1_criterios_estructuracion
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7/17/2019 1_Criterios_Estructuracion
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Criterios de Estructuración deEdificios
Ing. Valente Salgado HernándezBenemérita Universidad Autónoma de ue!la
"aragoza# ue!la. $é%ico&e!rero de '()(
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CONTENIDOCriterios de Estructuración de Edificios
1. Introducción
2. Sistemas estructurales
3. Criterios de estructuración4. Condiciones de regularidad
5. ro!lemas de com"ortamiento
#. Estructuración de edificios
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Criterios de Estructuración de Edificios
$. Dise%o con "erfiles de acero
&. Estructuración
1. Columnas2. 'igas o tra!es
3. 'igas Secundarias
4. Sistemas de "iso
5. Cone(iones
#. Detalles estructurales t)"icos
CONTENIDO
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*esumen
Esta!lecer recomendaciones generales"ara lograr una estructuración eficiente en
edificios de acero+ es"ecialmente en,onas de alto riesgo s)smico.
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EST*-CT-*CION1. Introducción
Eta"a inicial del dise%o estructural+mediante la cual se definen+ con !ase en
el "ro/ecto ar0uitectónico+ lasdimensiones generales de una estructura+tanto en "lanta como en eleación claros+
alturas de entre"iso+ etc.+ / los ti"os de
"erfiles utili,ados en tra!es / columnas"ara formar la estructura !sica de la
construcción
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1. Introducción
-na edificación de!e cum"lir e(igencias de1. EST6I7IDD2. *ESISTENCI
3. *I8IDE94. :-NCION7IDD5. ECONO;<#. CONST*-CT6I7IDD
$. :O*;&. SI;6O7O=. ;EDIO SOCI7>O*8NI9TI'O
EST*-CT-*CION
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2. Sistemas estructurales
? ;arcos r)gidos
? ;arcos con contraenteos conc@ntricos
? ;arcos con contraenteos e(c@ntricos? ;arcos r)gidos con muros de cortante+ o
? Com!inación de los sistemas anteriores
TIOS
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A*)Construcción +emac,ada
Estructuración sim-le
&inales del siglo /I/ 0 -rinci-ios del //1
Acero !ásico AS2$ A3
2. Sistemas estructurales ;*CO *I8IDO
A*'Construcción +emac,adaEstructuración sim-le o -atas de gallo
edificio t4-ico de la década de los cuarenta1
Acero !ásico AS2$ A3
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2. Sistemas estructurales ;*CO *I8IDO
A* 5Construcción Soldada
Estructura a !ase de marcos r4gidos en dos direcciones
edificio t4-ico de mediados de la década de los cincuenta ,asta fines de los sesenta1
Acero !ásico AS2$ A56
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2. Sistemas estructurales ;*CO *I8IDO
A* 7Construcción Soldada
Estructura a !ase de marcos r4gidos en dos direcciones
edificio t4-ico de -rinci-ios de la década de los oc,enta ,asta -rinci-ios de los noventa1
Acero !ásico AS2$ A56
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2. Sistemas estructurales ;*CO *I8IDO
A* 6Construcción Com-uesta
Estructura a !ase de marcos r4gidos en dos direcciones
edificio t4-ico de -rinci-ios de la é-oca reciente1
Acero !ásico AS2$ A56 0 acero de alta resistencia
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2. Sistemas estructurales ;*CO ;IATO
A*3
Com!inación de Sistemas Estructurales
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2. Sistemas estructurales ;*CO ;IATO
A*9
Com!inación de Sistemas Estructurales
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2. Sistemas estructurales ;*COCONT*'ENTEDO
A* :Construcción Hacia el '(((
Estructura a !ase de marcos r4gidos en dos direcciones# contraventeos e%céntricos
Acero !ásico AS2$ A56 0 acero de alta resistencia
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2. Sistemas estructurales ;*COCONT*'ENTEDO
A* )(Construcción ;es-ués del '(((
Estructura a !ase de marcos r4gidos en dos direcciones# con aisladores de !ase o
disi-adores de energ4a 0 aceros de alta resistencia.
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2. Sistemas estructurales
SE<ECCI=> ;E< $A2E+IA< ;E ACUE+;? C?> <A A<2U+A ;E U>AE;I&ICACI=>
BA@A $E;IA A<2A
cero / mam"oster)a Concreto refor,ado cero
Concreto refor,ado cero Concreto de altaresistencia
Concreto "resfor,ado Concreto "refa!ricado Estructura mi(ta deacero / concreto
Concreto "refa!ricado Concreto "resfor,ado Concreto "ostensado
;am"oster)a
>?2AS ltura !aBa entre 1 / 5 nieles ltura media entre 5 / 2 nielesEdificio alto ms de 2 nieles
*E:E*ENCI DE;TE*I7ES
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3. Criterios de estructuración
? Estructura de!e ser económica+ confia!le/ res"onder a las condiciones 0uesirieron de !ase "ara su anlisis /
dise%o.
