
17.841 22.426
16.443
75/8
21.851 27.466
13.249 15.451
20.668
19.721
19.421
3
15.236
7.736
7.618
12.246
9.945 11.303
8.107
41/2
17.318 22.442
11.852 13.471
8.797
31/2
17.457
15.869
14.648
8.659 11.221
5
25.485
19.824
18.020
51/2
28.848
22.440
6
32.531
25.304
20.398 23.003
21.233
65/8
37.593
29.243
26.583
24.537
I
85/8
II
3
31/2
75/8
6.041
10.774
Manual de Diserio de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
11.567
11.647
9.998
9.215
8.793
11.941
11.394
16.634
12.957 14.714
13.560
12.939
12.742
18.829
16.655
14.646
14.424
18.782
15.350 17.309
16.516
21.705
20.003
19.087
16.265 18.797
unlc:on
Consideraciones generales para el diserio
CAPITULO I
TABLA
I&Il Capacidad
para conexiones
Y y T. Seccion Circular (conttnuaclon)
Cordon principal
Espesor nominal
' Diagonal ! montante j
$Pn (Kgf)
D
e
Db
e (grados)
pulg NPS
mm
pulg NPS
30
85/8
5,50
75/8
46,722
36.344
85/8
57,133 14.413
44,441
5,50
95/8
95/8
103/4
11,212
I I II
45
50
60
70
80
90
33,038 40.399
30,496 37.291
26,975
24,861
23.722
23.361
9.408
32,986 8.322
30,400 7.669
29,007 7.318
28,566
10,192
10.523
9.308
8.578
8.185
8.061
13,268
11.737
10.816
10.321
10.164 11.413
31/2
16.122
12.541
41/2
20.328
15.813
5
22.826
17.755
16,140
14.898
13.178
12.145
11.589
51/2
25.586
19,902
18,092
16,700
14.772
13.614
12.990
20.230
18.673
16.518
21.386 26.277
18,917 23.243
15.223 17.434
14.525
23.168 28.467 34,509
31.854 38.118
28.177 33.717
14.521
I
II
11.400 14.374
6
28.609
I
65/8
32.765
22.254 25.487
I
75/8
40.258
31.315
85/8 95/8
48.803 58.400
37.962 45.427
I
I
41.295
3
22,248
17.306
31/2
24.885
I
15.732 17.597
41/2
31.378
19.357 I 24.408
22.188
16.243 20.481
5
27.406
24.913
22,997
51/2
35.233 39.494
27.926
25.778
6
44.160
34.351
31.226
28,824
65/8
50.575
39.340
35,762
75/8
62,141
48.337
85/8
75.331
58.597
95/8
90,144
3 31/2
21.263 23.425
18.221
16.564
41/2
28.745
22.360
20,326
5
31.904
24.817
22.560
51/2
35,395
27,533
25.028
6
30.507
65/8
39.219 44.476
75/8
53.954
85/8 95/8 103/4
7,00
. 103/4
3
40
7,00
9,00
unlc:on
7,207
12.793 14.305 16.382
16,635 20.440
20.129
25.968
24.778
24.402
31.074 11.838
29.650
29.200
11,295
11.124
13.241
12,635
12.443
18.116
16.696
15,931
15,689
20,342
18.747
17.888
17.616
22.802 25.496
21.014 23.497
20,051 22.421
22,080
33.010
29.199
25.677
25,287
43.940
40.560
31.550
31.071
49.169
38.246 45.767
37,665
70.119
53.267 63.741
35.877 43.492
26.910 33.065
45.072
16.540
15.035
I I
30.721
I
12.845 14.368
21.421
19.747
58,837 13.879
52.044
40.083 47.964
12.276
11.314
10.796
10,632
15.289 18.762
13.524
12.464
11.893
11.712
16.596 18.420
15.295
14.594
14.373
16.976
16.198
15,952
20.824 23.103
20.436
18.834
17.971
17.698
25.599
22.643
20.868
19.912
19.610
34.596
27.732 31.449
29.030
25.678
23.665
22.581
22,238
41,969
38.151
35.216
26.977
50.376
42.271
32.881
32.381
76.901
59,818
45.794 54.377
28.708 34.459
27.393
64.762
31,150 37.391
50.193
44.399
40,918
39.043
38.450
92.160 33.426
71,688
65.167
60.153
53.209
46.080
26.001
23,636
21.818
19.299
49,037 17.786
46,791
3
16.971
31/2
36.824
28.644
26.039
21,260
19.594
18,696
16.713 18.412
41/2
45.188
35.150
26.089
24,044
5
50.154
32.736
28.956
26,686
22,943 25.464
51/2
55.643
39.013 43.282
31,953 35.464
24.035 29.494
39.345
36.318
32.125
29.607
28.251
6
61.654
35.596
32.805
45.635
40.367
37.202
31.303 35.498
30,827
69.917
43,596 49.439
40.242
65/8
47.958 54.386
75/8
84.817
65.976
59.975
55,360
45.130
43.063
42.409
85/8
101.808
79.193
66.450
54.171
51.689
50.904
95/8
120.890
94,036
71.989 85.482
48.969 58.779
78.905
69.796
64.324
61.377
60.445
22.594 25.077 27,821 i
34,959
Manual de Disefio de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
Consideraciones generales para el diserio
CAPITULO I TABLA lEI) Capacidad
para conexiones
Y y T. Seccion Circular (contlnuaclen)
Cordon principal
Espesor nominal
Diagonal montante
.l.p (K f) 'I' n 9
D
e
Db
8 (grados)
pulg NPS
mm
pulg NPS
30
40
45
50
60
70
80
90
103/4
9,00
103/4
144.878
112.695
102.444
94.563
83.646
77.088
73.557
72.439
123/4
9,00
3
31.773
24.715
22.467
20.739
18.344
16.906
16.132 17.401
15.887
18.237
20.526
20.214
123/4
11,00
31/2
34.273
41/2
40.428
5
44.081
51/2
48.120
26.660 31.447
24.235
22.370
19.788
28.587
26.387
23.341
34.289 37.431
31.170
28.772 31.408
25.450
21.511 23.455 25.604
22.381 24.431
22.041
27.782
34.295
30.336
27.958
26.677
26.272
38.264 45.419
33.846
31.193
29.764
29.312
40.176
37.026
35.330
34.793
43.678 51.149
41.677
41.044
48.806
48.064
34.026
6
52.543
40.871
65/8
58.623
45.601
37.154 41.453
75/8
69.587
54.129
49.205
85/8
82.089
63.854
58.045
95/8
74.775
103/4
96.129 113.780
88.505
67.973 80.454
123/4
149.902
105.997 32.242
53.580 62.744
I
47.394 55.500
17.137
24.060
74.264
65.691
56.890
86.546
60.541 79.761
57.767
97.842
76.107
74.951
3
45.597
116.603 35.468
29.761
26.325
24.262
23.150
22.798
31/2
49.185
38.259
34.779
32.103
26.171
24.972
24.592
41/2
58.016
45.128
37.867
29.008
63.260
41.290
36.523
32.118
31.630
51/2
69.055
49.207 53.715
30.870 33.660
29.455
5
41.023 44.731
28.397 33.496
6
75.403
34.528 37.701
65/8
84.128
58.653 65.440
85/8
99.861 117.802
77.678
75/8
91.634
48.829 53.318
45.073
39.869
36.744
35.060
49.216
43.534
59.487
54.911
48.571
40.121 44.764
38.283 42.713
'42.064 49.931
70.612 83.299
95/8
137.951
107.307
103/4
163.281
127.010
97.546 115.457
123/4
215.119
167.333
152.112
65.180
57.655
53.135
50.701
76.890
68.013
59.810
58.901
90.041
79.646
62.681 73.402
70.040
68.975
106.574 140.409
94.270
86.880 114.462
82.900
81.640
109.219
107.559
124.199
NPS: Designaci6n comercial del producto en pulgadas Propiedades mecanicas sequn Especificaciones ASTM A572 - Grado 50: F, = 3.515 Kgf/cm' - F, = 4.360 Kgf/cm' Los val ores reportados en la tabla corresponden a la maxima carga en Tracci6n mayorada P" resistida por el perfil circular, en Kgf Nota: En caso de compresi6n, multiplicar los val ores de la tabla por el factor de interacci6n de esfuerzos Of = 1.0 - 0,3U(1 +U) U = abs(P,IA,F, + MjSFy)
Manual de Diserio de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
unlcon
Consideraciones generales para el diserio
CAPITULO I
TABLA
IDE
Capacidad
D
e
pulg NPS
mm
3
2,25
31/2
2,25
(*) 41/2
2,50
(*) 5
3,00
(*)
51/2
3,40
(*)
6
4,00
(*)
65/8
4,30
(*)
75/8
4,50
(*)
para conexiones
pulg NPS
30
40
45
50
60
70
80
90
3
8.311
6.465
5.877
4.798
4.422
4.220
4.155
3
5.165
3.652
2.982
2.748
2.622
2.583
31/2
8.311
4.018 6.465
5.425 3.371
5.877
5.425
4.798
4.422
4.220
4.155
3
4.238
3.297
2.997
2.447
2.255
2.152
2.119
31/2
5.269
4.098
3.726
2.766 3.439
3.042
2.634
7.981
6.697 3.565
5.924 3.153
5.130
4.248
7.255 3.862
5.209
3
10.260 5.462
2.804 5.459
2.675
41/2
6.483
5.043
4.584
4.232
3.743
2.906 3.450
2.773 3.292
2.731
31/2 41/2
10.359
6.761
5.981
5.512
5.259
5.179
10.448
9.644 4.216
8.530
3
14.775 6.460
8.058 11.493
7.325
5
7.862 3.437
7.501 3.280
7.388 3.230
31/2
(*)
unlcon
3.242
4.568
7.442
5.025 5.788
5.262
4.857
4.296
3.960
3.778
3.721
41/2
10.691
8.316
7.560
6.978
6.172
5.689
5.428
5.345 6.839 9.489
3.730
5
13.677
10.639
51/2
18.978
14.762
9.671 13.419
3
8.388 9.461
6.524
5.931
31/2
7.359
6.690
41/2
12.715
9.891
8.991
6.175 8.299
5
15.356
11.945
10.858
10.023
51/2
19.381
13.705
12.650
6
26.267
15.076 20.432
15.165
9.107
7.084
18.573 6.440
17.144
3
5.944
5.258
31/2
10.080
7.841
7.128
5.364
5.118
5.040
12.819
9.972
6.579 8.367
5.820
41/2
7.401
6.821
6.509
8.565
7.893 9.366
6.410 7.417
8.937
8.801 10.820 15.177
8.927
7.896
7.277
6.944
12.387 5.475
10.957
10.098 4.463
9.635 4.259
5.034 6.766
4.803 6.456
8.866
8.171
7.796
7.678
11.190
10.313
9.691
13.976
9.840 13.336
13.133
4.846
4.624
4.554
4.843 5.462 7.341
4.194 4.730 6.358
5
14.835
11.539
9.065 10.490
51/2
17.602
13.692
12.447
6
21.639
65/8
30.354
16.832 23.612
15.301 21.464
16.151
3
9.270
7.211
6.051
4.933
4.707
4.635
31/2
10.054
6.562
5.805
5.027
12.100 13.470
8.556
7.897
6.143
8.792
6.986 7.777
5.350 6.438
5.105
41/2
7.821 9.412
6.555 7.109
17.525 5.352
10.986 15.411
7.167
6.839
6.050 6.735
9.915
8.770
8.083
7.712
5
5,50
e (grados)
Db
10.478
9.683 11.489 14.124 19.812
10.163 12.493
11.514
7.532
11.816
9.525 10.741
6
15.190 17.414
13.546
12.314
11.366
10.054
8.842
65/8
21.323
16.587
15.078
13.918
12.311
9.266 11.346
7.595 8.707
10.826
10.662
75/8
33.244
23.507
21.698
19.193
17.689
16.878
16.622
3
13.136
25.859 10.218
9.289
8.574
7.584
6.568
14.055
9.938
9.174
8.114
7.136
7.027
41/2
16.340
10.933 12.710
6.990 7.478
6.669
31/2 5
17.786
13.835
51/2
19.513
6
21.612
65/8
24.974
51/2
85/8
X. Seccion Circular
11.554
10.665
9.434
8.170
10.269
9.030
8.893
15.179
11.609 12.737
8.694 9.464
8.296
12.577 13.798
14.106
10.383 11.499
9.757
15.282
11.266 12.478
9.907
16.811
10.973
19.427
17.660
16.301
14.419
13.289
12.680
10.806 12.487
I
Manual de Disefio de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
CAPITULO I
Consideraciones generales para el diseno
TABLA
r:&E Capacidad para conexiones X. Seccion Circular (contlnuaclon) Cordon . Espesor principal nominal!
D
e
pulg
mm
I
A.p (K f)
Diagonal montante
'f'
8 (grados) pulg
NPS
NPS
85/8
5,50
(*) 95/8 (oJ
5,50
103/4
70
80
90
21.693 32.414
19.188
16.874 25.213
16.617 24.830
23.501
49.660
38.629
35.115
28.671
17.684 26.424
3
9.818 10.403
8.925 9.457
8.238
7.287
6.716
6.408
6.311
31/2
12.622 13.374
8.730
11.812
10.738
9.912
8.080
6.790 7.710
6.687
15.186
7.722 8.768
7.116
41/2 5
12.670
10.632 11.464
8.667
8.270
8.144
13.663
11.518 12.420
9.404
51/2
16.289 17.565
10.141
9.346
8.918
8.782
6
19.057
14.824
13.475
12.439
11.003 12.313
10.140
9.676
9.529
7.593
65/8
21.326
16.589
15.080
13.920
11.347
10.827
10.663
75/8
26.334 34.418
20.485
18.621
15.204
14.012
24.337
19.871
38.629
35.115 14.457
32.414 13.345
28.671
25.213
3
49.660 20.445
18.313 26.424
13.370 17.474
13.167
26.772
17.189 22.464
11.804
10.879
10.380
24.830 10.223
31/2
21.664
16.852
14.140
12.508
11.527
24.598
19.134
14.202
13.089
10.999 12.489
10.832
41/2
15.319 17.394
13.193 14.226 15.435
15.903
5
2 6.385
20.524
18.65 7
16.055 17.222
15.233
14.039
13.3 96
5112
28.452
22.131
20.118
18.570
16.427
15.139
14.445
21.828 24.427
20.149
17.822
I
16.425
15.673
22.547
19.944
17.539
27.843
24.628
I
18.381
30.163 39.422
22.698
52.505
6
30.869
24.012
65/8
34.544
26.871
75/8
42.657
33.182
85/8
55.751
43.366
95/8
80.442
62.573
36.389
II
I
17.209
12.299
I
17.272
29.664
21.658 28.305
46.443 11.401
42.802
40.841
10.507
10.026
9.873
11.984
10.539
10.378
11.740 12.449
12.260
32.188
I
21.329 27.875
15.360 16.146
14.677
41/2
20.757 23.123
17.986
15.092
13.350
5
24.520
19.073
16.350 17.338
11.045 12.303
16.004
14.157
13.047
51/2
26.097
20.300
18.453
13.886
13.250
13.049
27.891
16.103
14.840
30.517
17.619
16.238
i
75/8
20.739
85/8
27.941 33.952
25.399
1
35.920 43.648
19.919 23.445
14.161 15.494
13.945
65/8
21.695 23.738
17.034 18.204
1li.067
6
19.113 23.225
95/8
55.613
43.259
39.324
28.489 36.299
10314
80.442
62.573
56.881
52.505
3
32.643 34.313
25.391
23.082
21.306
18.846
26.690
22.396
19.810
I
!
I
9,00
60
25.852
31/2
1
103/4
50
33.235
3
(oJ
I I
45
56.881 13.963
7,00
I
40
75/8
95/8 7,00
30
85/8
85/8 95/8
g
n
31/2
I
19.747
I
I
12.889 13.548
19.722 21.579 30.864
41/2
38.223
29.732
24.263 27.028
5
40.533
31.529
28.661
24.948 26.456
51/2
43.140
33.557
30.505
28.158
6
46.105 50.447
35.864 39.241
59.378 72.153
46.188
85/8
56.125
95/8
91.932
71.510
65/8 75/8
II
I
I
I
I
25.200 32.108 46.443
I I I I I I I
29.591 42.802 17.369 18.257 20.338
18.237
40.221
11.561
I
15.259 17.960
22.161 28.235
21.824
40.841
40.221
16.573 17.421
16.321
19.406
19.112
27.807
17.156
22.068 23.402
21.567
20.579
20.267
24.907
22.954
21.570 23.053
30.093
26.619
24.532
21.903 23.408
32.927
29.125
26.842
25.612
25.223
41.987
38.756
30.147
29.689
47.095
34.282 41.658
31.595
51.020
38.392
36.633
36.077
65.006
60.004
53.077
48.916
46.675
45.966
32.601
! 35.671
Manual de Diserio de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
I
unlc:on
Consideraciones generales para el diseno TABLA
I!!!a
CAPITULO I
Capacidad para conexiones X. Seccion Circular (contlnuacten)
Cordon principal
Espesor nominal
Diagonal montante
IjIPn (Kgf)
0
e
Db
e (grad os)
pulg
mm
pulg
NPS
103/4
9,00
123/4
9,00
123/4
11,00
I
NPS
30
103/4
132.975
103.436
40
45
50
60
70
80
90
86.793
76.773
70.755
67.513
66.488
20.374
16.609 17.287
15.848 16.495
15.607
17.963
17.690
3
31.214
24.280
94.028 22.072
31/2
32.489
25.272
22.973
!
21.206
18.022 18.758
41/2
35.380
27.521
25.017
I
23.092
20.426
5
37.027
28.802
38.834
30.208
24.167 25.347
21.377
51/2
26.182 27.460
18.825 19.701
22.421
20.663
6
31.758 33.940
28.870
26.649 28.479
23.572
65/8
40.828 43.632
21.724 23.216
75/8
49.009
38.122
34.654
85/8
55.897
43.480
39.525
31.988 36.484
95/8 103/4
65.038 79.718
123/4
132.975
3
46.629
31/2
48.533
41/2
52.851
5
55.311
5112
58.012
6
60.990
65/8 75/8 85/8
30.852
25.191 28.295
!
27.949
34.606 42.417
40.474
70.755
67.513
39.859 66.488
26.921
24.811
23.674
28.021
25.824
24.641
23.314 24.267
28.121 29.431
26.833
26.426
28.082 29.453
27.656
52.032
94.028
46.025 76.773
36.271 37.752
32.972
86.793 30.435
34.318
31.678
41.111 43.025
37.371
34.496
30.514
39.111
36.102
45.125 47.442
41.021 43.126
37.865
31.934 33.493
39.808
35.212
30.868 32.452
65.178 73.211
50.700
46.088 51.768
42.542
37.631
34.681
47.785
42.268
83.501
64.952
59.044 68.700
54.501 63.414
48.209
38.955 44.430
84.205 140.461
77.727
68.754
51.696 63.364
129.654
114.686
105.695
97.156
75.574
119.085
92.631
123/4
198.642
154.516
21.816 24.504
37.550
95/8
20.414
28.380 33.021
42.451
103/4
20.729 22.152 24.882
56.369
56.948
18.513 19.417
26.077
45.989
!
!
I
29.742
50.591
I
I
18.799 19.717
32.272
62.009 103.436
I I
I
16.245
56.093
I
30.965 33.092
32.519
29.006 30.495 32.589
37.170
36.605
42.394 49.327
41.750
60.461
59.542
100.853
99.321
48.578
NPS: Designaci6n comercial del producto en pulgadas Propiedades mecanlcas segun Especificaciones ASTM A572 - Grado 50: F, = 3.515 Kgf/cm' - F, = 4.360 Kgffcm' Los val ares reportados en la tabla carresponden a la maxima carga en Tracci6n mayorada POIresistida por el perfil circular, en Kgf Nota: En caso de compresi6n, multiplicar los valores de la tabla par el factor de interacci6n de esfuerzos 0, = 1,0 - 0,3U(1 +U) U = abs(P jA,F, + MjSF,) Nota: Los perfiles senalacos con (*), no cumplen con la limitaci6n geometrica Dft < 40
unlc:on
Manual de Disefio de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
CAPITULO I
Consideraciones generales para el diserio
b. Conexiones K (incluye conexiones N) La resistencia de diseno P n' sera la menor entre los siguientes estados limites:
o
y=-
2t ,
,
,
,
,
,
,
t---------------+ t-------------------+ rr~~~~~~========41 Conexion
lID FIGURA
K
,
r
1
Conexion N
Conexiones entre perfiles tubulares circulares,
dos ramas
i) Plastificacion del cordon Pnsen9 =
Fl[
o, Or
2,0 + 11,33DJD]
Db : miembro en compresi6n
0,024y1.2 4> = 0,90
l(-1.33)+1 Donde:
9>
°
g=q
Conexiones
espaciadas
Conexiones
solapadas
ii) Punzonado (s610 en conexiones espaciadas) P sen9 n
= 0,6F
y
tnDb [ (1+sen9)/2sen29]
4> = 0,95
En todos los casas,
Or= 1,0 Or = 1,0 - 0,3U (1+U) U
=1 PjAFy
(en tracci6n) (en campresi6n)
+ MjSFyl
Manual de Diseno de Estructuras de Acero oon Perfiles Tubulares
unlcon
Consideraciones generales para el diseno TABLA
,
C apaci"da d para conexlones "K
D
e
Db
pulg NPS
mm
pulg NPS
CAPITULO I " , C"ircu I ar . Secclon
e (grados) 30
40
45
50
60
3
2,25
3
9.500
7.390
6.718
6.201
5.485
31/2
2,25
3
7.111
6.464
5.967
5.278
31/2
9.142 10.406
8.094
7.358
2,50
3
10.290
8.004
7.276
6.792 6.716
6.008
41/2
3 1/2
11.645
9.059
8.235
7.601
41/2
14.103
10.970
9.972
3
13.283
10.332
9.392
31/2
14.993
11.663
41/2
18.172 19.316
14.136
31/2
15.759 17.743
41/2
5
3,00
6
65/8
75/8
85/8
3,40
4,00
4,30
4,50
5,50
unlcon
80
90
5.055
4.823
4.750
4.864
4.642
4.571
5.283
5.203
5.941
5.537 5.475
5.224
5.145
6.724
6.196
5.913
5.823
9.205
8.142 7.669
7.504 7.068
7.160 6.744
7.052
10.602
8.670 9.786
7.978
7.612
12.850
11.861
8.656 10.492
6.641 7.497
9.669
9.226
9.086
15.025
13.659
12.608
11.152
10.278
9.807
9.658
12.258 13.802
11.143
10.286
9.098
7.879
11.581
10.244
8.385 9.441
8.001
12.546
9.008
8.871
21.474
16.704
15.185
14.016
12.398
11.426
10.903
5
22.903
17.816
16.195
14.949
13.223
12.187
11.628
10.737 11.452
51/2
24.346
18.938
14.056
12.173
15.336
11.382 12.785
12.954 10.490
12.361
19.715
17.215 13.941
15.891
3
10.010
9.857
11.782
5 51/2
70
3
I
31/2
22.143
17.225
15.658
12.868 14.453
41/2
26.774
20.827
18.932
17.476
15.458
14.246
11.243 13.594
13.387
11.072
5
28.675
18.716
16.555
15.257
14.558
14.337
30.587
22.305 23.792
20.276
5 1/2
21.628
19.964
17.659
16.275
15.529
15.293
6
32.166
25.021
22.745
20.995
18.571
17.115
16.331
16.083
3
21.684
16.867
15.333
14.153
12.519
11.538
11.009
10.842
31/2
24.284
17.172
15.850
14.021
12.921
12.329
12.142
41/2
29.255
18.890 22.757
20.687
15.567
14.853
14.628
31.321
24.363
22.147
19.095 20.443
16.891
5
18.083
16.665
15.902
51/2
33.399
23.617
21.800
19.283
17.771
16.957
6
35.140
25.980 27.334
15.660 16.700
22.936
20.288
18.698
17.841
17.570
65/8
37.785
29.392
24.848 26.718
24.663
20.105
19.184
18.893
3
23.024
17.910
16.281
12.251
11.690
11.512
31/2
25.673
19.970
18.154
15.028 16.757
21.815 13.293
13.660
13.035
12.837
41/2
30.727
23.902
21.728
32.811
25.522
23.201
18.943
16.350 17.458
15.601
5
20.056 21.416
14.822 17.740
15.364 16.405
51/2
34.910
27.155
24.685
22.786
20.155
18.575
16.658 17.724
6
36.655
28.512
25.919
23.925
19.504
18.610
18.327
65/8
39.332
30.595
27.812
25.672
21.163 22.708
19.969
19.666
75/8
43.928
34.170
28.672
30.356
23.612
19.813
16.152 17.938
22.303 15.412
21.964
3
31.062 21.465
25.362
20.928 23.374
31/2
33.712
26.223
22.004
41/2
40.190
23.838 28.418
17.526 19.463
26.232
23.204
21.385 22.883
5
43.006
31.262 33.452
30.410
28.070
51/2
45.839
35.657
32.413
29.920
24.829 26.465
6
37.599
34.179
31.549
27.907
24.391 25.719
65/8
48.336 51.933
40.397
36.722
33.897
29.983
27.633
-----
-
-----
17.116 20.405
17.455
15.178 16.856 20.095
21.835 23.273
21.503
24.541
24.168
26.367
25.966
22.920
.---------Manual de Diseno de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
CAPITULO I TABLA
IBI
Consideraciones generales para el diseno
Capacidad para conexiones K. Seccion Circular (contlnuaclon)
Cordon principal
Espesor nominal
Diagonal montante
$Pn (Kgf)
D
e
Db
S (grad os)
pulg NPS
mm
85/8
5,50
95/8
5,50
pulg NPS
I
7,00
7,00
103/4
40
45
50
45.103
41.001
37.846
85/8
57.984 62.492 30.525
48.610 23.744
44.188
3
21.584 23.881
75/8
I !
95/8
30
60
70
80
90
33.477
30.852
29.439
28.992
40.789
36.080
33.251
17.624
16.242
31.728 15.498
31.246
19.924
I
15.263
31/2
33.773
26.271
22.044
19.499
17.970
I
17.147
16.886
41/2
40.017
28.297
26.120
23.104
21.293
20.009
42.686
30.184
27.862
24.645
22.713
II
20.317
5
31.128 33.204
45.377
35.297
32.086
29.617
26.198
24.144
21.672 23.038
21.343
51/2 6
47.708
37.110
33.735
27.544
25.385
24.222
23.854
65/8
51.132
39.774
36.156
31.139 33.374
29.521
27.207
25.961
75/8
56.931
44.284
40.256
37.159
32.869
30.292
28.905
25.566 28.466
85/8
61.091
47.520
43.198
39.874
35.271
32.506
63.721
49.566
45.057
41.591
33.905
3
42.389
.32.973
27.668
22.555
21.522
3 1/2
36.481
27.077
24.955
23.811
21.195 23.450
41/2
46.899 55.701
29.974 33.163
36.789 24.473
31.017 32.352
30.546
95/8
29.638
28.280
27.851
5
59.709
51/2 6
63.737 67.456
65/8
72.549
30.611 36.356
39.387
I
22.688
31.860
43.328 46.446
42.221
38.972
32.159 34.473
49.579
45.069
41.602
36.799
52.472 56.433
47.699 51.300
44.029 47.353
38.946 41.886
57.252
52.847 57.414
46.746
43.081
50.786
46.804
54.033
49.797
47.515
46.794
24.578
31.771 33.914
I
30.315
29.855
32.360
31.869
35.893
34.248
33.728
38.602
36.834 41.108
36.274 40.483
44.660
43.982
75/8
80.967
85/8
87.964
62.981 68.424
62.200
95/8
93.587
72.798
66.176
3
42.570
33.114
30.101
61.085 27.786
22.651
21.613
31/2
46.916 55.371
36.494
33.174
30.622
27.087
I I 24.963
23.820
21.285 23.458
43.071
39.153
36.141
31.969
29.462
46.031
41.844
38.625
34.166
31.487
41/2
I
28.113
27.686
30.045
29.588
I
5112
59.177 63.006
49.010
44.552
41.124
36.377
33.525
6
66.506
51.732
43.408
38.397
35.387
65/8
55.506
46.575
41.198
37.968
36.229
75/8
71.357 79.412
47.027 50.457
31.989 33.766
31.503
I
61.772
56.153
51.833
45.849
42.254
85/8
85.955
66.861
56.103 59.423
49.626
40.319 43.640
35.679 39.706 42.977
46.223
45.521
48.380
47.645
5
I
9,00
103/4
I
I
95/8
91.042
70.818
60.779 64.376
52.563
45.735 48.442
103/4
95.290
74.122
67.380
62.196
55.016
50.703
3
I
I
33.253
42.651
31/2
60.318 66.475
46.919
I
51.708
47.005
39.370 43.389
34.824 38.379
I I
41/2
78.585
61.128
55.568
51.292
45.371
41.814
5
84.274
65.553
59.590
48.655
44.841
51/2
69.996 74.218
63.629 67.467
51.953
6
89.984 95.413
55.006 58.733
39.898 42.787
62.276
55.087
47.880 50.768
45.686 48.442
44.992 47.706
65/8
102.615
79.820
72.560
66.977
59.245
54.600
52.099
51.307
75/8
114.382
88.973
80.880
74.657
85/8
124.852
97.117
88.284
81.491
66.038 72.083
60.861 66.432
58.073 63.389
57.191 62.426
95/8
134.064
104.283
94.798
87.504
77.402
71.334
68.066
67.032
Manual de Diserio de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
I
32.094 35.371
!
30.624 33.750
30.159
I II
33.238 39.292 42.137
unlcon
CAPITULO I
Consideraciones generales para el diseno TABLA
lEI
Capacidad para conexiones K. Seccion Circular (conttnuacion)
Cordon principal
Espesor nominal
Diagonal montante
Pn (Kgf)
D
e
Db
e (grados)
pulg NPS
mm
pulg NPS
30
40
I
103/4
143.090
3
60.735
111.304 47.243
I
31/2 41/2
66.518 77.853
5
83.111
51/2
88.396
6 65/8 75/8
111.020
86.358
78.503
65.303 72.463
64.097
85/8
120.556
93.776
85.246
78.688
69.603
95/8
128.715 136.436
100.123
74.314
106.128
91.015 96.475
84.013
103/4
89.052
68.488 72.596
123/4
152.072
118.291
107.531
99.258
78.771 87.799
3
80.319
62.477
56.794
31/2
87.968
68.427
62.203 72.872
52.425 57.417
103/4
9,00
123/4
9,00
123/4
11,00
41/2 5
-
51.742
45
I, ,
50
60
70
101.180
93.395
82.613
76.137
42.946 47.036
39.642 43.417
35.065 38.404
32.316 35.394
30.836 33.772
50.815
44.949
41.425
39.527
38.927
42.196
41.555
44.880
44.198
47.404 50.797
46.684
59.072
56.366
55.510
64.147
61.208 65.350
60.278 64.358
69.270 77.209
68.218
55.051
I
64.649 68.760
58.768
I
93.368
72.627
100.050
77.825
66.021 70.746
103.056 110.232
60.559
I
62.505
80.163 85.746
51/2
117.435
6
124.360
91.348 96.735
65/8
133.438
103.796
75/8
148.202
85/8
161.698
115.281 125.779
95/8 103/4
173.977 186.493
123/4
210.357
77.946
I
135.330 145.065 163.629
I
I I
54.247
47.984
44.222
57.696
51.035
47.034
60.941
53.906 57.764
49.680 53.235
67.265 I
71.949
80.916
I I
I
80
90
72.649
71.545 30.367 33.259
50.025
76.036
46.372
42.737
40.779
40.160
50.788 59.499
46.807
44.662
43.984
54.835
52.323
51.528
58.653 62.486
55.966
55.116 58.718
83.039
76.650
63.643 67.801
87.936
81.170
71.799
66.170
63.139
94.355 104.795
87.095 96.732
77.040
71.001
67.748
62.180 66.719
85.565
78.857
75.244
74.101
114.338
105.541
86.038
82.096
80.849
123.020
92.571
88.331
86.989
131.870
113.556 121.724
93.356 100.446 107.672
99.231
94.685
93.246
148.745
137.301
121.450
111.929
106.801
105.179
59.623
NPS: Designaci6n comercial del producto en pulgadas Propiedades mecanicas sequn Especifieaciones ASTM A572 - Grado 50: F, = 3.515 Kgf/cm' - F" = 4.360 Kgffem' Los valores reportados en la tabla estan expresados en Kgf y deben multiplicarse par el factor de interacci6n de esfuerzos Qf = 1,0-0,3U(1 + U) donde U = abs(P jA."F, + MjSF,) para determinar la eapacidad maxima de la diagonal 0 montante en compresi6n y en tracci6n. Se asume: Conexi6n K-espaciada con g=2*t" con diagonales y montantes iguales.
unlc:on
Manual de Diserio de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
Consideraciones generales para el diserio
CAPITULO I 2. Secciones Cuadradas y Rectangulares Limitaciones dimensionales Excentricidad:
-0,55H:5 e:5 0,25H
Angulo: e~30°
B/t:5 35 conexiones Y, T, cruzadas y K-espaciadas B/t:5 30 conexiones
K-solapadas
BJt,,:5 35 miembros
tracci6n
Miembros compresi6n: B./t,,:5 min [ 1,25(E/F/·5 conexiones Y, T, cruzadas y K-espaciadas BJtp:5 1,1 (ElF BJB~0,25
BJB ~ 0,35 conexiones
r
35]
K-solapadas
H-
Y, T, cruzadas y K-solapadas
L
/,5 - conexiones
conexiones
;
K-espaciadas
t
B
14
.1
0,5:5 H/B:5 2,0 Y 0,5:5 HJB.:5 2,0 Conexiones
TABLA lID
solapadas:
~ .......:..
25% :5 0. :5100%
Conexiones entre perfiles tubulares, cuadrados y rectangulares _
Limitaciones dimensionales. Seccion Cuadrada
Designacion Comercial
Espesor Nominal
HxB
e
mm ON
mm
B. general
Excentricidad
emin mm
emax mm
B. K-espaciada
HxB
HxB
min
min
60 x 60
2,25
-33
15
60 x 60
60 x 60
70 x 70
2,25
-39
18
60x 60
60 x60
90 x 90
2,50
-50
23
60x 60
60 x60
100 x 100
3,00
-55
25
60 x 60
60 x60
110 x 110
3,40
-61
28
60 x 60
60x 60
120 x 120
4,00
-66
30
60x 60
60 x60
135 x 135
4,30
-74
34
60 x 60
60 x 60
155 x 155
4,50
-85
39
60 x60
60 x 60
175 x 175
5,50
-96
44
60 x 60
70 x 70
200 x 200
5,50
-110
50
60x 60
70 x 70
200 x 200
7,00
-110
50
60x 60
70 x 70
220 x 220
7,00
-121
55
60 x 60
90 x90
220 x 220
9,00
-121
55
60 x60
90 x 90
260 x 260
9,00
-143
65
70x 70
100 x 100
260 x 260
11,00
-143
65
70 x 70
100 x 100
DN: Desiqnacion comercial del producto en milimetros Nota: Valores negativos de excentricidad estan medidos par encima del eje del cordon principal.
Manual de Diserio de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
unlc:on
CAPITULO I
Consideraciones generales para el diserio TABLA
IEJ
Limitaciones dimensionales. Seccion Rectangular
mm
mm
mm
min
mm
min
mm
mm
min
min
ON
Base del perfil 80 x 40 100 x 40 120 x 60 140 x 60 160 x 65 180 x 65 200 x 70 220 x 90 260 x 90 300 x 100 300 x 100 320 x 120 320 x 120 350 x 170 350 x 170
2,25 2,25 2,50 3,00 3,40 4,00 4,30 4,50 5,50 5,50 7,00 7,00 9,00 9,00 11,00
I
-22 -22 -33 -33 -36 -36 -39 -50 -50 -55 -55 -66 -66 -94 -94
10 10 15 15 16 16 18 23 23 25 25 30 30 43 43
Altura del perfil
40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 60 60 60
40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 60 60
-44 -55 -66 -77 -88 -99 -110 -121 -143 -165 -165 -176 -176 -193 -193
20 25 30 35 40 45 50 55 65 75 75 80 80 88 88
40 40 40 40 40 60 60 60 70 80 80 80 80 90 90
40 40 60 60 60 70 70 80 90 90 90 90 90 90 90
DN: Designaci6n comercial del producto en milimetros Nota: Valores negativos de excentricidad estan medidos por encima del eje del cord6n principal
a. Conexiones Y (incluye conexiones T) y Conexiones
Cruzadas (incluye conexiones X)
La resistencia de diseno <\>Pn, sera la menor entre los siguientes estados Iimites:
/ B 2t
y=-
N 11 =B
N = HJsen8
t---- ~-------r
~ ~
i) Plastificaci6n
Conexiones entre perfiles tubulares cuadrados y rectangulares, una rama
del cord6n (s610 si ~ < 0,85) ~ = 1,00
iij Punzonado.tsolo
sia s tt-ts)
6 ~~0,85 Y B/t~10)
~ = 0,95
unlcon
Manual de Diseno de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
CAPITULO I
Consideraciones generales para el diseno
iii) Resistencia de la pared lateral; (excepto ~=1,0) - Para fuerzas de traccion:
Donde:
= 1,00
k = radio de esquina externo del perfil tubular, es permitido tomar k=1,5t si no es conocido
- Para fuerzas de compresion; el menor valor entre la anterior expresion para fuerzas de traccion y el siguiente valor: Conexiones Y y T Pnsen9 = 1,6f
[1 +3N/(H-3t)]
(EFf5
Of
= 0,75
= 0,90
Conexiones cruzadas
iv) Cedencia local debido a distribucion de carga no uniforme (solo ~~ 0,85) Pn=
Fytb[2Hb +2be-4tb]
= 0,95
b. Conexiones K (incluye conexiones N) espaciadas La resistencia de diserio ~Pn' sera la menor entre los siguientes estados limites:
limitaciones dimensionales adicionales:
B 2t
y=-
11 =
N
-B
N
= HJsen8
BJB~(O,1+ ~e~O,35
~~O,5 (1-~e)
B,
mfnimo > 0,63
B,
maximo
+--------~-~
r
1m
y/50)
r
Conexi6n K
Conexi6n N
Conexiones entre perfiles tubulares cuadradas y rectangulares,
Manual de Diserio de Estructuras de Acero con PerfilesTubulares
dos ramas
unlc:on
CAPITULO I
Consideraciones generales para el diserio i) Plastificaci6n
ii) Punzonado;
del cord6n
(s610 si
= 0,90
= 0,95
B, < (B-2t) 6 secci6n rectangular)
l3e = 513/y s 13 iii) Cedencia
por corte en el espaciado
Para secci6n rectangular,
iv) Cedencia
del cord6n;
comprobando
local debido a distribuci6n
la capacidad
al corte de secci6n.
carga no uniforme (s610 si B/t
c. Conexiones La resistencia
< 156 secci6n rectangular)
= 0,95
K (incluye conexi ones N) solapadas de diseno ~Pn' depende
del porcentaje
Para: 50% s o, < 80%
de solapamiento
= 0,95
sequn:
be; = [1 O/(B/t)] (Vt,,) Bb s s, bey = [1 O/(Bjt,,)]
Para: 80%~Ov~ 100%
s,s s,
= 0,95
En todos los casos:
/
Of = 1,0
(en tracci6n)
Of = 1,3 - O,4U/I3~ 1 (compresi6n conexiones Y, T Y cruzadas) Of = 1,3 - O,4U/I3.~ 1 (compresi6n conexiones K-espaciadas)
J:-_p
I
rr~
I
-+__..._~_ I
r
U
= I PJAF
y
+ MJSFy
I
1 FIGURA Conexiones solapadas entre perfiles tubulares
lID unlcon
Manual de Diserio de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
CAPITULO I
Consideraciones generales para el diserio
Debido a la diferencia en la flexibilidad relativa de la pared del miembro, la longitud de soldadura efectiva Le, sera: Para conexi ones Y,T Y cruzadas L = 2 (Hb - 1,2tb) sene
e
Para:
50°< 8< 60° usar interpolaci6n lineal.
Para conexiones K-espaciadas.
=
L
2 (Hb - 1,2t.) +(8 _ 1 2t ) sene
e
Para:
b'
con
e~60°
b
50°< 8< 60° usar interpolaci6n lineal.
