TEORÍA DEL CAMPO DE TRACCIONES O TENSIONES

TEORÍA DEL CAMPO DE TRACCIONES O TENSIONES El método del campo de tensiones conduce a una menor cantidad de atiesadores, de modo que puede ser conveniente en vigas armadas, y tiene relación con la resistencia post pandeo del miembro.

Límites en el uso del campo de tensiones Los paneles del alma de un miembro armado, delimitado arriba y abajo por las alas y en cada lado por atiesadores transversales, son capaces de transmitir cargas mayores a la carga crítica de pandeo del alma. Cuando se alcanza el límite de pandeo teórico del alma, los desplazamientos laterales desarrollados por el alma son muy pequeños. Estas deformaciones no son de importancia estructural, pues los miembros tienen otras formas de desarrollar resistencia adicional. Cuando los atiesadores transversales están adecuadamente espaciados y son suficientemente resistentes para actuar como bielas en compresión, se forman tensiones de membrana en el alma causada por tensiones de corte mayores a las asociadas a la carga de pandeo teórica del alma, lo que se denomina un campo de tracción diagonal. La combinación resultante produce el efecto de un enrejado Pratt, que permite que se desarrolle una resistencia a corte mayor no considerada por la teoría de pandeo lineal. El punto clave para que se desarrolle el campo de tracciones en el alma de una viga es la capacidad de los atiesadores de soportar compresión desde los paneles de ambos lados del atiesador. En el caso de los paneles extremos existe solo un panel en un lado del atiesador. La capacidad de soporte de las fuerzas del campo de tracciones también es reducida cuando la razón de aspecto del panel se torna muy grande. Por esta razón la ventaja del campo de tracciones no se permite para los paneles extremos o cuando a/h excede 3.0 o [260/(h/tw)] 2. Se permite el uso del campo de tensiones en miembros con alas cuando la placa del alma es soportada por sus cuatro lados por alas o atiesadores. No se permite considerar esta acción en los siguientes casos:

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Donde:

Los métodos analíticos basados en la acción de campo de tracciones han sido desarrollados (Basler y Thurlimann. 1963; Basler, 1961) y corroborados mediante un extensivo programa de ensayos (Basler, Yen, Mueller y Thurlimann, 1960). El componente vertical de la fuerza del campo de tracciones desarrollada en el panel del alma debe ser resistida por un atiesador transversal. Además de la rigidez requerida para permitir que la línea del atiesador sea un punto inmóvil para el panel en pandeo.

Diseño al corte por campo de tensiones (AISC LRFD 9.4.3) Cuando el campo de tensiones es permitido de acuerdo a los límites anteriores, la resistencia de corte nominal, Vn, considerando este campo y de acuerdo con el estado límite de fluencia debe ser: La resistencia de diseño al corte es φvVn, donde φv = 0,9 0 y Vn vale:









El diseño por campo de tensiones no es aplicable en los paneles extremos de alma de vigas no híbridas, en todos los paneles de vigas híbridas y vigas de alma linealmente variable o cuando a/h es mayor que 3.0 o que [260/(h/tw)]². En estos casos: Vn = 0,6 AwFywCv (9.4.3-3) El coeficiente kv de pandeo del alma está dado por:

Excepto de que kv vale 5,0 si a/h es mayor que 3,0 ó [260/(h/tw)]². El coeficiente de corte Cv se determina como sigue:









Fuente: Especificaciones AISC-LRFD 2005.









DEFINICIÓN PLATE GIRDER Una viga construida de placas de acero cuyas formas pueden ser soldadas o atornilladas entre sí para formar una viga de altura mayor que puede ser producido por un tren de laminación. Como tal, es capaz de soportar mayores cargas en largos tramos. La soldadura típica de la viga armada consiste en soldar las placas de las alas a la placa del alma. Una configuración atornillada consta de ángulos formando las alas con placas de recubrimiento atornilladas a la placa del alma. Ambos tipos pueden tener refuerzos verticales conectados a la placa del alma, y ambos pueden tener placas adicionales de cobertura sobre las alas para aumentar la capacidad de carga del miembro. Vigas cajón constan de alas comunes conectadas a dos placas del alma, formando una sección cerrada. En general, la altura de las vigas armadas es de una décima a una doceava parte de la longitud del tramo, variando ligeramente para las cargas más pesadas o claros más largos. En ocasiones, la altura puede ser controlada por consideraciones arquitectónicas. Refuerzos, placas o ángulos, puede estar unido a la placa del alma por soldadura o empernado para aumentar la resistencia al pandeo del alma. Los refuerzos también son requeridos para transferir las fuerzas concentradas de las cargas aplicadas y las reacciones al alma sin que se produzca el pandeo local. Los empalmes son necesarios para el alma y alas cuando la longitud total de las placas no está disponible en las laminadoras o cuando las longitudes más cortas son más fácilmente fabricadas. Los empalmes proporcionan la continuidad necesaria requerida en el alma y en las alas.



















PANDEO FLEXOTORSIONAL

El pandeo torsional de perfiles simétricos y el pandeo flexo-torsional de perfiles no simétricos son tipos de pandeo usualmente no considerados en el diseño de columnas laminadas en caliente (generalmente, estos tipos de pandeo o no controlan el diseño o su carga crítica difiere muy poco de la de pandeo normal en el eje débil). El pandeo torsional o flexo-torsional, sin embargo, puede controlar la capacidad de columnas armadas con planchas relativamente delgadas y de columnas no simétricas.

ANÁLISIS ELÁSTICO DE SEGUNDO ORDEN









FUENTE: AISC LRFD 2005









TIPOS DE SOLDADURA AWS: AMERICAN WELDING SOCIETY Es la Sociedad Americana de la Soldadura, o Código de soldadura estructural para acero, que norma los procedimientos tanto de diseño de la soldadura como de control de la ejecución e inspección de las soldaduras estructurales a usarse en elementos de acero.









