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PÓRTICOS ESPECIALES RESISTENTES A MOMENTO (SMF) NORMA ANSI/AISC 341341-10

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PÓRTICOS ESPECIALES RESISTENTES A MOMENTO (SMF (SMF)) NORMA ANSI/AISC 341341 -10 Contenido:

1. 2. 3. 4.

Alcance Conceptos Básicos Análisis Requerimientos del Sistema a) Relación de momentos, criterio de columna fuerte-viga débil.      

Conceptos introductorios. Excepciones para omitir el criterio columna fuerte-viga débil. Definición de momentos máximos probables en vigas y columnas Momentos en el punto de inserción de sus ejes baricéntricos. M * pb Cálculo de M* pb Definición de M pr pr y V uv






















5. Miembros a) Requerimientos básicos. b) Alas de vigas. c) Zonas protegidas. 6. Conexiones a) Soldaduras en demanda crítica. b) Conexiones viga-columna. c) Demostración a conformidad.  

Conexión a momento, con plancha extrema rigidizada y sin rigidizar empernada. (Bolted unstiffened and stiffened extended end-plate moment connection) Conexión a momento, con viga de sección reducida. (Reduced beam section moment






















d) Resistencia por corte. e) Zona del panel. 

Demanda por corte. Relación de capacidad. Definición de M pr pr y V uc Cálculo de M f Definición de M pr pr y V uv Distribución de fuerzas en zona del panel. Definición de resistencia a corte R v Parámetros de la zona del panel. Incorporación de planchas de refuerzo. Espesor de planchas de refuerzo. •

•

•

•

•

•

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•
























g) Empalme de columnas. h) Resistencia requerida en conexión de base de columna. 7. Revisión Especial de Columnas. 8. Predimensionado de columnas (Anexo)





















PÓRTICOS ESPECIALES RESISTENTES A MOMENTO (SMF (SMF)) NORMA ANSI/AISC 341341 -10

1. Alcance Se apli aplica ca a sist sistem emas as que que requ requie iere ren n de incu incurs rsio ione ness inel inelás ástitica cass sign signifific icat ativ ivas as..

2. Conceptos Básicos Los pórticos Especiales a Momentos (SMF) se diseñan de acuerdo con las disposiciones contenidas en la norma ANSI/AISC 341. En estos sistemas se esperan incursio siones inelá elásticas sig signifi ificat cativas a travé avés de la cede edencia ncia por flexión de las vigas (Rótulas Plásticas) y una cedencia controlada de la zona del panel en columnas. En general se debe aplicar el criterio Columna Fuerte-Viga Débil a fin de prevenir un entrepiso débil. Es de destacar que se permite la cedencia en la base de las columnas. Para estos sistemas se utilizan secciones de gran ductilidad en vigas controlando el pandeo local y pandeo lateral torsional. Las conexiones viga-
























4. Requerimientos del Sistema a) Relación de momentos, criterio criterio de columna fuerte-viga débil. débil.

Para Para esta establ blec ecer er un Crit Criter erio io Colu Column mna a Fuer Fuerte te – Viga iga Déb Débil, debe debe cum cumplir lirse en cada junta la Relación de Momentos presentada, salvo algunas excepciones.

























En las sigu iguient entes figuras ras se mues uestra el anál nálisis sis estátic tico no line ineal (Pu (Pushove over) de dos dos pórt pórtic icos os dond donde e se iden identi tififica can n las las rótu rótula lass plás plásti tica cass en viga vigass y colu column mnas as..

























En las siguientes figuras se muestra la curva de capacidad definida como el desp despla laza zami mien ento to del del tope tope (cm) (cm) versu ersuss el cort corte e basa basall (Ton (Ton). ).

























La dispo sposición ión de la tabiq biquer uería pued uede con conduci ucir a que se gene enere en la edifica icació ción un entrepiso blando por el cambio significativo de rigidez, propiciando a su vez un entrepiso débil, al concentrar todo el daño en el piso que se encuentra libre (sin
























4. Requerimientos del Sistema a) Relación de momentos, criterio criterio de columna fuerte-viga débil. débil. •

Exce Excepc pcio ione ness para para omit omitir ir el crit criter erio io colu column mna a fuer fuerte te-v -vig iga a débi débil.l.



















































































































































































































































































































































































































6. Conexiones a) Solda Soldaduras duras en deman demanda da críti crítica. ca.

Las Las sigu siguie ient ntes es cone conexi xion ones es debe deben n real realiz izar arse se en dema demand nda a crít crític ica: a: •

Soldaduras de ranura en empalmes de columnas.

•

Soldaduras en planchas Bases de columnas.

•

Soldaduras de ranura de penetración completa en la unión de alma y alas de Vigas a la columnas a menos que la conexión precalificada espe especi cififiqu que e lo cont contra rari rio o conf confor orme me a la norm norma a ANSI ANSI/A /AIS ISC C 358358-10 10..






















6. Conexiones b) Conex Conexiones iones vig viga a – columna.

Las cone conexi xione oness Viga Viga-C -Col olumn umna a debe deben n sati satisfa sface cerr los los sigu siguie ient ntes es requ requeri erimi mien ento tos: s: •

•

Deben ser capaces de desarrollar una deriva de piso “ plást ástica) igual o mayo ayor a 0.04 0.04 rad. rad.

”

(rotación

Las Las conexion iones deb deben des desarroll ollar como mínim nimo un Momento Resistente igual a 0.80Mp de la viga conectada, para una deriva de piso “ ” (rota (rotaci ción ón plást plástic ica) a) de 0.04 0.04 rad. rad.

c) Demos Demostraci tración ón de confor conformidad midad.. •

Se debe deben n dise diseña ñarr conex onexio ione ness conf confor orme me a la Norma orma ANSI ANSI/A /AIS ISC C 358. 58.






