Capacidad para conexiones Y y T, .conexiones X Seccion Cuadrada
~ ~ Cordon principal
Espesor nominal
Diagonal montante
Pn (Kgf)
e (grados)
HxB
e
Bb
mm
mm
mm
ON
30
40 8.092 8.051 9.490
60 x 60
2,25
60 x60
8.092
70 x 70
2,25
60x60
8.051 9.490
70 x 70 90x 90
100 x 100
2,50
3,00
i, •
110 x 110
120 x 120
135 x 135
3,40
4,00
4,30
I
60 x 60
5.673
70 x 70
I II
I
I
45
50
8.092
8.092
8.051 9.490
8.051
I
60
70
80
90
8.092
7.565
6.969
6.785
8.051 9.490
7.298
6.714
6.535
8.514
7.833
7.624
3.887
3.382
9.490 3.014 4.371
2.262 3.222
2.076
4.940
2.533 3.635
2.120
5.727 13.614
3.009
2.942
90 x 90
8.545 13.614
13.614
13.614
13.614
11.801
10.845
10.551
60 x 60
6.744
4.679
4.089
3.658
3.093
2.771
2.604
2.551
70 x 70
9.104
6.199
5.380
4.784
4.010
3.346
3.275
90 x 90
13.721
13.721
13.721
13.721
13.721
3.572 13.721
13.225
12.869
100 x 100
18.113
18.113
18.113
18.113
18.113
15.980
14.695
14.299
3.532 4.332
3.174
2.987
2.929
3.874
3.635
i
7.090
6.609
3.561 6.460
I
18.200 20.047
16.763 18.439 3.797 4.465
4.376
60 x 60
7.544
5.285
4.636
4.159
70 x 70
9.582
6.604
5.757
5.139
90 x 90
19.245
9.694
8.024
18.200
12.784 18.200
10.988
100 x 100
18.200
18.200
18.200
110 x 110
22.561
22.561
22.561
22.561
60 x 60
I
6.635
5.837
5.250
70x 70
9.395 11.476
22.561 4.474
6.987
6.256
I I,
5.297
4.030 4.750
90x 90
19.457
13.118
I
8.385
7.446
6.961
6.810
28.989
11.340 16.468
10.053
100 x 100
I I
7.986
11.989 22.741
10.580 22.741
9.855 22.068
9.630 21.480
28.889 5.471
28.889
26.158
24.075
23.433
4.683
4.229
3.991
3.916
6.293
5.356
4.819
4.539
4.451
8.915
7.495
6.691
6.143
110 x 110
22.741
120 x 120
28.889
I
I
19.187 22.741
II
22.741
28.889
I I
28.889
I
I
I I I
I
I
14.510 22.741
I, ,
I
I
16.313 17.944 3.724
60x 60
9.631
6.870
70 x 70
7.971
6.065 7.004
90 x 90
11.324 16.783
11.501
10.005
100 x 100
21.680
14.644
12.669
11.238
9.382
8.337
6.273 7.796
110 x 110
30.237
20.101
17.283
15.250
12.629
11.162
10.406
10.172
120 x 120
28.914
28.914
28.914
28.914
28.914
27.838
25.611
24.925
Manual de Disefio de Estructuras de Acero con PerfilesTubulares
7.628
unlc:on
-
Consideraciones
generales
para el diserio
CAPITULO I
...:.iIiii1iiiiiii;;; Capacidad para conexiones Y y T, conexiones X •...•••. _- Seccion Cuadrada (contlnuaclen)
mm
ON
II
mm
mm
135 x 135
4,30
135 x 135
155 x 155
4,50
60 x 60
200 x 200
200 x 200
5,50
5,50
7,00
50
60
70
80
90
34.987 9.401
34.987
34.987
34.987 5.431
34.987
31.318
28.813
28.041
6.776
4.669
4.228
3.996
3.923
4.422
4.339
10.707
7.627
6.069
5.192
4.687
14.425
10.042
8.787
7.869
6.664
5.977
5.619
5.507
100 x 100
17.222
11.849
9.211
7.758
6.934
6.506
6.373
110 x 110
21.179 27.250
14.394
10.324 12.483
8.272
7.744
7.580
15.771
11.095 13.958
9.290
18.279
11.612
10.295
9.615
9.404
135 x 135
34.938
34.938
34.938
34.938
34.938
32.143
29.550
155 x 155
42.152
42.152
42.152
42.152
42.152
36.905
33.928
28.752 33.011
60 x 60
12.914 14.403
9.382
8.337
7.559
6.519
5.497
10.356
9.168
8.289
7.119
5.916 6.442
5.597
70 x 70
6.087
5.975
90 x 90
18.346
12.925
11.359
10.209
8.691
7.822
7.368
7.226
100 x 100
21.048
14.677
11.514
9.758
8.757
24.522
16.924
11.120
9.948
120 x 120
29.175
19.921
17.306
13.183 15.404
8.234 9.338
8.071
110 x 110
12.851 14.761
12.927
11.527
10.801
10.575
135 x 135
40.219
26.994
23.296
20.622
17.161
15.218
14.213
13.902
155 x 155
42.530
42.530
42.530
42.530
42.530
42.530
42.186
41.055
175 x 175
58.034
58.034
58.034
58.034
51.777
47.629
46.352 5.185
I
9.148
60 x 60
11.946
58,034 8.748
6.128
5.572
5.277
13.087
9.495
7.794 8.433
7.083
70 x 70
7.644
6.589
5.977
5.654
5.553
90 x 90
15.940
11.359
10.024
9.039
6.983
6.588
6.465
100 x 100
17.762
12.545
11.036
9.925
7.734 8.459
7.619
7.179
7.042
110 x 110
19.959
13.972
10.989
9.329
7.732
22.668
15.726
12.294
10.395
8.381 9.314
7.886
120 x 120
12.251 13.743
8.751
8.575
135 x 135
28.185
19.284
16.765
14.933
12.544
40.851
27.398
23.638
20.919
17.402
10.491 14.407
10.273
155 x 155
11.193 15.427
175 x 175
57.815
57.815
57.815
57.815
57.815
50.382
46.299
45.042
200 x 200
66.574
66.574
66.574
66.574
57.580
52.913
60 x60
19.351
14.170
9.926
9.025
8.548
51.476 8.399
70 x 70
21.199
15.381
12.626 13.661
66.574 11.473 12.382
10.673
9.159
8.995
90 x 90
25.820 28.771
18.399
16.238
14.642
10.672
10472
20.321
17.876
16.077
12.528 13.703
9.682 11.311 12.342
11.629
11.406
14.090
110 x 110
32.331
22.632
19.845
17.801
15.112
13.576
12.774
12.524
120 x 120
36.719
25473
22.262
19.914
16.838
15.087
14.175
13.890
135 x 135
45.656
31.237
27.157
24.189
20.320
18.130
66.172 58.763
44.380
38.289
28.188
24.990
58.763
58.763
33.886 58.763
16.994 23.337
16.640
155 x 155
58.763
58.763
58.763
22.824 58.763
67.657 18.443
67.657
67.657
67.657
67.657
67.657
67.657
67.657
13.574
12.116
11.025
9.558
8.701
8.247
8.104
19.994 23.753
14.592
12.986
11.789
10.186
9.254
8.761
8.607
17.051
15.088
13.634
11.701
10.585
9.814
200 x 200 60 x 60 70 x 70 90 x 90
unlcon
45
70 x 70
175 x 175 7,00
40
90 x 90
100 x 100
220 x 220
30
6.004 6.731
120 x 120
175x175
e (grados)
Bb
HxB
100 x 100
26.067
18.561
16.375
14.763
12.627
11.397
9.998 10.752
110 x 110
28.771
20.321
17.876
16.077
13.703
12.342
11.629
10.551 11.406
---Manual de Diserio de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
CAPITULO I
Consideraciones generales para el diserio
Capacidad para conexiones Y y T, conexiones X Seccion Cuadrada (continuaclen)
~ ~
Cordon : Espesor principal I nominal HxB
e
mm
mm
DN
220 x 220
220 x 220
260 x 260
7,00
9,00
9,00
i i
Diagonal; montante
"'P (K f) 'I' n g
e (grados) mm
45
50
60
17.630 20.577 26.417
120 x 120
31.977
135 x 135
38.100
26.366
19.649 23.021
155 x 155
34.249
29.712
175 x 175
50.343 72.695 67.399
41.805 67.399
36.943
200 x 200
48.539 67.399
220 x 220
92.819 22.439
92.819
92.819
60 x 60
92.819 30.488
18.225 19.489
67.399
70
80
90
14.972
13.454
12.661
12.413
17.378
15.560
14.318
22.131
19.712
14.613 18.457
30.662 67.399
27.142
70 x 70
33.051
24.121
90 x 90
39.266
28.187
24.941
22.537
19.342
100 x 100
43.091 47.560
30.682 33.591
27.070
24.404
20.872
110 x 110
26.577
120 x 120
52.860
37.033
29.550 32.482
29.143
135 x 135
62.982
43.585
38.055
155 x 155
83.220
49.116 69.106 69.080 94.668
175 x 175
120.169
56.616 80.237
200 x 200
69.080
69.080
220 x 220
94.668
94.668
60 x 60
28.371
70 x 70
30.303
21.048 22.317
90 x 90
34.792 37.425
120 x 120
I
18.838
67.399 83.064
92.819 15.799
20.028 21.467
14.383
16.839
15.297 17.497
18.067 24.761
25.325 67.399
67.399
76.418
74.372
13.633 14.483
13.397
16.527
16.223 17.441
14.227
17.774
22.652
18.841 20.401
19.223
18.855
24:750
22.240
20.929
20.520
34.016
28.728
25.722
24.156
23.669
43.669
36.584
32.584
30.510
29.866
61.069
50.685
44.867
41.863
40.932
69.080
69.080
69.080
69.080
69.080
94.668 17.178
94.668
94.668
94.668
14.938
94.668 12.708
13.625
12.927
18.134
15.724
14.317
13.571
25.261
19.924 22.442
20.345
17.542
15.916
15.058
13.337 14.789
26.984
23.914
21.637
18.603
16.848
15.924
15.634
40.383 43.732
28.916
25.563 27.426
23.083
19.790
17.891
16.892
16.580
24.717
19.065
17.983
17.645
135 x 135
49.688
34.974
27.608
21.141
60.081
41.710
24.728
175 x 175
75.013
51.342
44.642
39.767
27.591 33.412
19.909 23.235
19.525
155 x 155
30.728 36.461
21.128 23.496
200 x 200
106.675
71.632
61.831
54.742
45.565
29.816 40.412
27.948 37.748
220 x 220
158.575
104.628
89.690
78.942
65~114
57.400
53.430
52.200
260 x 260
140.659
140.659
140.659 25.662
19.311
18.984
70x 70
45.267
33.338
28.140 29.763
128.629 20.353
115.275
42.382
140.659 22.315
118.419
60 x 60
140.659 31.442
23.489
21.387
90 x 90
51.974
37.736
33.524
30.392
20.273 22.494
22.092
55.907
40.310
35.723
25.168
23.788
110 x 110
60.325
43.196 46.458
38.187
32.321 34.482
I I
23.776
100 x 100
26.205 27.790
25.234
40.970
36.922
I
26.725 28.480
26.864
24.767 26.358
52.245 62.307
45.903 54.466
41.242
i
76.695
110 x 110
11,00
40 22.403
100 x 100
260 x 260
30
120 x 120 135 x 135 155 x 155
II
31.100
65.328 74.225
I
32.623
27.088
I I
29.563 31.562 35.098
I
29.167 34.015
49.911
44.540 60.368
34.709 41.749
66.688
159.355
107.006
92.365
81.775
220 x 220
236.884
156.296
133.981
117.925
97.269
85.746
79.815
260 x 260
142.969
142.969
142.969
142.969
142.969
142.969 ~ L_
142.969
68.067
ON: Oesignaci6n comercial del producto en milfmetros Propiedades mecanicas sequn Especificaciones ASTM A572 - Grado 50: Fy= 3.515 Kgf/cm' - F, = 4.360 Kgf/cm' Los valores reportados en la tabla corresponden a la maxima carga en Tracci6n mayorada po. resistida por el perfil circular, en Kgf Nota: En caso de compresi6n. rnultiplicar los valores de la tabla por el factor de interacci6n de esfuerzos Q, = 1,3 - O,4Um 1,0 U=abs(P,IA.lJ+M,ISF) ,P=B,/B _ . _
Manual de Disefio de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
!II
23.355
29.741
200 x 200
~
I
36.939
175 x 175
_L ~------~------~-----
19.923
31.581
48.733 59.406
I
36.921
. 41.217
89.750 112.057
I
22.770 27.367
40.881 55.154 77.978
56.389
_L
142.969 _
Consideraciones generales para el diseno ~ ~
Capacidad para conexiones Seccion Cuadrada
Cordon principal
Espesor. nominal:
CAPITULO I K
Diagonal: montante:
HxB
e
Bb
mm
mm
mm
ON
"'P (K f) n g
'I'
El (grados)
~.-30
40
45
50
60
70
80
90
1.820 1.444
1.793
60 x 60
2,25
60 x 60
3.585
2.789
2.535
2.340
2.070
1.908
70 x 70
2,25
60 x60
2.845
2.213
2.012
1.857
1.643
70 x 70
3.319
2.582
2.347
2.166
90 x 90
2,50
60 x60
2.540
1.975
1.796
1.658
1.916 1.466
1.514 1.766 1.351
1.685 1.289
1.660 1.270
70 x 70
2.963
2.305
2.095
1.934
1.711
1.576
1.504
1.481
90 x 90
2.963
2.694 2.419
2.486
2.199
2.027
2.232
1.975
1.820
1.934 1.737
1.905
60 x60
3.809 3.420
70 x 70
3.990
2.822
2.123 2.730
2.026
1.995
5.131
2.605 3.349
2.304
90 x 90
2.605
2.565
100 x 100
110 x 110
3,00
3,40
120 x 120
135 x 135
4,00
4,30
-
II
100 x 100
5.701
60 x 60
4.054
3.153
70 x 70
4.730
90 x 90
6.081
175 x 175
4,50
5,50
unlcon
I II
3.628 4.031
3.721
3.679
2.867 3.344
2.646 3.087
4.730
4.300
5.256
4.778 5.255
2.962 3.291
1.710
3.033
2.894
2.850
2.341
2.157
2.027
2.517
3.969
2.731 3.511
2.058 2.401
3.236
3.087
3040
4.410
3.901
3.595
3.430
4.851 3.486
4.291
3.955
3.773
3.378 3.716
2.842 3.316
2.712 3.164
2.671 3.116
I
4.068
4.006
I
4.520
4.451 4.896
2.365
110 x 110
6.757 7.432
60 x 60
5.341
4.155
70 x 70
6.231
4.847
3.777 4.406
90 x 90
8.012
6.232
5.665
4.067 5.229
4.626
100 x 100
8.902
6.925
6.295
5.810
5.140
4.263 4.737
110 x 110
9.792
7.617
6.924
6.392
5.654
5.210
120 x 120
8.310
7.554
6.973
4.172
3.501
2.682
6.257
4.084
3.613
3.177
3.129
90 x 90
8.045
4.867 6.258
2.854 3.329
2.723
70x 70
3.792 4.425
6.168 3.097
5.684
60x 60
10.683 5.363
4.972 5.424
5.689
5.251
4.645
8.939
6.953
6.321
5.161
4.281 4.756
4.085
100 x 100
4.538
4.023 4.469
110 x 110
9.833
5.677
5.232
6.193
4.992 5.446
4.916 5.363
6.967
5.708 6.421
6.034
2.820 3.290
2.599 3.032
6.127 2.480
4.230 4.700
3.898
2.893 3.720
2.849 3.663
4.331
4.133
4.070 4.477
5.781
7.649
6.953
5.834 6.418
10.727
8.344
7.585
7.001
12.068 4.884
9.387 3.799
8.533 3.454
7.877 3.188
70 x 70
5.698
4.433
4.029
90 x90
7.326
5.699
8.140
6.332
5.181 5.756
4.782
100 x 100
120 x 120 135 x 135 155 x 155
I
2.661 3.104 3.991 4.434
i 100 x 100 I
I
1.422
60 x 60
I I
II
I I I
I
,I
3.084 3.598
I
3.719 5.313
I
I
1
I
I
I
5.341
2.442
110 x 110
8.955
6.965
6.332
5.845
5.170
4.765
4.546
120 x 120
9.769
7.599
6.907
6.376
5.640
5.198
4.960
5.847 6.714
5.580 6.406
3.578
3.414
3.362
4.884 5.495
135 x 135
10.990
8.548
7.771
7.173
6.345
155 x 155
12.618
9.815
60 x60
6.724
5.230
8.922 4.754
8.236 4.389
7.285 3.882
70 x 70
7.844
6.102
5.547
5.120
4.529
4.174
3.983
3.922
90 x 90
10.086
7.132
6.583
5.367
5.121
5.043
I
6.309
100 x 100 I
11.206
7.845 8.717
7.924
7.314
5.823 6.470
5.963
5.690
5.603
110 x 110
9.589 10.460
8.717
7.117 7.764
6.259
6.164
9.509
8.046 8.777
6.559
120 x 120
12.327 13.448
7.155
15.129
11.768
10.698
9.875
8.735
8.050
6.828 7.681
6.724
135 x 135
7.564
Manual de Diserio de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
CAPITULO I ~ ~
Consideraciones
generales para el diseno
Capacidad para conexiones K Seccion Cuadrada (contlnuaelen)
Cordon principal
Espesor nominal
HxB
e
mm ON
mm
175x175
5,50
200 x 200
5,50
200 x 200
Diagonal montante
(jlPn (Kgf)
B.
e (grados)
mm
30
7,00
7,00
9,00
50
60
I
70
80
90
9.242
8.819
8.685
10.435
9.957 2.794
9.806
17.370
13.511
12.282
11.337
10.029
175x175
19.611
15.255
11.323
4.281
13.867 3.891
12.800
60 x 60
3.592
4.540
4.191
3.177 3.707
3.416
3.260
3.210
5.388
4.766
4.392
4.191
4.128
5.296
4.880
4.657
4.586
I
70 x 70
5.503 6.421
90 x 90
8.255
4.994 6.421
100 x 100
9.172
7.135
5.837 6.486
110 x 110
10.090
7.848
7.134
6.585
5.825
5.369
5.123
5.045
120 x 120
11.007
8.562
7.783
7.184
6.355
5.857
5.588
5.503
135 x 135
12.383
9.632
8.756
8.082
7.149
6.589
6.287
6.191
155 x 155
14.217
11.059 12.486
10.053
8.208
7.565
7.218
7.109
11.350
9.280 10.477
9.267
12.972
11.974
10.591
8.541 9.761
8.150 9.314
8.026
14.270
5.106
5.028
I
5.987
I
I
I
2.928
2.752
175 x 175
16.052
200 x 200
18.345
60 x 60
10.057
7.823
7.111
6.564
5.806
5.351
70 x 70
11.733
9.127
8.297
7.658
6.774
6.243
5.957
90 x 90
15.085
10.667
9.846
8.710
8.027
7.659
5,.867 7.543
100 x 100
16.762 18.438
11.734 13.038
11.852 13.037
10.940
9.677
8.919
8.510
8.381
10.645
9.361
9.219
14.342
12.034
II
I I
9.172
120 x 120
20.114
15.646
14.223
13.128
11.613
9.811 10.702
22.628
17.602
16.001
14.770
13.064
12.040
10.212 11.489
10.057
135 x 135
I
11.314
155 x 155
25.981
20.209
18.371
16.958
15.000
13.824
13.191
12.990
175x175
29.333
22.817
20.741
19.146
16.935
15.608
14.893
14.666
200 x 200
33.523
26.076
23.705
21.881
19.355
17.837
17.020
16.762
60 x60
8.717
6.781
6.164
5.690
5.033
4.638
4.426
4.359
70 x 70
10.170
7.911
7.191
6.638
5.872
5.411
5.163
5.085
7.549
6.958
6.639
6.538
7.731
7.376
7.264 7.991 8.717
I
90x 90
13.076
10.171
9.246
100 x 100
14.529
10.273
8.535 9.483
110 x 110
15.982 17.434
11.301 12.431
11.301
10.431
9.227
8.504
8.114
13.562
12.328
11.380
10.066
9.277 10.436
8.852
120 x 120
220 x 220
45
155 x 155
110 x 110
220 x 220
40
8.388
I I
135 x 135
19.614
15.257
13.869
12.802
155 x 155
17.517
15.924
14.699
175x 175
22.520 25.425
19.777
17.978
16.595
14.679
200 x 200
29.057
22.603
20.547
18.966
220 x 220
31.963
22.601
20.862
60x60
16.340
24.863 12.710
16.776 18.454
70 x 70
19.063
14.828
11.554 13.479
10.665 12.442
I
I I
90 x 90
24.509
19.065
17.331
15.997
100 x 100
27.233
21.183
19.256
17.775
I
11.324 13.002
I
11.982 13.528
9.958 11.433
9.807 11.260 12.713
15.461
12.909 14.753
17.007
16.228
15.982
14.529
9.434
8.694
8.296
8.170
11.006
10.143
9.531
14.150
13.041 14.490
9.678 12.444
12.255
13.826
13.616
15.939
15.209
. 14.978
110 x 110
29.956
21.182
19.552
120 x 120
32.679
23.301 25.420
15.723 17.295
23.108
21.330
18.867
17.388
16.592
16.340
135 x 135
36.764
28.597
25.996
23.996
21.226
42.210
32.834
29.847
27.551
24.370
18.666 21.431
18.382
155 x 155
19.562 22.460
21.105
175x175
47.657 54.465
37.071
33.699
31.106
25.358
24.196
23.828
42.366
38.513
35.550
27.515 31.445
28.980
27.653
27.233
200 x 200
Manual de Disefio de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
I
unlcon
Consideraciones generales para el diseno ~ ~
CAPITULO
Capacidad para conexiones K Seccion Cuadrada (contlnuacten)
Cordon principal
Espesor nominal
e
HxB mm
mm
ON
Diagonal montante
$Pn (Kgf)
B.
e (grados)
mm
30
40
45
50
60
70
80
I
90
220 x 220
9,00
220 x 220
59.912
46.603
42.364
39.105
34.590
31.878
30.418
29.956
260 x 260
9,00
60 x60
12.718
9.893
7.343
6.767
14.837
11.542
8.993 10.492
8.301
70 x 70
8.566
7.895
6.457 7.533
6.359 7.419
90 x 90
19.077
11.014
10.151
9.686
9.538
100 x 100
21.196
14.839 16.488
9.684 12.451
11.278
10.762
10.598
110 x 110
23.316 25.436
12.406 13.534
11.838 12.914
11.658 12.718
120 x 120
I
, 260 x 260
11,00
-
I
,I
13.489
18.137
14.988 16.487
13.835 15.218
12.238 13.462
19.785
17.986
16.602
14.685
135x135
28.615
22.259
20.234
155 x 155
32.854
25.556
23.232
18.677 21.444
175 x 175
37.094
28.854
26.229
24.211
200 x 200
42.393
32.976
29.976
220 x 220
46.632
36.273
32.974
260 x 260
55.111
42.869
38.969
60 x60
21.003
16.338
14.852
70 x 70
24.504
19.061
90 x 90
31.505
24.507
I
16.521
15.226
14.528
14.308
18.969 21.416
17.481
16.681
16.427
19.737
18.833
27.670 30.437
24.476
22.557
26.923
24.812
21.523 23.676
35.971 13.709
31.818
29.324
27.980
27.555
11.176
10.502
17.327
15.994
14.147
10.664 12.441
22.277
20.563
18.189
15.996
15.753
17.773
17.503
12.126
,
13.038 16.763
I
I
18.547 21.196 23.316
12.252
100 x 100
35.006
27.230
24.753
22.848
20.211
110 x 110
38.506
29.953
27.228
22.232
18.626 20.489
120 x 120
42.007
29.703
24.253
22.351
19.550 21.327
135 x 135
47.258
32.675 36.760
25.133 27.418
25.145
23.993
54.259
42.206
30.845 35.415
27.284
155 x 155
33.416 38.367
21.003 23.629
31.326
28.870
27.548
27.129
175 x 175
61.260
39.985
31.102
49.505
45.697
35.368 40.421
32.596 37.252
35.546
220 x 220
70.011 77.012
47.652 54.459
43.317
200 x 200
I
59.905
54.456
260 x 260
91.015
I
70.797
64.357
50.266 59.406
40.977 48.428
39.100 46.209
i
!
44.463 52.547
19.253
I
30.630 35.006 38.506 45.507
ON: Oesignaci6n comercial del producto en milimetros Propiedades rnecanicas sequn EspecificaeionesASTM A572 - Grado 50: F, = 3.515 Kgf/em' - F, = 4.360 Kgf/cm' Los val ores reportados en la tabla corresponden a la maxima earga en Traeci6n mayorada P", resistida par el perfil circular. en Kgf Nota: En easo de eompresi6n, multipliear los valores de la tabla por el factor de interacci6n de esfuerzos 0, = 1,3 - O,4U/fl.'; 1,0 U=abs(PJA"F,+MJSF,) P.=5fl/y,;P P=B,/B
unlcon
Manual de Diseno de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
r
CAPITULO I
Consideraciones
generales
para el diserio
1.3.1.9. Conexiones directas entre perfiles tubulares sometidos a momentos Se refiere alas conexiones directamente soldadas de uno convergen a un miembro principalmente
0
0
mas miembros secundarios que como ramas
cordon principal, que pasa continuo a traves de la conexion, transmitiendo
momentos flectores. Estas conexiones pueden desarrollarse en un plano
0
configurando
multiplanos y encuentran su principal aplicacion en conexiones a momento de estructuras aporticadas
0
en vigas
Vierendeel ver figura 1.44.
-,-------------------
l' b--------~ ------q,.-------JW------."
lID Esquema FIGURA
I:!l!I Conexiones
.
tlpico Viga Vierendeel
FIGURA
entre perfiles tubulares circulares
a momento
1 . Secciones Circulares limitaciones dimensionales: Angulo:
e~ 30°
Olt :550 conexiones Y y T, Olt < 40 conexi ones cruzadas Ojtb:5 50 miembros traccion, Ojto:5 0,05 E/Fy compresion 0,2:5 OjO :51,0
- -. _.-------_.- .. - --Manual de Disefio de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
unlc:on
CAPITULO I
Consideraciones generales para el diserio
a. Conexiones Y (incluye conexiones T) y Conexiones Cruzadas (incluye conexiones X) can momentos flectores en el plano.
+ IT----! -+ +_~_~_~J~_~_~_ I
,.......-....~~---......,I
Conexi6n T
Conexi6n Y
DlI FIGURA
r
Conexiones entre perfiles tubulares,
una rama a momento
La resistencia de diserio
= 0,90
= 0,95
ii) Punzonado; (solo si ~ s (1-1/y) 1+3sen8
2
Mn= 0,6 Fyt Db [
]
e
4sen2
-b. Conexiones Y (incluye conexiones T) y Conexiones Cruzadas (incluye conexi ones X) can momentos flectores fuera del plano La resistencia de diserio
= 0,90
= 0,95
ii) Punzonado; (solo si ~~ (1-1/y)
a. Conexi ones Y (incluye conexiones T) y Conexi ones Cruzadas (incluye conexiones X) can momentos flectores y fuerza axial
En todos los casas,
O, = 1,0 O, = 1,0 - O,3U(1+U) U
unlcon
= I PJAF
y
(en tracci6n) (en compresi6n)
+ MJSFy
I
Manual de Disefio de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
CAPITULO I
Consideraciones generales para el diserio
2. Secciones Cuadradas y Rectangulares.
Limitaciones dimensionales:
Angulo: 8 ",900 Bit s 35 conexiones T
- -tb
y cruzadas
B,/~s 35 miembros traccion
I
t
Miembros cornpresion:
I --1----I,
H
L
B,/B~ 0,25 conexiones 0,5 s H/B s 2,0 Y 0,5~ H,/Bb ~ 2,0
t
-
I
1--8--
FIGURA C onexlones ~ entre pe rf"' I es tubulares ~ cuadrados y rectangulares a momento
a. Conexiones T y Conexiones Cruzadas con momentos flectores en el plano La resistencia de diserio ~Mn' sera la menor entre los siguientes estados limites:
+
i) Plastificacion del cordon (solo si ~ < 0,85) ~ = 1,00
b~~==~=~
__======d~
--- t-- ----,---------t---
ii) Punzonado; (solo si ~~0,85)
,
~ = 1,00
r Conexion T
a = 1,00 para conexiones T a 0,80 para conexiones cruzadas
I!l!I
FIGURA C"'
=
onexron a momento
en
T
iii) Cedencia local debido a distribucion de carga no uniforme (solo ~ ~ 0,85)
~ = 0,95
b. Conexiones Ty Conexiones Cruzadas con momentos flectores fuera del plano. La resistencia de diseno ~Mn' sera la menor entre los siguientes estados limites:
Manual de Diserio de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
unlcon
CAPITULO I
Consideraciones generales para el diseno i) Plastficacion del cordon (solo si 13s 0,85) = 1,00
ii) Punzonado; (solo si 13~0,85)
=
1,00
=
a 1,00 para conexiones T a = 0,80 para conexiones cruzadas
iii) Cedencia local debido a distribucion de carga no uniforme (solo 13~ 0,85) = 0,95
iv) Falla por distorsion del cordon Mn=2Fyt[
Hbt+[BHt(B+H)]O.S]
<1>=1,00
c. Conexiones Ty Conexiones Cruzadas con momentos flectores y fuerza axial _u_
P ) ( ~
+
(M_U_' ) (MM~) <10 M. - , +....:..:..:.!!L
En todos los cases, Or 1,0 (en tracci6n)
=
Or = (1,3 - 0,4U/I3):51(en compresi6n) U
= I PJAF
y
+ MJSF)
1.3.1.10. Conexiones multiplano Las conexiones multiplano se presentan frecuentemente en estructuras tridimensionales, por ejemplo, torres, vigas triangulares
0
cuadrangulares, etc. Dependiendo de los tipos de conexiones que se configuren en cada
plano se designan como conexiones KK, n, XX, etc.
Conexion
1m unlcon
KK
Conexiones
Conexion multiplano
XX
con perfiles tubulares
Manual de Disefio de Estructuras de Acero con PerfilesTubulares
CAPITULO I
Consideraciones generales para el diserio
Siguiendo las recomendaciones expresiones desarrolladas
del CIDECT, el disefio de las conexiones multiplano se fundamenta en las
para conexiones planas, con los coeficientes de correcci6n que se indican a
continuaci6n. TABLA
1&1 Coeficiente
de correceton de las conexiones multi plano Coeficiente de Correcci6n (respecto al node plano)
Tipo de Conexi6n
600:s
rr
"8/
xx
1,00
V t
e s 90°
t
-+-
N2
1,00 + 0,33
N
1
t
KK
"8/ . . .
~
0,90
± I I
Manual de Disefio de Estructuras de Aoero con Perfiles Tubulares
unlcon
Consideraciones generales para el diserio
CAPITULO I
Edificaci6n para trans porte publico, construida con perfiles tubulares Unicon Caracas, Venezuela
Armadura tridimensional con perfiles tubulares circulares
unlcon
Manual de Diserio de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
Consideraciones generales para el diserio
CAPITULO I 1.3.2. Conexi ones empernadas
Inicialmente podemos resaltar que las conexiones empernadas se etectuan regularmente a traves de elementos auxiliares representados en su mayoria por planchas
0
placas rnetalicas de acero y anqutos. Suoutilizaci6n, con
respecto a los perfiles tubulares, es mas marcada cuando se usan las secciones circulares, debido a la ausencia de caras planas. Sin embargo, existen sistemas de pernos auto-taladrados y patentes como el Flowdrill System. Ultra-Twist Bolt, etc. que permiten el desarrollo de eficientes conexiones empernadas para perfiles tubulares de acero de secci6n cuadrada y rectangulares. En el mismo orden de ideas, nos permitimos mencionar que estos dos sistemas pueden ser combinados ..con la finalidad de lograr estructuras mas livianas y de tacil y rapido ensamblaje
0
montaje, seguras yecon6micas.
Diversas conexiones empernadas conforman el techo del gimnasio techado
Las conexiones
empernadas
son especial mente convenientes
para uniones en obra de subconjuntos
prefabricados en taller. Estas conexiones aprovechan las virtudes de la combinaci6n de los dos rnetodos de conexi6n, con pernos y soldadura. Entre las conexiones empernadas que encuentran usos mas frecuentes en las estructuras rnetalicas, destacan las conexiones con bridas, las de apoyos articulados y las de plancha base para columnas, por supuesto, esto no quiere decir que no se esten planteando otros tipos de soluciones creativas que estan surgiendo en las obras nacionales e internacionales, que seran en el corto y mediano plazo soluciones tipicas para este tipo de perfiles. Los rnetodos de calculo son similares a los utilizados para la construcci6n de estructuras de acero con perfiles convencionales de secci6n abierta, con algunas modificaciones especificas cuando se utilicen conexiones empernadas directamente sobre los tubulares. Los aspectos mas resaltantes de estos metodos se presentan a continuaci6n, sin embargo, para mayor informacion sobre los rnetodos y casos especiales, es conveniente consultar el capitulo J de las especificaciones de la ASIC (AISC 2005), asi como su comentario y cualquier otra especificaci6n asociada.
--------------------------------------------------
Manual de Disefio de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
unlC::on
CAPITULO I
Consideraciones generales para el diserio
Conexiones empernadas. Garantizan la soldadura en taller, en un ambiente controlado, e instalaci6n rapida y segura en obra
1.3.2.1 Pernos y partes roscadas Los pernos se alta resistencia son los denominados designaci6n,
mas utilizados
en la industria de la construcci6n
ASTM A325 Y A490, en las tablas 1.30 e 1.31 se presentan
para los diametros
y metalrnecanica
las minimas pretensiones
de cada
estandar
~ ~ Diametro nominal del perno
Pretension minima de los pernos. Designacion en pulgadas An~a
nommal
d.
Ab
pulg
em'
Pernos A325
Pernos A490
kgf
kgf
1/2"
1,27
5.440
6.800
5/S"
1,98
10.900
3/4"
2,85
8.620 12.700
7/S"
3,88
17.700
22.200
1"
23.100 25.400
29.000
1 1/S"
5,07 6,42
1 1/4"
7,92
32.200
46.300
1 3/S"
9,58 11,4
38.600 46.700
54.900
1 1/2"
para conexiones,
15.900
36.300
67.100
Igual a 0)0 (redondeado) de las resistencias minlmas especificadas a la tracci6n de los pernos.
unlc:on
Manual de Diseiio de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
Consideraciones generales para el diserio
CAPITULO I TABLA
IEII
Pretension minima de los pernos. Designacion en sistema metrtco
Diametro nominal : del perno l
An~a nommal,
dp
Ab
metrlco
em'
:
Pernos A325
:
kgf
Pernos A490
kgf
M16
2,01
9.280
11.600
M20
3,14
14.500
18.250
M22
3,80
18.000
22.500
M24
4,52 5,73
21.000 27.200
26.200
M30
7,07
33.200
M36
10,20
48.400
41.600 60.700
M27
34.000
Igual a 0,70 (redondeado) de las resistencias minimas especificadas a la tracci6n de los pernos.
Minimas distancias a bordes" y separaciones minimas entre centros de pernos", Designacion en pulgadas
~ ~
Diametro nominal del perno 0 conector
Area nominal
Sep. entre pernos
dp
Ab
3db
mm
em'
mm
mm
dp pulgadas
I I
Dist. borde cizallado
Dist. borde soplete C
mm
1/2"
12,7
1,27
38
22
19
5/S"
15,9
1,98
48
29
22
3/4"
19,1
2,85
57
32
25
7/S"
3,88
67
38d
29
5,07 6,41
76
44
d
32
86
51
38
7,92
95
57 1,75dp
1"
22,22 25,4
1 1/S"
2S,6
1 1/4"
31,S
Diarnetros
13/S" 1 1/2"
par encima
I
II
I
de 1 1/4", el incremento
34,9 3S,1
I
9,58 11,4
es obtenido
por:
41 1,25dp
I
106
61
44
I
114
67
48
a. Menores distancias son permitidas siempre y cuando sean saisfechas las condiciones J3.1 0 de AISC. b. Para agujeros de gran tarnano 0 con ranuras, vease Tabla 1.3.5 de AISC. c. Todas las distancias al borde mencionadas en esta columna se pueden reducir en 3 mm, cuando el agujero este situado en el punto donde la resistencia requerida no exceda del 25 % de la maxima resistencia admisible en el elemento. d. Son permitidos valores de 32 mm, en losextremos de conexiones devigas, con angulos y planchas de cabeza
Manual de Diseno de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
unlcon
CAPITULO I
Consideraciones generales para el diserio TABLA
lEI
Minimas distaneias a bordes a y separaeiones minimas entre eentros de pernos b. Designaeion en sistema metrlco
mm
metrico
em'
mm
mm
mm
M16
16
2,01
48
28
22
M20
20
3,14
60
34'
26
M22
22
3,80
66
38'
28
M24
24
72
42'
30
M27
27
4,52 5,73
81
48
34
M30
30
7,07
90
52
38
M36
36
10,20
108
Diarnetros
por encima
de M36, el incremento
es obtenido
por:
64
46
1,75dp
1,25dp
a. Menores distancias son permitidas siemprey cuando sean saisfechas las condiciones J3.10 de AISC. b. Para agujeros de gran tamario 0 con ranuras, vease TablaJ3.5M de AISC. c. Todas las distancias al borde mencionadas en esta columna se pueden reducir en 3 mm, cuando el agujero este situado en el punta donde la resistencia requerida no exceda del 25 % de la maxima resistencia admisible en el elemento. d. Son permitidos valores de 32 mm, en los extremes de conexiones de vigas, con anqulos y planchas de cabeza.
En la tabla 1.34se presentan las resistencias de los pernos y partes roscadas, en donde tarnbien estan incluidos los pernos A307, los cuales pueden ser utilizados en estructuras sometidas a cargas estaticas y miembros secundarios de las mismas tales como: largueros, vigas de techos y pisos, entre otros miembros.
lID TABLA
Resrs . t encras . de Ios per nos y par t es rosea das
Descripclon del Conector
Esfuerzo de Traccion; Fntf Kgf/cm2
.
Esfue~o de corte por Aplastamiento Fnv• Kgf/cm2
Pernos A307
3160 a.b
1690b•
Pernos A325, cuando las roscas
6330'
3370'
6330 '
4220'
7940'
4220'
7940'
5270'
0,75Fu '.'
0,40F"
o 75F a.'
0,50F
C .'
no estan excluidas de los planes de corte. Pernos A325, cuando las roscas estan exciuidas de los planes de corte. Pernos A490, cuando las roscas no estan excluidas de los planes de corte. Pernos A490, cuando las roscas estan exciuidas de los planes de corte. Partes roscadas que reunan los requerimientos de la secci6n A.3.4 de AISC, cuando las roscas no estan exciuidas de los planes de corte. Partes roscadas que reunan los requerimientos de la secci6n A.3.4 de AISC, cuando las roscas
,
u
U
estan exciuidas de los planes de corte. a. b. c. d.
Sujeto al apendice 3 de la especificaci6n deAISC. Para pernos A30710s valores tabulados se reduciran en 1% par cada 2mm de espesor de la conexi6n, por encima de 5 ciarnetros. Las roscas son permitidas en los pianos de corte. La resistencia a tracci6n de la parte roscada de una barra recalcada, basada en el area transveral del mayor diametro de su rosca. sera mas grande que el area del cuerpo nominal de la barra. antes que el recalcado, por Fy. e. Para pernos A325 y A490 sometidos a fatiga por cargas a tracci6n. vease el apendice 3 de AISC. d. Cuando se usen conexi ones de aplastamiento para empalmar miembros en tracci6n. y la oisposicion del conector tiene una longitud. paralela a la direcci6n de la fuerza. que excede de 1270mm. los valores tabulados se reducran en un 20%
unlcon
Manual de Diserio de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
CAPITULO I
Consideraciones generales para el diserio
1.3.2.1. 1 Resistencia a tracci6n v corte de pernos
~ = 0,75
Donde:
F, = esfuerzo de tracci6n nominal Fnt
0 esfuerzo de corte Fnv
Fnt = O,75Fu
partes roscadas que reunan ciertos requisitos
F nv= 0,40Fu
partes roscadas que reunan ciertos requisitos,
cuando las roscas no estan excluidas de los pianos de corte. Fnv= O,50Fu
partes roscadas que reunan ciertos requisitos,
cuando las roscas estan excluidas de los pianos de corte. Ab
= area nominal no roscada del cuerpo del perno
En las tablas 1.35 e 1.36 se muestran
las resistencias
0
la parte roscada.
de diserio a tracci6n
y en las 1.37 e 1.38 las resistencias
de
corte par aplastamiento.
~ ~
Pernos en Traccion - Resistencia de Diseno Designacion en pulgadas
Diarnetro nominal del perno 0 conector
Area! nominal:
Pernos A307·
Pernos A325
Pernos A490
Kgf
Kgf
Kgf
6.029 9.400
11.791
13.530 18.4~0
23.105
d.
d.
Ab
pulgadas
mm
em'
1/2"
12,7
1,27
3.010
5/S"
15,9
1,98
4.693
3/4"
19,1
2,85
6.755
7/S"
22,22
3,88
9.196 12.016
1"
25,4
1 1/S"
2S,6
5,07 6.41
1 1/4"
31,8
7,92
13/S"
34,9
1 1/2"
3S,1
9,58 11.4
7.563 16.972
24.010 30.431
30.192
37.600 45.481
47.164
22.705 27.018
54.122
67.887
15.192 18.770
38.172 57.049
Valores de cpR,,, con cp= 0,75 a. Su uso esta dirigido a estructuras sometidas a cargas estaticas y miembros secundarios pisos, etc.
Manual de Diseiio de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
como largeros, vigas de techos y
unlcon
CAPITULO I
Consideraciones generales para el disefio ~ ~
Pernos en Traccion - Resistencia de Diseno Designacion en sistema metrleo
Diametro nominal del perno 0 conector
dp
I
Area nominal
dp
Ab
rnetrico
mm
em'
M16
16
2,01
M20
20
M22
22
M24
24
I
Pernos
A325
I
Pernos
A490
Kgf
9.542
11.970
3,14
4.764 7.442
3,80
9.006 10.712 13.580 16.756
M27
27 30
7,07
M36
36
10,20
24.174
Valores
~ ~
A307a
Kgf
M30
a estructuras
Pernos
i
Kgf
4,52 5,73
a. Su uso esta dirigido techos y pisos, etc.
.
sometidas
de
can ~
a cargas estaticas
14.907
18.699
18.041 21.459
22.629 26.917
27.203
34.122
33.565 48.425
42.102 60.741
= 0,75 y miembros
secundarios
como largeros, vigas de
Pernos a Corte por Aplastamiento - Resistencia de Diseno Designacion en pulgadas Diametro nominal del perno 0 conector
Area nominal
Pernos
A325b
Kgf
Kgf
.
... ,,'
.. ' ,
Kgf
Kgf
Kgf
4.020
4.020
5.020
Pernos
A30r
dp
dp
Ab
pulgadas
mm
em'
1/2"
12,7
1,27
1.610
3.210
5/8"
15,9
1,98
2.510
5.004
6.267
6.267
7.826
3/4"
19,1
2,85
3.612
7.203
9.020
9.020
11.265
7/8"
22,22
3,88
12.280
12.280
15.336
25,4
12.814
16.047
16.047
1 1/8"
28,6
5,07 6,41
4.918 6.426
9.807
1"
8.125
16.201
20.288
20.288
20.039 25.336
1 1/4"
31,8
7,92
10.039
20.018
25.067
25.067
31.304
13/8"
34,9
30.321
30.321
37.865
38,1
12.143 14.450
24.213
1 1/2"
9,58 11,4
28.814
36.081
36.081
45.059
-
Valores
de
~R." can
~
= 0,75
a. Las roscas son permitidas en los planas de corte. b. No estan excluidas las roscas del perno en los planas de corte. c. Estan excluidas las roscas del perno en los pianos de corte.
Manual de Diseno de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
CAPITULO I
Consideraciones generales para el diseno ---~::-:
~ ~
Per nos a Corte por Aplastamiento . Resistencia de Diseiio Designacion en sistema metrleo Diametro nominal del perno 0 conector
Area nominal
Pernos
A307·
Pernos
A325b
Pernos
Pernos
Pernos
A325c
A490b
A490·
Kgf
Kgf
Kgf
Kgf
Kgf
dp
dp
Ab
metrlco
mm
em'
M16
16
2,01
2.548
5.080
6.362
6.362
7.945
M20
20
3,14
3.980
7.936
9.938
9.938
12.411
M22
22
3,80
4.817
9.605
12.027
12.027
15.020
M24
24
4,52
5.729
11.424
14.306
14.306
17.865
M27
27
5,73
7.263
14.483
18.135
18.135
22.648
M30
30
7,07
8.961
17.869
22.377
22.377
27.944
M36
36
10,20
12.929
32.283
32.283
40.316
25.781
Valores
de
~Rnt>
con ~
=
0,75
a. Las roscas son permitidas en los pianos de corte. b. No estan excluidas las roscas del perno en los pianos de corte. c. Estan excluidas las roscas del perno en los pianos de corte.
1.3.2. 1.2 Combinaci6n de tracci6n
V corte
pernos
V partes
R,
roscadas
= F'ntAb
~ = 0,75
Donde: fv Au
= esfuerzo = area
cortante
nominal
cuerpo
requerido.
no roscada
del perno
del
0 la parte
roscada.
1.3.2.1.3 Resistencia al deslizamiento crftico
~ = 1,00 LImite de servicio ~ = 0,75 Nivel de resistencia Donde: J.l. =coeficiente
de deslizamiento promedio Clase A: Superficies no pintadas libres de oxide de laminacion 0 superficies Clase A con revestimientos limpiados con chorros a presion y galvanizadas en caliente 0 superficies rugosas. J.l. =0,50 Superficies Clase 8: Superficies no pintadas de acero limpiadas con charras a presion 0 superficies Clase 8 con revestimientos limpiados con chorras a presion. D, = relacion entre la pretension media del perno instalado a la pretension minima de un perno = 1,13. hsc=factor por perforacion.
J.l. =0,35 Superficies
(a) para agujeras estandar (b) para agujeras agrandados y de ranura corta (c) para agujeros de ranura larga T, = pretension minima del conectorvertabla. N, = nurnero de pianos de deslizamiento.
hsc= 1,00 hsc=0,85 hsc=0,70
En aras de sistematizar la informaci6n correspondiente al deslizamiento crltico, se elabararan las tablas 1.39 ala 1.46 en ellas se podra encantrar las resistencias para cada tipa de caso que se pudiera presentar en el diseno de una canexi6n.