Soldadura (MIG/MAG ó GMAW) Este procedimiento, conocido también como soldadura MIG/MAG, consiste en mantener un arco entre un electrodo de hilo sólido continuo y la pieza a soldar. Tanto el arco como el baño de soldadura se protegen mediante un gas que puede ser activo o inerte. El procedimiento es adecuado para unir la mayoría de materiales, disponiéndose de una amplia

variedad

de

metales

de

aportación.

La soldadura MIG/MAG es intrínsecamente más productiva que la soldadura MMA, donde se pierde productividad cada vez que se produce una parada para reponer el electrodo consumido. Las pérdidas materiales también se producen con la soldadura MMA, cuando la parte última del electrodo es desechada. Por cada kilogramo de electrodo revestido









Soldadura GTAW/TIG La soldadura TIG, es un proceso en el que se utiliza un electrodo de tungsteno, no consumible. El electrodo, el arco y el área que rodea al baño de fusión, están protegidos de la atmósfera por un gas inerte. Si es necesario aportar material de relleno, debe de hacerse desde

un

lado

del

baño

de

fusión.

La soldadura TIG, proporciona unas soldaduras excepcionalmente limpias y de gran calidad, debido a que no produce escoria. De este modo, se elimina la posibilidad de inclusiones en el metal depositado y no necesita limpieza final. La soldadura TIG puede ser utilizada para soldar casi todo tipo de metales y puede hacerse tanto de forma manual como automática. La soldadura TIG, se utiliza principalmente para soldar aluminio, y aceros inoxidables, donde lo más importante es una buena calidad de soldadura. Principalmente, es utilizada en unión de juntas de alta calidad en centrales nucleares,











Soldadura por Arco Sumergido En la soldadura por arco sumergido, el arco se establece entre la pieza a soldar y el electrodo, estando ambos cubiertos por una capa de flux granular (de ahí su denominación “arco sumergido”). Por esta razón el arco está oculto. Algunos fluxes se

funden para proporcionar una capa de escoria protectora sobre el baño de soldadura. El flux

sobrante

vuelve

a

ser

de

nuevo

reutilizado.

El arco sumergido, principalmente se utiliza en instalaciones de soldadura que están totalmente automatizadas, aunque también puede ser utilizado para realizar soldaduras manuales. Para aumentar la productividad es posible introducir técnicas utilizando varios electrodos. Dada su alta tasa de aportación, el procedimiento es apropiado para unir juntas rectas con buena preparación preparación en posición horizontal. Principalmente, Principalmente, se utiliza con profusión en construcción y reparación naval, industrias químicas y estructuras metálicas pesadas.









Soldadura con Hilos Tubulares (FCAW) La soldadura con hilos tubulares, es muy parecida a la soldadura MIG/MAG en cuanto a manejo y equipamiento se refiere. Sin embargo, el electrodo continuo no es sólido si no que está constituido por un tubo metálico hueco que rodea al núcleo, relleno de flux. El electrodo se forma, a partir de una banda metálica que es conformada en forma de U en una primera fase, en cuyo interior se deposita a continuación el flux y los elementos aleantes, cerrándose después mediante una serie de rodillos de conformado.

Como en la soldadura MIG/MAG, el proceso de soldadura con hilos tubulares depende de un gas de protección, para proteger la zona soldada de la contaminación atmosférica. El gas puede ser aplicado ó bien de forma separada, en cuyo caso el hilo tubular se









Cuando el metal se funde, las gotas del electrodo se transfieren a través del arco al baño del metal fundido, protegiéndose de la atmósfera por los gases producidos en la descomposición del revestimiento. La escoria fundida flota en la parte superior del baño de soldadura, desde donde protege al metal depositado de la atmósfera durante el proceso de solidificación. La escoria debe eliminarse después de cada pasada de soldadura. Se fabrican cientos de tipos diferentes de electrodos, a menudo conteniendo aleaciones que proporcionan resistencia, dureza y ductilidad a la soldadura. El proceso, se utiliza principalmente para aleaciones ferrosas para unir estructuras de acero, en construcción naval y en general en trabajos de fabricación metálica. A pesar de ser un proceso relativamente lento, debido a los cambios del electrodo y a tener que eliminar la escoria, aún sigue siendo una de las técnicas más flexibles y se utiliza con ventaja en zonas de difícil acceso.









Numeración de electrodos Significado de la Numeración de los Electrodos para Acero Dulce y Baja Aleación SISTEMA A.W.S - A.5.1 – A 5-5 Prefijos El prefijo “E” significa “electrodo” y se refiere a la soldadura por arco.

Para los electrodos de acero dulce y los aceros de baja aleación: las dos primeras cifras de un número de cuatro cifras, o las tres primeras cifras de un número de cinco cifras designan resistencia a la tracción: E-60xx

significa una resistencia a la tracción de 60,000 libras por pulgada cuadrada. (42,2 kg./mm2).

E-70xx

significa una resistencia a la tracción de 70,000 libras por pulgada cuadrada. (49,2kg./mm2).

E-100xx

significa una resistencia a la tracción de 100,000 libras por pulgada









Gases Industriales El oxígeno, el nitrógeno y el argón se obtienen del aire por medio del proceso de separación. Este proceso es un método criogénico desarrollado por Carl von Linde, hace más de 100 años. El aire es comprimido y liberado del vapor, la suciedad y el dióxido de carbono que contiene. Luego, es refrigerado a temperaturas extremadamente bajas y comprimido a su estado líquido donde puede ser separado por destilación en oxígeno, nitrógeno, argón y otros gases nobles.



























CORTANTE BASAL ECUADOR









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