? Sistema estructural elegido de!e sercongruente con el ti"o de suelo / ,onas)smica.
C*ITE*IOS8ENE*7ES
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3. Criterios de estructuración
? 7a estructura de!e ser ca"a, deada"tarse a cam!ios ar0uitectónicos ofuncionales+ los 0ue son ineita!les
durante el desarrollo del "ro/ecto.
C*ITE*IOS8ENE*7ES
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3. Criterios de estructuración
? recauciones es"eciales estructuras u!icadas en ,onas de alta
sismicidad
suelos de !aBa ca"acidad de carga ,onas de ientos fuertes costas
,onas "ro"ensas a la corrosión
sitios donde se tengan incertidum!res conrelación a las acciones.
C*ITE*IOS8ENE*7ES
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3. Criterios de estructuración
? Tomar en cuenta consideraciones deresistencia / de deformación. ;illennium 6ridge+ 7ondres
Tacoma Narros 6ridge+ Tacoma
C*ITE*IOS8ENE*7ES
DE:INICION
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4. Condiciones de regularidad
? 7as condiciones de regularidad sonre0uisitos geom@tricos / estructurales 0uede!en cum"lir las edificaciones+
inde"endientemente del material con 0ueest@n construidas.
DE:INICION
4 C di i d l id d CONSEC-ENCIS
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4. Condiciones de regularidad
? Da%os se concentran en estructurasirregulares+ es!eltas / con cam!ios!ruscos en rigide, /Fo resistencia.
CONSEC-ENCIS
4 C di i d l id d *ECO;ENDCIONES
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4. Condiciones de regularidad
? Es desea!le 0ue la estructura cum"la losre0uisitos de regularidad esti"ulados enlas normas antis)smicas
? lanta / eleaciones regulares. Eitar isos d@!iles Cam!ios !ruscos de rigide,
Cam!ios !ruscos de simetr)a en elementosr)gidos tanto en "lanta / eleación 8randes entrantes / salientes
*ECO;ENDCIONES
5 !l d t i t :CTO*ES
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5. ro!lemas de com"ortamiento
Causas de "ro!lemas de com"ortamiento? Configuración en "lanta? simetr)a en "lanta
? Configuración en altura? Discontinuidad de elementos erticales? Concentraciones de masa en "isos? Interacción entre elementos estructurales / no
estructurales? Inadecuada distancia entre edificacionesad/acentes
:CTO*ES
5 !l d t i t CON:I8-*CION
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Irregularidad en -lanta
5. ro!lemas de com"ortamientoCON:I8-*CIONEN 7NT
5 !l d t i t CON:I8-*CION
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5. ro!lemas de com"ortamiento
lanta irregular
CON:I8-*CIONEN 7NT
5 !l d t i t *ECO;ENDCIONES
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5. ro!lemas de com"ortamiento *ECO;ENDCIONES
Uso de untas s4smicas -ara diseos estructuralescon configuración de -lanta com-lea
5 !l d t i t *ECO;ENDCIONES
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JuntasSísmicas
Los elementosarquitectónicos
deben respetar las juntas sísmicas
5. ro!lemas de com"ortamiento
? El uso adecuado de Buntas de dilatacións)smica+ "ermite
conce!ir edificacionescon configuracionesen "lanta com"leBas.
*ECO;ENDCIONES
5 !l d t i t SI;ET*I
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Asimetr4a# de!idoa dis-osición de elementos resistentes
5. ro!lemas de com"ortamiento SI;ET*I
5 !l d t i t E:ECTO DE
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5. ro!lemas de com"ortamiento E:ECTO DEEACENT*ICIDD
Cuando e%iste e%centricidad# los daos se-resentan en los elementos de los e%tremos
5 !l d t i t I**E8-7*IDD
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5. ro!lemas de com"ortamiento I**E8-7*IDDEN E7E'CION
Irregularidad en alturaCam!io a!ru-to en la geometr4a
5 ro!lemas de com"ortamientoCONCENT*CION
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5. ro!lemas de com"ortamientoCONCENT*CIONDE ;SS
Irregularidad en alturaCam!io a!ru-to en la masa.