Manual de Diserio de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
unlcon
••"';'::4
Consideraciones generales para el diserio
TABLA
ImJ
dp pulgadas
CAPITULO I
Pernos en conexiones con deslizamiento critico Resistencia de dlsefio en .corte simple bajo cargas de servicio Superficie Clase A. Designacion en pulgadas
dp
Ab
mm
em'
kgf
kgf
kgf
kgf
kgf
kgf
1.829
1.506
2.286 3.664
1.883 4.402
1/2"
12,7
5/S"
15,9
1,98
2.152 3.409
2.898
2.386
2.689 4.311
3/4"
19,1
2,85
5.023
4.269
3.516
6.288
7/S"
22,22
3,88
7.000
4.900
8.780
1"
25,4
9.136
6.395
11.470
9.749
8.029
1 1/S"
28,6
5,07 6,41
5.950 7.766
5.345 7.463
10.046
8.539
7.032
14.357
12.203
10.050
1 1/4"
31,S
7,92
12.735
10.825
8.915
18.312
15.565
12.818
1 3/S"
34,9
15.266 18.470
10.686
21.713
18.456
15.199
3S,1
9,58 11,40
12.976
11/2"
15.699
12.929
26.538
22.557
18.577
1,27
Valores de
4JR
n,
can
4J =
=
1, I-! 0,35, D,
= 1,13,
N,
3.018 6.146
=1
Pernos en conexiones con deslizamiento critico de diseno en corte simple bajo cargas de servicio Superficie Clase A. Designacion en sistema metrlco
TABLA
I!l!I Resistencia -
..
--
-
.
.
.
PernosA325
PernosA490
~_._---- -----------------------------'
:Diametro nominal del perno
.. ..
_.-
. ..
-
---
Tipo de agujero
Area nominal
..
Estandar
.
dp
dp
Ab
metnco
mm
em'
M16
16
2,01
M20 M22
Agrandado 0 Ranura larga ranura corta
kgf
kgf
kgf
kgf
2.569
4.588
20
3.670 5.735
3.120
3,14
4.875
4.014
7.218
22
3,80
7.119
6.051
4.983
8.899
M24
24
4,52
8.306
7.060
5.814
10.362
M27
27
5,73
9.144
7.530
11.161 16.271
9.191 13.400
13.447 16.453
M30
30
7,07
10.758 13.131
M36
36
10,20
19.142 Valores de
4JR"
can
4J =
1, I-!
= 0,35,
D,
= 1,13,
Agrandado 0 Ranura larga ranura corta
Estandar
24.007 N,
I
I
kgf
kgf
3.900
3.211
6.135
5.053
7.564
6.229
8.808 11.430
7.253
13.985 20.406
9.413 11.517 16.805
=1
-----------------------------------.----------------
unlcon
Manual de Diserio de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
Consideraciones generales para el diseno
CAPITULO I
TABLA
I!D
pulgadas
Pernos en conexi ones con deslizamiento critico Resistencia de dlserie en corte simple bajo cargas de servicio Superficie Clase B. Designacion en pulgadas
mm
em'
1/2"
12,7
1,27
3.074
2.613
5/8"
15,9
1,98
4.870
4.140
2.152 3.409
3/4"
19,1
2,85
7.176
6.099
5.023
7/8"
22,22
3,88
8.500
7.000
5,07 6,41
10.001 13.052
11.094
9.136
16.385
14.351
12.198
10.046
20.510
13.927 17.433
14.357
18.193 21.809
15.464
12.735
26.160
22.236
18.312
18.538 22.428
15.266 18.470
31.019
26.366
21.713
37.912
32.225
26.538
1"
25,4
11/8"
28,6
1 1/4"
31,8
7,92
13/8"
34,9
1 1/2"
38,1
9,58 11,40
26.386
Valores de ~R", con ~ = 1, f.l
TABLA
I!EJ
= 0,50,
I
I
D, = 1,13, N.
=
3.842
3.266
2.689
6.159
5.235
4.311
8.984
7.636
6.288
12.543
10.662
8.780 11.470
1
Pernos en conexiones con deslizamiento critico Resistencia de diseno en corte simple bajo cargas de servicio Superficie Clase B. Designacion en sistema metrlco
dp
dp
A"
metrlco
mm
em'
M16
16
2,01
M20
20
3,14
8.193
M22
22
3,80
10.170
M24
24
11.865
M27
27
4,52 5,73
M30
30
7,07
M36
36
10,20
kgf
kgf
kgf
I
4.457
I
! I
I
5.243
15.368
I
18.758 27.346
I I
I
kgf
kgf
3.670
6.554
5.571
6.964
5.735
10.311
8.765
8.645 10.085
7.119
12.713
10.806
8.306
14.803
12.583
13.063
10.758
19.210
16.329
15.944
13.131
23.504
19.978
23.244
19.142
34.296
29.151
Valores de ~R", con ~
=
1, f.l
= 0,50,
Manual de Disefio de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
D,
=
1,13, N,
=
kgf
II
4.588 7.218 8.899 10.362
I I
13.447 16.453 24.007
1
unlc:on
Consideraciones generales para el diserio
TABLA
CAPITULO I
Pernos en conexiones con deslizamiento critico
lID Resistencia de diseiio en corte simple bajo nivel de resistencia Superficie Clase A. Designacion en pulgadas
A" pulgadas
mm
1/2"
12,7
kgf
kgf
kgf
kgf
kgf
kgf
1,27
1.829
1.280
2.286
1.943 3.115
1.600
em'
5/8"
15,9
1,98
2.898
1.554 2.463
2.028
3.664
3/4"
19,1
2,85
4.269
3.629
2.989
4.543
2.565 3.742
7/8"
22,22
3,88
5.950
5.058
6.344
5.224
1"
25,4
7.766
6.601
9.749
8.287
6.824
1 1/S"
28,6
5,07 6,41
4.165 5.436
5.345 7.463
8.539
7.258
5.977
12.203
10.373
8.542
1 1/4"
31,S
7,92
10.825
9.201
7.577
15.565
13.230
10.895
1 3/8"
34,9
12.976
11.030
9.083
18.456
15.688
12.919
1 1/2"
38,1
9,58 11,40
13.344
10.990
22.557
19.174
15.790
15.699 Valores de
TABLA
4>R"
4> =
con
0,85, f1 = 0,35, D,
=
1,13, N,
=
1
Pernos en conexiones con deslizamiento critico simple bajo nivel de resistencia Superficie Clase A. Designacion en sistema metrlco
lID Resistencia de diseiio en corte -
PernosA325 Diametro nominal del perno
Area nominal
Tipo de agujero Agrandado 0 Ranura larga ranura corta
Estandar
d.
Ab
rnetrico
mm
em'
M16
16
M20 M22
d.
kgf
kgf
2,01
3.120
2.652
20
3,14
4.875
4.143
22
3,80
6.051
5.143
M24
24
M27
27
4,52 5,73
7.060 9.144
6.001 7.772
M30
30
7,07
11.161
9.487
M36
36
10,20
16.271
13.830
Valores de
unlc::on
PernosA490
--
4>R"
--
con
4> =
I
I I I !
Estandar
Agrandado 0 ranura corta
Ranura larga
kgf
kgf
kgf
kgf
2.184
3.900
3.315
3.412
6.135
4.236
7.564
5.215 6.429
4.942
8.808
7.487
6.165
6.401
9.715
8.001
7.813
11.430 13.985
11.887
9.789
11.390
20.406
17.345
14.284
I
0,85, f1 = 0,35, Du
=
1,13, N,
=
I
2.730 4.295 5.295
1
---.--.------Manual de Diserio de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
Consideraciones generales para el diserio
CAPITULO I
TABLA
Pernos en conexiones con deslizamiento critico de diseno en corte simple bajo nivel de resistencia Superficie Clase B. Designacion en pulgadas
II:LJ Resistencia
pulgadas
mm
1/2"
12,7
em'
1,27
2.613
2.221
1.829
3.266
2.776
2.286 3.664
5/8"
15,9
1,98
4.140
3.519
2.898
5.235
4.450
3/4"
19,1
2,85
6.099
5.184
4.269
7.636
6.491
5.345
7/8"
22,22
3,88
8.500
7.225
5.950
10.662
9.062
7.463
1"
25,4
5,07
11.094
9.430
7.766
13.927
11.838
9.749
1 1/8"
28,6
6,41
12.198
10.369
8.539
17.433
14.818
12.203
1 1/4"
31,8
7,92
15.464
13.144
10.825
22.236
18.900
15.565
1 3/8"
34,9
9,58
18.538
15.757
12.976
26.366
22.411
18.456
38,1
11,40
22.428
19.064
15.699
32.225
27.391
22.557
1 112"
Valores de Ij>R" can Ij> = 0,85, )1
TABLA
I!II
= 0,50,
Do
=
1,13, N,
=
1
Pernos en conexiones con deslizamiento critico Resistencia de diseno en corte simple bajo nivel de resistencia Superficie Clase B. Designacion en sistema metrlco
dp
dp
Ab
metrico
mm
em'
kgf
kgf
kgf
kgf
kgf
kgf
M16
16
2,01
4.457
3.788
3.120
5.571
4.735
3.900
M20
20
3,14
6.964
5.919
4.875
8.765
7.450
6.135
M22
22
3,80
8.645
7.348
6.051
10.806
9.185
7.564
M24
24
4,52
10.085
8.572
7.060
12.583
10.695
8.808
M27
27
5,73
13.063
11.103
9.144
16.329
13.879
11.430
M30
30
7,07
15.944
13.553
11.161
19.978
16.982
13.985
M36
36
10,20
23.244
19.757
16.271
29.151
24.778
20.406
Valores de Ij>R" can Ij> = 0,85, )1
-
--
= 0,50,
------.
Manual de Disefio de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
Do
=
1,13, N,
--
=
1
----------
unlcon
CAPITULO I
Consideraciones generales para el diserio 1.3.2.1.4 Combinaci6n de tracci6n y corte can deslizamiento critico
Cuando la conexi6n con deslizamiento crftico esta sometida a tracci6n, se reduce la resistencia, por esta raz6n la resistencia por perno de la secci6n anterior, debera ser multiplicada por el factor Ks'
Donde:
Nb = nurnero de pernos que cargan la tracci6n aplicada. Tb = pretensi6n minima del conector, vertabla. T, = tracci6n ultima.
1.3.2.1.5 Resistencia al aplastamiento de los agujeros de los pemos 1. Para un solo
perno
en una conexi6n
con
independientemente de la direcci6n de la carga,
0
agujeros
estandar,
agrandados
y ranuras cortas,
un agujero de ranura larga con la ranura paralelamente a
la direcci6n de la fuerza de aplastamiento: a) Cuando la deformaci6n en el agujero del perno, en carga de servicio, es una consideraci6n de diseno.
b) Cuando la deformaci6n en el agujero del perno, en carga de servicio, es una consideraci6n de diserio.
2. Para un solo perno en una conexi6n con agujeros de ranuras largas, con la ranura perpendicular en la direcci6n de la fuerza:
Donde:
d, = diarnetro nominal del perno. Fu = resistencia de agotamiento del material conectado (plancha). L, = distancia libre, en la direcci6n de la fuerza, entre el extremo 0 borde del agujero y el extremo del agujero adyacente 0 el extremo de la plancha.
= espesor del material conectado.
t
3. Para conexiones hechas usando pernos que atraviesan completamente a un perfil tubular. a) Perforaciones taladradas
R, = 1,8F Ab
= 0,75
Donde: Apb
Fy
= proyecci6n
=
del area de aplastamiento espesor de diserio del perfil tubular). tensi6n cedente minima del tubular.
(Diarnetro del perno multiplicado por el
b) Perforaciones auto-taladradas
= 0,75
Donde: d = diarnetro del perno. 1= longitud de aplastamiento.
unlc::on
Manual de Diseiio de Estructuras de Acero con PerfilesTubulares
CAPITULO I
Consideraciones generales para el diserio
1.3.2.2. Elementos de conexi6n y partes afectadas de los miembros Esta secci6n
se aplica para el dimensionado
conexiones,
tales como: planchas,
de los elementos
de los miembros
y elementos
auxiliares
de las
anqulos, entre otros.
1.3.2.2. 1. Resistencia de los elementos en tracci6n La resistencia
en traccion sera el menor valor obtenido
a) Cedencia
en tracci6n de elementos
de los estados limites de cedencia
y rotura.
conectados
= 0,90
= 0,75
Donde:
Ag = area gruesa F, = tension cedente minima. b) Rotura en traccion de elementos
con ectad os
Donde:
A. = area neta efectiva, para empalmes con pernos A. =A" s O,85~ Fy = tension cedente minima.
1.3.2.2.2 Resistencia de los elementos La resistencia cedencia
a corte del elemento
a corte
afectado
por la union sera el menor valor obtenido
de los estados
limites de
y rotura a corte.
a) Cedencia
por corte de los elementos
conectados
= 1,00
= 0,75
Donde:
= area gruesa.
Ag
Fy = tension cedente minima. b) Rotura por corte de los elementos
conectados
Donde: A". = area neta sometida a corte. Fu = resistencia de agotamiento del material conectado.
1.3.2.2.3 Resistencia par el blogue de corte de los elementos conectados La rotura del bloque de corte es un estado
limite en el cual la resistencia
resistencia
al corte en una linea (0 lineas) de falla
resistencia
a corte del elemento
cedencia
afectado
esta determinada
por la suma de la
y de la resistencia ala tracci6n en un segmento perpendicular.
por la uni6n sera el menor valor obtenido
de los estados
y rotura a corte.
!------------------------Manual de Disefio de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
La
limites de
CAPITULO I
Consideraciones generales para el diserio
--------------------------------------------------~
Donde:
~= area gruesa sometida a cortante. A",= area neta sometida a traccion. A"v= area neta sometida a cortante. Fy = tension cedente minima del material conectado. Fu = resistencia de agotamiento del material conectado. Cuando el esfuerzo a traccion es uniforme Ubs=1, Y cuando no es uniforme Ubs=O,5.
a compresi6n
1.3.2.2.4 Resistencia de los elementos
La resistencia a compresi6n de los elementos conectados para los estados lirnites de cedencia y pandeo debera ser determinado de la siguiente forma.
Donde:
Para: KUr ~ 25
Para: KUr>
25
A" = area gruesa. Fy = tension cedente minima del material conectado.
Se debe aplicar el procedimiento regular para miembros 0 elementos en cornpresion, mencionado en este manual u otra bibliograffa equivalente, en los casos especiales que no estan desarrollados en este documento.
1.3.2.3 Grupos de pernos cargados
excentricemente
1.3.2.3. 1Excentricidad en el plano de la superficie de empalme Las excentricidades
ocurren regularmente
en el plano de la superficie de empalme de las conexiones
empernadas, par tal motivo los pernos deben ser disefiados para resistir el efecto combinado del corte directo de la carga (Pu) y el introducido por el momento (P,«). Para resolver esta situaci6n existen dos rnetodos de anal isis, el metodo del centro instantaneo de rotaci6n y el metodo elastico. EI primer rnetodo es el mas aproximado, pero general mente necesita el uso de valores tabulados elastico es mas simplificado,
0
de una soluci6n iterativa. EI metoda
sin embargo este metoda es mucho mas conservador,
debido a que es
despreciada la ductilidad del grupo de pernos y la potencial redistribuci6n de la carga.
1.3.2.3. 1. 1 Metoda del centro instenteneo de rotaci6n La excentricidad elemento
de
combinaci6n rotaci6n
produce rotaci6n y traslaci6n de un conexi6n
respecto
de estos efectos
alrededor
instantaneo
con
de
un
al
otro,
es equivalente
punta
lIamado
or10
la
a la centro
de rotaci6n (CIR), como es ilustrado. La
CIR
-f----_ ----
i
de pernos, asf como de la direcci6n y punto de aplicaci6n
.'
/
)
'
/
o
o
IE!I
/
0 ----J
de la carga.
---7
.' /
0
CQL CG / -T--~:
/. L ------
, r_
0
0
o o
localizaci6n del mismo depende la geometrfa del grupo
---
/
/
/
o
(/
'-...
=<,» /
FIGURA
unlcon
Centro instantaneo
de rotacion (CIR)
Manual de Diseno de Estructuras de Acero con PerfilesTubulares
Consideraciones generales para el diseno
CAPITULO I
R
=R
ult
(1_e-10")0.55
Donde: R = resistencia nominal a corte de un perno en una deforrnacion 6.. Rult = resistencia ultima a corte de un perno. 6.
e
=deforrnacion total; inciuyendo corte, aplastamiento y deforrnaclon par f1exi6n en eJperno y deforrnacion par aplastamiento del elemento conectado. =2,718 ... , base dellogaritmo natural.
La resistencia a corte nominal del perno mas lejano del CIR puede ser determinada aplicando la maxima deformaci6n
L\max
para el perno. La figura que mostraremos a continuaci6n
deformaci6n
basada sobre una data obtenida experimental mente para pernos de %''ASTM A325, donde
Ruu=74kips = 33,6tony
L\max
se observa la relaci6n carga
= 0,34 in = 8,64mm.
Las resistencias nominales de corte de los restantes pernos en la junta, pueden ser determinadas aplicando una deformaci6n L\ la cual varia linealmente con la distancia al CIR. De esta manera tendremos la resistencia del grupo de pernos, que sera la sumatoria de las resistencias individuales de todos los pernos.
R kips
80 70 60 50
R = R ult (1_e-106.)0,55
40 30 20 10 0 0
0,1
0,2
0,3
0,4
L\ in
_
Relacion de carga deforrnacton
de un perno de %" de diametro, ASTM 325
-----------------------------------------------------------------------------------
Manual de Diserio de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
unlc:on
CAPITULO I
Consideraciones generales para el diserio
La resistencia individual de cada perno se asume que actua perpendicular a la linea radial que pasa por el CIR yel centro del perno, como se muestra en la siguiente figura. Si el CIR ha sido seleccionado correctamente las ecuaciones de equilibria estatico en el plano deberian ser satisfechas, (LFx=O; IFy=O y IM =0).
FIGURA
I:&J
.
. .
Fuerzas sobre un grupo de pernos; caso slmphflcado 9=0·.
1.3.2.3.1.2 Metoda elastica En la figura que ilustra este metoda, podemos observar una fuerza aplicada (Pu),esta fuerza excentrica representa el corte, que actua directamente en el centro de gravedad (CG) del grupo de pernos y el momento que ella introduce debido a la excentricidad (Pue).Cada perno se asume resiste una parte igual del cortante directo y una parte del momenta, proporcional ala distancia del centro de gravedad al centro del perno.
y
~
L~
e -61I
-8-
-Eir I
-EfT
CG
FIGURA
IDIliustracion
unlc:on
-$-
-EfT
-e-
EB
I
,...
X
I
para el metodo erastlee,
Manual de Diserio de Estructuras de Acera con PerfilesTubulares
CAPITULO I
Consideraciones generales para el diseno
La sumatoria de la resultante vectorial de esas fuerzas representa la resistencia necesaria que debe poseer el perno (Ru). EIcorte por perno debido a la fuerza concentrica sera igual a:
Pu
R =p
n
Donde: n = numeros de pernos
Cuando la carga aplicada tenga una inciinaci6n
e con respecto
a la vertical, la resultante de cad a perno puede ser
determinada, mediante la obtenci6n de las componentes; horizontal RpxYvertical Rpy. Donde: Rpx= Rpsene y Rpy= Rpcose
EI corte sobre el perno mas lejano del CG debido al momento (Pue)es Rmel cual se determinara de la siguiente manera: Puec I
R =-m
p
Donde: c = distancia radial desde el CG hasta el perno mas lejano. 10= l, + Iymemento polar inercia del grupo de pernos.
Para determinar la fuerza resultante sobre el perno de mayor esfuerzo, Rmse deben determinar las componentes; horizontal
n,y vertical Rpy.
Donde:
y Cy = son las distancias horizontal y vertical de la diagonal c.
ex
Entonces la resistencia necesaria del perno (RJ sera:
1.3.2.3.2 Excentricidad normal al plano de la superficie de empalme La excentricidad normal al plano de la superficie de empalme produce tracci6n por encima del eje neutro y compresi6n por debajo. La carga excentrica (Pu)produce el corte directo en la superficie de empalme y momento normal al plano de la superficie de empalme (Pu.). Cada perno se asume resiste una parte igual de la fuerza concentrada, y el momento es resistido por la tracci6n de los pernos por encima del eje neutro y compresi6n por debajo del eje neutro (ver Figura 1.54) Manual de Disefio de Estructuras de Acero con PerfilesTubulares
unlcon
Consideraciones generales para el diserio
CAPITULO I
e
lEI FIGURA
C
" d e empa •me norma ••a a supe rf"icre
-" arga exeentrtca
Para resolver este caso existen dos alternativas: Caso I en donde el eje neutro no es tomado del CG y el caso II, en el cual eje neutro es tomado en el centro de gravedad. Casol:
Tit' fir!-B--f+:I! 1 11
CG
f---------<>
2f\,l
grupo de pernos en traccion
c
hl-$- ! +
2$-- - --~
~
y
i ~-
j--~Eje
L--".L.LL."-""-'",-"--'---'
I ~::~ a) Aproxirnacon
neutro
d = h/6 ---.l
I inicial del eje neutro.
b) Diagrama
de fuerza con la posicion final del EN.
FIGURA D"IStrlb " . d'e es f uerzos y Iocaltaacl . d." ~ rI ucron oca rzacron e eJe neu t ro
EI corte par perno debido a la fuerza concentrica
sera igual a:
Donde:
n = nurneros de pernos
unlcon
Manual de Disefio de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
Consideraciones generales para el diseno
CAPITULO I
Se recomienda colocar el eje neutro a un sexto de la altura total del elemento de conexi6n tipo T 0 similar, como prueba inicial. Para proveer una adecuada rigidez flexional del elemento de conexi6n el ancho efectivo del bloque de compresi6n beH deberia ser:
Donde: t, = menor espesor del elemento de conexi6n. b,= ancho del elemento de conexi6n.
La ubicaci6n asumida del eje neutro puede ser evaluada mediante equilibrio estatico asumiendo una distribuci6n de esfuerzos elastica. Igualando el momento del area de los pernos arriba del eje neutro y con el momento producido por el area bloque de compresi6n por debajo.
Donde:
LAb = sumatoria de todas las areas de los pernos por encima del eje neutro y = distancia del eje neutro al CG del grupo de pernos por encima del eje neutro. d = altura del bloque de compresi6n.
EIvalor de d podria ser ajustado hasta un valor razonable. Una vez el eje neutro ha sido localizado la tracci6n por perno (RuJse puede determinar de esta forma:
Donde: c = distancia del eje neutro al perno mas lejano del grupo. l, = memento de inercia combinado del grupo de pernos y del bloque de compresi6n par debajo del eje neutro. Los pernos par encima del eje neutro son sometidos a fuerza de corte, tracci6n y el efecto del punzonado y los pernos que estan par debajo estan sometidos a corte solamente.
Casoll: Este proceso en mas directo pero mas conservador que el anterior. EIcorte por perno debido a la fuerza concentrica es igual al caso I:
P
u
Ruv=n Donde:
n = nurneros de pernos
EI eje neutro se asume que esta localizado en el CG del grupo de pernos. Los pernos por encima del eje neutro estaran en tracci6n y por debajo, se dice que estan en compresi6n. Si se quiere obtener mayor aproximaci6n en el resultado, una distribuci6n plastics puede ser asumida. En consecuencia la fuerza en tracci6n de cada perno (Rut) por encima del eje neutro debido al momento producido por la carga (Pue)sera:
Donde: n' = numero de pernos porencima del eje neutro. d, = brazo del momenta entre la fuerza resultante en tracci6n y la fuerza resultante en compresi6n.
Manual de Diserio de Estructuras de Acero con PerfilesTubulares
unlcon
Consideraciones generales para el diseno
CAPITULO I
Los pernos par encima del eje neutro son sometidos pernos que estan par debajo estan sometidos
I
•••
-
•••
I
a fuerza de carte, traccion
y el efecto del punzonado
y los
a corte solamente.
~tf
T :- :~:--+--~
I
c>2~t
grupo de pernos en traccion
+ ----: 4--- --r ------------------------ -----4-- !! ~
h
dm
,
!!T
-----------1- ------- ----EN
(B--$-+ II
T
!! !!I I
Y
CG
grupo de pernos
en compresi6n
~bf~
I:EI
FIGURA L oca "rzacron ,,
d'e eje ' neutro para e I caso
II d e carga excentrica . ,
1.3,2.4. Conexiones con bridas EI ?iseno de las conexiones
con bridas esta fundamental
mente dirigido a la determinacion
del espesar de la brida
y nurnero de pernos. La separacion entre los pernos y el perfil tubular debe ser el minima posible de manera que permita su apropiada solicitaciones
instalacion,
limitando el efecto de apalancamiento
que puede incrementar
hasta un 30% las
sobre los pernos.
Conexion tipo Brida rigidizada para columnas circulares
Manual de Disefio de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
Consideraciones generales para el diserio
CAPITULO I Para perfiles tubulares de secci6n cuadrada
0
rectangular, siguiendo el procedimiento recomendado en el Manual
AISC (AISC, 2005c) secci6n 9, se tiene:
= Area del perno F, = Esfuerzo maximo traeei6n del perno. Rt = Capacidad resistente del perno, ~ = (Ft Ab) N = Nurnero de pernos, N > Pj~ R, = Carga mayorada aetuante por perno, R, = PjN
Ab
Dimensionado planeha de eabeza: a
=
Distancia eje perno-borde planeha
b
=
Distancia eje perno-eara perfil
d,
=
Oiarnetro perno
d' = Diarnetro Perforaci6n p
F up
= Aneho tributario = Esfuerzo ultimo
por perno (~ b) de la planeha de eabeza
a'= a + d p'/2 s 1 25 b + d p/2 b'= b - d/2 = 4 -1,9/2 = 3,05 em p
= b'/a'
8 = 1 - d'/p ~ = (R/Ru -1 )/p a'
= [~/(1-~)]/8
EIespesor minimo requerido para la plancha de cabeza sera:
tp
=
4,44Ru b' pFup (1 +80.')
Calculo de la soldadura:
r, = 0,60
Fe""
~ = 0,75
Empleando soldadura de filete alrededor del perfil, L = 4 B D = Pj(~Fw 0,707L)
EI diseno y fabrieaci6n de bridas para secciones tubulares circulares, aplicadas a edificaciones, tam bien se estipulan en las reeomendaciones del CIDECT, las cuales se fundamentan en las especifieaciones contenidas en las normas japonesas. Manual de Diseno de Estrueturasde Acero con Perfiles Tubulares
unlC::on
CAPITULO I
Consideraciones generales para el diserio
Empleando su propia nomenclatura
se tiene:
Espesor de la brida:
t Nurnero de pernos:
n ::::
N[1-.l+
1
f fln(r,lr2} 0,60 r,
]
0/2 + 2e,
r,
=
r2
= 0/2 + e,
Tu
= Resistencia ultima a tracci6n del perno
f
= Pararnetro adimensional,
(qrafico anexo)
e, = Oistancia del eje del perno al tubo. e2
=
Oistancia del eje del perno a borde de la brida FIGURA
_
1::&1 Bnda
Pararnetro
adimensional
,_
tiptca
f
10
6
4
»>
V
/
/ / V
~ o o
0,2
0,4
(di-ti)/(di-ti
lEI FIGURA
unlcon
0,6
0,8
+ 2e1)
Bridas, parametro f
Manual de Diserio de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
Consideraciones generales para el diserio
CAPITULO I
------------------------------------------------------
La exprcsion
anterior supone
pernos, y las mismas recomienda
que ocurre la plastificacion
reconocen
un incremento
mantener la dimension
de las bridas antes que la rotura en traccion
en 1/3 de la fuerza por efecto de palanca.
de los
En este senti do se
e, tan baja como sea posible para minimizar el efecto de palanca.
Bridas en columnas de editicacion deportiva ubicada al sur del pais
1.3.2.5. Apoyos y extremos articulados A continuacion
se presentan
una serie de ilustraciones
son similares a los utilizados con las consideraciones
para la construccion
presentadas
IBJ
de apoyos y extremos articulados.
de estructuras
en este manual aplicable
con perfiles convencionales
a cada caso.
FIGURA
Conexiones para apoyos y extremos
Manual de Diseno de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
Los rnetodos de calculo
articulados
de seccion abierta
CAPITULO I
Consideraciones generales para el diseno
~1
---------
._-
~-------------------
~:----------------------------:l
lID
t~----------~----~----~----~--mn~~
FIGURA
Conexiones para apoyos y extremos articulados
Conexion articulada entre la estructura y la fundacion. Conexion de miembros con bridas
1.3.2.6. Plancha base de columnas Normalmente la forma mas comun de union entre la estructura de acero y el sistema de fundacion, son las planchas
0
placas bases, estas permiten la distribucion de las cargas de la columna sobre una area mayor de
apoyo con 10 cual reducen las concentraciones de tensiones en la superficie de soporte. Del mismo modo, estas planchas de transicion, entre la columna y la zona de apoyo, se fijan al sistema de tundacion mediante pernos de anciaje, los cuales atraviesan la plancha por medio de perforaciones apropiadamente espaciadas.
unlcon
Manual de Disefio de Estructuras de Acero con PerfilesTubulares
CAPITULO I Planchas bases circulares entre el sistema de fundaci6n y estructura rnetalica. Medio convencional para la transmision de las cargas alas fundaciones
EI diseno se fundamenta otros elementos, A continuacion tubulares
en la determinacion
que pudieran ser necesarios se presentan
sometidas
ANSI/AISC 360-05
los lineamientos
del nurnero de pernos
y diametros,
para cumpiir la funcion especifica
espesor
de la plancha,
planteada.
basicos para el diserio de la plancha base de columnas
a cargas axiales de cornpresion,
basado
entre
con perfiles
en las recomendaciones
de las especificaciones
y complementadas
en la Guia de Diserio NO.1
(AISC, 2005), las cuales pueden ser ampliadas
(AISC,2006).
A
-®--r. n
n I
B
"~
IT},
I, I,
,
I
n n
, I
I
1
-@
--@-
4'1~
0
"I@
(]
-@-
®-
I
t ~
lEI
FIGURA Esquema tipico de plancha base de columnas con perfiles tubulares
Manual de Disefio de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
unlC:on
Consideraciones generales para 81 diseno Capacidad
CAPITULO I
resistente de apoyo sobre concreto:
A, A, fc
.••
Area de la plancha base Area de la superficie de so porte 0 pedestal Resistencia especifica del concreto del soporte
Espesor de la plancha base Para perfiles cuadrados
0 rectangulares,
los val ores de m y n seran calculados
asumiendo
una linea de cedencia
a
0,95 veces la dimension externa del perfil.
m Para perfiles circulares,
= (M - 0,958)/2
los val ores de m y n
n = (N - 0,95H)/2
seran calculados
----
asumiendo
I = max(m,n) una linea de cedencia
a 0,80 veces el
diarnetro externo del perfil. m
Cuando
la dimension
considerar
= (M
- 0,800)/2
del perfil es grande
n
= (N - 0,800)/2
com parada con la extension
como area efectiva de carga (Aet), la superficie
perfil, es decir, excluyendo
comprendida
=A
1
(8 - 2t - 2m)2
EI esfuerzo bajo la plancha base (fpu),asumiendo
plancha, se determina
de la porcion
distribucion
=
de la plancha una distancia
m
base,
10 conservador
es
0 n desde las paredes del
5
m
uniforme de esfuerzo, sera:
base con la capacidad
resistente
a flexion de la
el espesor minimo de la plancha base como:
o t
t, Fyp
unlC::on
(8 - 2t)/2
en volado de la plancha
M,N 8,H
tp
= max(m,n)
(8 - 2t)/2 > m
si
si
el momento
I
la porcion no efectiva de la plancha base dentro del perfil.
A et
Igualando
----
Dimensiones de la plancha base Dimensiones nominales del perfil cuadrado 0 rectangular Diarnetro nominal del perfil circular Espesor de disefio del perfil tubular Espesor minimo requerido para la plancha base Esfuerzo cedente de la plancha base
Manual de Disefio de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
CAPITULO I
Consideraciones generales para el
cusero
Gimnasio techado con multiples planchas base. Conexion tfpica para toda estructura rnetalica que descansa sobre sistema de fundacion de concreto
Plancha base para columna circular de una estructura para un gimnasio techado. Esta plancha fue nivelada con tuercas en su parte inferior, adernas se puede observar que el encofrado es rnetalico para la cutrninacion del cabezal, posteriormente al fraguado del concreto, la columna se puede retirar con la finalidad de hacer ajustes adicionales, as! como para la colocacion de las arandelas y dernas elementos de interes. Existen varias ideas de como hacer esta instalacion, todo ello dependera de la necesidad y la importancia de cada obra.
Manual de Diserio de Estructuras de Acero con PerfilesTubulares
unlcon
APLIeACIONES EN SISTEMAS NO RESISTENTES A SISMOS ~~
-
Manual de Disefio de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
Ill] Generalidades ll.f.'l.fntroduccion EI objetivo de esta secci6n es desarrollar ejemplos de algunas de las principales aplicaciones de los Tubas Estructurales
Ganduven
sismorresistente;
EGO
en configuraciones
es decir, aquellos componentes
estructurales
que
estructurales sometidos
no forman
parte
del
sistema
a cargas, predominantemente
estaticas, tales como: los sistemas de pisos y techos, vigas de piso y auxiliares, celosias planas y espaciales, conexiones con planchas, etc. La idea es familiarizar al usuario de este manual sobre el uso de las tablas de diserio presentadas, para facilitar la apropiada selecci6n de los perfiles tubulares en funci6n de las condiciones de ci?rga actuantes y mostrar la amplia versatilidad de las aplicaciones de los perfiles tubulares en la soluci6n de problemas practices de la ingenieria estructural, en contraposici6n a la habitual soluci6n en base a planchas y perfiles abiertos, haciendo especial entasis en los desarrollos y detalles de las conexi ones soldadas y empernadas. Finalmente se destaca, que varias de las soluciones mostradas mas adelante, pueden ser aplicadas en el sistema resistente a sismos, tomando
por supuesto las recomendaciones
necesarias para garantizar el correcto
funcionamiento, para mayor informaci6n consultar el Capitulo IIIy las referencias serialadas en este manual.
11.1.2.Orqanizacion de las aplicaciones A los fines de sistematizar la presentaci6n de las aplicaciones en sistemas no resistentes a sismos, esta parte del manual esta estructurada en las siguientes secciones: i. Ejemplos de selecci6n de miembros estructurales. Esta secci6n esta orientada a mostrar el uso de las tablas desarrolladas para la selecci6n de miembros estructurales sometidos a tracci6n, compresi6n, flexi6n, corte, torsi6n y flexocompresi6n, de perfiles con secci6n circular, cuadrada y rectangular. ii. Aplicaciones
en sistema de pisos y techos. A traves de ejemplos practices se muestra aplicaciones
convencionales de los perfiles tubulares a flexi6n, empleados como vigas ensistema de piso y techo. iii. Aplicaciones en celosias y otros arreglos. En esta secci6n se muestran ejemplos de ciseno de celosias planas y multiplanares (espaciales), asi como aplicaciones en vigas "Vierendeel", entre otras, con tubos estructurales circulares, cuadrados y rectangulares, haciendo especial entasis en el diserio de sus conexiones. iv. Aqui tam bien se muestra la forma mas cornun de uni6n entre la estructura de acero y el sistema de fundaci6n, es decir, la plancha base de las columnas mediante pernos de anclajes. Del mismo modo se presenta la conexi6n con planchas extremas empernadas
0
bridas para los circulares, las cuales son muy utiles cuando se requieren
hacer empalmes y su procedimiento de instalaci6n es muy sencillo en obra. Adicionalmente se presenta el diseno de conexi ones empernadas a corte, las cuales son usadas regularmente en la construcci6n, de igual forma estas conexiones tam bien suelen ser disenadas completamente soldadas (ver cataloqo de conexiones soldadas en el Capitulo IV), para ello es recomendable que se tomen en consideraci6n los controles de calidad necesarios para garantizar el completo funcionamiento.
11.1.3.Consideraciones generales de diseiio AI disefiar estructuras con perfiles tubulares es importante que el proyectista tome en consideraci6n desde el principio, en la fase conceptual del proyecto, todos los aspectos relativos al comportamiento y detalle de las --------_. Manual de Disefio de Estructuras de Acero con PerfilesTubulares
_.
unlc::on
Aplicaciones
en sistemas
no resistentes
CAPITULO II
a sismos
conexiones, incluso la facilidad y factibilidad de su irnplernentacion en talleres y en campo, prestando especial atencion a los limites de excentricidades establecidos por las normas de diseno y las condiciones de ejecucion. En estructuras de celosia, se prefieren configuraciones de nodos con espaciamiento frente a los nodos con recubrimiento parcial
0
total, ya que su tabricacion es mas tacil en
10
que respecta a corte, ajuste, soldadura e
inspeccion. En los nodos con espaciamiento, generalmente se requiere un corte simple de bisel, facilitando el ajuste y tolerancia de los elementos y la soldadura, mientras que en las configuraciones recubrimiento parcial
0 total,
de nodos con
a pesar de ser mas eficientes estructuralmente, requieren cortes complejos de doble
biselado con limitada flexibilidad en el ajuste de los elementos. En ambos casos, si las excentricidades se encuentran dentro de los rang os recomendados,
pueden utilizarse los esquemas de calculo habitual mente
empleados en vigas de celosia, que asumen que las barras estan articuladas en sus extremos, despreciandose los momentos flectores secundarios causados por la rigidez real del nodo. Durante la tabricacion, los cortes de perfiles que deben ajustarse a otros tubulares se hacen normal mente mediante corte autornatico con soplete, aunque si no se dispone de este equipamiento, pueden emplearse cortes pianos simples, dobles
0
triples, sobre todo cuando se emplean perfiles de pequerio tarnario. En general, las
conexiones con perfiles tubulares de seccion circular son mas costosas que con perfiles cuadrados y rectangulares, ya que precisan de cortes especiales cuando son unidos directamente entre sf. Otra ventaja que ofrecen los perfiles cuadrados y rectangulares es la facilidad de adosar planchas de reforzamiento en las conexiones y la comodidad y eficiencia de su apilamiento. Para el diserio de los miembros de las vigas de celosia soldadas, debe reconocerse que tanto los cordones como los montantes y diagonales comprimidos estan parcial mente empotrados en los nodos, siendo procedente hacer una reduccion de la longitud teorica del elemento para obtener la longitud efectiva de pandeo. En este sentido, EI Eurocodiqo 3 recomienda tomar como coeficiente de longitud de pandeo, K=0,90 para cordones y K=0,75 para montante y diagonales, siempre que estas ultirnas esten soldadas a los cordones a complete, sin despuntamientos
0 aplastamientos
10
largo del perimetro
en los extremos del elemento. Asimismo, las recomendaciones
del CIDECT establecen que en el caso de cordones comprimidos sin soporte lateral (por ejemplo, cordon inferior de cubiertas sometidas a cargas ascendentes) la longitud de pandeo sera 0,32 veces la longitud total del cordon. En el caso de estructuras tubulares que deben soportar directamente paneles
0
cubiertas de entrepiso
0 techo,
los perfiles rectangulares ofrecen superficies mayores de apoyo que los perfiles de seccion circular, facilitando la conexion de la cubierta. Mega estructura disenada con diversidad de productos tubulares, presentes en celosias, vigas, columnas, entre otros miembros
un Icon
Manual de Diserio de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
CAPITULO
IIEl
n
Ap\icaciones en sistemas no resistentes a sismos
Ejemplos de sefeccten de miembros estructurales
11.2.1. Disefio
de miembros
a tracci6n
Ejempla 11.2.1. 1. Disenar un miembro
de 8,00 m de longitud empleando
de 12,500 Kgf Y una carga variable de 7,500 Kgf en traccion.
que debe soportar una carga permanente del miembro
sera conectado
un Tuba Estructural Ganduven EGO de secci6n circular
EI extremo
de filete a una plancha concentrica de 12mm de espesor que penetra
par soldadura
20cm,
v
/
r i ~~
.-
1
E '
r-----------------
f-20
FIGURA IIII Miembros
Calculo de la resistencia
a traccten
co
o
l:~ 1
, 0
posible cO,nexion con plancha.
requerida:
Kgf) + 1,6 (7.500 Kgf) = 27.000 Kgf
preliminar sequn estado limite de cedencia:
De la Tabla 1,7.1., de capacidad
de miembros
a tracci6n de secci6n circular en el estado limite de cedencia.
ECO 5" -Chequeo
0,
cm-j
con seccion circular,
P, = 1,2 (12.500 Selecci6n
01
~t
P, = 34.440 Kgf > 27.000 Kgf
par estado limite de rotura:
o = e =
127 mm 3mm I = 200 mm 1/0= 1,58> 1,30 U = 1,0
Ae = An Ae= An = 10,89-2
De la Tabla 1.7.1., miembros Para
= A - 2 (t, + 3mm)
(12 + 3) (2,79) /100
(0,93
X
e )
= 10,05 ern' = 0,92 A
a tracci6n de secci6n circular en el estado limite de rotura.
A, = O,90Asetiene: ~t
P, = 32.040 Kgf> 27.000 Kgf
---------------------------------Manual de Disefio de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
unlc:on
I.
Aplicaciones en sistemas no resistentes a sismos
------------------------------
CAPITULO
Verificaci6n relaci6n esbeltez del miembro:
L = 800 em r = 4,39 em L/r
= 800/4,39 = 182 < 300
Ejemplo 11.2.1.2. Repetir el ejemplo 11.2.1.1.,empleando
un Tubo Estructural Gonduven EGO de secci6n rectangular.
t~ t L-
eu
::l 0)
E
c eu
0
0
co
'(3
~H-4
Q)
0:::
0
1t
f-20
em-1
o w
·Pu
lID Miembros FIGURA
a tracci6n
con secci6n
rectangular,
posible conexi6n con plancha
Calculo de la resistencia requerida: P,
=
1,2 (12.500 Kgf) + 1,6 (7.500 Kgf)
= 27.000
Kgf
Selecci6n preliminar sequn estado limite de cedencia: De la Tabla 1.7.3., de capacidad
de miembros a tracci6n de secci6n rectangular en el estado limite de cedencia. ECO 140x60 --
t
P,
= 33.470
Kgf> 27.000 Kgf
Chequeo par estado limite de rotura:
=
H 140 mm B = 60 mm I 200 mm e 3 mm
= =
x=
B2 + 2BH 4 (B + H)
2
x=
60 + 2(60)(140) 4 (60 + 140)
= 25 5 ,
I>H
U
Ae
= 1- xii = 1 - 25,5/200 = 0,873
= U ~ = U [A-
2
(t, + 3mm) (0,93 x e)]
Ae= 0,873 [10,58 - 2 (12 + 3) (2,79) /100] = 8,51 cm2= O,80A
unlc::on
Manual de Diseiio de Estructuras de Acero con Perfiles Tubula
CAPITULO II
Aplicaciones en sistemas no resistentes a sismos
De la Tabla 1.7.3., de capacidad Para A"
de miembros
= 0,80Asetiene
Verificaci6n
a tracci6n de secci6n rectangular
en el estado limite de rotura.
P, = 27.680 Kgf > 27.000 Kgf
~t
relaci6n esbeltez del miembro: L
= 800 em
r
= ry = 2,56 em
Llr = 800/2,56
= 312,5 > 300
EI requisito de esbeltez no es mandatorio ... se acepta la soluci6n.
a cornpreslon
11.2.2. Diseiio de miembros
Ejemplo 11.2.2.1. Disefiar un miembro que de be soportar
de 4,00 m de longitud una carga permanente
base del miembro esta empotrada
Calculo de la resistencia
empleando
un Tubo Estructural Gonduven EGO de secci6n circular
de 10.000 Kgf
Y una carga variable de 6.000 Kgf en compresi6n.