6. Conexiones c) Demos Demostraci tración ón de confor conformidad midad..

Después de completar al menos un ciclo de carga con 0.04 radianes, la resistencia a flexión medida en la cara de la columna, debe ser al menos 0.80 Mp de la viga iga cone conect ctad ada. a. A cont contin inua uaci ción ón se pres presen enta ta el Ci Cicl clo o de Hist Histér éres esis is Típi Típico co Es Espe pera rado do.. 40000 ) 30000 s a i p l n k - 20000 e i n a ( g a 10000 i V n a m l u l 0 e o d C

M 0.04  0.8 M p 0.8 M p























Ensayo con ciclos de carga a fin de calificar la conexión Viga-Columna para una deriva de piso equivalente a 0.04 0.04 radi radiane anes. s. 

Carga Cíclica

Deriva de Piso

q 

 H columna

 0.125

H























Cone Conexi xion ones es Prec Precal alifific icad adas as incl inclui uida dass en la Norm Norma a ANSI ANSI/A /AIS ISC C 358358-10 10 “Prequalified Connections for Special and Intermediate Steel Moment Frames for Seismic Applications”. 

Conexión a momento, con plancha extrema rigidizada y sin rigidizar empernada nada.. (Bol Bolted unst nstiffened ned and sti stiffened ned ext extended nded endnd-pla plate moment ent connection)



Conexión a momento, con viga de sección reducida. (Reduced beam sect sectio ion n mome moment nt conn connec ectition on,, RB RBS) S)



Conexión a momento con planchas empernadas a las alas de la viga
























6. Conexiones c) Demos Demostraci tración ón de confor conformidad midad.. 

Conexión a momento, con plancha extrema rigidizada y sin rigidizar empernada nada.. (Bol Bolted unst nstiffened ned and sti stiffened ned ext extended nded endnd-pla plate moment ent connection)

























Ejemplo Ejemplo de conexión conexión 4ES Plancha
























6. Conexiones 4C  B 2

R= Radio de Corte= C

c) Demos Demostraci tración ón de confor conformidad midad.. 

Conexión a momento, con viga de sección reducida. (Reduced beam section

A

C B

8C

2

























Ejemplo Ejemplo de conexión conexión RBS Planchas de Continuidad

Sección Reducida

























Ejemplo Ejemplo de conexión conexión RBS Planchas de Continuidad



















































































































































































































































































































































































































6. Conexiones e) Zona del panel. 

Espesor de la plancha de refuerzo  

Demanda por corte en planchas de refuerzo. Caso a: Cuando No se considera La deformación en la zona del panel en la esta estabi bililida dad d del del pórt pórtic ico. o. Cuando Pu 0.40 Py en la Columna:

t dp REQ 

Rdp REQ 0.6 F yc d c























Espesor de la plancha de refuerzo 

Demanda por corte en planchas de refuerzo. 

Caso b: Cuando se considera la deformación en la zona del panel en la esta estabi bililida dad d del del pórt pórtic ico. o. Cuando Pu 0.75 Py en la Columna:

t dp REQ 

Rdp REQ 0.6 F yc d c



3b fc t fc2 d b d c























Espesor de la plancha de refuerzo Espesor mínimo Para ambos casos, el espesor mínimo en la zona del panel considerando las las dobl dobles es plan planch chas as vien viene e dado dado por por la sigu siguie ient nte e expr expres esió ión: n:



t 

Donde:

d c  2t fc  d b  2t fb 90






















6. Conexiones f) Planchas de continuidad. 

Requerimientos en planchas de continuidad.

a. Se puede omitir la plancha de continuidad cuando se determine de

alguna otra manera en la precalificación de conexiones de acuerdo a la sección K1, o en un programa de prueba de calificación de acuerdo a la sección K2.

b. Se pueden omitir las planchas de continuidad para conexiones donde el ala de la viga se suelda al ala de la columna de sección I (Doble T), si se cump cumple le que: que: t  0 4 1 8b t

R yb F yb



bbf























Requerimientos en planchas de continuidad.

c. Se pueden omitir las planchas de continuidad para conexiones donde el ala de la viga se suelda al ala de la columna de sección I (Doble T) cerrad rada por planchas, as, si se cumple que: t fc  0.4

R yb F yb  bbf  bbf  1  2  bcf   1.8bbf t bf 4  R yc F yc  bcf 

t fc 

bbf 12

d. Para conexiones empernadas se deben colocar planchas de

























Espesor de planchas de continuidad.

El espe espeso sorr de las las plan planch chas as de cont contin inui uida dad d se dete determ rmin inar ará á de conf confor ormi mida dad da la con conexi exión prec recalific ficada utiliz lizada ada y sig siguien iendo los los par parámetro tros mínim nimos que se ió

























Espesor de planchas de continuidad. En términos generales, para determinar el espesor de las planchas de cont contin inui uida dad d se debe debe hace hacerr lo sigu siguie ient nte: e:

























Espesor de planchas de continuidad. 

Determinar la mínima resistencia de la columna ante cargas concentradas.

























Resistencia de columnas ante cargas concentradas (1) Cedencia Cedencia local del ala

AISC AISC 360-10 360-10 (J10.1 (J10.1))

= 0.90

























Resistencia de columnas ante cargas concentradas (2) Cedenci Cedencia a local del alma

AISC AISC 360-10 360-10 (J10.2 (J10.2))

= 1.00














































































































































































































































































































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