5 ro!lemas de com"ortamientoCONCENT*CION
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5. ro!lemas de com"ortamientoCONCENT*CIONDE ;SS
Concentraciones de masa en altura aumentan la vulnerabilidad de
las estructuras frente a sismos
5 ro!lemas de com"ortamiento *O67E;S
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5. ro!lemas de com"ortamiento *O67E;SDE *I8IDE9
Irregularidad en alturaCam!io a!ru-to en la rigidez.
5 ro!lemas de com"ortamiento DISCONTIN-IDDES
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;iscontinuidad en elementos 0 fluo de fuerzas
5. ro!lemas de com"ortamiento DISCONTIN-IDDES
5 ro!lemas de com"ortamiento DISCONTIN-IDDES
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Antes Después
La discontinuidad de elementos verticales aumenta la vulnerabilidad
de las estructuras frente a sismos
5. ro!lemas de com"ortamiento DISCONTIN-IDDES
5 ro!lemas de com"ortamiento ISOS
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iso dé!il
5. ro!lemas de com"ortamiento ISOSDE6I7ES
5 ro!lemas de com"ortamiento ISOS
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iso dé!il -roducto de la discontinuidadde muros en el -rimer -iso
5. ro!lemas de com"ortamiento ISOSDE6I7ES
5 ro!lemas de com"ortamiento DISCONTIN-IDDES
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5. ro!lemas de com"ortamiento DISCONTIN-IDDES*ECO;ENDCIONES
ro0ectar# siem-re Due sea -osi!le# estructuras continuas en alturaen dos direcciones ortogonales -ara otorgar continuidad 0
redundancia a la estructura.
5 ro!lemas de com"ortamiento INTE*CCION
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<a interacción entre elementos estructurales 0 no estructurales#-uede causar daos de consideración
5. ro!lemas de com"ortamiento INTE*CCION
5 ro!lemas de com"ortamiento INTE*CCION
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;aos -roducidos -or la interacción de elementos estructurales 0 no estructurales
5. ro!lemas de com"ortamiento INTE*CCION
5 ro!lemas de com"ortamiento INTE*CCION
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Interacción de muros de al!ailer4a con marco de concretogenerando fallas -or columnas corta
5. ro!lemas de com"ortamiento CC O
5 ro!lemas de com"ortamiento CO7-;N
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5. ro!lemas de com"ortamiento
? 7as columnas cortas"ueden / de!en sereitadas.
CO*T
5 ro!lemas de com"ortamiento INTE*CCION
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Interacción entre elementosestructurales 0 no estructurales
5. ro!lemas de com"ortamiento*ECO;ENDCIONES
5 ro!lemas de com"ortamiento 8O7ETEO
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El c,oDue entre edificios vecinoscom-romete su esta!ilidad
5. ro!lemas de com"ortamiento
5 ro!lemas de com"ortamiento 8O7ETEO
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"ona de c,oDue entre edificios 0formas de -revenirlo
5. ro!lemas de com"ortamiento*ECO;ENDCIONES
Refuerzo de pisos críticos
5 ro!lemas de com"ortamiento 8O7ETEO
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5. ro!lemas de com"ortamiento
? -na adecuadase"aración entreedificios+ eita el
cGo0ue / el cola"so.
*ECO;ENDCIONES
# Estructuración de edificios *ECO;ENDCIONES
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#. Estructuración de edificios
? oco "eso.? Sencille,+ simetr)a / regularidad en "lanta.
?lantas "oco alargadas.? -niformidad en la distri!ución deresistencia+ rigide, / ductilidad eneleación.
? Hi"erestaticidad / l)neas escalonadas dedefensa estructural.
8ENE*7ES
# Estructuración de edificios *ECO;ENDCIONES
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#. Estructuración de edificios
? :ormación de articulaciones "lsticas enmiem!ros Gori,ontales antes 0ue en loserticales "ara sismos e(ce"cionales.
? ro"iedades dinmicas de la estructuraadecuadas al terreno.
8ENE*7ES
'ENTS$ Dise%o con "erfiles de acero
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$. Dise%o con "erfiles de acero
1. cceso a una gran ariedad de "erfileslaminados o soldados en el medio
2. lta ca"acidad de material "ara so"ortarcargas
3. Ductilidad intr)nseca del acero
4. *a"ide, constructia
'ENTS$ Dise%o con "erfiles de acero
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$. Dise%o con "erfiles de acero
5. 8randes es"acios li!res entre columnas
#. Estructuras ms ligeras com"aradas conlas estructuras de concreto.