La
y su extremo superior libre de rotar.
requerida:
Pu = 1,2 (10.000 Kgf) + 1,6 (6.000 Kgf) P, = 21.600 Kgf
Longitud efectiva de pandeo: K = 0,80 L =4,00 m KL = 3,20 m
De
la
Tabla
1.8.1.,
miembros
a compresi6n
para KL
3,25 m
=
ECO 5" --
Verificaci6n
~c
de
capacidad
E o o
de
de secci6n circular,
~
-
Pn = 23.350 Kgf> 21.600 Kgf
o
=127mm
e
=3 mm
o
o o LlJ
relaci6n esbeltez del miembro L
=400
r
=4,39
em
KLlr = 0,8 x 400/4,39
em
= 72,9 < 200 FIGURA
---
--
- - --.-----. - --------.-- .. --. . - -----Manual de Diserio de Estrueturas de Acero con Perfiles Tubulares
lID Miembro
circular a comprealen
unlcon
I
CAPITULO II
Aplicaciones en sistemas no resistentes a sismos Ejemplo 11.2.2.2.
Comprobar que un Tubo Estructural cuadrado Gonduven EGO 120x120x4 de 4,00 m de longitud articulado en sus extremos es capaz de soportar una carga axial de compresi6n mayorada de 30 Ton.
Propiedades de la secci6n (Tabla 1.4.2) ECO 120x120 H=B=120mm e=4mm Longitud efectiva de pandeo: ~
><
K = 1,00 L
E o o
=4,00 m
KL =4,00 m
~ De la Tabla 1.8.2., de capacidad miembros
a compresi6n
de
de
N ~
>< o
N ~
o o
secci6n
w
cuadrada, para KL=4,00 m
o
P, = 31.910 Kgf> 30.900 Kgf
FIGURA
••
Miembro cuadrado a compresion.
Determinar, para las condiciones anteriores, un perfil rectangular y uno circular equivalente. De la Tabla 1.8.3.,de capacidad de miembros acompresi6n de secci6n rectangular, para KL = 4,00 m
ECO 220x90x4,5 -- 30.000 Kgf
De la Tabla 1.1.8.,de capacidad de miembros acompresi6n de secci6n circular, para KL =4,00mm
ECO 6"x4mm--
unlcon
30.000 Kgf
Manual de Diseiio de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
Aplicaciones en sistemas no resistentes a sismos
CAPITULO II Ejempla 11.2.2.3.
Determinar la capacidad maxima a compresi6n de un Tuba Estructural rectangular Canduven ECO 320x120x7 de 6,00 m de longitud, articulado en sus extremos y que presenta un punta de soporte lateral intermedio en la direcci6n de su plano debil.
,.J
I
1'---' ~
I
~
-r-r-'
I I
f'..
I
x
o
f-b
I
"I X E 00
I
I I
No
--
I
('1)(0
I
I
o
o
'-
E
w
0 0 M
I I
I '7-"';
AREA EFECTIVA DE LA SECCI6N
~
j--", ,
lID Miembro FIGURA
rectangular
a compresron con soporte lateral
Propiedades de la secci6n (Tabla 1.4.3) ECO 320x120x7 H =320 mm B = 120 mm e
=
7mm
A
=54,14 ern'
r, = 11,05 em ry = 5,13 em Verificaci6n relaci6n ancho-espesor elementos comprimidos. (Tabla 1.5) t = 0,93 e = 6,51mm
bit = (120 - 5 x 6,51)/6,51
= 87,4516,51 = 13,43 < 34,22 = 1,40J E
Elemento compacta
Fy
hit = (320 - 5 x 6,51 )/6,51 = 287,45/6,51 = 44,16> 34,22 anual de Diseiio de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
Elementa esbelta
unlcon
Apiicaciones en sistemas no resistentes a sismos Determinaci6n
CAPITULO II
area efectiva de la secci6n:
2.100.000 3.51 5
be = 1,92x6,51
Aer=A - 2 t (h-b.)
= 54,14-
[1
0,38 (44, 16)
2.100.000 3.515
2 (0,651)(32,0 - 5
X
]
= 241,25
0,651- 24,125)
= 48,12
mm
em'
Q = Ae/A = 48,12 1 54,14 = 0,889
4,71J
E QF y
= 4 71
2.100.000 0,889x3.515
'
= 122,1
Longitud efectiva de pandeo: Plano fuerte:
K = 1,00 L =6,00 m KL =6,00 m KLlrx
F e
=
_n2_E_ (KLlr)2
9£.] F
= 600/11,05 = 54,30 2
=
< 122,1
= 7.030
n x2.100.000 (54,3)2
[0.889X3.515]7.030
= [
Fer Q 0,658'
3.515 = 2.594 Kgf/cm2
F, = 0,889 0,658
0,90xF erA = 0,90
X
2,594
X
54,14
K f/crn" 9
=
126.395 Kgf
Plano debil.
K = 1,00 L = 3,00 m KL =3,00 m KLlry = 300/5,13 F= e
OF,]
T
Fer=Q 0,658'
[
= 58,48
< 122,1
2
n2E = n x2.100.000 (KLlr)2 (58,48)2
[0.889 F, = 0,889 0,658
=6.061
3.515]
x 6.061
3.515 = 2.518 Kgf/cm2
0,90xFcr A = 0,90x2.518x54, 14 = 122.690 Kgf
unlcon
Manual de Diserio de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
CAPITULO II
o bien,
Aplicaciones en sistemas no resistentes a sismos
directamente
asume pandeo
de la Tabla 1.8.3., de capacidad
alrededor
manera que la capacidad
de miembros
del plano debit. para KL=3.00
a com presion de seccion
~Pn=
m, se obtiene
maxima a com presion esta gobernada
rectangular,
que
122.690 Kgf < 126.395 Kgf. De
por el pandeo alrededor
del plano debil, a pesar
de contar la columna con un punta de soporte lateral intermedio.
Ejemplo 11.2.2.4. Determinar
la capacidad
maxima a compresion
de un tuba estructural
500 grado C y con acero ASTM A-572 grado 50, Conduven 2
refuerzo de peso normal con f'c=250 Kgf/cm los extremos
es articulada.
Esta columna
niveles. La carga es transferida oermanente
eficientemente
Para este caso asumimos
utilizar como columna
al miembro
bajo la norma ASTM A-
ECO 12 3/4"x11 relleno con concreto
de 3,25 m de longitud. se pretende
circular fabricado
de seccion
que debe soportar la seccion mixta es de CP= 155 Ton
sin acero de
que la condicion
central de una edificacion
de de 8
mixta en el nivel de planta baja. La carga
y la variable es de CV=90 Ton.
~ ~
:><
~
E
C'0
I.{)
N
N
-
~
C'0
0
U
w
lID Miembro FIGURA
Calculo de la resistencia
circular
relleno de concreto
a eompreston
requerida:
P, = 1,2 (155Ton) + 1,6 (90Ton) = 330 Ton Kgf =:ste ejercicio 10podemos
resolver directamente
vn com presion rellenos de concreto
este ejercicio
oiseno de miembros
la informacion
de la tabla 1.8.5 capacidad
de miembros
de seccion circular con:
f 'c=250 Kgf/cm2, -ambien
tomando
con KL = 3,25 se obtiene
puede ser resuelto utilizando
la torrnulacion
a com presion rellenos de concreto,
~Pn=
368,40 Ton>
suministrada
como 10resolveremos
----anual de Diseiio de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
330 Ton
en el capitulo
a continuacion.
--
I de este manual,
CAPITULO II
Apiicaciones en sistemas no resistentes a sismos Caracterfsticas y propiedades de los materiales: Tubulares:
Concreto:
ASTM-500 Gr. C
f', = 250 Kgf/cm2,
Para concretos de peso normal, puede considerarse:
2
Fy =3.515Kgf/cm
Fu
= 4.360Kgf/cm
E, = 15.100~
2
= 15.100~250
= 238.751,96 Kgf/cm2
E = 2.100.000 Kgf/cm2 A
= 100,79 ern'
Ix = Iy = 12.405,34 ern'
Geometria del tubular: Columna:
Se verifica si la columna es apta para ser rellena se concreto,
o
=323,85 mm
con respecto al pandeo local de la secci6n de acero.
t
= O,93e 'A = 0 15~ = 015 2.100.000 , Fy , 3.515
O/t = 31,66
Secci6n del concreto: Ac = n
Area del concreto:
Inercia del concreto:
(~c r
donde
Ic =~ 4
o, =0-2t
(~)4. 2
'c
Cumple satisfactoriamente
= 89 62 > 31 66 ' ,
= 30,339 cm; Ac = 722,924 ern'
I = 41.588 , 66 ern'
Se verifica si el porcentaje de area de acero es superior al1 % de la secci6n de la columna, si es asi, la secci6n de acero es competente para ser reilena se concreto. Por otra parte la resistencia del concreto se encuentra dentro de los parametres establecidos, 2
es decir,
2
21OKgf/cm < f', < 700 Kgf/cm ; para concreto de peso normal. O.k.
A = 100,79 ern' > 0,01 (A+~) = 8,24 ern'
G
Calculo de la resistencia a compresi6n: C2=O,95 para secciones circulares. No hay presencia de acero de refuerzo: Po = AFy+A.,Fy,+CAJc;
Po = 100,79x3515+0xO+O,95x722,924x250
= 525,98Ton
As 100,79 C3 = 0,6+2 Ac + A. ~ 0,9; C3 = 0,6+2 722,924 + 100,79 = 0,84473 < 0,9
II
unlcon
Manual de Oiseno de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
CAPITULO II
Aplicaciones en sistemas no resistentes a sismos
=
Eleff 2.1 00.000x12.405,34+0xO+0,844
=
Po Po [ 0,658 ~
1 = 491,20
73x238.751 ,96x41.588,66
= 3,44388x10
=
10
330 Ton
Ton
~
De esta manera Ilegamos al mismo resultado de la tabla 1.8.5del Capitulo I.
Ejemplo 11.2.2.5. Determinar la capacidad maxima a compresi6n de un tubo estructural circular fabricado bajo la norma ASTM A500 grado C y con acero ASTM A572 grado 50, Conduven ECO 260x260x11 relleno con concreto sin acero de refuerzo de peso normal con f'c=250 Kgf/cm2 de 3,25 m de longitud. Para este caso asumimos que la condici6n de los extremos es articulada. Esta columna se pretende utilizar en una edificaci6n de 8 niveles, como columna lateral. La carga es transferida eficientemente al miembro de secci6n mixta en el nivel de planta baja. La carga permanente que debe soportarlasecci6n
mixtaes de CP=130Ton y la variable es de CV=85 Ton.
~ ~
><
o
E L()
N ('I')
CD N
>< o CD
N
o o w
IlI.I Miembro FIGURA
cuadrado relleno de concreto a compreston
nual de Diserio de Estructuras de Acero oon Perfiles Tubulares
unlc:on
CAPITULO II
Aplicaciones en sistemas no resistentes a sismos Calculo de la resistencia requerida: Pu = 1,2 (130Ton) + 1,6 (85Ton) = 292 Ton
Este ejercicio 10podemos resolver directamente tomando la informaci6n de la tabla 1.8.9capacidad de miembros en compresi6n rellenos de concreto de secci6n cuadrada con: fe=250Kgf/cm2, con KL = 3,25 se obtiene
Pn = 324,83
Ton> 292 Ton
Tarnbien este ejercicio, al igual que el anterior puede ser resuelto utilizando la formulaci6n suministrada en el capitulo I de este manual, diserio de miembros a compresi6n rellenos de concreto, como 10 resolveremos a continuaci6n.
Caracteristicas y propiedades de los materiales: Tubulares:
Concreto:
ASTM A500 Gr. C Fy =3.515Kgf/cm2
f', = 250 Kgf/cm2,
Fu = 4.360Kgf/cm2
de peso normal,
E =2.100.000
puede considerarse:
Para concretos
Kgf/cm2
Ee= 15.100 Fc=Ee
= 15.100~ 250
Ee=238.751,96
Kgf/cm2
em'
A
= 98,61
l,
= l, = 10.052,33
em'
Geometria del tubular: _ Columna:
Se verifica si la columna es apta para ser rellena de concreto, con
H =260 mm
respecto al pandeo local de la secci6n de aeero.
B =260 mm t
= 0,93e
h
= H - 5t = B - 5t
b
A, = 2 26~ = 2 26 , Fy '
2.100.000 3.515
= 55 24 > 20 42 '
,
Cum pie satisfactoriamente
hit = bit = 20,42
Secci6n del concreto: Area del concreto: h, = 23,954 cm h2 = 23,954 cm ri
A e= h1h2- 0,858r; 2; donde h1=B-2t; h2=H-2t; r;=1,5t radio interno A e= 571,772 ern'
= 1,535 cm
Inereia del concreto: l, = 11+ 212+ 213;11= Cuadrado: 12= Rectangulos; 13= Cuartos de circulos
unlcon
Manual de Disefio de Estrueturasde Acero con PerfilesTubulares
CAPITULO II
Aplicaciones en sistemas no resistentes a sismos
r
I
--J I-~_
II
t
I
t
H
.' h, =B-2r
~I
~I
B
lID Determinacion FIGURA
I1 =
12 =
(h -3t)( 1 5t)3 1
,
12
4(
de para metros de la secclon
de concreto
h (h -3t)3 1 2 = 18 .,184 45 cm 4 12
+ (h, - 3t)(1 ,5t)
( h _2
2
-
)2
0,75t = 4.167,63 em"
8)
( - h2 + - Ar, -r )2 = 455 82 ern" I = r· -11: - + (rj211:) 3 8 911: 2 2 3n: I
I
,
Inercia del concreto: l, = 27.431 ,36 ern"
Se verifica si el porcentaje de area de acero es superior al 1% de la secci6n de la columna, si es asi, la secci6n de acero es competente para ser reilena de concreto. Por otra parte la resistencia del concreto se encuentra dentro de los parametres establecidos, es decir, 210Kgf/cm2
para concreto de peso normal
< f', < 700 Kgf/cm2
A = 98,61 ern"> 0,01 (A+Ac) = 6,70 ern' Calculo de la resistencia a compresi6n: C2=0,85 para secciones cuadradas y rectangulares No hay presencia de acero de refuerzo:
Po= AFy+AsFyr+C~l c; Po = 98,61x3515+0xO+0,85x571
As ) C3 = 0,6+2 ( Ac + As :s 0,9; C3 = 0,6+2
,772x250 = 468,12Ton
98,61 571,772 + 98,61 = 0,894196 < 0,9
Manual de Disefio de Estructuras de Acero con PerfilesTubulares
CAPITULO II
Aplicaciones en sistemas no resistentes a sismos
Eleff= 2.100.000x10.052,33+0xO+0,B94196x23B.751
,96x27.471 ,36 = 2,6966x10'o
= 2.519,70 Ton> 0,44P
p"=Po[
0
0,658::] =433,10Ton
c=0,75
De esta manera Ilegamos al mismo resultado de la tabla 1.8.9
11.2.3.Dlserio de miembros a flexion Ejempla 11.2.3.1. Diseriar una viga simplemente apoyada de 6,00 m de longitud empleando un Tuba Estructural Canduven ECO de secci6n rectangular que debe soportar una carga permanente uniforme distribuida de 2.400 Kgf/m y una carga variable uniforme distribuida de 2.800 Kgf/m. Limite de deflexi6n admisible para la carga variable es U300.
Wu r---------------
~
g
I
-------------------------------
()
ECO Rectangular
~
-I
6,00 m
I .•
FIGURA _ Perfil rectangular
utilizado como viga
Calculo de la resistencia requerida: Wu
= 1,2 (2.400 Kgf/m)
M, = 7.360 Kgf/m
unlcon
+ 1,6 (2.BOO Kgf/m)
= 7.360 Kgf/m
x (6,00 m)2/B = 33.120 Kgf.m Manual de DiseFiade Estructuras de Acero con PerfilesTubulares
CAPITULO II
Aplicaciones en sistemas no resistentes a sismos
Calculo del minimo momento de inercia requerido: .6.max = U300 = 600 em / 300 = 2,00 em
= 2.800 Kgf/m Im;n= 5wL 4/384E.6.max = 11.250 em"
Carga variable
w
Seleccion del perfil tubular: De la Tabla 1.4.3., de propiedades
estaticas para secciones rectangulares ECO 350x170x9
Comprobacion
de lacapacidad
De la Tabla 1.9.3., de capacidad
--- Ix
= 12.737
ern' > 9.000 ern'
resistente del miembro: de miembros a flexion para secciones rectangulares:
ECO 350x170x9
---
= 28.770
Kgf.m<33.120
Kgf.m
0
Tomando el perfil siguiente, ECO 350X170X11---
= 34.314
Kgf.m > 33.120 Kgf.m
G
Ejemp/o 11.2.3.2. Resolver el ejemplo 11.2.3.1.,empleando
dos perfiles Conduven ECO de seccion rectangular en paralelo.
Del ejemplo anterior.
= 33.120
Mu
Kgf.m
=
Im;n 5wL 4/384E.6.max
= 11.250em4
Seleccion del perfil tubular:
De la Tabla 1.4.3., de propiedades
estaticas para secciones rectangulares: ECO 320x120x7
Cornprobacion
de la capacidad
--- l, = 6.606 ern" > 5.625 em"
resistente del miembro: Mj2
De la Tabla 1.9.3., de capacidad
= 16.560
Kgf.m
de miembros a flexion para secciones rectangulares:
ECO 320x120x7---
16.560 Kgf.m
G
So/uci6n: 2 perfiles EGO 320x120x7 dispuestos en para/e/o.
v'1anualde Diseno de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
unlcon
Aplicaciones en sistemas no resistentes a sismos
CAPITULO II
11.2.4.Disefto de miembros a corte Ejemplo 11.2.4. 1. Verificar la capacidad resistente al corte de los ejemplos 11.2.3.1.y 11.2.3.2.
Calculo de la resistencia requerida: Wu
=
1,2 (2.400 Kgf/m) + 1,6 (2.800 Kgf/m)
Vu
= 7.360
Kgf/m x (6,00 m)/2
= 7.360
= 22.080
Kgf/m
Kgf
Cornprobacion de la capacidad resistente del miembro De la Tabla 1.9.3.,de capacidad de miembros a corte para secciones rectangulares, para corte en la direccion y-y: ECO 350x170x11---
vVn
= 124.004
Kgf »
22.080 Kgf.m
~
De la Tabla 1.9.3.,de capacidad de miembros a corte para secciones rectangulares, para corte en la direccion y-y: ECO 320x120x7---
e.v, = 74.256
Kgf»
22.080 Kgf.m
~
11.2.5. Disefto de miembros a torsion Ejemplo 11.2.5.1. Determinar la capacidad resistente a torsion de un tubo estructural Conduven de seccion circular ECO 7 5/8" espesor 4,5mm. De la Tabla 1.9.1.,de lacapacidad de miembros a torsion para secciones circulares: ECO 7 5/8" x 4,5mm
TTn = 4.387 Kgf.m
E E
L!)
~ x
-Co
L!)
J'-.
•...
ro
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2
o
o o w
FIGURA
I'IIm unlc:on
Miembro circular
a torsion
Manual de Diserio de Estructuras de Acero con PerfilesTubulares
CAPITULO II
Aplicaciones en sistemas no resistentes a sismos
--------------------------------------
11.2.6. Disefio de miembros a solicitaciones combinadas Ejemp/o 11.2.6.1. Verificar la capacidad
resistente de un Tuba Estructural Gonduven EGO 320x120x7
soportar como voladizo de 2,00 m de longitud, una carga permanente una carga variable uniformemente
distribuida
de seccion rectangular
uniformemente
de 1.200 Kgf/m, con una excentricidad
distribuida
para
de 3.000 Kgf/m
y
de 20 cm respecto su eje.
-1 -+
H
ti. _1 f--s--j
IIID FIGURA
Calculo de la resistencia
Miembro rectangular
=
1,2 (3.000 Kgf/m)
Vu M, Tu
:)e la Tabla 1.9.3., de capacidad
= 5.520
= 5.520 = 5.520
+ 1,6 (1.200 Kgf/m)
Kgf/m x 2,00 m
=
Kgf/m x (2,00 m)2/2
Kgf/m x 2,00 x 0,20m
de miembros
= 5.520
Kgf/m
11.040 Kgf
= 11.040
Kgf.m
= 2.208
Kgf.m
a flexion, corte y torsion para secciones
rectangulares:
Para:
ECO 320x120x7
= 16.724
combinadas
requerida: Wu
$b M,
sometido a solicitaciones
TJ$TTn
Kgf.m
= 2.208/8.756
= 0,252
2: 0,20
$v Vn = 74.256 Kgf
T, = 8.756 Kgf.m
( 0+
11.040) 16.724
+
(11.040 74.256
2.208)2 +-8.756
= (0,66)+(0,149+0,252)2
--------------------------------anual de Diserio de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
= 0,82:51 -------
unlcon
CAPITULO II
Aplicaciones en sistemas no resistentes a sismos Ejemplo 11.2.6.1.
Diser'iar un miembro de 4,00 m de longitud articulado en sus extremos empleando un Tuba Estructural Gonduven EGO de secci6n circular que debe soportar una carga permanente de 18.000 Kgf Y una carga variable de 6.000 Kgf en compresi6n con excentricidades de 0,40 m en direcci6n X y 0,20 m en direcci6n Y.
0,40 m
yi'
p'i.L
G
U®0.20m
--£!
IIIEJ FIGURA
Miembro circular
sometido a solicitaciones
combinadas
Calculo de la resistencia requerida: Pu = 1,2 (18.000 Kgf) + 1,6 (6.000 Kgf) = 31.200 Kgf Mux= 31.200 Kgf x 0,40 m = 12.480 Kgf.m Muy= 31.200 Kgf x 0,20 m = 6.240 Kgf.m
Tomando ECO 12 3/4"x9mm K=1,0 L=4,00m KL=4,OOm De la Tabla 1.1.8., de capacidad de miembros a compresi6n de secci6n circular, para KL = 4,00 m ECO 12 3/4"x9mm -- ~c P, = 239.550 Kgf PJ~c P, = 31.200/239.550 = 0,130 De la Tabla 1.10.1.,de capacidad de miembros en flexo-compresi6n de secci6n circular, ECO 123/4"x9mm Para:
Pj~c Pn = 0,1
Mu = 25.042 Kgf.m
Para:
PJ~c Pn = 0,2
Mu = 23.724 Kgf.m
Interpolando linealmente: Para: PJ~c Pn = 0,130
unlcon
Mu = 24.646 Kgf.m > 18.720 Kgf.m
_
Manual de Disefio de Estructuras de Acero con PerfilesTubulares
CAPITULO II
Aplicaciones en sistemas no resistentes a sismos
Ejemp/o //.2.6.3. Resolver el ejemplo 11.2.6.2.,empleando un Tubo Estructura/ Gonduven EGO de secci6n cuadrada.
o
"0
co ~
"0
E
COo :::::lo -.:::t-
o O
o w
IIIEJ Miembro FIGURA
cuadrado sometido a solicitaciones
P,
combinadas
= 31.200 Kgf
Mux = 12.480 Kgf.m Muy = 6.240 Kgf.m
Tomando ECO 260x260x9mm K= 1,0 L=4,00m KL=4,00m De la Tabla 1.8.2.,decapacidad de miembros acompresi6n de secci6n cuadrada, para KL = 4,00 m ECO 260x260x9mm -- c P, = 232.080 Kgf PjPn= 31.200/232.083 = 0,134 De la Tabla 1.10.2., de capacidad de miembros en flexo-compresi6n de secci6n cuadrada, ECO 260x260x9mm Para:
Pjc Pn = 0,1
Mu = 22.651 Kgf.m
Para:
PicP, = 0,2
M, = 21.458 Kgf.m
Interpolando linealmente: Para: PicPn = 0,134
Mu = 22.245 Kgf.m > 18.720 Kgf.m
Manual de Disefio de Estructuras de Acero con PerfilesTubulares
_
unlc:on
Aplicaciones en sistemas no resistentes a sismos
Il!lAplicaciones Aplicaciones piso
y
en sistema de pisos y techos
convencionales
auxiliares.
CAPITULO II
de los perfiles tubulares
En esta seccion
se hace hincapie
a flexion, empleados
en la utilizacion
cornunrnente
como vigas de techo,
de los perfiles rectangulares,
perfil ECOT
y
y cubiertas de techo.
ECOZ como vigas, con diferentes tipos de encofrados
Sistemas de techo (vigas y columnas) con perfiles tubulares y conexi ones empernadas
11.3.1. Diseiio de vigas de piso 0 correas
Ejemplo 11.3.1. 1. Disenar las vigas de piso 0 correas de un entrepiso uniforme separadas
2
de 450 Kgf/m
y una carga variable
1,50 m. Limite de detlexion admisible
destinado
a oficina que debe soportar
de 250 Kgf/m2. Las correas para la carga variable es
o 1,50 m
I
-
-
Viga de Piso (correa)
I, ,I
t,
I
I,
J
I,
W-
U300.
rt
4,00 m
I
-,
una luz de 4,00 m y estan
®
--:-
-
tienen
una carga permanente
I,
~
Jg ·x ::J
-c ro
Ol
:>
I
Viga de Piso (correa)
t
J
r
EGO Rectangular
4,00m
IlID FIGURA
unlc:on
Miembros rectangulares
-----
en sistemas de pisos; viga de pi so
Manual de Disefio de Estructuras de Arero con Perfiles Tubulares
CAPITULO II
Aplicaciones en sistemas no resistentes a sismos
Calculo del minima momento de inercia requerido:
= L/300 = 400 em I 300 = 1,33 em Carga variable w = 250 x 1,50 = 375 Kgf/m
Llmax
Im;n
= 5wL 4/384ELlmax
= 446,4 ern"
Selecci6n del perfil tubular: De la Tabla 1.4.3.,de propiedades estaticas para secciones rectangulares. ECO 180x65x4 Ix
= 655,96
ern" > 446,4 ern'
Peso: PP
= 14,45
Kgf/m
(Tabla 1.3.3.)
Calculo de la resistencia requerida: qu
= 1,2 (450
Kgf/m2) + 1,6 (250 Kgf/m2)
= 940
Kgf/m2
Ancho tributario de la viga: S = 1,50 m
=
= 940
Wu qu X S + 1,2 PP
Kgf/m2 x 1,50 m + 1,2 x 14,45
= 1.428
Kgf/m
Mu = 1.428 Kgf/m x (4,00 m)' I 8 = 2.855 Kgf.m
Comprobacion de la capacidad resistente del miembro De la Tabla 1.9.3.,de capacidad de miembros a flexion ECO 180x65x4 ---
= 2.967
Kgf.m > 2.855 Kgf.m
11.3.2. Dlsefio de vigas auxiliares Ejemplo 11.3.2.1.
Disefiar las vigas auxiliares del ejemplo 11.3.1.1,que soporta las vigas de piso sabiendo que tiene una luz de 6,00 m.
Rj~ 1,50m -IR
k--
-lL
jR
-E:~~a-n:a-rn -~
~~
I.. Il:I:B Miembros
•. I
6,00 m
FIGURA
rectangulares
Viga de piso: ECO 180x65x4
=
Wu qu X S + 1,2 PP
= 940
en sistemas
PP
= 14,45
de pisos; viga auxiliar
Kgf/m
(Tabla 1.3.3.)
Kgf/m2 x 1,50 m + 1,2 x 14,45
------------------------------------
= 1.428
Kgf/m
----------------.---
Manual de Diseiio de Estrueturasde Acero con PerfilesTubulares
unlcon
CAPITULO II
Aplicaciones en sistemas no resistentes a sismos Heaccion de la viga de piso sobre la viga auxiliar:
Vu = 1.428 Kgf/m x 4,00m/2 = 2.856 Kgf Asumiendo
que convergen
dos vigas de piso sobre la viga auxiliar:
R = 2Vu = 5.712 Kgf Carga uniforme equivalente:
Q :::R/S
+ 1,2 PPTomando pp:::
60 Kgf/m
Q = 5.712 Kgf 11 ,50 m + 1,2 x 60 Kgf/m = 3.880 Kgf/m
Mu = 3.880 Kgf/m x (6,00 m)2/8 = 17.460 Kgf.m
Comprobacion
de la capacidad
De la Tabla 1.9.3., de capacidad
resistente del miembro de miembros
ECO 320x120x9
a flexion
---
~b
Mn =20.880Kgf.m > 17.460 Kgf.m
Ix = 8.159,90 ern' Cornprobacion
de la deflexion admisible:
Carga variable:
w = 250 x 4,00 = 1.000 Kgf/m ;:.,= 5wL 4/384Elx = 0,98 em < 2,00 em = 600/300 = L/300
11.3.3 Disefio de entrepiso Ejemplo 11.3.3.1. Verificar los componentes
del entrepiso indicado a continuacion:
Caracteristicas generales: Uso: Vivienda Sistema de Piso: Sofito rnetalico colaborante Piso: Acabado
-larnina calibre 22, espesor 1 0 cm (concreto normal)
de Cerarnica
Paredes: Bloques arcilla
10/15 cm - friso ambas caras.
Techo: Plafones deyeso. Analisis de cargas (segun COVENIN 2002-88):
unlcon
Manual de Diseno de Estructuras de Arero con Perfiles Tubulares
CAPITULO II
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Aplicaciones en sistemas no resistentes a sismos
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EC0220x90x4,5 COL. ECO 220x220x7
(TIP.)
(TIP.)
111m FIGURA
Entrepiso configurado
con perfiles tubulares
Anausis de cargas: Cargas Permanentes:
= 10 em de piso, e = 5 em
Sofito rnetalico eolaborante, Aeabado
de piso y base
175 Kgf/m2
e
120 Kgf/m2 35 Kgf/m2
Plafones de yeso Tabiqueria
150 Kgf/m2
sobre entrepiso
Total Carga Permanente:
480 Kgf/m2
Sobreearga
175 Kgf/m2
Cargas Variables: en areas privadas de viviendas
175 Kgf/m2
Total Carga Variable
Calculo de la resistencia
requerida: qu
= 1,2 (480
2 2 Kgf/m ) + 1,6 (175 Kgf/m )
= 856
2
Kgf/m
Viga de piso: ECO 220x90x4,5 Peso: 20,72 Kgf/m (Tabla 1.3.3.)- Luz calculo: 5,00 m Aneho tributario: Wu
= qu X S +1,2
PP
Mu
= 856
= 1.310
S = 1,50 m 2
Kgf/m
x 1,50 m +1,2 x 20,72 Kgf/m
Kgf/m x (5,00 m)2/8
Manual de Diserio de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
= 4.090
= 1.310Kgf/m
Kgf.m
unlc:on
Aplicaciones en sistemas no resistentes a sismos Comprobaci6n
de la capacidad
resistente de la viga de piso:
De la Tabla 1.9.3., de capacidad
de miembros
a flexi6n.
ECO 220x90x4,5
Comprobaci6n
de la capacidad
ECO 260x90x5,5
CAPITULO II
4.090 Kgf.m
---
resistente de las vigas, a carga gravitacional.
Caso critico: viga V2(A-B)
Del analisis estructural se obtiene: Mu' = 6.350 Kgf.m De la Tabla 1.9.3., de capacidad
de miembros
= 4.670 Kgf.m
a flexi6n
ECO 260x90x5,5
ECO 220x90x4,5:
Mu+
= 8.394
---
Kgf.m > 6.350 Kgf.m
Caso critico: viga V1 (A-B) se obtiene: Mu'
Del analisis estructural
De la Tabla 1.9.3., de capacidad
= 3.222
de miembros a flexi6n:
ECO 220x90x4,5
Peso total perfiles tubulares:
Mu + = 2.090 Kgf.m
Kgf.m
-
= 5.329
Kgf.m > 3.222 Kgf.m
6,52 Ton.
Ejemplo 11.3.3.2. Verificar los componentes
del entrepiso del ejemplo 11.3.3.1., con la estructuraci6n
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EC0220x90x4 5
I
i
i
4,00
mostrada a continuaci6n:
(TIP.)
FIGURA
unlcon
Entrepiso configurado
con perfiles tubulares,
con vigas auxliares
Manual de Diserio de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
Aplicaciones en sistemas no resistentes a sismos
CAPITULO II Comprobacion
de la capacidad
resistente de las vigas de piso:
Viga de piso ECO 220x90x4,5 entre ejes 3-4 L=4,00 m Del analisis estructural
se obtiene:
De la Tabla 1.9.3., de capacidad
M/ = 4.670
Kgf.m
de miembros a flexion
ECO 220x90x4,5
---
b M,
= 5.329
Kgf.m > 4.670 Kgf.m
Viga de piso ECO 140x60x3.0 entre ejes 1-2 L=2,50 m Del analisls estructural
se obtiene:
De la Tabla 1.9.3., de capacidad
Comprobacion
de miembros
a flexion
EGO 140x60x3,0
---
de la capacidad
EGO 220x90x4,5:
Mu + = 970 Kgf.m
se obtiene:
de la capacidad
Mu + = 4.912 Kgf.m ---
b M,
= 5.329
Kgf.m > 4.912 Kgf.m
resistente de las vigas a carga gravitacional.
Caso critico -- viga VB(1-2)
Del analisis estructural:
Mu'= 6.720 Kgf.m
De la Tabla 1.9.3., de capacidad
de miembros
EGO 260x90x5,5
ECO 220x90x4.5:
Kgf.m > 970 Kgf.m
resistente de la viga auxiliar
EGO 220x90x4,5
ECO 260x90x5,5:
= 1.466
Caso critico -- viga aux(A-B)
Del analisis estructural
Comprobacion
b Mn
Mu+ = 5.012 Kgf.m a flexion ---
b Mn
= 8.394
Kgf.m > 6.720 Kgf.m
Caso critico -- viga V3(A-B)
Del anahsis estructural:
Mu' = 4.160 Kgf.m
De la Tabla 1.9.3., de capacidad
de miembros
EGO 220x90x4.5
Peso total perfiles tubulares:
Mu+ = 2.696 Kgf.m a flexion. --- b M,
= 5.329
Kgf.m > 4.160 Kgf.m
6,33 Ton.
11.3.4. Dlsefio de vigas de piso con perfil ECO T Ejemplo 11.3.4.1. Verificar las vigas de piso de seccion mixta de un entrepiso destinado ECO T-100, espaciados
a 61 cm, empleando
una carga permanente
uniforme
paneles de poliestireno
a uso residencial, expandido 2
(incluido su peso propio) de 500 Kgf/m
vigas de piso tienen una luz de 4,50 m. Limite de deflexion admisible Manual de Diseiio de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
confeccionado
con perfiles
y loseta de 5 cm, que debe soportar
y una carga variable de 175 Kgf/m2. Las
para la carga variable es U360.
unlc:on
Aplicaciones en sistemas no resistentes a sismos
CAPITULO II Malia electrosoldada Loseta Concreto
5em
61 em
I'" FIGURA IlID Configuracion
de losas con el perfil ECOT y poliestireno
expandido
Calculo del minima momento de inereia requerido:
=
Llmax Ll360 Carga variable par nervio w
=
175 x 0,61
=
= 450
cm/360
= 1 ,25 cm
106,75 Kgf/m
Im;n= 5wL4/384ELlmax = 5x1 ,0675(450tl(384x2.100.000x1
,25)
= 217,1
ern'
Verifieaei6n del perfil De la Tabla 1.10.5., de eapaeidad de miembros a flexi6n yeorte para Perfiles ECO Ten seeei6n mixta. ECO T-100 de 20 em espesor con loseta de 5 em y panel de 15 em Ix = 680,98 ern' > 217,1 ern' Caiculo de la resisteneia requerida: qu
=
1,2 (500 Kgf/m2) + 1,6 (175 Kgf/m2)
= 880
Kgf/m2
Aneho tributario de viga: S = 0,61 m Wu
= q, X S = 880
Kgf/m2 x 0,61 m
M, = 537 Kgf/m x (4,50 m)2/8 Vu Comprobaci6n
= 537
=
Kgf/m x 4,50 m/2
= 537
Kgf/m
1.359 Kgf.m
= 1.208
Kgf
de la eapaeidad resistente del miembro
De la Tabla 1.10.5., de capaeidad de miembros a flexi6n y corte para Perfiles ECO T en secci6n mixta ECO T-100 de 20 em espesar con loseta de 5 em y panel de 15 em b
Tomando laeonfiguraci6n
Mn
= 1.161
Kgf.m < 1.359 Kgf.m
0
siguiente:
ECO T-100 de 25 cm espesar con loseta de 5 em y panel de 20 em b
Mn
v
unlcon
= 1.484
Kgf.m > 1.359 Kgf.m
v, = 6.454
Kgf > 1.208 Kgf.m.
_ _
Manual de Diserio de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
CAPITULO II
Apiicaciones
en sistemas no resistentes
a sismos
Perfil ECO T empleado en sistemas de entrepisos con paneles de poliestireno expandido
11.3.5.Diseiio de correas de techo con perfil ECO Z Ejemplo 11.3.5.1. Diseriar las vigas de un techo plano de una nave industrial que debe soportar una cubierta liviana de 10 Kgf/m2. Las vigas tienen una luz de 5,0 my estan separadas 1,20 m. Sobrecarga normativa 40 Kgf/m2.Asumir que la cubierta de techo proporcionasoporte
laterall;,=1 ,00 m.
Cubierta Liviana 2 (10 Kgf/m )
Perfil ECO Z
Perfil ECO Z
I" FIGURA IIIIJ Perfil
1,20 m ECOZ en sistemas
de techos. Vi gas para techos livianos
Calculo de la resistencia requerida: qu
=
1,2 (10 Kgf/m2)
+ 1,6 (40 Kgf/m2)
= 76 Kgf/m
2
Perfil ECO Z:-170: Peso: 5,87 Kgf/m Luz calculo: 5,00 m Ancho tributario de viga: S
Wu
= qu X S + 1,2 PP = 76 Kgf/m
2
= 1,20 m
x 1,20 m + 1,2 x 5,87
= 98,25
Kgf/m
M, = 98,25 Kgf/m x (5,00 m)2/8 = 307 Kgf.m ---------------------------------------------------------------------------------~-Manual de Diserio de Estructuras de Acero con PerfilesTubulares
unlcon
CAPITULO II
Aplicaciones en sistemas no resistentes a sismos
---------------------------------------------------;
Comprobacion
de la capacidad
resistente del miembro:
De la Tabla 1.10.6., decapacidad
de miembros a tlexionycorte:
Perfil ECO Z Para: Lb
= 1,00
m
~bMn = 483 Kgf.m > 307 Kgf.m
Perfil ECO Z-170
11.3.6. Disefio
de escaleras
Ejemplo 11.3.6.1. Disenar la escalera de un modulo de circulacion
vertical de un edificio multifamiliar
que cuenta con un ancho de 1 ,25
my distancia entre apoyos de 3,50 m. Los escalones tienen 28,0 cm de huella y 15,3 cm de contrahuella.
Analisis de cargas: Cargas Permanentes:
=
Peso Propio loseta de concreto e
125 Kgf/m2 75 Kgf/m2
5 cm
Marco de anqulos 65x65x6 Barandas
50 Kgf/m2
y otros accesorios
250 Kgf/m2
Total Carga Permanente
Cargas Variables: Sobrecarga
de uso (escalera
Inclinaci6n:
tana
300 Kgf/m2
vivienda)
= 15,3/28,0
~
a = 28,6°
Carga mayarada:
2
qu = 1,2 (250 Kgf/m )
+ 1,6 (300 Kgf/m2)
= 780 Kgf/m2
Carga par viga: W
= [S x qu 1 2 + 1,2 PP]/cosa=
Mu De la Tabla 1.9.3., de capacidad
[1,25 x 780/2 + 1,2 x 10]/cos (28,6°) = 570 Kgf/m
= W L /8
de miembros
2
a flexion.
ECO 120x60x2,5 verltlcaclon
= 570 x (3,50)2/8 = 873 Kgf.m
--- $bMn
= 974
Kgf.m > 873 Kgf.m
de flecha: W = wev = [S x
qJ2]/cos
a
= [1,25
x 300/2]/cos
(28,6°) = 214 Kgf/m
~max= L/300 = 350 cm 1300 = 1 ,17 cm Imin= 5wL 4/384E~max= 170 ern'
unlc:on
Manual de Disefio de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
CAPITULO II
Aplicaciones
De la Tabla 1.4.3., de propiedades
en sistemas
no resistentes
a sismos
estaticas para secciones rectangulares. ECO 120x60x2,5 --- Ix = 149,4 ern" < 170 ern'
0
Se tomaran dos perfiles: ECO 140x60x3,0 --- Ix = 257,47 em'
I:
1,25
--I'"
3,50
-----------:1 8@0,28=2,25
r
9@0,153=1,375
l 2 ECO 140x60x3 FIGURA IlEiJ Miembros
rectangualres
en escaleras
Escalera rnetalica diseriada con perfiles rectangulares
Manual de Diserio de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
II
CAPITULO II
Aplicaciones en sistemas no resistentes a sismos
II!] Aplicaciones
y barras de relleno (montantes y diagonales)
Los cordones empotrados
en sus nodos aunque
suponiendo
por 10 general,
que las uniones son articuladas.
en un nodo deberian entre
en celosias y otros arreglos
perfiles
mantenerse,
tubulares
-0,55H s e s 0,25H excentricidades
para perfiles
a fuerzas cuadrados
limites antes prescritos,
no asi, los momentos
transversales
fuera de los nodos.
modelarse
considerando
consecuencia
axiales;
longitud teorica del elemento
siempre
primarios,
estan parcial mente
de las fuerzas en los elementos
se hace
nodales entre los ejes de las barras que se unen
esto es, -0,550 s e~ 0,250
y rectangulares.
Los momentos
para perfiles
secundarios
que las excentricidades que pueden
para conexiones
y las barras de relleno articuladas.
parcial a la rotacion impuesta
par la union soldada,
y
circulares
debidos
se encuentren
ocurrir en los cordones
directas
a estas
dentro de los
debido
a cargas
En este caso y para fines de anal isis, la viga de celosia
los card ones continuos
de la restriccion
estatico
dentro de los limites recomendados
pueden, en general, despreciarse
aplicadas
el calculo
Las excentricidades
preferiblemente,
sometidos
de una viga de celosia soldada,
Para fines de diseno
puede
y como
se permite una reduccion
de la
(L) para obtener la longitud efectiva de pandeo (Lb), de manera que el coeficiente
de
longitud efectiva K < 1,00.
Galpon industrial ados aguas con perfiles tubulares
Las recomendaciones viga de celosia, despuntamientos
II
del Eurocodiqo
3 establecen
que las longitudes
cuyas barras de relleno esten soldadas 0 aplastamientos,
puede ser determinada
de pandeo,
a los cardones
para perfiles tubulares
a 10 largo del perimetro
en una
completo,
sin
como:
Manual de Diseiio de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
unlc:on
CAPITULO II
Aplicaciones en sistemas no resistentes a sismos
Cordones:
= 0,9 x (Iongitud te6rica entre nodos) L, = 0,9 x (Iongitud entre soportes laterales)
En el plano de la celosia: L\) Perpendicular al plano:
y Oiagonales: En ambos pianos: L, = 0,75 x (Iongitud te6rica entre nodos)
Montantes
En el caso que la relacion entre el diametro externo (~< 0,60, siendo ~
=
0 ancho
de la barra de relleno al menor cordon sea menos 0,60
Db/D 0 BJB 0 DJB sequn el caso) , el coeficiente de longitud efectiva para la barra de relleno
esta por 10general comprendido entre 0,50:5 K:5 0,75, sequn:
. Cordon
Barra Relleno
Coeficiente de longitud efectiva K
Rectangular
Rectangular
B 2 )0.25 230 ( _b , LB
Rectangular
Rectangular
Circular
Circular
02)°.25
235 (_b , LB
02)°.25 220 (_b , LO
L = Longitud te6rica entre nodos,
En el caso de largos cord ones comprimidos sin soporte lateral, como por ejemplo, una viga de celosia sometida a cargas ascendentes (debida a la succion de viento en techo livianos), pasarelas peatonales, etc., la longitud efectiva del cordon solicitado a cornpresion depende de la variacion de carga en el cordon, la rigidez de las barras de relleno, la rigidez torsional del cordon a traccion, de la union correa-celosia, la rigidez a flexion de las correas, entre otros. En este caso, las barras de relleno actuan como soportes elasticos locales en cada nodo y la longitud efectiva de pandeo del cordon comprimido puede ser considerablemente men or que la longitud entre apoyos. 11.4.1.Dlsefio de celesta plana Ejemplo 11.4.1.1. Diseriar la celosia plana mostrada en la Figura 11.21,empleando Tubas Estructurales Canduven ECO de seccion circular. Altura de celosia ~ U15 = 36/15 = 2,40 m
Luz = 36,00m Soparaclorrde celosias
=
12,00m
Separaclon de Correas
= 6,00 m
Celosia tipo Warren con nodos en K espaciados Carga mayorada por nodo P = 10,8 Ton (Incluye carga transmitida por las correas y peso de la celosia)
unlc:on
Manual de Diserio de Estructuras de Acero con PerfilesTubulares
~zszs .'0,8TOO
f--
.'0,8TOO
I
6,00
.z&;
Apiicaciones en sistemas no resistentes a sismos
CAPITULO II
I
6,00
.'0,8TOO
.'0,8TOO
ZSZS7~o
UNI6N CON BRIDA
I
6,00
I
6,00
I
6,00
6,00
-l
FIGURA
IIf1I Resultados
Geometria
del analisis de la celosia con suposicion
de la celosia plana
de nodos articulados
(val ores posltivos indican traccion)
-113,4
-86,6
-33,5
66,8
t:Im
106,8
120,1
FIGURA
i,
Cargas axiales en los miembros (Ton)
Cordon superior
K
= 0,9
KL=
5,40 m
De la Tabla 1,1,8" capacidad Para:
L
=
6,00 m (soporte lateral proporcionado
Pu
=
113,4 Ton (cornpresion)
de miembros KL
a cornpresion
porlas correas)
de seccion circular:
= 5,50
ECO 9-5/8" - e = 7,00mm
---
~Pn =
113,7 Ton>
113,4
Ton
120,1
Ton
ii. Cordon inferior Pu
=
120,1 Ton (tracci6n)
De la Tabla 1,7.1., de capacidad
de miembros
ECO 9-5/8" - e iii. Diagonales
a traccion de seccion circular,
= 5,50mm ~Pn= 121,69
Ton>
a compresion
K
= 0,75
KL
= 2,88
De la Tabla 1,1,8, capacidad Para:
m
de miembros KL
a cornpresion
de seccion circular:
= 3,00
--- ---- ---- - - - Manual de Diseno de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
unlcon
CAPITULO II
Aplicaciones en sistemas no resistentes a sismos Perfil
Espesor (mm)
~cPn(Kgf)
Pn (Ton)
4,00 3,40
43,63
42,9
EGO 5-1/2"
32,62
25,8
(*) EGO 3-1/2"
2,25
9,17
8,6
EGO 6"
(*) Para el cordon principal de 9-5/8"x7mm, las limitaciones dimensionales de la Tabla 1.22.,restringen el diametro
rninirno de las diagonales en conexiones K-espaciadas a 4-1/2"
iv. Diagonales
a tracci6n
Para conexiones
soldadas continuamente
De la Tabla 1.7.1., capacidad
alrededor del perfmetro de la secci6n
de miembros
Perfil
a tracci6n desecci6n
An = A Y U = 1,0.
circular:
Espesor (mm)
~tPn(Kgf)
Pu (Kgf)
4,00 3,40
54,97
42,9
EGO 5-1/2"
42,91
25,8
(*) EGO 3-112"
2,25
18,05
8,6
EGO 6"
(*) Para el cordon principal de 95/8"x7mm, las limitaciones dimensionales de la Tabla 1.22.,restringen el diarnetro
rninimo de las diagonales en conexiones K-espaciadas a 4-1/2"
v. Verificaci6n
capacidad
de Conexiones
De la Tabla 1.24.- Conexi6n K-espaciado
8
= 40 grados:
6"x4,0 6"x4,0 5 1/2"x3,4 3 4
5
K-esp. K-esp. K-esp.
9-5/8"x7 9-5/8"x7 9-5/8"x5,5
7
Las cargas transmitidas tubulares seleccionados. i)
Emplear conexiones
K-esp. K-esp.
9-5/8"x5,5 9-5/8"x5,5
en los nod os 2
52,47
0,64
33,65
x
49,58
o.k.
25,8
1,00
-25,8
0,75
37,18
O.k.
4 1/2"x2,5
8,6
1,00
43,33
o.k.
4 1/2"x2,5
-8,6
0,88
38,28
o.k.
4 1I2"x2,5
8,6
1,00
43,33
O.k.
42,9 -42,9
1,00
37,11 23,75
x
0,64 1,00 0,75
35,29 26,45
O.k.
6"x4,0 5 1/2"x3,4
25,8
5 1/2"x3,4
-25,8
x o.k.
4 1/2"x2,5
8,6
1,00
31,12
O.k.
4 1/2"x2,5
-8,6
0,88
27,38
O.k.
y 5 supera la capacidad
resistente de la conexi6n directa entre los perfiles
Para solventar esta situaci6n es posible: solapadas
que aumentan la eficiencia de la conexi6n.
ii) Aumentar el diametro de las diagonales
y/o el espesor del cord6n principal.
iii) Reforzar la conexi6n. En este caso, la soluci6n adoptada 7,00 mm y cambiar los perfiles de 6"x4,00mm
La Figura 11.23.,muestra los perfiles Conduven
unlc:on
1,00
5 1/2"x3,4
6"x4,0 6
42,9 -42,9
consiste en aumentar el espesor del cord6n principal a
por perfiles 65/8"x4,30mm.
ECO final mente adoptados Manual de Disefio de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
Apiicaciones en sistemas no resistentes a sismos
CAPITULO II
6,00 1 •
. I.
6,00
I.
6,00
·1
CORDON SUPERIOR: ECO 9-5/8"x7,OOmm
CORDON INFERIOR: ECO 9-5/8"x7,OOmm
Il:&J Perfiles FIGURA
Conduven ECO adoptados para la armadura
Armadura para techo con variadas inciinaciones, con perfiles tubulares
Techo con diseno arquitectonico (diserio Irquido con fromas libres) fabricado con perfiles tubulares, en la region oriental del pars
Manual de Disefio de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
unlc:on
CAPITULO II
Aplicaciones en sistemas no resistentes a sismos 11.4.2.Disefio de celosia espacial Ejemplo 11.4.2.1.
Disenar el ejemplo 11.4.1.1., empleando una celosia espacial con Tubas EstructuraJes Ganduven EGO de secci6n circular Luz=36,00m Separaci6n de celosfas = 12,00 m Separaci6n de Gorreas = 6,00 m Altura de celosfa U15 = 36/15 = 2,40 m Celosfa espacial tipo KK con nodos espaciados Carga mayorada por nodo P = 5,4 Ton (Incluye carga transmitida por las correas y peso de la celosfa)
FIGURA IIm Geometria
de la celosia espacial
Resultados del analisis de la celosia con suposici6n de nodos articulados (valores positivos indican tracci6n).
-433 ,
-168,
66,8 FIGURA I:IlEtJ Cargas
-567 ,
106,8
axiales en los miembros
120,1
(Ton)
Manual de Diserio de Estructuras de Acero con PerfilesTubulares
Aplicaciones en sistemas no resistentes a sismos i. Cordon superior K = 0,9
L = 6,00 m (soporte lateral proporcionado por las correas)
KL=5,40m
Pu=56,7Ton
(compresi6n)
De la Tabla 1.1.8., capacidad de miembros a cornpresion de seccion circular: Para:
KL = 5,50 ECO 8-5/8" - e = 5,50mm ---
P, = 74,77 Ton> 56,7 Ton
ii. Cordon inferior Pu = 120,1 Ton (tracci6n) De la Tabla 1.7.1.,de capacidad de miembros a traccion de seccion circular: ECO 9-5/8" - e = 5,50mm ---
P, = 121,69 Ton> 120,1 Ton
iii. Diagonales a compresion K=0,75
L=4,10m
KL=3,08m De la Tabla 1.1.8., capacidad de miembros a com presion de seccion circular: Para:
KL = 3,50 Perfil
Espesor (mm)
$cPn(Kgf)
Pu (Ton)
EGO 5-1/2"
3,40
29,55
22,8
EGO 4-1/2"
2,50
14,86
13,8
(*)EGO 3-1/2"
2,25
7,18
4,8
(*) Para el cordon principal de 9-5/8"x5,5mm,
las limitaciones
dimensionales
de la Tabla 1.22., restringen el
orarneiro minimo de las diagonales en conexiones K-espaciadas a 3-1/2" ... o.k.
iV. Diagonales a traccion Para conexiones soldadas continuamente alrededor del perimetro de la seccion An = Ay U = 1,0. De la Tabla 1.7.1., capacidad de miembros a traccion de seccion circular, Perfil
Espesor (mm)
$'Pn (Kgf)
Pu (Ton)
ECO 5-1/2"
3,40
42,91
22,8
ECO 4-1/2"
2,50
25,87
13,8
(*)EGO 3-1/2"
2,25
18,05
4,8
(*) Para el cord6n principal de 9-5/8"x5,Smm,
las limitaciones
dimensionales
de la Tabla 1.22., restringen
el
diametro minimo de las diagonales en conexi ones K-espaciadas a 3-1/2" ... o.k.
v. veriticacion capacidad de Conexiones De la Tabla 1.29.,el coeficiente de correccion para conexiones KK es 0,90. De la Tabla 1.24.- Conexion K-espaciado 8 = 40 grados. Manual de Diserio de Estructuras de Acero con PerfilesTubulares
unlcon
CAPITULO II
Aplicaciones en sistemas no resistentes a sismos
51/2"x3,4
22,8
5 1/2"x3,4
-22,8
1.0 0,79
32,10
o.k.
25,30
o.k.
4 1/2"x2,5
13,8
1,0
28,13
o.k.
3
K-esp.
8-5/8"x5,5
4 1/2"x2,5
-13,8
0,79
22,22
o.k.
3 1/2"x2,25
4,8
1,0
K-esp.
8-5/8"x5,5
3 1/2"x2,25
-4,8
0,91
23,60 21,47
o.k.
4
3 1/2"x2,25
4,8
1,0
23,60
o.k.
5
K-esp.
9-5/8"x5,5
G
K-esp.
9-5/8"x5,5 !
7
K-esp.
9-5/8"x5,5
o.k.
5 1/2"x3,4
22,8
1,0
31,76
o.k.
5 1/2"x3,4
-22,8
0,79
25,10
o.k.
4 1/2"x2,5
13,8
1,0
41/2"x2,5
-13,8
0,79
22,12
o.k.
28'OOJJL
3 1/2"x2,25
4,8
1,0
23,64
o.k.
3 1/2"x2,25
-4,8
0,91
21,51
o.k.
La Figura 11.26,muestra los perfiles Conduven ECO final mente adoptados
2,76
6,00
I
6,00 cORo6N
CORo6N
FIGURA 11m Perfiles
SUPERIOR:
I
6,00
ECO 8-5/8"x5,50mm
INFERIOR: ECO 9-5/8"x5,50mm
Conduven ECO adoptados
Armaduras espaciales en volado con diversos tamanos. Techo CUNO
unu=cn
Manual de Disefio de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
Aplicaciones en sistemas no resistentes a sismos
CAPITULO II
m
Aplicaciones
en conexiones
empernadas
11.5.1.Plancha Base de Columna Ejemplo 11.5.1.1. Diseriar la plancha base de una columna Gonduven EGO 155x155x4,5 de secci6n cuadrada que soporta una carga axial permanente de 60 Ton y una carga axial variable de 24 Ton. La columna esta soportada por un pedestal de concreto f', = 210 Kgf/cm2 de 60x60 cm de lado.
t
~
~"I
L[)
..,j
><
L[) L[) -c--'
':
><
~'.;>
~.
L[) L[)
..-0 0
ill
••
. . .
o. "0
1
0
.
'
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o «
...
'.d
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'0
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t·
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•••.•
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'"
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"'.• d
v 0,60
m
•
FIGURA II!1I Columna
•• LJ·-4
"
..••.
".8
.'0
1
tubular
~ -:.
"
d-
•
do_
,0
". d
4:
o.
Ir--·-- 0,60 m--~·I cuadrada
con plancha base
Siguiendo el procedimiento establecido en la Gufa de Disano NO.1 del AISC, relativa al diserio de planchas base de columnas, se tiene:
Calculo de la resistencia requerida: P, = 1,2 (60.000 Kgf) + 1,6 (24.000 Kgf) = 110.400 Kgf Adoptando una separaci6n de aproximadamente 5 cm entre el eje de los pernos de anclaje respecto la cara del perfil y el borde de la plancha base, se predimensiona la plancha base de 35x35 cm. Verificaci6n aplastamiento concreto: A1=35 x 35=1.225 em' A2=60 x 60=3.600 ern' Pp=0,85 r, A1(AiA1)1/2 Pp=0,85x210x1.225(3.600/1.225)1/2
= 374.850 Kgf
f\:; 110.400 Kgf
~
Espesor de la plancha base: m = (35-0,95x15,5)/2
= 10,14 em
m = n = 10,14 em > (15,5-2x0,45)/2 Manual de Diserio de Estrueturas de Acero con PerfilesTubulares
= 7,30 em
unlc:on
Aplicaciones en sistemas no resistentes a sismos
CAPITULO II
Toda el area de la plancha base (incluida la porcion dentro del perfil) es efectiva. Por 10 tanto:
A.I
= A1 = 1.225
=
=
fpu PiA.r
em'
110.400/1.225
= 90,12
La plancha base sera 350x350x1
Kgf/cm2
~" Acero A36
Distribuclon de cargas, de la estructura de una edficacion, al sistema de nmdacion, a traves plancha base
11.5.2.Conexi6n con brida Ejemplo 11.5.2.1. Oisenar una conexion a traves de plancha de cabeza empernada de 24 Ton (carga permanente) A325 y pianchaA36
••••
(brida) para transmitir una carga axial de traccion
y 8 Ton (carga variable), empleando
un perfil tubular de seccion cuadrada,
pernos
(Fy=2.500 Kgf/cm2- Fu=4.060 Kgf/cm2)
-------
-------~--__l
Pu•. ~
I
---+---
Bp
1
~-~
a
T-Htp
~ ~
unlcon
Conexion empernada con planchas para miembro tubular cuadrado semetido a traccion
Manual de Disefio de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
Aplicaciones en sistemas no resistentes a sismos
CAPITULO II Calculo de la resistencia requerida:
P, = 1,2 (24.000 Kgf) + 1,6 (8.000 Kgf) = 41.600 Kgf Seleeei6n del perfil De la Tabla 1.7.2.,de eapaeidad demiembros a traeei6n de seeei6n euadradaen el estado Ifmite deeedencia. ECO 11Ox11Ox3.4 --- 41.600 Kgf b = 110mm t
= 3,4
mm
Siguiendo el proeedimiento reeomendado en el Manual AISC seeei6n 9.
Pernos de eonexi6n: Empleando perno P)
Se emplean 4 pernos
= 3,07
R, = P)N = 41.600/4
= 10.400 Kgf
Dimensionado planeha de eabeza: Adoptando una separaci6n de 4 em entre el eje del perno y la eara del perfil y el borde de la plancha.
B, = 11+ 4x4 = 27 em (270mm) Distaneia eje perno-borde planeha
a = 4 em
Distancia eje perno-eara perfil
b = 4 em
Diametro perno 3/4"
d, = 1,90 em
Diarnetro Perforaei6n 7/8"
d' = 2,22 em
a'= a + d P'12 s 1 25 b + d P12 = 4 + 1, 9/2 = 4 , 95 em < 1,25 x 4 + 1,912 = 5,95 em b'= b - d/2 = 4-1,912 = 3,05 em p = b'/a' = 3,05/4,95 8 = 1- d'/b = 1- 2,22/11
= 0,616 = 0,80
~ = (
= [~/(1-~)]/8 =
[0,489/(1-0,489)]/0,80
Manual de Disefio de Estrueturasde Acero con PerfilesTubulares
= 0,489 =1.196
unlc::on
CAPITULO II
Apiicaciones en sistemas no resistentes a sismos
tp
4,44 Ru b'
----------------------------------------
4,44x1 OAO Ox3,05
= er., (1 +So;') =
11x4.060
(1+0,80x1.196)
= 1,29
em.
Plancha de cabeza sera 270x270x5/8"
Calculo de la soldadura:
~ = 0,75 Empleando
electrodos
E70XX - Fexx= 70 ksi Fw
L=4 b
oldadura filete 6mm alrededor
x 4.900
= 4 x 11 = 44 soldadura
=4b=4x
o = PJ(~Fw
2
4.900 Kgf/em
= 0,60
Empleando L
=
0,707L)
11
= 44
= 2.940
Kgf/em2
em de filete alrededor
del perfil
em
= 41.600/(0,75x2.940xO,707x44)
= 0,61
em
del perfil.
Conexi6n mediante bridas reforzadas can rigidizadores en pasarela peatonal
-------_._---
- ----_._--_.- -
---
--_...
- - --
Manual de Diseno de Estrueturas de Acero con Perfiles Tubulares
CAPITULO II
Aplicaciones
en sistemas no resistentes
a sismos
11.5.3.Conexi6n empernada a corte a cara de columna Ejemplo 11.5.3.1. Diseriar una conexi6n de corte simple empernada
entre una columna ECO 120x120x7 ,2 y una viga EC0260x90x5,5
la cual posee una plancha de cabeza. La carga a transmitir a corte es de 3 Ton (carga permanente) variable). Los pernos recomendados
N I'-
>< o
N "'r'"""
>< o
N "'r'"""
o o
ui
y las planchas
son A325
A36. Considere
y 7,7 Ton (carga
la conexi6n como flexible.
,
,I
I, I,
EC0260x90x5,5
© -@
~-
,
I, I, I
<,
-------
<,
©
E=J=Ii ---~
L: I
FIGURA C onexron ". IIBJ
Calidad de los materiales
emperna d a entre pe rfilI es t u b u •ares
:
Tubulares: ASTM-500 Gr. C
Plancha:
A-36
Geornetrla
de los tubulares
= 260 mm H = B = 120 mm
Viga:
H
Columna:
Se verifica si la columna es adecuada
= 90 mm t = 5,50mm t = 7,20mm B
hIt = 45,83 Y bIt = 12,60 hIt
= bIt = 12,92
para la conexi6n simple con plancha en la cara de la misma. Es decir, la pared
o cara expuesta a la conexi6n, de la columna, no puede ser esbelta.
A
= 1,40 ~
~,
=
1,40
2.100.000 3.515
= 34
Dado que la pared de la columna tubular no es esbelta, podemos
Caiculo de la resistencia
22>12 '
92 Compacta ,
utilizar la conexi6n simple-a corte sin refuerzo.
requerida: P u = 1,2 (3.000 Kgf) + 1,6 (7.700 Kgf) = 15.920 Kgf
Manual de Diserio de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
unlcon
Aplicaciones en sistemas no resistentes a sismos
CAPITULO II
Maximo espesor de planeha: Tomando en euenta 10mencionado
en la secci6n 1.3.1.1 letra c, determinamos
tpmax= FJ/Fyp = 4.360xO,67/2.500
= 1,17 em, entonees
el espesor maximo de la planeha:
iniciamos
con
t, = 8 mm
Resisteneia de los pernos: Inieiamos con 3 pernos de 3/4" A325 Resistencia al corte simple, las roseas no estan excluidas del plano de corte:
= 7.203 Kgf
Resisteneia al aplastamiento
3 pernos = 21.609 Kgf > Pu
fI
del perno bas ado sobre la distaneia al borde:
Lev= 35mm > minimo
borde cizallado
22 mm
L, = Lev- dh/2 = 35 - 20,6/2 = 24,7 mm
s 0,75x2,4x1
s 11 .167
,91xO,8x4060
Kgf
del perno basado sobre la separaei6n:
s= 75mm > 3x19,1 mm minimo
espaciamiento
entre pernos 57,3 mm
L, = s - d, = 54,4 mm
s 0,75x2,4x1
,91xO,8x4.060
se toma
11.167 Kgf
7.203 Kgf < 7.220 Kgf < 11.167 Kgf ... por 10 tanto domina
Iornando en eonsideraei6n - a de pernos, determinamos
las reeomendaeiones
el menor el corte en los pernos ...
del manual de la AISC, con respeeto a la exeentrieidad
para una
el eoefieiente Cm;nde la siguiente manera:
c., = Pj
15.920 Kgf/7.203
de la tabla 7-7 del mismo manual para una e = 50mm
Kgf =2,21
Y s = 75mm interpolando
C =2,24
> Cm;neumple la fila de
es (3) para esa eondiei6n de exeentrieidad. -B. longitud
de la planeha de eonexi6n nos queda entonees:
= 35x2+2x75
nlc::cn
= 22 em asumimos 25 em aumentando
la distaneia al borde de Lev= 50mm
Manual de Disefio de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
Aplicaciones en sistemas no resistentes a sismos
CAPITULO II
--------------------------~----------------------Chequeo
de la resistencia
de plancha a corte
Cedencia: ~ = 1
~Rn = 1xO,6x2.500x20
Ag = 25xO,8 = 20 ern"
= 30.000
Kgf>
P,
Ruptura: ~ = 0,75 Anv = (Lp-n(dh+O,15))t
= (25- 3x(2,06+0,15))xO,8
~Rn = 0,75xO,6x4.060x14,70
= 26.857
Kgf>
= 14,70 ern'
P,
Bloque de corte: ~ = 0,75 ~v = (Lp-n(dh+O,15) Anv= (25-3x(2,06+0,
- Lev+(dh+O,15)/2)t
15)-5+(2,06+0,
Ant = (4-2,06/2)xO,8 Agv = (25-5)
X
~Rn =0, 75(0,6x4.060x11 ,58+4.060x2,38) ~Rn = 28.440 De esta forma nos queda que las dimensiones
> 25.247
15)/2)xO,8=
11,58 em'
= 2,38 ern' 0,8 = 16 ern" s 0,75(0,6x2.500x16+4.060x2,38) > P u = 15.920 Kgf
de las planchas de conexi6n son: PL25cmx90cmx8mm
Calculo de la soldadura:
1. Soldadura de fi/ete en los extremos de las planchas, hacia la cara de la columna y hacia la plancha de cabeza. Empleando
electrodos
2
E70XX - Fexx= 70 ksi = 4.900 Kgf/cm ~Fw = 0,75xO,60x4.900
Con 0
=
5 mm, obtenemos
la longitud necesaria de la soldadura Lnec= PJ(~Fw ts) = 15.920/778
Empleamos acabado
soldadura
2
= 2.205 Kgf/cm
de filete. Garganta efectiva ts = 0,7070
= 20,46 cm. Lp> Lnec
de filete minima en un solo lado de la plancha, tomando
en consideraci6n
la terminaci6n
0
de la soldadura.
Chequeo de la resistencia a la ruptura par corte de la soldadura, en un solo lado de la plancha, can respecto al espesor de la cara de la columna ya la plancha de cabeza. ----,--Manual de Diserio de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
unlc::on
Aplicaciones en sistemas no resistentes a sismos
CAPITULO II
tmin= 0,60Fexx tj(0,60FJ
Columna:
= 0,60x4.900xO,354/(0,60x4.360)
::::4mm
tmin< t del perfil tubular utilizado como columna o.k Plancha
de cabeza:
tmin= 0,60Fexx t/(0,60FJ
= 0,60x4.900xO,354/(0,60x4.060)
=4,27 mm
Tambien cumple si utilizamos una plancha de cabeza con Smm de espesor.
2. Soldadura de filete en la plancha de cabeza. Empleando
soldadura
de filete alrededor
del perfil con D
=
3mm. Tomando en cuenta solo los lados rectos del perfil
tubular, siendo conservador. L = 2b + 2h = 60,2 em. = 34,02 em < 60,2 em
Lnec= P)«pFwts) = 15.920/468
Cumple satisfactoriamente
Chequeo de la resistencia a la ruptura par corte de la soldadura de filete, en un solo lado de la pared del perfil tubular. tmin= 0,60Fexxt/(0,60Fu)
= 0,60x4.900xO,212/(0,60x4.360)
= 2,38 mm
1min < t del perfil tubular utilizado como viga o.k Para la plancha de cabeza de la viga utilizamos el mismo espesor de la plancha que se ha revisado en el proceso de
diseno
De esta manera nos queda una plancha de cabeza de las siguientes dimensiones:
,
PL 2Scmx11 cmxSmm.
3
e
I I
C'\I
I'
>< o C'\I T"""
>< o C'\I T"""
o o w
I I
I I
LI
I I
I
T E E 1+trt'-Y1H- -~
- -
- -
- -~---'>
(§) N
1
e = 50mm Lev= 50mm Leh= 40mm s= 75mm
I
I I
PERNOS 3/4"A-325
I I I
24
EC0260x90x5,5
Ell i ,~-----.~ I
FIGURAEsquema d ef"rm"t"IVO d e Ia conexion " , emperna d a ~ ~ entre una viga rectangular y una columna cuadrada
unlcon
Manual de Diseno de Estrueturas de Acero con Perfiles Tubulares
I.
Aplicaciones en sistemas no resistentes a sismos
CAPITULO II
11.5.4.Conexion empernada a corte en ambas caras de la columna Ejemplo 11.5.3.2. Diseriar una conexi6n
de corte simple empernada
entre una columna
EC0200x200x5,5
y
una viga
EC0300x100x5,5 la cual po see una plancha de cabeza. La carga a transmitir a corte es de 3 Ton (carga permanente) y 8,85 Ton (carga variable). Los pernos recomendados son A325 y las planchas A36. Considere la conexi6n como flexible.
Pu .e
B
v;'f
io io x o o
i EC0300x100: 5,5
-------1-----,
I
I, !@ I, I +--@-f--, I I
I I
EC0300x100x5, 5
I
I
I
><
o
,
rfil u...w
,
I
N
tPI
I
1--------
I
o
I
-------1
I,
!@ !
o w
I
I,
N
o
I·,
r
I
I
-------------I
I
vf
~
IIBI
FIGURA C onexton . - aperna d a con pIancha que atravlesa . Ia co Iumna tu b u Iar
Calidad de los materiales: Tubulares: ASTM-500 Gr. C
Fy=3.515 Kgf/cm2
Fu=4.360 Kgf/cm2
Plancha: A-36
Fy=2.500 Kgf/cm2
Fu=4.060 Kgf/cm2
Geometrfa de los tubulares Viga:
H = 300 mm
B = 100 mm
Columna:
H = B = 200 mm
t=5,50mm
h/t=53,65
t=5,50mm
hit
Y bit = 14,65
= bit = 34, 10
Se verifica si la columna es adecuada para la conexi6n simple con plancha en la cara de la misma. Es decir, la pared o cara expuesta a la conexi6n, de la columna, no puede ser esbelta.
''A.
= 1,40
VlY ~ = 1,40,
/2.100.000 3.515
= 34,22> 34,10 Elemento no compacto
A V41
Dado que la pared de la columna tubular no es esbelta, podemos utilizar la conexi6n simple a carte sin inconveniente, sin embargo par la cercania de los valares de esbeltez nos permitimos utilizar la conexi6n en donde la viga esta unida a una plancha que atraviesa las dos paredes de columna.
II
Manual de Disefio de Estructuras de Acero con PerfilesTubulares
unlc:on
CAPITULO II
Apiicaciones en sistemas no resistentes a sismos Calculo de la resistencia
requerida: Pu = 1,2 (3.000 Kgf) + 1,6 (8.850 Kgf) = 17.760 Kgf
Maximo espesor de plancha: Tomando en cuenta 10mencionado
en la secci6n 1.3.1.1 letra c, determinamos t.nax=Fu/Fyp = 4.360xO,512/2.500
entonces para este caso iniciamos con
el espesor maximo de la plancha
= 0,89cm
t, = 8mm
Resistencia de los pernos Iniciamos con
3 pernos de 3/4" A325
Resistencia al corte simple, las roscas no estan excluidas del plano de corte: Rn= F nvdb = 0,75x3.370x2,85 Resistencia al aplastamiento
= 7.203 Kgf
3 pernos = 21.609
Kgf>
puG
del perno basado sobre la distancia al borde: Rn=1,2LJFu Lev= 45mm > minimo
s 2,4dtFu
borde cizallado
L c = L ev
22 mm
dj2 = 50 - 20 "6/2 = 34 7 mm
s 0,75x2,4x1
,91xO,8x4.060
Resistencia al aplastamiento
del perno bas ado sobre la separaci6n:
s= 75mm > 3x19,1 mm
minima
espaciamiento
S
entre pernos 57,3 mm
L, = s - d, = 54,4 mm Rn= 0, 75x1 ,2(5,44 )xO,8x4.060
s 0, 75x2,4x1
Rn= 15.902 Kgf >11.167
,91 xO,8x4.060
Kgf
7.203 Kgf < 10.144 Kgf < 11.167 Kgf ... por 10 tanto domina Tomando en consideraci6n fila de pernos, determinamos
las recomendaciones el coeficiente
emin=
________
el corte en los pernos
del manual de la AISC, con respecto ala excentricidad
unlc:on
para una
Cminde la siguiente manera: PJRn=17.760Kgf/7.203Kgf
= 2,47
y de la tabla 7-7 del mismo manual para una e = 50mm Y s = 75mm interpolando de tres (3) para esa condici6n
Asetoma
--' VI el menor
de excentricidad,
entonces aumentamos
C
=2,24 < Cminno cumple la fila
la fila a cuatro (4) pernos.
Manual de Diserio de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
CAPITULO II
Aplicaciones en sistemas no resistentes a sismos
La longitud de la plancha de conexi6n nos queda entonces: l., = 45x2+3x75 = 31,5 em
Asumimos 32 cm aumentando la distancia al borde de Lev= 47,5 m
Chequeo de la resistencia de plancha a corte Cedencia:
~=1
~Rn = ~0,6F ~g
Ag = 32xO,8 = 25,6 ern'
~Rn = 1xO,6x2.500x25,6 = 38.400 Kgf > Pu
Ruptura: ~ = 0,75 Anv= (Lp-n(dh+O,15))t = (32 - 4x(2,06+0,15))xO,8 = 18,53 ern' ~Rn = 0,75x4.060x18,53
= 56.424 Kgf> Pu
Bloque de corte: ~ = 0,75 Anv= (Lp-n(dh+O,15) - Lev+(dh+O,15)/2)t Anv= (32-4x(2,06+0, 15)-4,75+(2,06+0, 15)/2)xO,8= 15,61 ern" Ant= (Leh-dh/2)t donde
Leh~ Zd, = 38,20mm ::::40mm
Ant= (4-2,06/2)xO,8 = 2,38 ern' Agv= (32-4,75)xO,8 = 21,80 ern' ~Rn = 0, 75(0,6x4.060x15,61
+4.060x2,38) s 0,75(0,6x2.500x21
,80+4.060x2,38)
~Rn = 35.766> 31.772 > Pu = 17.760 Kgf Calculo de la soldadura: 1. Soldadura de filete en la plancha que atraviesa la columna. Empleando electrodos E70XX - Fexx = 70 ksi = 4.900 Kgf/cm2 Chequeo de la resistencia a la ruptura por corte de la soldadura, en los dos lados de la plancha, con respecto al espesorde la cara de la columna tubular. De la tabla; Espesor minimo de la pared del tubo con juntas en 1, tomando en cuenta la resistencia a la ruptura del elementotubularconectado,
para D= 3 mm tmin=4,77 mm
tmin< t del perfil tubular utilizado como columna O.k. Manual de Diseno de Estrueturas de Acero con PerfilesTubulares
unlc:on
CAPITULO II
Aplicaciones en sistemas no resistentes a sismos Resistencia requerida de IE!soldadura por unidad de longitud:
Vfu= 17.760(20+5)/20 Vfu= 22.200/32
= 22.200
Kgf
= 694 Kgf/cm
Resistencia requerida de la soldadura por unidad de longitud: Donde:
= 0,75
Y
Rn=0,75xO,60x4.900xO,212x2x(0,512/0,89)
Entonces debemos
nw = n° de soldadura
0
= 538 Kgf/em < 694 Kgf/em
aumentar el tarnario de la plancha.
Lnec= Vrj Rn=22.200/538
= 41,26 cm tomamos
una longitud de 43 cm.
De esta farma tenemos una plancha con las siguientes dimensiones: PL43emx32emx8mm
2. Soldadura de fi/ete en la plancha que va perpendicular hacia la plancha de cabeza de la viga tubular. Con 0 = 3 mm, obtenemos soldadura
la longitud necesaria de la soldadura
de filete; resistencia
minarada par unidad de longitud tenemos:
t., = Podemos
emplear soldadura
de filete. Garganta efectiva
Pj470
= 17.760/470
t, = 0,7070, de la tabla
470 Kgf/cm
= 22,83 em. Lp> Lnac
_
de filete minima en un solo lado de la plancha con la longitud total, sin embargo
si la
resistencia a la ruptura par corte 10 permite, nos conviene emplearla en ambos lados, par seguridad.
Chequeo de la resistencia
a la ruptura por corte de la soldadura, en dos lados de la plancha, con respecto a la
plancha de cabeza del perfil tubular. Consideramos
utilizar el mismo espesor
calculado
de la plancha
de cabeza
que atraviesa
la columna,
para la
plancha de cabeza del perfil tubular usado como viga. tmin= 0,60Fexx tj(O,60FJ
= 0,60x4.900xO,212x2/(O,60x4.060) tmin<
t,
= 5,12 mm < 8 mm
~
~
De esta farma tenemos una planeha de cabeza con las siguientes dimensiones: PL43emxgemx8mm
3. Soldadura de fi/ete en la plancha de cabeza de la viga tubular. Empleando
soldadura
de filete alrededar
del perfil con 0
=
3mm. Tomando en cuenta solo los lados rectos del perfil
tubular, siendo conservador.
L = 2b+2h = 69,4 em
Lnac= Pj470
unlcon
= 17.760/470
= 34,02 em < 60,2 em
~
Manual de Diserio de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
CAPITULO II
Aplicaciones en sistemas no resistentes a sismos
Chequeo de la resistencia a la ruptura par corte de la soldadura de filete, en un solo lado de la pared del perfil tubular. De la tabla; Espesor minima de la pared del tubo con juntas en T,tomando en cuenta la resistencia a la ruptura del elementotubularconectado,
para 0= 3 mm tmin= 2,38 rnrn tmin< t del perfil tubular utilizado como viga
_
Para la plancha de cabeza de la viga utilizamos el mismo espesor. De esta manera nos queda una plancha de cabeza de las siguientes dimensiones: PL43cmx12cmx8mm
e
L()
-----r-----
•..
3
I
L()
>< a
a N >< a a N 0
I
©t
,-
©~
I
(f)
I
I
-j--
E E
e = 50mm Lev= 80mm Leh= 40mm s = 90mm
! _0 ____ (j)
©
@ ('I')
I
o W
I -----r-----
PERNOS 3/4"A-325
3
42
42
EC0300x100x5,5 I I
I
tP~rTn
jLUJ
'., -----
~
I
I
FIGURA IITI!:'!'f:II ~
E d f" " " • squema e InJtlVO de la conexion con perfles tubulares de acero
Manual de Diserio de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
empernada
unlc::on
CAPITULO III APLICACIONES EN SISTEMAS RESISTENTES A SISMOS
--~~-.~~-. .
-
Manual de Diserio de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
CAPITULO III
Apiicaciones en sistemas resistentes a sismos
IIIIl Generalidades 1II.1.1.lntroducci6n EI sistema resistente a sismos debe cumplir un conjunto de consideraciones particulares, orientadas a garantizar la capacidad de absorber y disipar energfa bajo acciones de tipo alternantes, haciendo incursiones en el rango inelastico, sin perdida apreciable de resistencia. Esta capacidad, no debe comprometer la estabilidad local
0
global de la edificaci6n y presupone, en funcion de la naturaleza del sistema estructural empleado, la distribucion en diversos miembros
0
componentes estructurales de zonas de dislpacion de energfa y la capacidad de las
conexiones de garantizar la transmision de solicitaciones entre los miembros estructurales. EI uso de los perfiles tubulares, como parte del sistema resistente a sismos, debe acoger estos fundamentos de diserio sismorresistentes, reconociendo los atributos y las consideraciones particulares de los perfiles tubulares
0
tubos estructurales, en atencion a su funcion dentro del sistema estructural, prestando especial atencion a sus conexiones, como ocurre en la mayorfa de las estructuras rnetalicas.
111.1.2.Normas aplicables Siguiendo el espfritu de la norma venezolana COVENIN 1618: 1998; "Estructuras de acero para edificaciones. Metodo de los estados limites" (COVENIN, 1998), en cuanto a orqanizacion y nomenciatura, y la filosotla y fundamentos
basicos de diseno contenidos en la norma venezolana COVENIN 1756:2001; "Edificaciones
Sismorresistentes", el presente Manual para el Diseiio de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares de la
setie Gonduven EGO, se fundamenta en las vigentes previsiones sfsmicas ANSI/AISC 341-05 (AISC, 2005a), complementada por las especificaciones del Eurocodiqo 8 y las recomendaciones del CIDECT Es importante destacar que la aplicacion de las citadas previsiones sismicas ANSI/AISC, esta orientada al diserio de edificaciones con un coeficiente de rnodificacion de la respuesta sismica (R) mayor que 3. Los sistemas estructurales con R menor
0
igual que 3, no requieren la aplicacion de las previsiones sismicas, y su diseno esta
regulado por las especificacionesANSl/AISC
360-05 (AISC, 2005).
Por su parte, la norma venezolana COVENIN 1756:2001 (COVENIN, 2001) fija los niveles de diserio requeridos para las edificaciones en funcion del uso y la zona sismica, estableciendo los valores maxirnos del factor de reduccion de respuesta en funcion del nivel de diserio establecido, el tipo de estructura y su regularidad. Asimismo, la falta de conexiones precalificadas con perfiles tubulares para conexiones viga-columnas porticos, resistentes a momentos, y de conexiones viga eslabon-coiumnas
de
de porticos, con diagonales
excentricas, obliga a que la conexion deba ser calificada con ensayos de cargas ciclicas, con el proposito de evidenciar que la conexion satisface los requisitos de resistencia y rotacion inelasnca, establecidos en la normativa antes senalada. Alternativamente, podra utilizarse un sistema estructural que no requiera el uso de conexiones precalificadas como los porticos ordinarios a momentos, los porticos con vigas de celosias, los porticos con diagonales concentricas e inciuso, los porticos con diagonales excentricas con eslabon entre dos arriostramientos diagonales. Si bien, las previsiones sismicas estan desarrolladas principalmente para su usa con perfiles de seccion abierta, con sana juicio y atendiendo las debidas consideraciones particulares del caso, pueden ser extendidas a perfiles tubulares. .--- -------Manual de Diserio de Estructuras de Acero con PerfilesTubulares
unlcon
CAPITULO III
Aplicaciones en sistemas resistentes a sismos 11I.1.3.Especificaciones
de los materiales
Los Perfiles Tubufares Estructurafes de fa Serie Conduven ECO cumplen con las especificaciones ASTM A500 (Tubos y perfiles tubulares de acero estructural al carbono formados en frio, con y sin costura, Grados B 0 C) Y por tanto satisfacen los requisitos sismorresistentes establecidos por la norma venezolana COVENIN 1618: 1998 para aceros estructurales que forman parte del sistema resistente a sismos. Cuando sea requerido, la capacidad resistente de un miembro (conexiones
0
miembros conexos), debe ser
determinada a partir de la tracci6n cedente y la resistencia de agotamiento esperada del miembro conectado, utilizando los factores de modificaci6n indicados a continuaci6n: Factores de modificaci6n de la tensi6n cedente y resistencia de agotamiento recomendados por ANSI/AISC 34105 (AISC, 2005a) para perfiles tubulares que cumplen las especificaciones ASTM A500 (Grado B 0 C): Tensi6n cedente esperada:
Fye
=R I
'y
FY
Donde:•
RY
=
1, 40
Resistencia agotamiento esperada:
111.1.4.Clasificaci6n
de los elementos
de las secciones
La Tabla 1.5.,reproduce los limites para las relaciones ancho-espesor de los elementos comprimidos de perfiles tubularec, recomendados por las especificaciones AISC 360-05 (AISC, 2005) para clasificar las secciones en compactas, no compactas
0
esbeltas. Sin embargo, las secciones de los perfiles tubulares que forman parte del
sistema resistente a sismos, deben cumplir con limites de la relaci6n ancho-espesor
de los elementos
comprimidos mas exigentes que los antes serialados. En este sentido, las previsiones sismicas AISC 341-05 (AISC, 2005a), mantienen las relaciones ancho-espesor establecidas en las especificaciones AISC 360-05 (AISC, 2005) para clasificar las secciones de los perfiles tubulares como secciones compactas e introduce un nuevo limit~ de las relaciones ancho-espesor, para las secciones sismicamente compactas (Ap.) , orientado a garantizar altos niveles de ductilidad, previniendo el pandeo local incluso en el rango inelastico. La Tabla 111.1.,resume las relaciones ancho-espesor de los elementos comprimidos de perfiles tubulares para secciones sismicamente compactas, sequn las previsiones sismicas AISC 341-05 (AISC, 2005a). TABLA Limites
I]]D
de la relaclon ancho-espesor de 105 elementos comprimidos para perfiles tubulares segun previsiones sismicas AISC 341-05. Relaci6n
Olt
I.ps sismica mente compacto
Forma de la secci6n
Q
0,044 ElF, (26,29)
I-b-l
bIt 6 hIt
0,64J+
t
--
unlcon
-J
1
(15,64)
Nota: Valores en parentesis correspond en a la especificaci6n
1 h
y
ASTM A572 grado C
Manual de Diseno de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
CAPITULO III
Aplicaciones en sistemas resistentes a sismos
La secci6n del perfil tubular se clasitica como sismicamente compacta, si la relaci6n ancho-espesor de sus elementos comprimidos no supera el limite
Aps'
La designaci6n
Aps
para secciones sismicamente compactas,
empleada en las previsiones sismicas AISC 341-05 (AISC, 2005a), es equivalente ala designaci6n en la norma venezolana COVENIN 1618:1998 para secciones
Apd
empleada
plasticas, donde se esperan importantes
incursiones en el rango inelastico, sin perdida apreciable de resistencia. Es importante destacar que los valores limites de la relaci6n ancho-espesor de los elementos comprimidos para perfiles tubulares sismicamente compactos, establecidos en las previsiones AISC 341-05 son menores que los recomendados en el Euroc6digo 3 (Eurocode 3, 2006) para las lIamadas secciones Clase 1, y por tanto mas conservadores. Secciones cuadrados comunmente usadas para columnas y arriostramientos en edificaciones sismorresistentes
En el caso de utilizar perfiles tubulares rellenos de concreto estructural, como se especific6 en el capitulo I (resistencia especifica f'C::210 Kgf/cm2), los limites de la relaci6n ancho-espesor de los elementos comprimidos de la secci6n, se reducen significativamente y el diserio de los miembros y sus conexiones, se hara siguiendo los lineamientos de la Parte II de las previsiones sismicas ANSI/AISC 341-05 (AISC, 2005a), relativas a miembros mixtos. En este caso, las secciones se clasifican como sismicamente compactas, cuando la relaci6n bit de secciones cuadradas y rectangulares es menor que: 114 ~ E/Fy Y la relaci6n D/t de secciones circulares es menor que O,076E/Fy que corresponden a los limites 34,22 y 45,41 respectivamente, para aceros que satisfacen las especificaciones ASTM A572 Grado 50. Sequn los limites de relaci6n ancho
0
diarnetro espesor presentados, la
mayoria de las secciones circulares cumplen con este requisito y en caso de las cuadradas todas las secciones cumplen con el requisito sismorresistente. Y finalmente en el caso de columnas cuadradas
0
rectangulares
rellenas de concreto, el espesor minima de pared sera:
_IF; tmin-b
Donde:
b
= ancho
v2t
libre de pared del tubular que gobierna, sequn sea el caso.
Manual de Diserio de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
unlC:::on
CAPITULO III
Aplicaciones en sistemas resistentes a sismos
TT
t ,
",
TT
",""
.'
.
'.
.. 11
". , , It
; t
.,' '-
.'
,"4
.
r--
"
••
••
H h
<
",
','
4.
:"
"""
"
~~~"~:~~~=~q;t
I·f- : -j.1 Tubular EGO (HSS)
.-. (f) (f)
I
.-.
:(f) :(f) I
FIGURA Secciones
tubulares rellenas de concreto. Una opcion tanto para el refuerzo de estructuras ,antiguas como una excelente sotuclon estructural para nuevas edificaciones. Ademas se presenta una configuracion posible, en donde se plantean arriostramientos y columnas rellenas de concreto
llIII
unlcon
Manual de Diserio de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
CAPITULO III ~ ~
Aplicaciones en sistemas resistentes a sismos
Aplicacion de los perfiles tubulares estructurales como parte del sistema resistente a sismos
de la serie Conduven ECO
Un diseno sismorresistente supone el cumplimiento de un conjunto de requerimientos minimos, Sismorresistentes",
0
"Requisites
para lograr el nivel de diseno esperado del sistema estructural. La aplicaci6n de los perfiles
tubulares en los sistemas resistentes a sismos depende del desernpeno esperado del miembro dentro del sistema estructural y la capacidad de sus conexiones de garantizar la transmisi6n de solicitaciones entre los miembros estructurales y la capacidad de experimentar rotaciones inelasticas. En este sentido, tanto el miembro como sus conexiones deben cumplir con una serie de "Requisitos Sismorresistentes", los limites de las relaciones ancho-espesor,
entre los que destacan,
requerimientos de conexiones, soporte lateral de elementos,
relaciones de esbeltez, resistencia minima de diseno, entre otros. EI cumplimiento de todas estas condiciones permite establecer el nivel de diseno que debe ser compatible con el uso de la edificaci6n y la zona sismica. Es decir, la norma venezolana COVENIN 1756:2001 (COVENIN, 2001) establece los niveles de diseno requeridos para las edificaciones en funci6n del uso y la zona sismica, independientemente del factor de reducci6n empleado. La Tabla 111.2., tomada de la citada norma, reproduce los niveles de diseno requeridos para cad a caso.
1m
Niveles de Diseno segun la norma venezolana
Grupo
I
~ :
__..__.._ 1y 2
ND2 A-B1
ND3 ND1 (*)
B2
ND2 ND3
Zona Sismica --._ _-_.'1" ! 3 Y4 I
COVENIN 1756:2001
_--
•..••
-.--_.-
5, 6 Y 7
ND3
ND3
ND2 (*)
ND3
ND3
ND2 (**)
(*) Valido para edificaciones de hasta 10 pisos 6 30 m de altura. (**) Valioo para edificaciones de hasta 2 pisos u 8 m de altura.
Para dar cumplimiento a los exigentes requisitos sismorresistentes establecidos en las previsiones sismicas AISC 341-05 (AISC, 2005a), yen concordancia con las exigencias de la norma venezolana COVENIN 1618:1998 y COVENIN 1756:2001, se han desarrollado nuevos productos, cuadrados y circulares, que complementan a la serie actual de Tubos Estructurales Conduven ECO, los cuales cumplen a cabalidad, como ocurre con el caso de la mayoria de las secciones rectangulares usadas como miembros a flexi6n en su eje fuerte, con los limites minimos de las relaciones ancho-espesor exigidos en las normativas vigentes. Cabe destacar que en el caso de emplear perfiles tubulares estructurales Conduven ECO con relaciones ancho o diarnetro espesor inferiores a los limites establecidos rellenos de concreto estructural (resistencia especifica fiCO: 210 Kgf/cm2), todos los perfiles se clasifican como secciones sismicamente compactas, pudiendose emplear los perfiles tubulares rellenos en cualquier sistema resistente a sismo, siempre y cuando se compruebe a traves de ensayos de cargas ciclicas, que la conexi6n satisface los requisitos de resistencia y rotaci6n inelastica exigidos en las normas, especial mente para las conexiones viga-columnas de p6rticos resistentes a momentos especiales
_._--_._-Manual de Diseno de Estructuras de Acero con PerfilesTubulares
_._-------
unlC::on
Apiicaciones en sistemas resistentes a sismos
CAPITULO III
intermedios y para las conexiones viga eslab6n-columnas de p6rticos especiales con diagonales excentricas. En este caso, el uso de perfiles tubulares rellenos de concreto estructural, debe considerarse como una secci6n mixta, reconociendo el efecto del relleno sobre las propiedades de la secci6n y extremando los criterios de analisis y detallado para cargas mas severas, especial mente en el diseno de las conexiones.
11I.2.1.Productos que complementan a la serie Conduven ECO Los nuevos productos (cuadrados y circulares) que complementan a la serie Conduven ECO han sido olsenados para cumplir con los ifmites minimos de las relaciones ancho-espesor de los elementos comprimidos,
para
perfiles tubulares sequn previsiones sismicas AISC 341-05 (AISC, 2005a) e incluso con los limites contemplados en el DRAFT "Seismic Provisions for Structural Steel Building" (AISC 341-10), en el cual se sustituye la denominaci6n de miembros sismicamente compactos por dos nuevas categorias; los miembros de moderada ductilidad y los miembros de alta ductilidad. La Tabla 111.3.,resume las relaciones ancho-espesor
de los elementos comprimidos
de perfiles tubulares
. empleados en miembros de moderada yalta ductilidad, sequn el DRAFT previsiones sismicas AISC 341-1 0 (AISC, 2009). N6tese que los limites propuestos para miembros con moderada sismicidad son iguales que los ifmites para perfiles tubulares sismicamente compactos establecidos en las previsiones sismicas AISC 341-05, descritos en la Tabla 111.1.
Secciones tubulares con relaci6n de . esbeltez baja. Son excelentes para ser usados como columnas y arriostramientos
unlcon
Manual de Disefio de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
CAPITULO III
Aplicaciones en sistemas resistentes a sismos
TABLA
IlIIJ
Limites de la relaci6n ancho-espesor de los elementos comprimidos para miembros de moderada yalta ductilidad segun DRAFT previsiones sismicas AISC 341-10.
"-hd
x.,
Relacion
Miembros con alta ductilidad
Miembros con moderada ductilidad
D/t
0,Q38 ElFy
0,044 E/Fy
(22,70)
(26,29)
Forma de la seccion
I-b-l
bIt 0 hIt
0,551+
t
--
0,64!f.
(13,44)
r!
h
y
t
I-
1
(15,64)
Nota: Valores en parentesis correspond en a la especificaci6n ASTM A572 Grado C.
111.2.2. Dimensiones
nominales
y propiedades
estaticas
de los nuevos
perfiles
tubulares _que
complementan a la serie Conduven ECO. A continuacion se presentan las tablas con las dimensiones nominales de los nuevos perfiles tubulares de seccion circular y cuadrada, que se integran a la serie Conduven ECO, desarrollados especial mente para su aplicacion como parte de sistemas sismorresistentes. En todos los casos, la seccion y peso de los perfiles estan calculados en funcion de las dimensiones nominales sin considerar las tolerancias de tabncacion. Para fines de diseno, las propiedades estaticas de los perfiles tubulares han sido calculadas siguiendo la especificacion ANSI/AISC 360-05 (AISC, 2005) resumidas en la seccion 1.1.5. Estos nuevos productos Conduven ECO, se limitan a secciones circulares y cuadradas que encuentran sus principales aplicaciones en las columnas de estructuras tipo portico estructuras tipo porticos con diagonales concentricas
0
0
en los arriostramientos y columnas de
excentricas. Las secciones rectangulares encuentran su
principal aplicaclon como vigas flectando alrededor del eje fuerte. La mayorfa de los perfiles rectangulares de la serie estandar, cumplen con los Ifmites ancho-espesor del ala para miembros de alta y moderada ductilidad. Con la serie Conduven ECO complementada,
quedan cubiertos los Ifmites de la relacion ancho
0
diarnetro-
espesor de los elementos comprimidos para miembros de alta y moderada ductilidad, liberando en su totalidad varias de las restricciones actualmente existentes en cuanto al uso de los perfiles tubulares, como parte del sistema sismorresistente
de los diferentes sistemas estructurales contemplados
en las norma venezolana
COVENIN 1618:1998; "Estructuras de acero para edificaciones. Metoda de los estados iimites" (COVENIN, 1998), quedando pendiente solamente la calificaclcn de las conexiones, con ensayos de cargas cfclicas para conexiones viga-columnas de porticos resistentes a momentos y de conexiones viga eslabon-colurnnas
de
porticos con diagonales excentricas, con el proposito de evidenciar que la conexion satisface los requisitos de resistencia y rotacion inelastica establecidos en el apendice F de la citada norma. De esta manera, quedarfa absolutamente conformada la plataforma necesaria para lograr la integra incorporacion de los perfiles de la serie Conduven ECO, en la actualizacion de la norma venezolana COVENIN 1618: 1998. Manual de Diseno de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
unlcon
CAPITULO III
Aplicaciones en sistemas resistentes a sismos ~ ~
Dimensiones nominales de los nuevos perflles tubulares Serie Conduven ECO Seccion Circular
--
~
Diametrc Externo
Espesor Nominal
Seccion Nominal
0
e
A
P
mm
mm
em'
Kgflm
127,00 152,40
6,00
22,81
C
7,20
32,84
17,90 25,78
168,30 193,70
8,00
40,29
31,63
C
9,20
53,33
41,86
C
219,10
10,50
68,81
54,02
C
244,50
10,50
77,19
60,59
C
0
pulg NPS
5 6
6 5/8 7 5/8 85/8 95/8
II
Peso Grados Nominal ASTMA500
ro ----+---
Serie Conduven ECO
L
C
;;x
I
e
I I
NPS: Oesignaci6n comercial del producto en pulgadas Longitud estandar de despacho: 6,00 y 12,00 mts Tolerancias: Longitud ±2Smm . Espesor de pared ± 10%
~ ~
y
FIGURA
IIID Seccion
circular
Dimensiones nominales de los nuevos perfiles tubulares Serie Conduven ECO Seccion Cuadrada
OesignacionI Espesor Comercial Nominal
Radio Externo
Nominal
e
R
A
P
mm
mm
em'
Kgflm
I
HxB mm
ON
Seccton
y
Peso ~ Nominal ~
ECO
100
X
100
6,00
18,00
21,32
16,74
C
~20
X
120
7,20
21,60
24,10
C
135 X 135
8,00
24,00
30,71 38,44
30,18
C
155 X 155
9,20
27,60
50,75
39,84
C
175 X 175
10,50
31,50
65,30
51,26
C
200
10,50
31,50
75,80
59,51
C
X
200
f\1
Serie Conduven
l
Espe.sor Nominal.
~re~ Disefio
105
e
cuadrada
nuevos perfiles tubulares Conduven ECO
Relacion! Esbeltez:
PropiedadesEstaticas
Ix = Iy
s, = s,
r, = ry
z..=Zy
em'
em'
em
em'
393,08
61,90
4,30
82,32
786,16
123,80
815,09
106,97
5,16
142,25
213,93
1.218,72
144,83
5,69
2.136,91 3.525,35
220,64
6,55 7,41
192,65 293,49
1.630,18 2.437,45 4.273,82
441,28
428,22
7.050,69
643,60
8,31
538,37
9.936,80
812,83
0
e
A
pulg NPS
mm
mm
em'
5
127,00 152,40
6,00
21,29
22,76
7,20
30,65
22,76
168,30
8,00
37,60
22,62
193,70
9,20
49,77
219,10
10,50
64,22
22,64 22,44
244,50
10,50
72,01
25,04
4.968,40
6 5/8 7 5/8 8 5/8 9 5/8
X
FIGURA
0
6
-
..I
B
1 •
IIJII Seccion
Propiedades Estaticas de Seccion Circular
Oesignac.ion Diarnetro Comercial Externo
---+---
H-
ON: Oesignaci6n comercial del producto en miifmetros R: Radio de esquina externo maximo sequn ASTM A500 Longitud estanoar de despacho: 6,00 y 12,00 mts Tolerancias: Longitud ±25mm - Espesor de pared ± 10%
~ ~
I
O/t
321,80 406,41
J
C
em'
em'
289,65
NPS: Oesignaci6n comercial del producto en pulgadas Todas las propiedades estaticas y relaciones de esbeltez han sido calculadas
para el espesor de diseno sequn recomendaciones
unlc:on
Manual de Diser'io de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
de las especificaciones
ANSI/AISC 360-05
CAPITULO III
~ ~
Aplicaciones en sistemas resistentes a sismos
Propiedades Estaticas de los nuevos perfiles tubulares Serie Conduven ECO Seccion Cuadrada
HxB mm
e
A
mm
em'
hIt
bIt
Ix
= Iy
s, = s,
em'
rx
em'
= ry
J
em
em'
em'
C
DN
100
X
100
6,00
20,01
12,92
12,92
288,71
57,74
3,80
69,56
460,87
120
X
120
7,20
28,81
12,92
12,92
598,67
99,78
4,56
955,65
135
X
135
8,00
36,06
13,15
13,15
950,24
140,78
5,13
120,20 169,45
1.515,94
155
X
155 I
9,20
47,61
13,12
13,12
1.653,25
213,32
5,89
256,80
2.637,68
10,50
61,27
12,92 15,48
309,46
6,65
372,81
4.322,42
71,03
12,92 15,48
2.707,78
10,50
4.178,12
417,81
7,67
498,88
6.627,14
3620"
I
175 200
X
X
1751 200
ON: Oesignaci6n comercial del producto en milimetros Todas las propiedades estancas y relaciones de esbeltez han sido calculadas
11I.2.2.1.Capacidad de miembros
a compresion
para el espesor de diserio sequn recomendaciones
de los nuevos perfiles
de las especificaciones
-~
ANSVAJSC ~
tubulares que complementan
a la
serie Conduven ECO. Con la finalidad de complementar la informaci6n de las nuevas secciones tubulares, se incluyeron en esta secci ~ las tablas (desde 111.5.3hasta 111.5.12)de las capacidades de los miembros en compresi6n, tanto para
<:._
secciones vacias como rellenas de concreto, utilizando la misma formulaci6n empleada en el capftulo I. :::~~ ultimo, mostramos en la siguiente figura IliA el comportamiento de un perfil tubular cuadrado relleno de co c et bajo cargas alternantes
0
dclicas. Allf podemos observar que este tipo de miembro estructural rnixto, en
espedfico, presenta una ductilidad excelente y por ende capacidad de disipar enerqla en el range inelastico deformaci6n.
300
-z
200
E
-..!II::
100
e CIl
E
0
0
E Cl
c:
-100
"0
c: CIl
III
-200 -300 -0.15
-0.10
-0.05
0.00
0.05
0.10
0.15
Total rotation (rad) FIGURA Relaciones entre momentos y curvaturas para cargas ciclicas de un cuadrado 200x200x6,3 relleno de concreto. Fuente CIDECT Guia N°5
IIIB perfil
Manual de Disefio de Estructuras de Acero con PerfilesTubulares
unlco
_
Aplicaciones en sistemas resistentes a sismos
TABLA
(]]IE
Capacidad de miembros a compresten Conduven ECO Seccion Circular
CAPITULO III
TABLA
(JIg
Capacidad de miembros a cempresten Conduven ECO Seccion Cuadrada ! ! I : I ! 100x100. 120x120. 135x135i,155x155 175x1751200x200
DN.HxB '
(nnnn)
,
Espesor: 6,00 e (nnnn) , 0,00
67,34
96,96
118,94
157,43
1,00
64,80
94,41
116,37
154,85
1,25
63,41
93,00
114,94
153,42
~~~:~: I ~~::~~
1,50
61,76
91,31
113,22
151,69
1,75
59,86
89,35
111,23
2,00
57,74
87,14
2,25
55,43
2,50
52,96
203,16
227,81
I'
7,20!
!
8,00 ;
I I
9,20
10,50 1I 10,50 I
114,08
150,60
193,82
224,71
88,07
111,05
147,55
190,73
222,01
86,39
109,37
145,86
189,01
220,51
56,65
84,39
107,37
143,83
186,93
218,69
54,43
82,08
105,04
141,46
184,51
216,55
51,98
79,49
102,42
138,77
181,75
214,12
76,65
99,53
135,79
178,67
211,39
73,60
96,39
132,53
175,29
208,38
70,37
93,04
129,02
171,63
205,10 201,57
0,00
63,29
91,13
1,00
60,25
1,25
58,60
197,331 222,59
1,50
149,66
195,271220,74
1,75
108,97
147,36
192,921218,62
2,00
84,71
106,46
144,79
190,28
216,25
2,25
49,33
82,06
103,73
141,98
187,38
213,62
2,50
46,53
210,76
2,75
43,62
2,75
50,35
79,24
100,79
138,93
184,23
3,00
47,64
76,26
97,67
135,67
180,84
207,66
3,00
40,64
67,00
89,50
125,28
167,71
3,25
44,87
73,14
94,38
132,21
177,22
204,35
3,25
37,63
63,51
85,81
121,34
163,55
197,81
3,50
42,05
69,92
90,96
128,57
173,40
200,83
3,50
34,63
59,95
82,00
117,22
159,18
193,82
0
3,75
39,22
66,62
87,42
124,78
169,38
197,12
Q)
4,00
36,40
63,26
83,79
120,85
165,19
193,23
4,25
33,63
59,87
80,09
116,79
160,84
189,17
c:
In
-•.. E c:
Q)
...J
-•..:gE
3,75
31,67
56,35
78,09
112,95
154,61
189,62
28,79
52,74
74,11
108,57
149,87
185,24
26,01
49,15
70,10
104,08
144,98
180,68
...J
4,00 4,25 4,50
23,31
45,61
66,09
99,53
139,97
175,97
!O
4,75
20,92
42,14
62,10
94,93
134,86
171,13
Q)
4,50 4,75
30,92
56,48
76,34
112,65
156,36
184,96
28,29
53,10
72,57
108,42
151,75
180,62
-
5,00
25,72
49,75
68,80
104,14
147,04
176,14
~
5,00
18,88
38,77
58,15
90,311 129,68
166,17
5,25
23,33
46,46
65,04
99,82
142,25
171,56
~Q)
5,2 5
17,12
35,51
54,27
85,70
124,45
161,10
"0
:::s
5,50
21,26
43,25
61,33
95,48
137,39
166,88
-g
5,50
15,60
32,35
50,47
81,12
119,19
155,96
.0,
5,75
19,45
40,12
57,66
91,14
132,48
162,12
g>
5,75
14,27
29,60
46,79
76,58
113,92
150,76
6,00
17,86
37,04
54,07
86,82 I 127,55
157,30
.3
6,00
13,11
27,18
43,15
72,12
108,67
145,50
6,50
15,22
31,56
47,15
78,30
117,64
147,50
6,50
11,17
23,16
36,77
63,46
98,28
134,93
7,00
13,12
27,21
40,69
70,03
107,81 1137,60
7,00
9,63
19,97
31,70
55,16
88,18
124,37
7,50
11,43
23,71
35,44
62,12
98,161127,71
7,50
8,39
17,40
27,62
48,05
78,48
113,95
8,00
10,05
20,83
31,15
54,62
88,80
8,00
7,37
15,29
24,27
42,23
69,16
103,77
8,50
8,90
18,46
27,59
48,38
79,821108,33
8,50
6,53
13,55
21,50
37,41
61,26
93,93
9,00
7,94
16,46
24,61
43,16
71,20
99,00
9,00
5,83
12,08
19,18
33,37
54,65
84,35
9,50
7,13
14,77
22,09
38,73
63,90
90,02
9,50
29,~
49,05
75,70
6,43
13,33
19,94
34,96
57,67
81,28
10,00
10,84 9,79
17,21
10,00
5,23 4,72
15,53
27,03
44,26
68,32
10,50
5,83
12,09
18,08
31,71
52,31
73,72
10,50
4,28
8,88
14,09
24,51
40,15
61,97
11,00
5,31
11,02
16,48
28,89
47,66
67,17
11,00
3,90
22,34
36,58
56,47
43,61
11,50
3,57
8,09 7,40
12,84
61,46
11,75
20,44
33,47
51,66
40,05
56,44
12,00
3,28
6,80
10,79
18,77
30,74
47,45
~ !O
••> 0 Q)
Q)
c
0 ...J
11,50
4,86
10,08
15,08
26,43
12,00
4,47
9,26
13,85
24,28
NPS: Oesignaci6n comercial del producto en pulgadas. Propiedades mecanicas del acero sequn Especificaciones Grado 50: Fy = 3.515 Kgf/cm' - F. = 4.360 Kgffcm'
117,93
ASTM A572
~
>
;!::
I
I
ON: Oesignaci6n comercial del producto en milimetros. Propiedades rnecanicas del acero sequn Especificaciones Grado 50: F, = 3.515 Kgf/cm' - F, = 4.360 Kgffcm'
ASTM A572
M6dulo elasticidad: Acero E = 2, 1x10' Kgffcm'. Los valores reportados en la tabla corresponde a ~,p",
M6dulo elasticidad: Acero E = 2,1 x1 O' Kgffcm'. Los valores reportados en la tabla corresponde a ~,p",
expresados en Toneladas con ~, = 0,90 Valores con fondo mas claros (superiores a la primera linea) corresponden a pandeo inelastico. Valores sombreados entre las dos lineas divisorias corresponden a pandeo elastico. Valores bajo la segunda linea correspond en a KUr > 200
Val ores con fondo mas claros (superiores a la primera linea) correspond en a pandeo lnelastico. Valores sombreados entre las dos lineas divisorias correspond en a pandeo elastico. Valores bajo la segunda linea corresponden a KUr > 200
unlC=cn
expresados en Toneladas con ~, = 0,90
Manual de Disei'io de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
CAPITULO III
Aplicaciones en sistemas resistentes a sismos
de miembros aIm Capacidad a com presion Rellenos ECO Seccion Circular TABLA
TABLA
Concreto f'c= 210 Kgf/cm2 NPS o (pulg) Espesor e tmm)
Capacidad de miembros Rellenos Cuadrada Concreto f'c= 210 Kgf/cm2
m:m aECO eompresten Seccion DN-HxB (mm)
5
6
6 5/8
7 5/8
8 5/8
9 5/8
6,00
7,20
8,00
9,20
10,50
10,50
Espesor e(mm)
100x100 120x120 135x135 155x155 175x175 200x200 6,00
7,20
8,00
9,20
10,50
10,50
114,24
150,76
193,63
227,77
0,00
71,88
103,51
126,78
167,84
216,10
249,32
0,00
1,00
69,02
100,63
123,88
164,93
213,17
246,61
1,00
60,11
87,90
111,12
147,63
190,46
1,25
67,46
99,04
122,27
163,32
211,53
245,10
1,25
58,42
86,18
109,40
145,90
188,70
226,18
1,50
65,60
97,14
120,34
161,36
209,55
243,26
1,50
56,43
84,13
107,34
143,80
186,57
224,26
1,75
63,47
94,93
118,10
159,09
207,24
241,12
1,75
54,16
81,76
104,95
141,37
184,08
222,01
2,00
61,09
92,45
115,56
156,50
204,60
238,66
2,00
51,65
79,12
102,26
138,61
181,26
219,44
2,25
58,51
89,72
112,75
153,62
201,65
235,91
2,25
48,95
76,22
99,30
135,55
178,10
216,57
2,50
55,75
86,76
109,69
150,46
198,40
232,87
2,50
46,10
73,11
96,09
132,21
174,65
213,40
2,75
52,85
83,61
106,41
147,05
194,87
229,55
2,75
43,14
69,82
92,66
128,62
170,90
209,95
3,00
49,85
80,28
102,92
143,40
191,08
225,98
3,00
40,11
66,38
89,04
124,79
166,90
206,23
3,25
46,78
76,81
99,27
139,54
187,04
222,16
3,25
37,07
62,84
85,27
120,76
162,65
202,27
3,50
43,68
73,24
95,46
135,48
182,77
218,10
3,50
34,04
59,22
81,38
116,56
158,18
198,08
3,75
40,58
69,59
91,54
131,25
178,30
213,83
3,75
31,06
55,57
77,40
112,20
153,52
193,67
4,00
37,50
65,88
87,52
126,88
173,64
209,35
4,00
28,16
51,92
73,35
107,73
148,68
189,07
4,25 4,50
34,49
62,15
83,44
122,39
168,81
204,69
25,37
48,29
69,28
103,16
143,71
184,29
31,55
58,43
79,31
117,79
163,84
199,86
4,25 4,50
22,67
44,72
65,21
98,52
138,61
179,35
m
4,75
28,72
54,74
75,18
113,13
158,74
194,87
m
4,75
20,35
41,23
61,17
93,85
133,42
174,28
~
5,00
25,96
51,10
71,05
108,40
153,53
189,75
~
18,36
37,85
57,17
89,17
128,16
169,08
~
5,2 5
23,54
47,53
66,96
103,65
148,25
184,52
~
5,50
21,45
44,06
62,91
98,90
142,90
179,18
'-g*
5,00
~
5,75
19,63
40,69
58,95
94,15
137,51
173,76
S
6,00
18,02
37,38
55,07
89,44
132,09
168,28
6,50
15,36
31,85
47,55
80,18
121,27
157,18
7,00
13,24
j
27,46
41,00
71,25
110,58
146,01
7,50
11,54
I
23,92
35,72
62,64
100,15
134,89
8,16
8,00
10,14
31,39
55,05
90,08
123,95
7,00 I 7,50 I 8,00 I
27,81
48,77
80,30
113,27
24,80
43,50
71,62
22,26
39,04
20,09
-E•.. ~
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122,85
163,79
15,18
31,47
49,44
79,86
117,52
158,41
'0, 5,75
13,89
28,79
45,74
75,27
112,19
152,98
6,00
12,75
26,44
42,07
70,77
106,88
147,50
6,50
10,87
22,53
35,85
62,06
96,40
136,49
9,37
19,43
I 16,92
30,91
53,76
86,24
125,52
26,92
46,83
76,51
114,71
7,17
14,87
23,66
41,16
67,28
104,19
8,50
6,35
13,18
20,96
36,46 ~ 59,60
94,05
102,95
9,00
5,67
11,75
18,70
84,18
64,28
92,86
9,50
5,09
10,55
16,78
35,23
58,01
83,81
10,00
4,59
II
9,52
15,15
32,52 I 53,16 I 29,19 I 47,71 I 43,06· 26,341
8,63
13,74
23,89
I
7,87
12,52
-S
5,25 5,50
c::
I
8,98
9,00
8,01
16,61
9,50
7,19
14,91
10,00
6,49
13,46
10,50
5,89
12,20
18,22
31,96
52,62
76,02
10,50
4,16
11,00
5,36
11,12
16,60
29,12
47,95
69,26
11,00
11,50
4,91
10,17
15,19
26,64
43,87
63,37
11,50
3,79 3,47
12,00
4,51
9,34
I 13,95 I
24,47
40,29
58,20
12,00
3,19
I
I
I I
I
I
t
NPS: Oesignaci6n comercial del producto en pulgadas. Propiedades rnecanicas del acero sequn Espeeificaciones ASTM A572 Grado 50: F, = 3.515 Kgffem' - F" = 4.360 Kgffem' Resistencia del concreto f, = 210 Kgffcm' M6dulo elasticidad: Acero E = 2,1x1O' Kgffcm'; Concreto E, = 218.819,79 Kgf!cm' Los valores reportados en la tabla corresponde expresados
230,61
84,49
8,50
18,62
91,04
a ~,P
0'
en Toneladas con ~, = 0,75
Valores con fondo mas claros (superiores a la primera linea) corresponden a pandeo inelastco. Valores sombreados entre las dos lineas divisorias correspond en a pandeo elastico. Val ores bajo la segunda linea eorresponden a KUr > 200
Manual de Diserio de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
I
t
f
I
7,20 6,61
I
i
I
I
75,56 68,19
39,06
61,85
35,59
56,35
11,45
21,771 19,92 , 32,56
10,52
18,291
29,90
47,35
I
!
51,56
ON: Oesignaci6n eomereial del produeto en milfmetros. Propiedades rnecanicas del aeero sequn Especifieaeiones ASTM A572 Grado 50: F, = 3.515 Kgffem' - F" = 4.360 Kgf!em' Resistencia del concreto f, = 210 Kgffem' M6dulo elasticidad Acero E = 2,1x10' Kgffem'; Concreto E, = 218.819,79 Kgffem' Los valores reportados en la tabla corresponde expresados
a
~p",
en Toneladas con ~, = 0,75
Valores con fondo mas claros (superiores a la primera linea) eorresponden a pandeo inetastico. Valores sombreados entre las dos lineas divisorias corresponden a pandeo elastico. Valores bajo la segunda linea eorresponden a KUr > 200
---_._-----------------
unlC::on
Aplicaciones en sistemas resistentes a sismos
TABLA
Capacidad de miembros compreslen Rellenos ECO Seccion Circular Concreto 250 Kgf/cm2
CAPITULO III
TABLA
(I]IIj a
~ _
'-c=
Capacidad de miembros a com presion Rellenos ECO Seccion Cuadrada 2 Concreto 250 Kgf/cm
'-c=
ON-HxB
(nnnn) 100x100 120x120 135x135 155x155 175x175 200x200
Espesor
6,00
7,20
8,00
9,20
10,50
10,50
e (mm)
0,00
74,89
107,84
132,05
174,82
225,02
260,64
0,00
65,22
93,92
117,89
155,58
199,74
238,87
1,00
71,83
104,76
128,95
171,71
221,88 , 257,74
1,00
61,95
90,62
114,61
152,28
196,41
235,86
1,25
70,16
103,06
127,24
169,99
220,14
256,11
1,25
60,18
88,82
112,81
150,46
194,57
234,19
1,50
68,18
101,03
125,18
167,91
218,03
254,15
1,50
58,09
86,66
110,64
148,26
192,33
232,16
1,75
65,91
98,68
122,78
165,48
215,56
251,84
1,75
55,71
84,18
108,14
145,71
189,72
229,78
2,00
63,38
96,04
120,08
162,72
212,75
249,21
2,00
53,09
81,41
105,32
142,82
186,76
227,07
2,25
60,63
93,13
117,09
159,65
209,60
246,25
2,25
50,26
78,37
102,21
139,61
183,45
224,03
2,50
57,70
89,98
113,83
156,29
206,14
242,99
47,28
75,12
98,84
136,10
179,82
220,69
2,75
54,63
86,63
110,34
152,65
202,38
239,44
2,50 2,75
44,19
71,67
95,25
132,33
175,90
217,05
3,00
51,45
83,09
106,63
148,77
198,35
235,61
3,00
41,04
68,08
91,47
128,33
171,70
213,13
3,25
48,21
79,42
102,75
144,66
194,05
231,52
3,25
37,87
64,38
87,52
124,11
3,50 3,75
44,93
75,63
98,71
140,35
189,51
227,17
3,50
34,72
60,61
83,46
119,71
167,251208,95 162,57 204,53
41,66
71,76
a;
94,55
135,86
184,76
222,60
3,75
31,62
56,81
79,30
115,15
157,70
199,89
4,00
38,43
67,85
90,30
131,22
179,81
217,81
~
4,00
28,62
53,01
75,08
110,48
152,64
195,05
c:::
4,25
35,26
63,91
85,98
126,46
174,68
212,83
c:::
25,74
49,24
70,84
105,71
147,44
190,02
...J
4,50
32,19
59,99
81,63
121,59
169,41
207,67
...J
4,25 4,50
22,97
45,54
66,60
100,87
142,12
184,82
4,75
29,23
56,10
77,27
116,65
164,00
202,35
III
4,75
20,61
41,93
62,40
96,00
136,70
179,49
5,00
26,37
52,28
72,92
111,67
158,50
196,89
5,00 5,25
18,60
38,43
58,25
91,13
131,21
174,03
191,31
~ .;
16,87
34,99
54,19
86,26
125,68
168,47
185,63
-g ~
31,88
120,13
162,83
29,17
50,24 46,41
81,44
~
5,50 ~ 15,37 5,75 14,07
76,69
114,58
157,13
.3
6,00
12,92
26,79
42,63
72,01
109,06
151,39
III
0 L-
E Q.)
~ III
> ;;
0
-e III
QI
Q.)
~
>
5,25
23,92
48,54
68,62
106,65
152,90
21,79
44,91
64,37
101,63
147,25
Cl
5,50 5,75
19,94
41,34
60,21
96,64
141,561179,86
0 ...J
6,00
18,31
37,97
56,16
91,68
135,85
174,03
15,60
32,35
48,30
81,96
124,45
162,25
6,50
11,01
22,83
36,32
63,00
98,19
139,87
13,45
27,89
41,65
72,62
113,22
150,41
7,00
9,49
19,68
31,32
54,47
87,66
128,40
36,28
63,63
102,27
138,66
7,50
8,27
17,15
27,28
47,45
77,60
117,14
55,92
91,75
127,11
8,00
7,27
15,07
23,98
41,70
68,16
106,18
81,55
115,88
8,50
6,44
13,35
21,24
60,37
95,64 85,45
Q.)
'C
:::I
~
e
- 6,50 7,00 7,50
11,72
24,30
8,00
10,30
21,36
8,50
9,12
18,92
31,89 28,25
9,00
8,14
16,87
25,20
9,50
7,30
15,15
10,00
6,59
10,50
5,98
11,00
5,45
11,30
16,87
11,50
4,98
12,00
4,58
10,34 9,49
I
!
expresados
49,54
i
44,19 : 72,74
9,00
5,74
11,91
18,95
22,61
39,66
105,04 65,29 I 94,48
9,50
5,15
10,69
17,00 '
53,85 32,951 29,57 . 48,33
13,67
20,41
35,79
85,27
10,00
4,65
26,69
43,621
18,51
32,46
77,34
10,50
4,22
9,64 8,75
15,35
12,40
58,921 53,44
13,92
24,21
39,57 , 62,78
29,58
48,70
70,47
11,00
3,84
7,97
12,68
22,06
36,05
57,20
15,43
27,06
44,55
64,48
11,50
3,52
7,29
11,60
20,18
32,98
52,34
14,17
24,85
40,92
59,22
12,00
3,23
6,70
18,53
30,29
48,07
,
en la tabla corresponde
i
a ~,P"
en Toneladas con e, = 0,75
Valores con fondo mas claros (superiores a la primera linea) corresponden a pandeo inelastico. Valores sombreados entre las dos lineas divisorias corresponden a pandeo eiastico. Valores bajo la segunda linea corresponden a KUr > 200
unlcon
I
i
NPS: Oesignaci6n comercial del producto en pulgadas. Propiedades mecanicas del acero sequn Especificaciones ASTM A572 Grado 50: F, = 3.515 Kgf/cm' - F, = 4.360 Kgf/cm' Resistencia del concreto t, = 250 Kgf/cm' M6dulo elasticidad: Acero E = 2,1x10' Kgf/cm'; Concreto E, = 238.751,96 Kgf/cm' Los valores reportados
1
j
I
10,66
i
I
36,941 1
ON: Oesignaci6n comercial del producto en milimetros. Propiedades mecanicas del acero sequn Especificaciones Grado 50: Fy = 3.515 Kgf/cm' - F, = 4.360 Kgf/cm' Resistencia del concreto f', = 250 Kgf/cm' M6dulo elasticidad: Acero E = 2,1x10' Kgf/cm';
Concreto E,
=
76,69 69,21
ASTM A572
238.751,96 Kgflcm'
Los valores reportados en la tabla corresponde expresados en Toneladas con ~, = 0,75
a ~,p".
Valores con fondo mas claros (superiores a la primera linea) corresponden a pandeo inelastico, Valores sombreados entre las dos lineas divisorias corresponden a pandeo elastlco. Valores bajo la segunda linea corresponden a KUr > 200
Manual de Diseno de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
CAPITULO III
Aplicaciones en sistemas resistentes a sismos
----------------------------------------------------------TABLA
Capacidad de miembros Rellenos ECO Seccion Circular Concreto r 280 Kgf/cm2
TABLA
Capacidad de miembros Rellenos ECO Seccion Cuadrada Concreto 280 Kgf/cm2
IlIB a compreslen
lII!:1I!l a comprealcn
c=
rc=
NPS
o (pulg)
5
6
6 5/8
7 5/8
8 5/8
9 5/8
Espesor e(mm)
6,00
7,20
8,00
9,20
10,50
10,50
0,00
77,14
111,08
136,00
180,06
231,70
269,14
1,00
73,93
107,85
132,75
176,80
228,42
266,08
1,25
72,18
106,07
130,95
174,99
226,59
264,37
103,94
128,79
172,80
224,38
262,30
1,50
I I
1,75
70,10 67,73 , 101,48
2,00
65,08
2,25
62,211
I
0,00
66,72
96,08
120,63
159,19
204,33
245,07
,,00163,33
92,66
117,23
155,77
200,88
241,93
1,25
61,50
90,79
115,36
153,88
198,96
240,19
1,50 159,33
88,55
113,11
151,60
196,64
238,07
56,87
126,29
170,26
221,79
259,87
1,75
85,98
110,52
148,95
193,94
235,60
98,71
123,45
167,37
218,84
257,09
2,00.
54,15
83,11
107,59
145,95
190,87
232,77
95,67
120,32
164,15
215,54
253,99
2,25
51,23
79,97
104,37
142,63
187,44
229,61
I
2,50
59,15
92,37
116,91
160,63
211,92
250,56
2,50
48,15
76,60
100,89
139,00
183,69
226,13
2,75
55,94
88,86
113,26
156,82
207,98
246,82
2,75
44,96
73,04
97,17
135,10
179,62
222,35
3,00
52~62
85,17
109,38
152,76
203,76
242,79
3,00
41,71
69,34
93,26
130,95
175,28
218,27
105,32
148,46
199,26
238,49
3,25
38,45
65,52
89,18
126,59
170,67
213,93
143,95
194,52
233,92
35,21
61,63
84,98
122,04
165,83
209,34
139,26
189,55
229,12
3,50 3,75
32,03
57,71
80,69
117,33
160,79
2b4,51
3,25
49,24
81,33
3,50
45,84
77,38
3,75
42,44
73,35
101,11 96,77
4,00
39,08
69,28
92,34'
134,42
184,37
224,09
4,25 4,50
35,80
65,19
87,84
129,45
179,02
218,86
32,63
61,11
83,31
124,38
173,51
co
4,75
29,53
57,08
78,78
119,23
U
5,00
26,65
53,12
74,27
24,18 22,03
49,251 45,50
20,15
41,79
e
-E (/)
s::: Q)
...J
'-g*
:::
g' .3
II)
•.. 0
4,00
28,95
53,80
76,34
112,50
155,57
199,48
s:::
4,25
25,99
49,93
71,97
107,58
150,19
194,26
213,45
46,12
67,61
102,59
144,70
188,87
207,87
co
4,50 4,75
23,17
167,88
...J !:C:
20,80
42,41
63,28
97,57
139,11
183,33
114,04
162,13
202,15
5,00
18,77
38,83
59,02
92,55
133,45
177,67
69,80
108,82
156,31
196,31
65,41
103,61
150,42
190,36
61,10
98,42
144,50
184,33
Q)
E Q)
!:C:
>
I
5,25 5,50 5,75 6,00
18,51
6,50
15,77
I
.2: '0
-" Q)
5,25
17,03
35,30
54,85
87,54
127,75
171,91
5,50
15,51
I 32,17
50,79
82,58
122,03
166,07
Cl
5,75
14,19
l 29,43
46,87
77,69
116,32
160,17
0 ...J
6,00 1 13,04
!
Q)
~
c
38,38
56,91
93,28
138,56
178,23
27,03
43,02
72,90
110,64
154,23
f
32,70
48,83
83,21
126,73
165,93
6,50111,11
23,03
36,65
63,65
99,46
142,31
13,60
f
28,20
42,10
73,56
115,09
153,59
7,00!
9,58
19,86
31,60
54,97
88,65
130,48
7,50
11,85
i
24,56
36,67
64,32
103,77
141,35
17,30
27,53 ~
47,88
78,25
118,86
10,41
21,59
32,23
92,89
129,35
7,33
15,20
24,20
42,08
68,77
107,58
19,12
28,55
56,53 50,Q7
7,50 ' 8,00
8,34
8,00
82,43
117,69
8,50
6,50
13,47
21,43
37,28
60,92
96,75
19,12
33,25
7,00
8,50
I
I
9,22 i
!
8,23
17,06
25,47
73,52
9,00
5,79
12,01
9,50
7,38
15,31
22,86 !
44,661 40,09
106,48
65,99
95,62
9,50
5,20
10,78
10,00
6,66
13,82
20,631
36,18
59,55
86,29
10,00
4,69
9,73
10,50
6,04
12,53
18,71 ~
32,81
54,02
78,27
10,50
4,26
8,83
11,00
5,51
11,42
17,05
29,90
49,22
71,32
11,00
3,88
8,04
04 5, 1 4,63
10,45
15,60
27,36
45,03
65,25
11,50
3,55
7,36
11,71
20,37
33,28
52,88
14,33
25,12
41,36
59,93
12,00
3,26
6,76
10,75
18,70
30,56
48,56
9,00
11,50 12,00
I I
9,60
I
I
NPS: Oesignaci6n comercial del producto en pulgadas. Propiedades rnecanicas del acero sequn Especificaciones Grado 50 F, = 3.515 Kgf/cm'· F, = 4360 Kgf/cm'
ASTM A572
I
54,34
86,33
29,841
48,77
77,48
26,93
44,01 . 69,93
14,05
24,43
39,921
12,80
22,26
j
17,16 15,49
ON: Oesignaci6n comercial del producto en milimetros. Propiedades rnecanicas del acero sequn Especificaciones Grado 50: F, = 3.515 Kgf/cm' ~ F, = 4.360 Kgf/cm' Resistencia del concreto t, = 280 Kgf/cm'
Resistencia del concreto f', = 280 Kgf/cm' M6dulo elasticidad: Acero E = 2,1 x10' Kgf/cm'; Concreto E, = 252.671,33 Kgf/cm'
M6dulo elasticidad: .' Acero E = 2,1x1 0' Kgflcm';
Los valores reportados
Los valores report ados en la tabla corresponde
en la tabla corresponde
a ~,P",
expresados en Toneladas con ~, = 0,75 Valores con fondo mas claros (superiores a la primera linea) correspond en a pandeo inelastico. Valores sombreados entre las dos lineas divisorias correspond en a pandeo elastico. Valores bajo la segunda linea corresponden a KUr > 200
Concreto E,
=
3637\
63,43 57,79
ASTM A572
252.671,33 Kgf/cm' a ~,p",
expresados en Toneladas con <1>, = 0,75 Valores con fondo mas claros (superiores a la primera linea) corresponden a pandeo ioelastlco. valores sombreados entre las dos lineas divisorias corresponden a pandeo elastico. Valores bajo la segunda linea corresponden a KUr > 200
--- --- ~-----.---- ~-..-.---.---. -----_.- -- '-Manual de Diserio de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
_.
- - ~._--_._--_._------
unlcon
Aplicaciones en sistemas resistentes a sismos
TABLA
Capacidad de miembros Rellenos Circular Concreto 350 Kgf/cm2
mmJ aECO com presion Seccion
CAPITULO III
Capacidad de miembros Rellenos ECO Seccion Cuadrada Concreto r 350 Kgf/cm2
TABLA
IIIDE a ccmprealen
rc=
NPS
c=
DN-HxB (rnrn)
o (pulg)
5
6
6 5/8
7 5/8
8 5/8
9 5/8
Espesor e(mm)
6,00
7,20
8,00
9,20
10,50
10,50
Espesor e (mm)
0,00
82,39
118,65
145,22
192,27
247,30
288,97
0,00
70,22
1,00
78,82
115,05
141,60
188,64
243,65
285,52
1,00
66,53
1,25
76,88
113,07
139,60
186,63
241,61
283,60
1,25
1,50 1,75
74,57
110,70
I 137,20
184,19
239,15
281,28
1,50
71,93
107,97
134,41
181,36
236,27
278,55
2,00
69,00
104,89
131,26 I 178,15
232,99
2,25
65,82
101,51
127,79
174,58
229,33
2,50 2,75
62,44
97,87
124,01
170,67
58,91
93,99
119,97
3,00
55,27
89,92
3,25
51,57
3,50
100x100 120x120 135x135 155x155 175x175 200x200 8,00
9,20
101,11
127,02
167,61
215,03
259,52
97,40
123,33
163,89
211,28
256,08
64,54
95,37
121,29
161,84
209,20
254,17
62,20
92,94
118,86
159,37
206,69
251,85
1,75
59,53
90,16
116,04
156,49
203,75
249,14
275,44
2,00
56,60
87,05
112,87
153,24
200,42
246,04
271,95
2,25
53,45
83,66
109,38
149,63
196,71
242,58
225,31
268,11
2,50
50,14
80,02
105,61
145,70
192,64
238,77
166,45
220,95
263,92
2,75
46,71
76,19
101,59
141,48
188,24
234,63
115,69
161,95
216,26
259,41
3,00
43,23
72,20
97,37
136,99
183,54
230,18
85,69
111,21
157,19
211,28
254,60
3,25
39,74
68,10
92,98
132,28
178,56
225,43
47,85
81,35
106,57
152,221 206,04
249,50
3,50
36,28
63,93
88,46
127,37
173,34
220,42
3,75
44,15
76,93
101,80
147,04
200,55
244,14
3,75
32,91
59,73
83,85
122,30
167,89
215,16
4,00
40,52
72,48
I 96,94
141,71
194,84
238,53
4,00
29,64
117,10
162,27
209,67
36,97
68,01
92,02
136,25
188,94
232,71
4,25
26,48
55,56 51,43
79,18
4,25
74,50
111,82
156,48
203,99
4,50
33,55
63,58
87,07
130,68
182,88
226,69
-J
4,50
23,62
47,39
69,84
106,47
150,57
198,12
III
4,75
30,22
59,21
82,13
125,04
176,68
220,49
III
4,75
21,20
43,46
65,23
101,09
144,57
192,11
U
5,00
27,27
54,93
77,23
119,36
170,38
214,14
5,00
19,13
39,67
60,70
95,72
138,50
185,97
17,35
35,98
56,27
90,37
132,39
179,72
-E ~ •... c: Qj
-J
~
>
'-g* ~
7,20
5,25 5,50
10,50
!
e
-E III
c:
~
>
~
24,74
50,76
72,39
113,67
164,00
207,66
22,54
46,72
67,64
107,99
157,56
201,08
'-g*
15,81
32,78
51,98
85,09
126,28
173,40
63,00
102,35
151,09
194,41
0>
5,75
14,46
29,99
47,74
79,89
120,18
167,02
58,49
96,78
144,62
187,69
.3
6,00
13,28
27,55
43,85
74,80
114,12
160,60
49,95
85,90
131,76
174,14
6,50
11,32
23,47
37,36
65,03
102,24
147,77
43,07
75,53
119,15
160,60
7,00
9,76
20,24
32,221
56,03
90,79
135,05
17,63
28,06
122,61
24,66
48,811 42,90
79,74
15,50
70,08
110,58
13,73
21,85
38,00
62,08
98,91
5,75
20,62
.3
6,00
18,94
- 6,50
10,50
I
Qj
Cl
c:
6,00
I 42,76
139,27 33,46 16,14
i
~
c
5,25 5,50
7,00
13,91
28,85
7,50
12,12
25,13
37,52
65,80
106,95
147,23
7,50
8,00
10,65
22,09
32,97
57,83,
95,17
134,17
8,00
8,50 7,47
8,50
; 19,57
29,21
51,22
84,31
121,54
8,50
6,62
9,00
9,44 8,42
17,45
26,05
45,69
75,20
109,24
9,00
5,90
12,24
19,49
33,89
55,38
88,23
9,50
7,55
15,66
23,38
41,01
67,49
98,04
9,50
10,99
17,49
30,42
49,70
79,18
10,00
6,82
14,14
21,10 I
37,01
60,91
88,49
10,00
5,30 4,78
9,92
15,79
27,45
44,85
71,46
10,50
6,18
12,82
33,571
55,25
80,26
10,50
4,34
8,99
14,32
24,90
40,68
64,82
11,00
5,63
11,68
19,14 i 17,44 I
30,59 .
73,13
11,00
3,95
8,20
13,05
22,69
37,07
59,06
11,50
5,16
10,69
15,96
27,98
50,341 46,06
66,91
11,50
3,62
7,50
11,94
20,76
33,92
12,00
4,73
1 9,82
14,65
25,70
42,301
61,45
12,00
3,32
6,89
10,96
19,07
31,15
I
I
NPS: Oesignaci6n comercial del producto en pulgadas. Propiedades rnecanicas del acero segun Especificaciones Grado 50: F, = 3.515 Kgf/cm' - F. = 4.360 Kgf/cm'
ASTM A572
Resistencia del concreto f' c = 350 Kgf!cm' M6dulo elasticidad: Acero E 2,1 x1 0' Kgf!cm'; Concreto E, 282.495,13 Kgf/cm'
=
=
Los valores reportados en [a tabla corresponde expresados
a
~P.,
en Toneladas con ~, = 0,75
Valores con fondo blanco corresponden a pandeo inelastico. Valores sombreados entre las dos lineas divisorias corresponden a pandeo elastico. Valores bajo [a barra horizontal corresponden a KUr > 200
unlcon
ON: Oesignaci6n comercial del producto en milfmetros. Propiedades rnecanicas del acero sequn Especificaciones Grado 50: F, = 3.515 Kgf!cm' - F. = 4.360 Kgf!cm'
t,
Resistencia del concreto Modulo elasticidad' Acero E
=
expresados
=
282.495,13
en la tabla corresponde
en Ioneladas
49,63
ASTM A572
= 350 Kgf!cm'
2,1x10' Kgf!cm'; Concreto E,
Los valores reportados
54,04 I
a
Kgf!cm'
e, p.,
con ~, = 0,75
Valores con fondo blanco corresponden a pandeo inelastico. Valores sombreados entre las dos lineas divisorias corresponden a pandeo eiasnco. Valores bajo la barra horizontal corresponden a KUr > 200
Manual de Diseiio de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
CAPITULO III 111.2.3.Requisitos
Aplicaciones en sistemas resistentes a sismos sismorresistentes
para porticos
11I.2.3.1Porticos resistentes a momentos De acuerdo con las prescripciones contenidas en la norma venezolana COVENIN 1618:1998 (COVENIN, 1998), las estructuras tipo portico con nivel de diseno ND3, exigen que las vigas cum plan con los limites para secciones sismicamente compactas y las columnas con los limites para secciones compactas, cuando la relacion de momentos columna-vigas sea superior que 1,25. Cuando dicha relacion sea menor, las columnas deben cumplir los limites para secciones sismicamente compactas. En los porticos con nivel de diseno ND2, tanto las vigas como las columnas deben cumplir los limites para secciones compactas, cuando la relacion de momentos columna-vigas sea superior que 1,25. Cuando dicha relacion sea menor, las columnas deben cumplir los limites para secciones sismicamente compactas. En ambos casos, debe calificarse la conexion viga-columna para comprobar que se satisfacen los requisitos de resistencia y rotacion inelastica establecidos mediante ensayos bajo cargas ciclicas y garantizarse que la relacion de momentos columna-vigas sea superior que 1,00.
~ 1.0
2:M\c
=
La sumatoria de los momentos en el punto de interseccion de los ejes baricentricos de la viga y la
columna, determinado como la proyeccion de la suma de la resistencia teorica a flexion plastica de la columna en los extremos superior e inferior de la conexion a momento de la viga, incluyendo las cartelas cuando existan, menos las fuerzas normales en la columna, se perrnitira tomar 2:M*pc= 2:Zc(Fyc+PujA). Donde no coincidan los ejes de las vigas concurrentes en un mismo plano, se tomara como eje el valor promedio. 2:M* pb
= Sumatoria de los momentos
en el punto de interseccion de los ejes baricentricos de las vigas y la columna
determinado por la proyeccion de la suma de las resistencias esperadas a flexion en la rotula plastica sobre el eje de la columna, se pormitira tomar 2:M* pb= (1,1RyMp+ MJ, donde Mves el momento adicional que se produce al trasladar el cortante en la rotula plastica al centro de la columna. Alternativamente, se permite tomar 2:M*pbde los resultados de ensayos que satisfagan los requisitos de la norma
0
por analisis basado en los resultados de
ensayos. Donde: A
= Areade lacolumna.cm".
Fyc = Tension cedente minima especificada del acero de la columna, kgf/ em". Puc = Solicitacion mayorada de compresion normal de la columna (un numero positivo), kgf.
Z;
=
Modulo de seccion plastico de la columna, ern'.
Finalmente, para los porticos con nivel de diseno ND1, no se establecen limitaciones en cuanto a la relacion ancho-espesor de los elementos comprimidos de sus miembros, ni ca'ificacion de sus conexiones.
Manual de Diserio de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
unlcon
Aplicaciones en sistemas resistentes a sismos
------------------------------
Viga
Viga
Viga
Viga
Conexiones rigidas
Viga
--
CAPITULO III
Columnas
Viga
Zonas de disipaci6n de energfa
IJlD Porticos FIGURA
resistentes
a momentos
En base a 10 anterior, en estructuras tipo portico (Tipo I de la norma COVENIN 1756:2001), el uso de los nuevos Perfiles Tubulares Estructurales
de la Serie Conduven ECO, puede emplearse como parte del sistema
resistente a sismos para estructuras con nivel de diserio ND3, equivalente a un portico especial de momento (Special Moment Frames - SMFsegun AISC 341-05), adoptando un factor de reducci6n de respuesta R hasta 6,0 en e~tructuras regulares, sin limitaciones de uso
0
zona sismica, siempre que se cumpla con la totalidad de los
requisitos para porticos de acero con nivel de diseno ND3 de la norma venezolana COVENIN 1618: 1998 (COVENIN, 1998) Y especial mente con la caliticacion de la conexion viga-columna para comprobar que se satisfacen los requisitos de resistencia y rotacion inelastica establecidos mediante ensayos bajo cargas ciclicas del apendice F de la citada norma, asi como las exigencias relativas al resguardo de la zona del panel en la conexion viga-columna y planchas de continuidad. Asimismo pod ran utilizarse como parte del sistema resistente a sismos para estructuras con nivel de diserio ND2, equivalente a un portico intermedio de momento (Intermediate Moment Frames - IMF sequn AISC 341-05), adoptando un factor de reduccion de respuesta R hasta 4,5 en estructuras regulares, limitando su aplicacion a estructuras perteneciente al Grupo B2, construidas en zonas de alto peligro sismico (zona 5,6 Y 7) Y hasta 2 pisos u 8 metros de altura,
0
estructuras pertenecientes al Grupo B2, construidas en zonas de peligro sismico
intermedio (zona 3 y 4) Y hasta 10 pisos
0
30 metros de altura,
sismico (zona 0, 1 Y 2) sin limitaci6n de uso
0
0
estructuras construidas en zonas de bajo peligro
altura, siempre que se cumpla con la totalidad de los requisitos para
porticos de acero con nivel de diseno ND2 de la norma venezolana COVENIN 1618:1998 (COVENIN, 1998) Y especial mente con la calificacion de la conexion viga-columna para comprobar que se satisfacen los requisitos de resistencia y rotacion inelastica establecidos mediante ensayos bajo cargas ciclicas del apend'ce F de la citada norma.
-----------------
unlcon
----- -Manual de Disefio de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
CAPITULO III
Aplicaciones en sistemas resistentes a sismos
I,
©
©
©
©
I I
I I,
- --+-
>----
I
~ Conexion a momento empernada ••••••••• con perfiles tubulares ECO
©
©
©
©
sugerida con diafragma
externo,
Por su parte, el uso de Perfiles Tubulares Estructurales de la Serie Gonduven EGO, que no cumplan con los requisitos establecidos, para columnas, arriostramientos y vigas, como parte del sistema resistente a sismos debe limitarse al nivel de diserio ND1, equivalente a un portico ordinario de momento (Ordinary Moment FramesOMF sequn AISC 341-05), adoptando un factor de reouccion de respuesta R no mayor de 2,5 para estructuras regulares, perteneciente al Grupo B2, construidas en zonas de bajo peligro sismico (zona 0, 1 Y2) Yhasta 10 pisos 030 metros de altura.
FIGURA Conexion a momento empernada empleada en Venezuela externo, con perfiles tubulares ECO
IDD con diafragma
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unlcon
CAPITULO III
Aplicaciones en sistemas resistentes a sismos
En todo caso, para sistemas con columnas articuladas en su base, el valor de R sera multiplicado por 0,75. Cabe destacar, que no es recomendable usar conexiones a momento viga-columna soldadas directas entre perfiles tubulares, sin elementos de refuerzo, diafragmas, rigidizadores, etc., que form en parte del sistema resistente a sismo para p6rticos, debido a que regularmente esa conexi6n no se comporta, como una conexi6n rigida. Estas conexiones son general mente del tipo semi-rigida
0 tarnbien,
sequn la configuraci6n de los miembros, pueden ser
tomada como simples (bajo nivel de rigidez), por ende, este tipo de conexi6n es frecuentemente utilizada para co nectar los miembros diagonales a los cordones principales de las vigas de celosia,
0
en conexiones de
miembros que no forman parte del sistema sismorresistente. La conexi6n viga-columna se hara con pernos de alta resistencia
0
soldadura, de los tipos rigidas
semi-rigidas. Las conexiones rigidas seran diseriadas para una
0
capacidad a flexi6n Mu igual a 1,1RyMp(Mp es el momento plastico de la viga). La capacidad a corte Vu se deterrninara de la correspondiente combinaci6n de la carga gravitacional mas el cortante derivado del momento Muantes definido, equivalente a 2[1,1 RyMp]/4" donde 4, es la distancia entre los puntos de plastificaci6n, en los extremos de las vigas, dentro de la zona protegida de plastificaci6n. Asimismo, es recomendable que la relaci6n de momentos en los nodos, sea mayor que la unidad. Especial atenci6n amerita el control de desplazabilidad para cumplir los valores limites de derivas de entrepisos impuestos en la norma venezolana COVENIN 1756:2001 (COVENIN,2001).
11I.2.3.1.1 Porticos resistentes
a momentos con secciones tubulares mixtas (columnas tubulares
rellenasJ Una alternativa para mejorar el desernperio estructural de los perfiles tubulares Conduven ECO que no cumplan con los requisitos de limites de relaci6n ancho
diametro espesor, en p6rticos resistentes a momentos ante
0
acciones sismicas, consiste en rellenar las columnas con concreto estructural (resistencia especifica flc'=210 Kgf/cm2, ver capitulo I).
-tT .., , 11 4 •.
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4
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Secciones tubulares tipicas rellenas de concreto general mente como columnas y arriostramientos
usadas,
Manual de Diserio de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
CAPITULO III
Aplicaciones en sistemas resistentes a sismos
En este caso, a falta de conexiones precalificadas con perfiles tubulares para conexiones viga-columnas de porticos resistentes a momentos, es necesario comprobar mediante ensayos de carga cfclicas que la conexion satisface los requisitos de resistencia y rotacion inelastica exigidos en las normas, con 10 cual el factor de reduccion de respuesta R se podra aumentar, para estructuras regulares, hasta 6,0 en porticos con nivel de diseno N03, equivalente a un portico especial a momento mixto (Composite Special Moment Frames C-SMF, sequn AISC 341-05) Y hasta 4,5 en porticos con nivel de diserio N02, equivalente a un portico intermedio a momento mixto (Composite
Intermediate
Moment
Frames
CIMF, sequn AISC 341-05), extendiendose
el uso a
edificaciones del Grupo A construidas en zonas de peligro slsrnico elevado (zona 5, 6 Y 7) para los porticos con N03. EI uso de los porticos con N02 estaran limitados a edificaciones del Grupo B2, a 2 pisos u 8 metros de altura para las zonas de peligro sismico elevado (zona 5, 6 Y 7) Y a 10 pisos
0
30 metros de altura para las zonas de
peligro sismico intermedio (zona 3 y 4), mientras que pueden ser empleados en edificaciones hasta del Grupo A en zonas de peligro sismico bajo (zona 0, 1 Y2) sin restriccion de altura. En todo caso, el diseno de los miembros y sus conexiones se hara siguiendo los lineamientos de la Parte II de las previsiones sismicas ANSI/AISC 341-05 (AISC, 2005a), relativas a miembros mixtos, complementadas por las especificaciones correspondientes de los tipos estructurales mixtos acero-concreto de la norma venezolana COVENIN 1618:1998 (COVENIN, 1~98).
11I.2.3.1.2Porticos resistentes a momentos con perfiles tubulares v perfiles abiertos Una condlcion, frecuentemente empleada, consiste en combinar Perfiles Tubulares Estructurales de la Serie Conduven ECO para las columnas y perfiles de ala abierta para las vigas. En este caso, se deben cumplir con los IImites de la relacion ancho-espesor de los elementos comprimidos de las columnas, sequn el nivel de diseno requerido
0 emplear
la opcion de rellenar estos perfiles. En todo caso, es necesario comprobar medianteensayos
de carga cfclica que la conexion viga-columna, satisface los requisitos de resistencia y rotacion inelastica exigidos en las normas, aSIcomo las exigencias relativas al resguardo de la zona del panel en la conexion viga-columna y planchas de continuidad.
Una variante ampliamente utilizada de este tipo de contiquraclon, es el uso de los diafragmas internos de conexion, que consiste en seccionar el perfil tubular de la columna. en correspondencia con las alas de la viga de seccion abierta para permitir la colocacion de sendas planchas
0
diafragmas internos de conexion a los cuales
seran soldadas con soldadura de penetracion completa, las alas de las vigas concurrentes. Esta conexion cuenta hoy, con un amplio respaldo experimental liderado fundamental mente por la experiencia japonesa del proyecto AIJ-Kinki (1997), demostrando un buen desemperio sismico siempre que el diafragma
0
plancha de continuidad
tenga un espesor no menor al espesor del ala de las viqas concurrentes y este apropiadamente
soldado
(preferiblemente con soldadura de penetracion) alrededor del perfil tubular, garantizando un buen detallado, sin confiar profundamente en la conexion del alma para su ductilidad
0
la capacidad de detorrnacion cedente de la
zona del panel para su capacidad de rotacion (Fema 3550, 2000).
Manual de Disefio de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
unlcon
CAPITULO III
Aplicaciones en sistemas resistentes a sismos
--------------------------------------------~
PERFIL TUBULAR
PARED COLUMNA PERFIL TUBULAR DIAFRAGMA
I \
J ----a-B---
f---j
------
I
ALA DE LA VIGA SECCI6N ABIERTA
I
ALMA DE LA VIGA
DETALLE
FIGURA Conexion con diafragma que atraviesan
IlID (planchas
totalmente
la columna)
11I.2.3.1.3Porticos con vigas de celosias Los porticos con vigas de celosia que formen parte del sistema resistente a sismos, se diseriaran,
y construiran con el Nivel de Diseno ND3, de manera que la relacion ancho-espesor del segmento columnas
especial
no excederan
sismicamente
de los cordones compactas,
la cedencia
total y la detorrnacion
por endurecimiento
del segmento
y diagonales
mientras
y tram os de celosia fuera del segmento especial, se diseriaran para que permanezcan
las fuerzas que generan sentido,
los limites para secciones
inspeccionaran
que las
elasticos
especial.
bajo
En este
para porticos donde se emplean vigas de celosia a base de Perfiles Tubulares Estructurales Conduven
ECO que cum plan con los requisitos de limites de relacion ancho resistente a sismos, se podra adoptar
un factor de reduccion
0 diametro
de respuesta
espesor
R hasta 5,0 limitado a edificios
mas de 30,00 metros de altura, con vigas de celosia de hasta 1,80 metros de altura siempre que se cumpla con la totalidad de celosia de lanorma
venezolana
de los requisitos
COVENIN 1618:1998
y formen parte del sistema de no
y 20,00 metros de longitud,
para porticos de acero resistentes
a momento
con vigas
(COVENIN, 1998).
Viga
-Columna
Segmento especial
Elastico
Elastico
/
-Columna
Zona establecida para la disipaci6n de energia
FIGURA IlJIm Porticos
unlc:on
----.
con vigas de celosia con perfiles tubulares
- ----
ECO
-----Manual de Diserio de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
CAPITULO III
Apiicaciones en sistemas resistentes a sismos
111.2.4.Requisitos sismorresistentes
para porticos con diagonales concentricas,
Una de las principales aplicaciones de perfiles tubulares, como parte de los sistemas resistentes a sismos, es en los arriostramientos diagonales de porticos, debido a su eficiencia en com presion comparado con otros perfiles estructurales. Investigaciones recientes sugieren, que el uso de arriostramientos experimentan un mejor comportamiento inelastico que las secciones cuadradas
0
de secciones circulares,
rectangulares y, muy superior,
que las secciones abiertas. En todo caso, las conexiones de los arriostramientos diagonales deben ser detalladas de manera que puedan resistir tracciones mayores que la resistencia cedente esperada en el arriostramiento diagonal (RyF .j\g). Viga
Viga
--Columnas
Zonas de disipacion de energia Arriostramientos FIGURA Porticos con diagonales concentrlcas con perfiles tubulares ECO, como cruces, conocidas como cruces de San Andres
IlIIIl dispuestas
La filosofia de diseno de los porticos con diagonales concentricas como parte del sistema sismorresistente, supone que los arriostramientos diagonales estan diseriados para ceder en traccion y pandear en cornpresion, disipando cfclicamente la energia del sistema ante acciones reversibles, 10 cual esta intimamente relacionado con la forma y relaci6n ancho arriostramiento
diagonal,
0
diarnetro-espesor
que constituyen
de los elementos de la secci6n y la esbeltez del propio
los pararnetros con mayor influencia sobre la ductilidad
del
arriostramiento. La relacion de esbeltez para los miembros a ser usados como arriostramientos tendra que ser:
Sin embargo hay una excepci6n cuando la relaci6n de esbeltez este dentro de este rango;
4
J Fy
E < KUr < 200
Manual de Diserio de Estructuras de Acero con PerfilesTubulares
unlcon
CAPITULO III
Aplicaciones en sistemas resistentes a sismos
En la cualla resistencia de la columna al menos debe ser igual a la maxima carga transferida a ella por la conexion del arriostramiento, de la estructura, considerando el factor de rnoditicacion de la tension de cedencia (Ry) en la determinacion de la resistencia nominal. Las fuerzas de la columna no superaran las determinadas por analisis inelastico, ni las generadas por efectos de carga maxima que pueden ser desarroiiados por el sistema. De acuerdo con las prescripciones contenidas en la norma venezolana COVENIN 1618: 1998 (COVENIN, 1998), las estructuras tipo portico, con diagonales concentricas con nivel de diserio ND3, exigen que los elementos comprimidos
de los arriostramientos
diagonales y las columnas cumplan con los limites para secciones
sismicamente compactas, mientras que los porticos con diagonales concentricas con nivel de diseno ND1 , los elementos comprimidos de los arriostramientos diagonales deben cumplir los limites para secciones compactas o no compactas, pero no esbeltas. Viga
Viga
--Columnas Viga
Viga
Zonas de disipacion de energfa Arriostramientos ~ ~
Porticos con diagonales diagonales simples
concEmtricas con perfiles tubulares
ECO,
En base a 10 anterior, para estructuras tipo portico con diagonales concentricas (Tipo III de la norma COVENIN 1756:2001), el uso de Perfiles Tubu/ares Estructura/es de /a Serie Conduven ECO que cumplan con los requisitos de limites de relacion ancho
0
diametro espesor, pueden emplearse como parte del sistema resistente a
sismos para estructuras con nivel de diseno ND3, equivalente a un portico especial con arriostramiento concentrico (Specia/ Concentrically
Braced Frame - SCBF sequn AISC 341-05), empleando un factor de
reduccion de respuesta R hasta 4,0 para estructuras regulares, sin limitaciones de uso
0
zona sismica, siempre
que se cumpla con la totalidad de los requisitospara porticos de acero con diagqnales concen!ricas con nivel de diserio ND3de la norma venezolana COVENIN 1618:1998 (COVENIN, 1998). Por su parte, el uso de Perfiles Tubu/ares Estructura/es de /a Serie Conduven ECO que no cumplan con los requisitos de limites de relacion ancho
0
diarnetro espesor que sean parte del sistema resistente a sismos debe
limitarse al nivel de diseno ND1, equivalente a un portico ordinaria con arriostramientos concentricos (Ordinary
unlcon
Manual de Disefio de Estructuras de Acero con PerfilesTubulares
CAPITULO III
Aplicaciones en sistemas resistentes a sismos
Concentrically Braced Frame - OCBF sequn AISC 341-05), adoptando mayor de 2,0 para estructuras
regulares perteneciente
(zona 0, 1 Y 2)
0 30 metros de altura.
Y hasta 10 pisos
un factor de reducci6n
al Grupo B2, construidas
Vigas
R, no
de respuesta
en zonas de bajo peligro sismico
Vigas
--
Columnas
Zonas de disipaci6n de energfa Arriostramientos ~ ~
Porticos con diagonales concentric tipo V invertida.·
Una opci6n comunmente
empleada
los limites de las relaciones rigidizar
las paredes
cuando
se trata
desernpeno
y sugerida
ancho-espesor
del arriostramiento
cuadrados
en las provisiones
de sus elementos
de los perfiles tubulares
de perfiles
as con perfiles tubulares ECO, .
comprimidos
de los arriostramientos
0 rectangulares.
ante acciones
sismicas
sismicas
De esta
de la AISC 341-05, para cumplir con de los arriostramientos,
diagonales manera
con planchas,
es posible
y cumplir con las exigencias
en
especialrnente
qarantizar
requeridas
consiste
un rnejor
para un nivel de
disenoN03. En todo caso, el arriostramiento seguridad
establecidos
conexiones como
en la norma venezolana
de los arriostramientos
RyF~
combinaciones obtenida
diagonal y sus conexiones
(A. .. Area de diseno 10-9
diagonales
curnpliran
COVENIN
con los requisitos
1618: 1998. Las solicitaciones
sera la menor entre la resistencia
de la secci6n),
la fuerza
en el arriostramiento
y 10-10 de la norma 1618: 1998 con un factor de sobrerresistencia
del analisis estructural.
La resistencia
minorada
se basara en el estado limite de fractura de la secci6n
de esbeltez, resistencia
a tracci6n del arriostramiento
neta calculada
.y
de diseno para las
te6rica a tracci6n diagonal
calculada
obtenida
de las
0 =2,5 y la maxima fuerza 0
diagonal y sus conexi ones
como RuF .A. (A•... Area neta efectiva) y de
rotura del bloque de corte.
Manual de Disefio de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
unlc:::on
CAPITULO III
Aplicaciones en sistemas resistentes a sismos
Arriostramientos en dos niveles consecutivos con perfiles tubulares cuadrados. Esta solucion otorga varias ventajas: menos conexiones por niveles, menor obstruccion para la ubicacion de ventanas, menos variabilidad del tipo de conexiones, entre otras
11I.2.4.1Porticos con diagonales
concentrices con secciones mixtas
(columnas y arriostramientos tubulares reI/en os) Otra alternativa para mejorar el desernperio estructural de los Perfiles Tubulares Estructura/es de la Serie Conduven ECO que no cumplan con los requisitos de Ifmites de relacion ancho odiarnetro espesor en porticos con diagonales concentricas ante acciones sismicas, consiste en rellenar los arriostramientos diagonales y las columnas con concreto estructural (resistencia especifica f'C~21 0 Kgf/cm2) para cumplir las exigencias del nivel de diseno ND3, con 10 cual el factor de reduccion de respuesta R se podra aumentar hasta 4,0 para estructuras regulares, equivalente a un portico especial mixto con arriostramiento
concentrico
(Composite
Special
Concentrically Braced Frame C-CBF sequn AISC 341-05), extendlendose el uso a edificaciones del Grupo A construidas en zonas de peligro sismico elevado (zona 5,6 Y7).
unlcon
Manual de Diseno de Estructuras de Acero con PerfilesTubulares
Aplicaciones en sistemas resistentes a sismos
CAPITULO III
concentrices con arriostramientos de pandeo restringido
11I.2.4.2Porticos con diagonaies Otra alternativa
para mejorar
el desemperio
de los Perfiles Tubulares Estructurales
estructural
Conduven ECO, que no cumplan con los requisitos de limites de relaci6n ancho p6rticos con diagonales restringido,
cuyos
proporcionando reconocer
resultados
importantes
su efectividad
de concreto concentra
experimentales
las previsiones estructuras
restringido
edificaciones
con pandeo
comportamiento
inelastico,
extensos y estables que permiten
En este caso, el perfil tubular permite encapsular en forma de plancha y restringido
incluso el relleno
al pandeo,
que
inelastico del miembro al ceder en tracci6n y compresi6n. restringido
los requerimientos
sismicas AISC 341-05, con
regulares,
un excelente
y ciclos histereticos
amortiguador.
espesor exigidos en
consiste en emplear arriostramientos
demostrado
un nucleo de acero desvinculado,
con pandeo
que satisface
sismicas,
han
niveles de ductilidad
el comportamiento
evidenciar
ante acciones
como potencial
que contiene
EI arriostramiento
pandeo
concentricas
0 diametro
de la Serie
hasta 6.0 en p6rticos
(Buckling-Restrained
del Grupo A construidas
debe ser calificado de resistencia
mediante
y deformaci6n
un ensayo inelastica
ciclico
con la finalidad
exigidos en el apendice
de T de
10 cual, el factor de reducci6n de respuesta R se podra aumentar, para con nivel de oiseno ND3, equivalente
a un p6rtico con diagonales
Braced Frames - BRBF sequn AISC 341-05), extenciendose
en zonas de peligro sismico elevado
de
el uso a
(zona 5, 6 Y 7) para los p6rticos
con
ND3. En este caso el nucleo de acero debe resistir total mente la fuerza axial del arriostramiento. La resistencia de cedencia,
axial de
diseno del arriostramiento
debe ser determinado
$PySCen ' tracci6n
0 en compresi6n
conforme
con el estado limite
por:
$=
PySC = FysAc
0,90
Donde: Fysc=cedencia minima
especificada
del nucleo de acero, 0 la determinada
por ensayo
Asc=area neta del nucleo del acero.
~:·-·-·---·i:-·-·-·-·--·-·-·-·--·--·-······ -.-.-~Tubular
ECO Conduven
E9 --f----------------------------. -- --- --- -
-------~~--~-j--Ejtj
tiP~
Perfil Planch TUbUI~, Morter
/+
,
.'.,, .. ,
'.:, ',.
Secci6n A-A Proyecci6n del nucleo
~ ~
Y:".
:-.";
- .."
Plancha
perfilTUbUI~ Planch Moder
.'"
.', '-,
~ Restricci6n
que previene el pandeo de la plancha Secci6n B-B Segmento de transici6n
,:'-:-",:
Restricci6n
que previene el pandeo de la plancha Secci6n B-B Segmento de cedencia
Detalles del arriostramiento con pandeo restringido, con perfiles tubulares ECO, sugerido por la AISC-341-05
.--- Manual de Diserio de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
-----
unlcon
Aplicaciones en sistemas resistentes a sismos Las planchas tenacidad
usadas para el nucleo de concreto
requerida
CAPITULO III
deben ser ;::: 50 mm 0 mas grandes,
por la norma, y las conexiones
0 empalmes
La conexi6n
cornunmente
de planchas manifiesta
por
una fractura de la conexi6n
diagonal,
debido a la concentraci6n
10 cual, es necesario el reforzamiento
conexi6n,
evitando
propagaci6n haciendo
ranurasextendidas
de grietas,
necesario,
a
t0
diagonal y la intersecci6n
la experiencia
de ensayos
de tensiones
de la secci6n
0
viga-columna,
han demostrado
para una carga menor que la resistencia
neta en la vecindad
y cortes imprecisos
y angulares,
controles de calidad en la conexi6n
es a traves
una debilidad
cedente esperada
por efecto del retraso del cortante
10 largo del extremo de los arriostramientos
exhaustivos
con pan deo res t"d nngl
concentrices
entre el arriostramiento
(Gusset plate), donde
concentricas
al inducirse
arriostramiento
empleada
la minima
dentro del nucleo de acero no son permitidas.
FIGURA C onexl~n ., . bros de arnos . t rarmen . ~ para mrem
11I.2.4.3 Conexiones para porticos con diagonales
para garantizar
del
(Figura 111.16),
de la ranura terminal de este tipo de
que puedan diagonal
propiciar
durante
la generaci6n
y
un evento sismico,
(ver Figura 111.16)
FLUJO DE ESFUERZOS
~
"
SECCI6N CRiTICA REDUCCION DEL AREA
FIGURA
~
unlcon
Concentracion de tensiones por efecto del retraso del cortante
Manual de Diserio de Estructuras de Acero oon Perfiles Tubulares
Aplicaciones en sistemas resistentes a sismos
CAPITULO III
La dificultad de implementar el reforzamiento de perfiles de seccion circular, ha conducido al desarrollo de conectores especiales para este tipo de arriostramientos diagonales - Cast Steel Connections to Tubular Braces (Packer, 2006). Una simple alternativa para solventar esta situacion, consiste en prolongar la plancha de conexion mas alia de la profundidad de penetracion en el perfil tubular (Figura 111.17), de manera de evitar la creacion de una seccion debil (Martinez et aI., 2008).
T
I I I I
o
-----1--I I I I
-------
--
1
-----
r-S~ I
I---l
FIGURA
~
Prolongacion de la plancha de conexlon
Para arriostramientos diagonales de seccion cuadrada 0 rectangular, el reforzamiento es mucho mas simple, agregando planchas de cubierta a ambos lados del perfil tubular a 10largo de la seccion critica (Figura 111.18).
r---Ip
·1
T B
L
----------------
FIGURA
IlIIE Reforzamiento
de perfiles de secclen cuadrada
0
rectangular
Adicionalmente, es importante destacar, que existen diferentes esquemas de detallados de la conexion del arriostramiento diagonal con la union viga-columna,
que favorecen la ductilidad.
recomendado por las previsiones sismica del AISC 341-05
En particular, el detalle
(AISC, 2005a), propone inciuir una zona libre de
longitud igual ados veces el espesor de la plancha de conexion, entre el extremo del arriostramiento diagonal y la linea perpendicular a su eje, que se extiende hasta la conexion 0 restriccion del entrepiso, de manera de permitir la rotacion fuera del plano, favoreciendo la rotacion inelastica asociada con el pandeo del arriostramiento diagonal fuera del plano (Figura 111.18),que sera la condicion que gobierna el pandeo cuando se emplean secciones doblemente sirnetricas, como los perfiles circulares 0 cuadrados. coeficiente de longitud efectiva de pandeo K=1 ,2, para reconocer
En este caso, se recomienda tomar un la extension del elemento sobre la placa de
conexion.
~------------------------------------------------------------------------------------Manual de Disefio de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
unlcon
Apiicaciones en sistemas resistentes a sismos
CAPITULO III Conexi6n "Gusset plate", usada cornunmente en arriostramientos tubulares para diferentes edificaciones sometidas a sismos
I I
I I II=-::_=_=-c_=-=_=_=-c_=-=_=_=-c_=-=_=_=-c_=-=l I I ------------="..
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H
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PLANCHA ESPESOR tp
B - - -----r-- -
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_t ~ ~
--- -------
unlcon
Detalle de conexlon con arriostramiento con pandeo fuera del plano, con secciones tubulares
--Manual de Diserio de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
CAPITULO III
Aplicaciones en sistemas resistentes a sismos
La conexion en general y la placa de conexion en especial, debe ser capaz de resistir las fuerzas transferidas por las diagonales. Estas usual mente son conectadas usando soldadura
0
pernos que deben resistir las fuerzas
cortantes transferidas por los arriostramientos diagonales, previniendo cualquier mecanismo de falla fragil en la vecindad de la conexion, para 10 cual es recomendable que la capacidad resistente a rotura de la seccion neta sea mayor que la capacidad resistente a cedencia de la seccion gruesa. (Han et al., 2007). La viga que recibe los arriostramientos debe estar en capacidad de resistir la fuerza desbalanceada asociada con la traccion y compresion de los arriostramientos concurrentes. Los arriostramiento deben tener un anqulo entre 30 y 60 grados respecto a la horizontal, siendo 45 grados la inclinacion optima. La longitud de soldadura minima recomendada entre el perfil tubulary la plancha concentrica (Gusset plate) es de 1,3 veces el diarnetro del perfil circular
0
la dimension transversal del perfil rectangular, con un factor de correccion U
=1
En las siguientes figuras se muestran los detalles sugeridos para conexi ones de porticos con diagonales concentncas empleando perfiles tubulares soldados:
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FIGURA Conexion para arriostramientos tubulares a base de columna
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Conexion para arriostramientos tubulares a viga-columna
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FIGURA Conexion para arriostramientos a viga doble
IlI!E tubulares
Manual de Diseno de Estructuras de Acero con PerfilesTubulares
~ ~
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Conexion para arriostramientos tubulares viga sencillo
unlC:::cn
CAPITULO III
Aplicaciones en sistemas resistentes a sismos 111.2.5.Requisitos sismorresistentes
para Porticos con Diagonales Excentricas.
Los porticos con diagonales excentricas han adquirido relevancia en las ultirnas decadas como sistema sismorresistente,
debido a que han demostrado
que proporcionan
excelente ductilidad y capacidad
de
disipacion de energia bajo cargas sismicas. La filosofia de diserio de los porticos con diagonales excentricas, como parte del sistema sismorresistente, supone que los arriostramientos diagonales, las columnas y los segmentos de vigas exteriores a la viga eslabon (vigas colectoras) permanezcan elasticos al estar sometidos alas fuerzas rnaxirnas generadas por los eslabones que han cedido completamente y se han endurecido por detorrnacion. La disipacion de energia del sistema se concentra en la viga eslabon, donde se esperan importantes deformaciones de flexion y corte, de manera que se de be determinar si la resistencia plastics del esiabon es controlada por el corte
0
la flexion y controlar la rotacion
plastica maxima del eslabon. Figura 111.24 se muestran dos ejemplos de la confiquracion de este tipo de sistema.
b
a
b
b
a
d
d
d
a
d
d
d
a = Viga eslab6n 0 enlace, Zonas de disipaci6n de energfa b = Segmentos de la viga fuera del eslab6n. Zona elastica c = Arriostramientos. Zona elastica d = Columna FIGURA Porticos con diagonales
excentricas
con perfiles tubulares
ECO
mW!9'I (a) Cuando el esfabon esta en el centro de dos arriostramientos ~
(b) Cuando el estabon esta entre la columna y el arriostramiento
De acuerdo con las prescripciones contenidas en la norma venezolana COVENIN 1618:1998 (COVENIN, 1998), las estructuras tipo portico, con diagonales excentricas con nivel de diseno ND3, exigen que los elementos comprimidos de los arriostramientos diagonales cumplan con los limites para secciones compactas, mientras que los elementos comprimidos de la viga eslabon deben cumplir los limites para secciones sismicamente compactas. En tal sentido, para estructuras tipo portico con diagonales excentricas (Tipo ilia de la norma COVENIN 1756:2001), equivalente a un portico con arriostramientos excentricos (Eccentrically Braced Frame. - EBF sequn AISC 341-05),
el uso de Perfiles Tubulares Estructurales de la Serie Conduven ECO, pueden ser parte del
sistema resistente a sismos, tanto en los arriostramientos diagonales (Ios cuales pueden ser compactos simplemente), las columnas, vigas colectoras e incluso en la viga eslabon, siempre que satisfagan los limites de las relaciones ancho
unlcon
0 diarnetros-espesor
antes indicados. Manual de Diserio de Estructuras de Acero con PerfilesTubulares
CAPITULO III
Aplicaciones en sistemas resistentes a sismos
Empleados como viga eslabon, la principal ventaja que ofrecen los perfiles tubulares en cornparacion con los perfiles de seccion abierta, es su significativa rigidez torsional, haciendo al perfil torsional mente estable y portanto innecesario el uso de los arriostramientos laterales de las alas, tradicionalmente exigidas, para perfiles de seccion abierta.
b
a
a
b
d
d
d
a
a
d
d
a = Viga eslabon
0
d
enlace, Zonas de disipacion de energfa
= Segmentos de la viga fuera del eslabon. c = Arriostramientos. Zona elastica b
Zona elastica
d = Columna
~ ~
Otras configuraciones para porticos con diagonales excentricas con perfiles tubulares ECO
En todo caso, es necesario calificar mediante ensayos bajo cargas cfclicas, la conexion viga eslaoon-colurnna para comprobar que se satisfacen los requisitos de resistencia y rotacion inelastica establecidos. Resultados experimentales
que emplean perfiles tubulares como eslabon de porticos con diagonales
excentricas.
demuestran altos niveles de ductilidad y rotaciones inelasticas muy superiores alas exigidas en los criterios de calificacion establecidos en las normas. (Berman y Bruneau, 2007). Esta exigencia no es necesaria para los porticos con diagonales excentricas con eslabon entre dos arriostramientos diagonales. De esta manera, se podra adoptar un factor de reduccion de respuesta R hasta 6,0, para estructuras regulares, perteneciente al Grupo A, construidas en zonas de alto peligro sismico (zona 5,6 Y7). Son igualmente aplicables para este tipo de sistemas estructurales, las recomendaciones sobre las conexiones de los arriostramientos
diagonales y la union viga-columna,
cuando el eslabon esta ubicado entre dos
arriostramientos diagonales. Para el diserio del arrostramiento diagonal y la viga colectora, se ernplearan las fuerzas y momentos generados por la resistencia teorica al corte esperado en la viga eslabon, incrementadas en 25% y 10% respectivamente. Manual de Diserio de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
unlc::on
Aplicaciones en sistemas resistentes a sismos
CAPITULO III
----------------
---
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RIGIDIZADORES
RIGIDIZADOR
e
-ED
ill Tubular Cuadrado 0 Rectangular
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I
I
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ECO (HSS)
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I, , I
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Detalle recomendado de viga eslabon empleando perfiles tubulares ECO 0 HSS. Igualmente se muestra una configuracion general del sistema con arriostramientos
-------
unlcon
---
-- -
excentrtcos
--
Manual de Diserio de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
CAPITULO III ~ ~
Aplicaciones en sistemas resistentes a sismos
----------------
Ejemplo de apttcaclen de los perfiles tubulares de la serie Conduven ECO en sistemas resistentes a sismos.
Diseriar el modulo habitacional de un edificio destinado a vivienda multifamiliar de cuatro niveles ubicado en la ciudad de Caracas, con las siguientes caracteristicas:
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EDIFICIO MULTIFAMILIAR UNICON PLANTA GENERAL DE ARQUITECTURA (APARTAMENTO) 2 APARTAMENTOS DE 70M aprox.
IE
Planta de Apartamento
-
---
de Edificio Multifamiliar
-------------------
Manual de Disefio de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
-
----
--
unlcon
CAPITULO III
Aplicaciones en sistemas resistentes a sismos
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EI edificio multifamiliar
Planta Edificio Multifamiliar UNICON Edificio conformado por tres estructuras
consta de dos m6dulos
entre sf. Cuenta con 6 apartamentos
habitacionales
metaticas
independientes
y un m6dulo de circulaci6n
por planta de 70 m2 aproximadamente,
vertical, independientes
para un total de 48 apartamentos.
Modulo habitacional: Dimensiones en planta: 28,80 m x 7,40 m - planta rectangular Vanos en la direcci6n longitudinal: 9 @ 3,20 m Vanos en la direcci6n transversal: 2@3,70 m Altura de entrepiso: 2,75 m
unlc::on
Manual de Disefio de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
CAPITULO III
Aplicaciones en sistemas resistentes a sismos
FIGURA
IIl'!EE Seccion
transversal
del edificio
Sistema de entrepiso: Vigas de piso de seccion mixta con perfiles ECO T-100 dispuestos en la direccion longitudinal, espaciados a 61 cm de separacion, empleando paneles de poliestireno expandido de 10 cm de espesor y loseta superior de 4 cm, apoyados directamente sobre las vigas transversales. Sistema de techo: Techo inclinado ados
aguas con pendiente en la direccion transversal al 17,5%.
Machihembrado de madera con teja de archilla (criolla) soportado por correas longitudinales ECO 80x40x2,25 espaciadas a cada 60 cm.lrnpermeabilizacion
con manto astaltico 4mm.
Sistema de fundacion: Losa de fundacion sobre suelo denso, clasificado como forma espectral S2 y factor de correccion
= 0,90 sequn COVENIN 1756:2001.
Sistema estructural: Se emplea un sistema estructural a base de porticos con diagonales concentricas, responsable de resistir las acciones gravitacionales y sfsmicas que puedan ocurrir a 10largo de la vida util de la edificaci6n. En la direccion longitudinal se disponen arriostramientos diagonales en los porticos 1 Y 3, entre los ejes B-C y H-1.En la olreccion transversal se disponen arriostramientos diagonales en los porticos A, D, G y J, entre los ejes 1-2 y 2-3. Las Figuras 111.30y 111.31,muestran la distribuci6n de las diagonales en las direcciones longitudinal y transversal de la editicacion. Acabados y cerramientos: Piso de ceramica. Friso en techo. Paredes exteriores y separacion entre apartamentos de 15 cm de espesor. Paredes interiores de 10 cm de espesor, todas a base de bloques de arcilla frisadas por am bas caras.
Manual de Diseiio de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
un Icon
CAPITULO III
Aplicaciones en sistemas resistentes a sismos
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FIGURA
III!lD Disposicion
de diagonales
en direccion
P.B N
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+
longitudinal,
en fachadas
0.00
i
FIGURA
IlIIIJ unlc:on
Disposicion
de diagonales
en direccion
transversal
Manual de Disefio de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
Apiicaciones en sistemas resistentes a sismos
CAPITULO III
------------------------------------------
Descripcion de la estructura: Se trata de una editicacion regular en acero de cuatro niveles, estructurada a base de porticos con diagonales concentricas. Las columnas son perfiles tubulares de seccion cuadrada de la serie ampliada Conduven EGO 175x175x10,50. Las vigas son perfiles tubulares rectangulares de la serie estandar Gonduven ECo.
Las vigas
transversales (vigas de carga) son perfiles rectangulares ECO 220x90x4,50 en los entrepisos y ECO 200x70x4,30 en el techo. Las vigas longitudinales son perfiles rectangulares ECO 180x65x4,00. Las diagonales son perfiles tubulares de seccion circular de la serie ampliada Conduven ECO 6"x7,20.
Analisis de cargas gravitacionales: En trepis
0:
Cargas Permanentes: Peso propio losa entrepiso (incluye ECO T-100) Piso ceramics y base de piso Friso Total carga permanente
30 Kgf/m2 100 Kgf/m2 40 Kgf/m2 280 Kgf/m2
Otras cargas permanentes: Paredes altura 2,40 m (cargas aplicadas directamente sabre vigas) Paredes exteriores y separacion e= 15 cm
550 Kgf/m
Paredes interiores e= 10 cm
430 Kgf/m
Cargas Variables: Sobrecarga uso residencial
175 Kgf/m2
Techo: Cargas Permanentes: Peso propio machihembrado madera Teja criolla con mortero asiento
15 Kgf/m2 100 Kgf/m2
lrnperrneabllizacion manto astaltico
5 Kgf/m2
Correas metalicas ECO 80x40x2,25
10 Kgf/m2
Total carga permanente
130 Kgf/m2
Gargas Variables: Sobrecarga techo sin acceso pend. 17,5%
50 Kgf/m2
Consideraciones para analisis y diseiio estructural: EI modelo estructural del edificio consta de una sucesion de elementos unidimensionales, unidos a traves de una discretizacion en base a nodos ubicados en las intersecciones de las vigas y columnas. Adernas incorpora elementos pianos para simular la losa. Estos elementos han sido orientados de manera de reproducir el esquema de flujo de carga impuesto por el sentido del armado de la losa. Las bases de columnas han sido modeladas como articuladas. Las propiedades estaticas de las secciones y capacidades
resistentes de los miembros
considera la reduccion de espesor (t = 0,93 e) recomendada por AISC 360-05 para perfiles ERW-HSS.
Manual de Disefio de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
unlcon
CAPITULO III
Aplicaciones en sistemas resistentes a sismos Para el analisis se ha considerado sobrecargas
de uso residencial,
diseno sismico asociado factor de importancia 3,00 apropiado articuladas
adem as de las acciones las acciones
gravitacionales
laterales debidas
debidas
a sismo. En particular
se adopto
a un perfil de suelo tipo 82, para la zona sismica 5, con aceleracion
ex = 1,00, 'factor de correccion
para estructuras
de acero
cj> = 0,90 Y factor de reduccion
del tipo
III (portico
el espectro
de
horizontal ~ = 0,30g,
de respuesta
diagonalizado
y
alas cargas permanentes
concentrico)
R = 0,75 x 4,00 = con
columnas
en la base. Espectro de diseiio segun COVENIN
1756:2001
Zona sismica Factor de importancia (a.) Aceleraci6n horizontal (A,) Perfil suelo Factor de correcci6n (q» Factor de reducci6n de respuesta (R)
5
1 0,3 S2 0,9 3
~
2,6 0,175 0,7 1 0,2
To T* P T+
(preliminar)
T+
c
0,2 1,036
TIPO Grupo Nivel de Disetio
III 62 ND3
Espectro de diseiio 1756:2001
0,30
-r--------------------,
0,25
-f~~----------------__i
0,20
+----\:\--------------__i
s
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E 0,15
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0,10
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0,05
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0,00
+---------------------1 1,00
0,00
2,00
3,00
5,00
4,00
Periodo T (seg) FIGURA
IDlE EI analisis sismico para
Datos para el anallsts sismico
se hace a traves del metoda de superposicion
modal con tres grados de libertad por planta,
10 cual se reconoce la hipotesis de diafragma rigido de los entrepisos. Considera una fraccion de carga viva
del 25% en los entrepiso, diseno serialaco modal
0% en el techo, adernas del1 00% de las cargas permanentes.
en la norma COVENIN 1756:2001,
del tipo COC y cornbinacion
solicitaciones dimensiones
debidas
dimension
a sismo en una direccion
en planta de la edificacion
mod os de vibracion
direccional
torsionales,
para un factor de amortiguamiento de acuerdo
al criterio
una torsion estatica
del
~=
ortogonal,
y viceversa.
propios asociados
equivalente
equivalente
normativa
de las
Debido alas
adernas de los efectos dinamicos accidental
de
5%, cornbinacion
del 100% del valor absoluto
mas el 30% en la direccion
se considera
Se emplea el espectro
a los
al 6% de la
en planta.
unlcon
Manual de Disefio de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
CAPITULO III
Aplicaciones en sistemas resistentes a sismos
EI modo fundamental de vibraci6n se corresponde con un modo traslacional en la direcci6n longitudinal, con periodo de 0,48 seg., mientras que el segundo modo de vibraci6n se corresponde con el modo traslacional en la direcci6n transversal, con perfodo de 0,28 seg. Finalmente, el tercer modo de vibraci6n corresponde al modo torsional con periodo de 0,23 seg. Las derivas de entrepiso de los p6rticos se encuentran por debajo del valor limite de 0,018 establecido para edificaciones del grupo B2 y el cortante basal de diserio cumple con todas las especificaciones de control minimo establecidas en la norma COVENIN 1756:2001, especificamente las contenidas en art. 7.1 y 9.6.2, incorporando el nurnero de modos suficientes para garantizar al menos el 95% de la masa participativa en cada direcci6n principal.
FIGURA
IDD Vista
3-D del modelo de analiets de la edificacion
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UIBl
J811lC65 9.280
J811lC65 B.285
11.2!!i
Q,285
J8IIlC65 Q.28O
J8IIlC65 Q,28S
18IlX6b e.28&
JIJiIX65 Q.28S
8.2BS
Demanda/Capacidad
Manual de Diseno de Estructuras de Acero con PerfilesTubulares
.8.>9
8.280
8.m
Q.285
FIGURA
IIIB) Relacion
8, J6e
B,BeT
Portico 1
=3
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Aplicaciones en sistemas resistentes a sismos
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CAPITULO III
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CAPITULO III
Aplicaciones en sistemas resistentes a sismos
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...
Relacion Demanda/Capacidad:
Porticos B
=I
Portico E
=F
Detalles para conexiones de porticos con diagonales concentricas empleando perfiles tubulares empernados:
I
PERNOS (A-325)
I I
I
-------
I
I
+-
I
----
I
I
I
I I
I
-------
I
I
I L
I
1
'/
I I I I
T B
- --+--
~
I
1
I
1 1
L
I I( CABEZA
VIGA
FIGURA
IlI'!l!l Conexion
1
1
I
It RIGIDIZACION
I/
1- :
It CONEXI ON
FIGURA
corte simple viga-columna
Manual de Diserio de Estructuras de Acero con Perfiles T ubulares
II1IlD Conexion
diagonal concentrlca
Aplicaciones en sistemas resistentes a sismos
CAPITULO III
Arriostramientos con perfiles tubulares en edificaci6n multifamiliar
PERNOS (A-325)
~H
Y
b?-H
(U=1,0) b b
2 Jt CONEXION (DOBLE)
a
L
f( BASE COLUMNA FIGURA
~
unlcon
Conexion plancha base de columna
Manual de Diserio de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
CAPITULO III
Aplicaciones en sistemas resistentes a sismos
Conexi ones empernadas para arriostramientos concentricos con perfiles tubulares cuadrados de acero de alta resistencia
Sistemas de arriostramientos soldados, con pandeo fuera del plano, con miembros circulares independientes conectados par medio de planchas
----- .._------- - .- --Manual de Diserio de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
unlc:on
CAPITULO IV CATALOGO DE CONEIIONES PARA PERFILES TUBUlARES ESTRUCTURALES CONDDVEN ECO
Manual de Diserio de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
CAPITULO IV
Cataloqo de Conexiones IV.1.1.
Conexi ones soldadas para arriostramientos en sistemas con diagonales concentricas (continuacion)
'-/ --------------------/~-------------------
______
-----L~_~~~ /
/
"
~/
~ ~
,
l
_
'. ~
Conexion con doble diagonal-viga con planchas para secciones tubulares ECO 0 HSS
b b
~ ~
------------
unlcon
Conexion con cuadruple diagonal-viga y con planchas para secciones tubulares ECO 0 HSS
-- - -
-
-
----
Manual de Diserio de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
CAPITULO IV IV.1.1.
CataJogo de Conexiones
Conexiones soldadas para arriostramientos en sistemas con diagonales concentricas (continuacion)
T B
I r
I ----,---I r
~
T
0
~ ~
1 1 1 1 1 1 1 1 1/ /1
~ ~
/1
~
~
b;.H (U=1,0)
b b
ESPESOR tp PLANCHA
Conexion especial con simple diagonal-columna y plancha base para secciones tubulares ECO 0 HSS
Manual de Disefio de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
unlc::on
Cataloqo
CAPITULO IV
de Conexi ones
IV. 1. 1. 1 Conexiones soldadas para arriostramientos diagonales
1 l~~'~~
.-
I
B
I -----~-----
-----------------------------------~~
I
.-
r-H--i
FIGURA
11!!1 Seccion
rectangular
con doble plancha de conexion
ados ad a
--------------
FIGURA
Il!II
Seccion rectangular
con plancha de conexien concimtrica
----------------
rl--i FIGURA
1m
unlcon
Seccion circular con plancha de conexien concentrtca
Manual de Diseno de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
CAPITULO IV
Cataloqo de Conexiones
/V.1.1.2 Conexiones so/dadas especia/es para arriostramientos diagona/es
b I I I I
~=---~-------------------~-----------
-------
I I I I
r- s -----1 I
~ ~
-----
T o 1
»>
-:
1--
Conector especial para refuerzo de conexlen excentrica con seccton circular
1-·
-Ip-·I
~-----------------
T B
L
~-----------------
H--'I FIGURA
Il!IIO
Con ector especial para refuerzo de conexlon excentrica con secclen cuadrada (Aumento del area neta)
Manual de Disefio de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
unlcon
CAPITULO IV
Cataloqo de Conexiones IV.1.2.
Conexiones
especiales soldadas para sistemas con arriostramientos
con diagonales
excentricas
RIGIDIZADORES
a
i
---t--I
\
RIGIDIZADOR
e a
~ Conexion especial de viga eslabon empleando ••••••••• con diagonales en ambos lados del eslabon
perfiles tubulares
ECO
0
HSS,
RIGIDIZADORES
I
r--~---
I-
I
I
I
I
I
---+--_.
\
I
RIGIDIZADOR
e
~ ~
b b
Conexion especial de viga estabon empleando con diagonal en un solo lado del eslabon
perfiles tubulares
ECO
0
HSS,
Manual de Diserio de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
CAPITULO IV 1V.1.3.
Cataloqo de Conexi ones
Conexiones especiales soldadas para porticos a momento.
45
~------::;--------
I I I I I I 1-I
I I
I I I
EE Il!IE FIGURA
Conexion a momento con perfiles tubulares
(ECO
0
HSS)
PERFIL TUBULAR
~ ~
Conexion a momento con perfiles tubulares y ablertost columna tubular (ECO 0 HSS) Y viga de seccien abierta
---------------------------.-----------------
1anual de Diserio de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
un Icon
Cataloqo de Conexiones IV.1.3.
CAPITULO I
Conexiones especiales soldadas para porticos a momento [continuaclon)
i,
I I
I
I
1------------, I I
~ ~
Conexion especial a momento con perfiles tubulares ECO que forman un diafragma alrededor de la columna tubular
0
HSS Y planchas
I I
--4---------I I
~ ~
un Icon
Conexion especial a momento con perfiles tubulares ECO 0 HSS Y planchas que forman un diafragma alrededor de la columna tubular, para esquinas
Manual de Diserio de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
CAPITULO IV 1V.1.3.
Cataloqo de Conexiones
Conexiones especiales soldadas para porticos a momento (continuaclon)
I I
---1---------I I
----
------=------..:::"'--
I I I ' I
~ Conexion especial a momento con perfiles tubulares ECO 0 HSS Y planchas ••••••••• que forman un diafragma alrededor de la columna tubular, para laterales
anual de Disefio de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
unlcon
CataJogo de Conexiones IV.1.4.
CAPITULO IV
••
Conexiones para ultimo nivel con planchas sobre columna y apoyo de viga.
, -I--
-----'----
t
---------
,
I I'
I
,
I I I I I I I I I I I I I I I I I I I
I I I
I, I, I, I, I, I, I, I,
/
II
1/
I
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II
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II
II
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I
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I
II
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I I
[--+-=:]
II II
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I
I
I
I
I
I
~------~--+-*--------~ I ' I I I I "\
Il!IlD Columna FIGURA
I\J .
con tapa y plancha para so porte de VI gas
Manual de Diserio de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
CAPITULO IV IV.1.4.
Catalogo de Conexiones
Conexiones para ultimo nivel con planchas sobre columna y apoyo de viga (continuacion)
------
I
/~======t======~,n
I
If
I
II II II II
---
II II II II
i~--t-------li ------- ------I II JJ II
II
II II II
I I I
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E--t--J
II II II
=i= =====/ I I I
L--------tri-t-*:--------~ I
r
I I I I
i I I I
m
Columna con tapa y plancha soporte de vigas, para casos inclinados
1anual de Disefio de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
---------
---
unlcon
Cataloqo IV.1.S.
CAPITULO IV
de Conexi ones Conexiones a corte
0 simple
para vigas.
,+
r
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I
i
I
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~-=-=-=-==-=-=-=-=-=-=-
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L- ---
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I , !I
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I , I -----------.::::-""----<, I , I ---------------------
i
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, I
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, 1 '-----r----' ~
,
I
,.
i'i
:--:-
Conexion simple para vigas con plancha de cabeza y plancha a cara de columna
~ ~
h i
;;.-!
\
, , ,
!
I, I
, i
I
Conexion simple para vigas con plancha traves de viga a cara de columna
unlcon
'
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1
I,
i
I, I, I,
,
I ,
i
L,
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I
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I,
~~--~-~-~-~-~-~-"'l
Conexion simple para vigas con plancha de cabeza y plancha a dos caras de la columna
If
i
i ,
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I,
,
~
I
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"""
i i i
Conexion simple para vigas con plancha a traves de viga a dos caras de la columna
Manual de Disefio de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
CAPITULO IV IV.1.5.
Cataloqo de Conexiones
Conexiones a corte
0 simple
para vi gas (continuaclon)
I
I I I I
I
I
L-
---------------.;::----'>-
I
I I
I I I
I
FIGURA Conexion simple viga-columna entre tubulares. ~ No debe confundirse con una conexi on rigida a momento
I
I I I --+-I I
---------~---"
I
I
I I
I I
I
I I --+-I I I
--------T
I
;
+--------~------"'>. i
f---f---]
I
FIGURA C .. Il!!I:l onexron
-------------
I . t t b I simp e vlga-vlga en re u u ares
------------------------------------------
Manual de Diserio de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
unlcon
Cataloqo IV.1.6.
CAPITULO IV
de Conexi ones Conexiones para fuerzas concentradas.
-f;0N ~
f=-=-=-=-
~----==-
=:': -- -j-
0 ~
{~ I·
B
·1
FIGURA Conexion simple para fuerza con centrad a plancha distribuida transversal mente
Il!!I!1 mediante
& I. B
~ ~
unlcon
Conexion simple para Fuerza concentrada distribuida longitudinalmente, aplicada al centro del diametrc y actuando perpendicular al eje del miembro
Manual de Disefio de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
CAPITULO III
---------------------------------------------------------IV.1.6.
Cataloqo de Conexiones
Conexiones para fuerzas concentradas (continuacion)
N
5tp' I N
I .•• iB
B
-I
Conexion simple para fuerza axial en el extremo
de un perfil tubular con tapa
------------------------------------
Manual de Diseiio de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
unlcon
CAPITULO
Cataloqo de Conexiones IV.1.7.
Conexiones directas entre perfiles tubulares para fuerzas axiales.
1=-=-'- -==-=- -0.=..=- -~-
I•
o
- -==-=- -=-=- --==c- -
-==-=- -=-=- --==-- -
-=-=-=- -=-=- -c.=.=...- - ==-=-- -=-=-={-
1m W ~
1_ B _I
- I
iD
Conexion en K con espaciamiento
______~_p_{l~
~
-----------------------
_
unlc:on
Conexion en K con solapamiento
Manual de Diserio de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
CAPITULO IV IV.1.7.
Cataloqo de Conexiones
Conexi ones directas entre perfiles tubulares para fuerzas axiales (continuacion)
I I I I I I
~ ••..- -
FIGURA
Il!!IJ
, Conexion en Y
FIGURA Conexion en X
I1!Bl
- -
- -
- -
A y
I I I I I
- -
- -
- -
- -
-----< ••..
., T C onexron en
FIGURA
Il!IE
FIGURA Conexion en N. Se refiere a la ~ combmacten de una conexien en Y y T
------------------------------------------------------------------------------------------------~= Manual de Disefio de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
unlcon
CAPITULO
Cataloqo de Conexiones IV.1.7.
Conexiones directas entre perfiles tubulares para fuerzas axiales Icontinuacion)
I
'{}/
I
------~--~--1----________
L
L_L
L
I
I I
I
I I d1 max
m
I I d2 max
Conexion en K con extremos
I I
_
parcialmente
aplastados
I
I I
_
unlcon
Conexi on en Neon extremos totalmente
aplastados
._-_._---------Manual de Diserio de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
CataJogo de Conexiones
CAPITULO IV
IV.1.S. Conexiones directas entre perfiles tubulares para fuerzas axiales multi plano.
liD
Conexion
aD
KK multiplano
Conexi6n
xx
(3-D)
multi plano (3-D)
Manual de Disefio de Esiructuras de Acero con Perfiles Tubulares
unlcon
I
CAPITULO IV
Cataloqo de Conexiones IV.1.9. Conexiones directas entre perfiles tubulares a momento .
••
Conexi ones en T en viga Vierendeel
----------7-----
a momento
8
-------
/
-----~----------
FIGURA Conexi6n en Yo a momento
Il!!m
'
8 ________ L
_
/
/
/
/ ----------------------------
E unlcon
Conexi6n en
x,
a momento
Manual de Diserio de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
CAPITULO IV
Cataloqo de Conexiones
IV.1.1 O.Conexiones para empalmes entre tubulares.
, I,
,I
,-,----_-//1
/1
,
/
,I
I
I,
,I
I,
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I, I, I,
I,
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I
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V
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I, I,
I
I,
I
I, I,
I
I,
I
-, "J
I, I,
FIGURA Empalme de miembro puntal, etc.) con refuerzo.
FIGURAEmpalme de miembro ~ __ '_ (columna, puntal, etc.) sin refuerzo
--
-
Il!!!l (columna, Dos caras
-
L -/~----------
----------------------------------
IE
- - -
---
-
-
- ----------------------
---------
----------------------------------
Empalme de miembro tipo viga
con placa de refuerzo. Dos caras
Manual de Diserio de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
unlcon
I
CAPITULO I
Cataloqo de Conexiones IV.1.1 O.Conexiones para empalmes entre tubulares (continuacion)
--------------------------------
---------------------------------
I t
L ~/--;<--- -
--
- --
- --
--
- --
- --
-
r-tt
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----_.-------.--------------_.--
I
iE
Empalme de miembro tipo viga con placa de refuerzo. Una cara
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-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
I t
L
/
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f.---------------------------------------
i:D
L ~/---- - --
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Empalme discontinuo
--
-
unlcon
t
I
de miembro tipo viga
--
-----------------------_.--------
_
----------------------------
-t-
--------._-----------------------
Empalme recto de miembro tipo viga
Manual de Diseno de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
CAPITULO IV
Catalogo de Conexiones
Catalogo de Conexiones
Empernadas
.2.1. Conexiones empernadas para arriostramientos
en sistemas con diagonales concentricas.
I
b b
I I
I I
I I
I
)/: I
i
-~---kl-T
I
I
:
1~==~==~~~-==-~:~:=R~:~:~s=-~-~-~-1 (A-325)
~ ~
Conexion con simple diagonal unida con plancha soldada a la columna y empernada a la viga para secciones tubulares ECO 0 HSS
PERNOS (A-325)
2 It CONEXION (DOBLE)
a
L
I[ BASE COLUMNA
~
Conexion especial
~
y a la plancha base para secciones tubulares ECO 0 HSS
con simple diagonal
al de Diserio de Estructuras de Acero oon Perfiles Tubulares
unida a la columna
unlcon
•
IV.2.2.
Conexiones especiales empernadas para sistemas con porticos a momentos.
© --
- --
I
©
I
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I
--
-
-
--
I
-
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I I
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©
I I I I I I I I I I
I
I I I
©
I
©
Conexi on especial a momento con perfiles tubulares ECO 0 HSS, con planchas que forman diafragmas alrededor de la columna tubular 0 que atraviesan total mente la columna, y vigas con planchas de cab
I I I I I I I I I
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I I
I
~ ~
Conexion especial a momento (columna de arbol) con perfiles tubulares ECO 0 HSS y perfiles abiertos, con planchas que forman diafragmas alrededor de la columna tubular 0 que atraviesan totalmente la columna
Manual de Diseno de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
CAPITULO IV
------------------------------------------------
rv.2.2.
Cataloqo de Conexiones
Conexi ones especiales empernadas para sistemas con porticos a momentos [continuacion]
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I I I I I I I I
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L-
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~ ,
FIGURA Conexion espacial a momento con perfiles tubulares ECO 0 HSS, con planchas empernadas que forman diafragmas que atraviesan totalmente a la columna, y vigas con planchas de cabeza
Ilr!ifl
---------
----------------
anual de Disefio de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
unlcon
Cataloqo de Conexiones IV.2.2.
CAPITULO IV
Conexiones especiales empernadas para sistemas con porticos a momentos (continuacion)
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------------I I I I
1
I 1
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I
-----------
FIGURA Conexion especial
a momento con perfiles tubulares ECO 0 HSS Y diafragmas alrededor de la columna tubular,
I1!Iil planchas ~ue forman para esqumas
unlc:on
------
--------
Manual de Disefio de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
CAPITULO IIV IV.2.2.
Cataiogo de Conexiones
Conexiones especiales empernadas para sistemas con porticos a momentos (contlnuacion)
©
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I
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I
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--
--
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I
~ ~
Conexion especial a momento con perfiles tubulares ECO 0 HSS Y planchas que forman diafragmas alrededor de la columna tubular, para esquinas
- - - --------------_. -- -Manual de Disefio de Estructuras de Acero oon Perfiles Tubulares
unlcon
Catatoqo de Conexiones
-----------------------------------------------
IV.2.2.
CAPITULO IV
Conexiones especiales empernadas para sistemas con porticos a momentos (continuacion)
1 1 1
1 1 1
.1 1 1
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unlc:cn
Conexion especial a momento con perfiles tubulares ECO 0 HSS y planchas que forman diafragmas alrededor de la columna tubular, para laterales
Manual de Disefio de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
CAPITULO IV
Cataloqo de Conexiones
IV.2.3. Conexiones a corte
0 simple
para vigas.
IT:
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I I I I
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Conexion simple con planchas y angulos, sin acceso interior al tubular
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I
i&
Conexion simple con plancha y angulos, con acceso interior al tubular
anual de Diseiio de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
unlcon
Cataloqo de Conexiones IV.2.3. Conexiones a corte
CAPITULO IV 0 simple
para vigas (continuacion)
-t--
----------~-----"
-111---
------------------
_
Conexion simple con plancha con acceso interior al tubular, miembros de secciones iguales
,
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I
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FIGURA C
., . Ie con p Ianc ha db' . .Igua Ies onexron simp e ca eza, mrem bros de secclones
Manual de DiseFio de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
CAPITULO IV IV.2.3. Conexiones a corte
· ... ,. ~' ~ -
0 simple
para vigas (continuacion)
i
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,
I I, I, I, I
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.
.".-
-----------------~
u
FIGURA Conexion simple empernada
~ .........,
para vigas, con plancha que atraviesa la columna rellena de coneeee •• a dos caras. Esta conexton es utilizada para introducir 0 transferir la carga a la seccion mixta Propuesta de diseiio para conexion con planchas CIDECT, Guia n° 5
Manual de Disefio de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
un Ic:c::an
Cataloqo de Conexiones
CAPITULO IV
IV.2.3. Conexiones a corte
0 simple
para vi gas (continuacion)
,
I,
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-----~~-~
I
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I, I, I~--
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y doble plancha de union a losa de la columna
Manual de Disefio de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
CAPITULO IV
Catalogo de Conexiones
1V.2.3.Conexiones a corte
0 simple
para vigas (continuacion)
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Conexiones simples con plancha de cabeza a tope de la columna y vigas con perfiles rectangulares, aplicando sistemas alternativos para el agarre de los pernos al interior del tubular
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FIGURA Il!!a!J Sistema
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Manual de Diserio de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
2da etapa
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sistemas de piezas de msercten
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CAPITULO IV
Cataloqo de Conexiones IV.2.4. Conexiones para ultimo nivel con planchas a tope de la columna.
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Columna con tapa y plancha para soporte de viga, empernada
Manual de Disefio de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
Cataloqo de Conexiones
CAPITULO III
----------------------------------------------------------------~-----IV.2.4. Conexi ones para ultimo nivel con planchas a tope de la columna (continuacion)
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Columna con tapa y plancha para soporte de viga, empernada
para casos inclinados
~ Manual de Disefio de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
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Cataloqo
CAPITULO IV
de Conexi ones
IV.2.4. Conexiones para ultimo nivel con planchas a tope de la columna (continuacion)
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Conexiones empernadas
para perfiles circulares
y cuadrados con planchas inclinadas
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Manual de Disefio de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
CAPITULO IV IV.2.4. Conexiones para ultimo nivel con planchas a tope de la columna (continuacion)
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Columna con tapa y plancha para soporte de viga, conexiones empernadas
Manual de Disefio de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
unlcon
CAPITULO IV
Catalogo de Conexiones
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IV.2.S.Conexi ones para armaduras
0 miembros
compuestos y columnas.
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unlcon
Diferentes conexi ones para empalmar; planchas de apoyo sobre columnas, para unir armaduras 0 cerchas, contravientos, arriostramientos, etc.
Manual de Disefio de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
CAPITULO IV
Cataloqo de Conexiones
IV.2.6. Conexiones para empalmes de miembros tubulares.
-+~ ~
Conexiones de empalme con bridas 0 planchas extremas, en columnas circulares, cuadradas y rectangulares
Manual de Diserio de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
unlcon
Cataloqo
de Conexi ones
IV.2.8. Conexiones
CAPITULO IV
---------------------------------------------------------.--~
de apoyo y extremos articulados
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FIGURA . . ~ Vanantes de las conexlones de apoyo y extremos articulados, para &a,6I&I armaduras, vigas, entre otros miembros estructurales a ser conectados
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Manual de Diserio de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
CAPITULO IV IV.2.8. Conexiones
Catalogo de Conexiones de apoyo y extremos
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FIGURA Conexion para miembros en estructura ~ existente de acero 0 concreto. Plancha de ~ apoyo con columna corta, para dos ramas
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FIGURA .. . ~ Conexlon para dos miembros en estructura ~ existente de acero 0 concreto, para dos ramas.
Conexion para dos miembros en estructura existente Plancha de apoyo reforzada, para dos ramas
Manual de Diserio de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
de acero
0
concreto.
unlcon
SiMBOLOS A Al A2 Ab AB ABM Ae Aef Ag Agv An Anv Ant Apb
Area total de la seccion 0 area de diseno Area de la plancha base de columna. Area de la superficie de so porte 0 pedestal. Area nominal del perno. Area cargada (secciones mixtas). Area de la seccion transversal efectiva del metal base. Area neta efectiva de la seccion. Area efectiva de la seccion. Area gruesa de la seccion. Area gruesa sometida a corte. Area neta de la seccion Area neta sometida a corte. Area neta sometida a traccion. Proyeccion del area de aplastamiento. (Diarnetro del perno multiplicado por el espesor de diseno del perfil tubular) ~c Area neta del nucleo de acero. (Arriostramiento de pandeo restringido). Asr Area del acero de refuerzo (barras). A., Area del alma de la secclon. Aw Area de la seccion efectiva de la soldadura. B Ancho nominal de perfiles de seccion cuadrada y rectangular. B, Ancho de elementos secundarios de conexiones directas. B, Ancho de la plancha conectada al tubular (Fuerzas concentradas sobre tubulares). C Constante de Torsion. C Coeficiente de excentricidad para una fila de pernos. C1 Coeficiente de electrodo. C1 Seccion circular en cornpresion uniforme. C, Hazen de esfuerzo critico de pandeo del alma. CIR Centro instantaneo de rotacion CG Centro de gravedad. CP Carga permanente. CV Carga variable. D Diarnetro nominal de perfiles de seccion circular, diarnetro del cordon principal de conexiones directas. D Tarnano de soldadura de filete. Db Diametro de elementos secundarios de conexiones directas. Dmax Tamario maximo de soldadura de filete. D, Relacton entre la pretension media del perno instalado a la pretension minima de un perno. E Modulo de elasticidad del acero. E, Modulo de elasticidad del concreto. Fer Esfuerzo critico. FBM Resistencia nominal del metal base. Fe Esfuerzo critico de pandeo elastica. FEXX Resistencia minima especificada para el metal de aporte (electrodo) de la soldadura. F, Esfuerzo de traccion nominal. Fnv Esfuerzo de corte nominal. F' nt Esfuerzo de traccion nominal modificada.
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unlcon
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J K Ks L L L ~ ~ ~
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Esfuerzo maximo traccion del perno. Tension de cedencia del acero. Tension cedente minima especificada del acero de la columna. Tension cedente esperada. Tension cedente de la plancha. Tension de cedencia del acero de refuerzo (barras). Cedencia minima especificada del nucleo de acero, 0 la determinada por ensayo. (Arriostramiento de pandeo restringido). Resistencia de agotamiento a tracci6n. Resistencia de agotamiento esperada. Esfuerzo ultimo de la plancha de cabeza. Resistencia nominal del material del electrodo. M6dulo de corte. Fuerzas laterales debidas alas qruas Maxima carga por rueda sin impacto. Alto nominal de perfiles de seccion cuadrada y rectangular. Alto de miembros secundarios de conexiones directas. Momento de Inercia. Momento de Inercia de la seccion tubular. Inercia de la seccion de concreto. Inercia de la seccion de acero de refuerzo (barras). Momento de Inercia referido al eje x. Momento de Inercia referido al eje y. Momento polar inercia del grupo de pernos. Momento de Inercia Torsional. Coeficiente de longitud efectiva para miembros en cornpresion. Factor de reduccion de resistencia del perno debido a la cornbinacion de tracci6n y corte, por deslizamiento critico. Luz de un tramo 0 vano. Longitud real de la soldadura de filete. Longitud te6rica para miembros de celosia. Longitud entre puntos de soporte lateral. Longitud de pandeo para miembros de celosia. Distancia libre, en la direccion de la fuerza, entre el extremo 0 borde del agujero y el extrem del agujero adyacente 0 el extremo de la plancha. Longitud de soldadura efectiva. Distancia horizontal entre el centro del agujero y el extrema de la plancha. Distancia vertical entre el centro del agujero y el extremo de la plancha. Distancia entre los puntos de plastiticacion, en los extremos de las vigas, dentro de la zona protegida de plastiticacion. Longitud de plancha de refuerzo en la superficie del cord6n para conexiones en K. Longitud de la plancha. Distancia entre corte nulo y corte maximo del miembro. Ancho de la plancha base de columna. Resistencia nominal a flexion. Momento plastico.
unlcon
Manual de Diseno de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
SiMBOLOS
M* pc La sumatoria de los momentos en el punta de interseccion de los ejes baricentricos de la viga y la columna, determinado como la proyeccion de la suma de la resistencia teorica a flexion plastica de la columna en los extremo superior e inferior de la conexion a momenta de la viga, incluyendo las cartelas cuando existan, menos las fuerzas normales en la columna. M\b Sumatoria de los momentos en el punta de interseccion de los ejes baricentricos de las vigas y la columna determinado por la proyeccion de la suma de las resistencias esperadas a flexion en la rotula plastics sobre el eje de la columna. Mv Momento adicional que se produce al trasladar el cortante en la rotula elastica al centro de la columna. N Largo de la plancha base de columna, largo de plancha. N, Nurnero de pianos de deslizamiento de una conexion empernada. N, Numero de pernos que cargan la tracclon aplicada. N1 Carga axial del primer miembro concurrente en conexiones multi plano. N2 Carga axial del segundo miembro concurrente en conexiones multiplano. O, Factor de solapamiento. P Carga mayorada por nodo, en armaduras. P, Resistencia nominal a fuerza axial (traccion 0 compresion). P, Capacidad nominal resistente de aplastamiento sobre el concreto. PP Peso propio del perfil de acero. PySC Resistencia axial de diserio del arriostramiento, en traccion 0 en compresion conforme con e estado limite de cedencia. (Arriostramiento de pandeo restringido). Pue Solicitacion mayorada de compresion normal de la columna (un nurnero positivo). Factor de reduccion para miembros en cornpresion con elementos esbeltos. Of Factor de reduccion 09 Factor de reduccion. O, Efecto de la solicitacion 0 caso de carga i. R Radio de esquina externo en perfiles de seccion cuadrada y rectangular. Factor de reduccic de respuesta, sequn la norma venezolana para edificaciones sismorresistente. R Resistencia nominal a corte de un perno en una deforrnacion ~. Rn Resistencia nominal. Rp Corte por perno debido a la fuerza concentrica Rpx Componente horizontal de corte por perno debido a la fuerza concentrlca. Rpy Componente vertical de corte por perno debido a la fuerza concentrica. H, Corte del perno mas lejano debido al momento producido por la fuerza concentrica. Rmx Componente horizontal del perno mas lejano debido al momento producido por la fuerza concentrica. Rmy Componente vertical del perno mas lejano debido al momenta producido por la fuerza concentrica. Rt Capacidad resistente del perno (Bridas). Rti Resistencia teorica 0 nominal. H, Demanda de resistencia 0 solicitacion mayorada. Ruv Corte del perno debido a la fuerza concentrica Rutt Resistencia ultima a corte de un perno. Rut Traccion del perno para conexiones excentricas. Ry Factor de rnodificacion de la tension cedente minima especificada. S Modulo de seccion elastico alrededor eje flexion.
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unlC::
SIMBOLOS SAncho tributario de la viga. Sef Modulo de seccion efectivo. T, Pretension minima del conector 0 del perno. T, Resistencia nominal a la Torsion. Tu Resistencia ultima a traccion del perno. T, Espesor del metal base seccion tubular, para soldaduras abocinadas. T2 Espesor del metal base perpendicular a T, en la soldadura abocinada. T3 Espesor del metal base paralelo a T, en la soldadura abocinada. U Factor de correccion para conexiones a traccion. UbS Coeficiente de reduccion usado para calcular la resistencia del bloque de corte a la ruptura. Vn Resistencia nominal al corte. W Acciones eolicas. Wu Carga mayorada distribuida por metro lineal. Z Modulo de seccion plastico Z; Modulo de seccion plastico de la columna. a Distancia eje perno-borde plancha. a' Distancia del borde del perno, mas alejado, al borde plancha. b Ancho libre de pared en perfiles de seccion cuadrada y rectangular. be Ancho efectivo de pared en perfiles de seccion cuadrada y rectangular. be; Ancho efectivo de pared del cordon principal en conexi ones directas solapadas. beff Ancho efectivo del bloque de cornpresion. b., Ancho efectivo de pared del miembro concurrente en conexiones directas solapadas. b. Ancho del elemento de conexion. b' Distancia del borde del perno, mas cercano, ala cara de la plancha paralela al perno. c Distancia radial desde el CG hasta el perno mas lejano. c Distancia del eje neutro al perno mas lejano del grupo. cx Distancia horizontal de la diagonal c. Gy Distancia vertical de la diagonal c. d Altura del bloque de compresion. d Diarnetro del perno. d' Diarnetro de pertoracion. d, Diarnetro del perno. db Diarnetro del perno. d, Diarnetro del agujero del perno. d, Brazo del momento entre la fuerza resultante en traccion y la fuerza resultante en compresion. e Espesor nominal de la seccion e Excentricidad nodal en celosia. e Excentricidad en conexiones a corte empernada. e 2,718 ... , base del logaritmo natural. e1 Distancia del eje del perno al tubo. e2 Distancia del eje del perno al borde de la brida f Esfuerzo usado para determinar el ancho efectivo del elemento, el cual luego de iteracion se usa para determinar la capacidad en compresion de miembros con elementos esbeltos. f Pararnetro adimensional para el calculo del nurnero de pernos en bridas, sequn metodo del CIDECT. fie Resistencia especifica a cornpresion del concreto.
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SiMBOLOS fpu t, g h
Esfuerzo promedio bajo la plancha base. Esfuerzo cortante requerido. Espaciamiento entre perfiles tubulares, en conexiones espaciadas. Altura libre de pared en perfiles de seccion cuadrada y rectangular. h, Altura de la seccion del cordon principal en conexi ones directas. h, Altura de la seccion del primer elemento concurrente en conexiones directas. h2 Altura de la seccion del segundo elemento concurrente en conexiones directas. hsc Factor por pertoracion, el cual depende del tipo de agujero. k Radio de esquina externo del perfil tubular (cuadrado y rectangular). I Longitud de la conexion en la direccion de la carga. m Semi-ancho libre de la plancha base de columna. n Semi-largo libre de la plancha base de columna. n Numero de pernos. n' Nurnero de pernos por encima del eje neutro. pAncho tributario por perno. p Solapamiento en conexiones directas. q Recubrimiento en conexiones directas solapadas. q, Carga mayorada distribuida por metro cuadrado. r Radio de giro. r, Distancia del centro del tubular al extremo de la plancha cuando e1= e2 , en bridas, rnetodo CIDECT. r2 Distancia del centro del tubular al centro del perno, en bridas, metodo CIDECT. s Separacion entre pernos. t Espesor de diserio (t = 0,93 e), espesor del cordon principal de conexiones directas. t, Menor espesor del elemento de conexion. t, Espesor de elementos secundarios de conexiones directas. tb1 Espesor de la seccion del primer elemento concurrente en conexiones directas. tb2 Espesor de la seccion del segundo elemento concurrente en conexiones directas. t, Espesor de plancha. t, EI espesor de la garganta efectiva de una soldadura de filete. x Excentricidad de la conexion. w Carga variable. we Peso unitario del concreto. y Distancia del eje neutro al CG del grupo de pernos por encima del eje neutro. a Angulo de inclinacion de pendientes sobre un plano horizontal. a Coeficiente de dilatacion terrnica lineal. a Factor de importancia sismica sequn la norma venezolana para edificaciones sismorresistentes) . ~ Helacion de dimensiones, para conexi ones directas: del diarnetro 0 ancho del montante o diagonal con respecto al diametro 0 ancho del cordon. ~e Parametro efectivo de punzonado. ~ Detlexion en miembros. ~ Detormacion total; incluyendo corte, aplastamiento y detorrnacion por flexion en el perno y detorrnacion por aplastamiento del elemento conectado. Y Helacion de esbeltez del cordon: entre la mitad del diarnetro 0 ancho del perfil tubular y su espesor, para conexiones directas. Yi Factor de rnayoracion de la solicitacion.
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unlc:on
SiMBOLOS
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no p v
8 ~ 9 91 92
Helacion de espacio entre las diagonales cuadrados 0 rectangulares. Limite de la relacion ancho-espesor para Limite de la relacion ancho-espesor para Limite de la relacion ancho-espesor para
en conexiones en K espaciadas con cordones secciones de miembros con alta ductilidad. secciones de miembros con moderada ductilidad. secciones compactas.
Limite de la relacion ancho-espesor para secciones sismicamente compactas. Limite de la relacion ancho-espesor para secciones no compactas. Coeficiente de deslizamiento promedio. Factor de minoracion de resistencia. Factor de rninoracion a flexion. Factor de minoracion a compresion. Factor de rninoracion de la resistencia teorica. Factor de rninoracion a traccion. Factor de minoracion a torsion. Factor de minoracion a corte . Factor de seguridad de la resistencia teorica Factor de sobre-resistencia. Peso unitario. Coeficiente de Poisson. Factor de correccion del coeficiente de aceleracion horizontal. Helacion de eficiencia. Factor de amortiguamiento. Angulo entre miembros concurrentes. Angulo izquierdo entre miembros concurrentes (diagonal y cordon) en conexiones en K. Angulo derecho entre miembros concurrentes (diagonal y cordon) en conexiones en K.
unlcon
Manual de Diseno de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
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Manual de Disero de Estructuras de Acero con PerfilesTubulares
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