$. :acilidad en la remodelación oam"liación
$. Dise%o con "erfiles de acero *ECO;ENDCIONES
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$. Dise%o con "erfiles de acero
1. -tili,ar distancia entre elementos erticalesestndar de acuerdo a la "rctica del "a)s.
2. "roecGar los es"acios ar0uitectónicos "ara
los sistemas resistentes a fuer,as laterales ;uros resistentes a los esfuer,os cortantes.
Elementos en A ó J.
órticos r)gidos 0ue ofrecen es"acios a!iertos.
3. Eitar el uso de secciones 0ue no son defa!ricación comKn.
$. Dise%o con "erfiles de acero *ECO;ENDCIONES
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$. Dise%o con "erfiles de acero
4. Dise%ar los elementos Gori,ontales "ara accióncom"uesta Gaciendo uso del concreto "araso"ortar las cargas so!re"uestas.
5. *e"etir+ re"etir+ re"etir Gaciendo uso deelementos id@nticos
6eneficios *educe el costo de fa!ricación
*educe el nKmero de errores inGerentes "or manode o!ra
$. Dise%o con "erfiles de acero *ECO;ENDCIONES
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$. Dise%o con "erfiles de acero
#. Disminuir la com"leBidad del control deconstrucción
*educir la soldadura en o!ra
umentar el uso de cone(iones atornilladas. No Ga/ necesidad de andamios ni cim!ras
& Estructuración O6ETI'OS
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&. Estructuración
? 7ograr un niel de seguridad adecuadocontra fallas estructurales causadas "orsismos fuertes /
? 7ograr un com"ortamiento estructuralace"ta!le en condiciones normales deo"eración durante su ida Ktil.
& Estructuración *ESONS6I7IDD
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&. Estructuración
? Eitar "@rdidas de idas Gumanas / lesiones aseres Gumanos durante la ocurrencia de unsismo fuerte.
Im"edir+ durante un sismo fuerte+ da%os seeros en laestructura / en los elementos no estructurales murosdiisorios+ "retiles+ escaleras+ "lafones+ etc.
7ograr 0ue des"u@s de un sismo fuerte+ siganfuncionando las edificaciones estrat@gicasGos"itales+ estaciones de !om!eros+ refugios+al!ergues+ oficinas de go!ierno+ etc. "ara atender eleento.
&.1. Columnas *ECO;ENDCIONES
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<a estructura de acero suele ser com-etitiva cuando se usa -arasalvar grandes claros.
&.1. Columnas
&.1. Columnas *ECO;ENDCIONES
7/17/2019 1_Criterios_Estructuracion
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&.1. Columnas
? -sar "erfiles laminados ti"o L o "erfilessoldados "referentemente ro!ustossimilar altura / ancGo de ala+ es"esores
de alma / ala com"ara!les.? ara elementos "rinci"almente en
com"resión+ ealuar uso de secciones
com"uestas.
&.2. 'igas o tra!es *ECO;ENDCIONES
7/17/2019 1_Criterios_Estructuracion
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&.2. 'igas o tra!es
? -sar "erfiles laminados ti"o L o "erfilessoldados+ con ma/or rea en las alas.
? Eitar siem"re 0ue sea "osi!le em"almesentre igas "rinci"ales.
? -sar el mismo ti"o de acero 0ue en lascolumnas.
? *eisar defle(iones / i!raciones.
&.2. 'igas o tra!es *ECO;ENDCIONES
7/17/2019 1_Criterios_Estructuracion
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&.2. 'igas o tra!es
? ro"orcionar menor resistencia 0ue lacolumna a la 0ue se une columna fuerte>iga d@!il.
$ecanismo con dao en vigas
recomendado1
&.2. 'igas o tra!es *ECO;ENDCIONES
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Colocar atiesadores cerca de las uniones o en -untos
de a-licación de cargas concentradas
&.2. 'igas o tra!es
&.2. 'igas o tra!es *ECO;ENDCIONES
7/17/2019 1_Criterios_Estructuracion
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C o r t e s ) a 5 ' . ; I S .
Colocar atiesadores en am!os lados del alma de la viga
&.2. 'igas o tra!es
&.3. 'igas secundarias *ECO;ENDCIONES
7/17/2019 1_Criterios_Estructuracion
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C o r t e s ) a 5 ' . ; I S .
&.3. 'igas secundarias
Viga secundaria
Viga principal
&.3. 'igas secundarias *ECO;ENDCIONES
7/17/2019 1_Criterios_Estructuracion
http://slidepdf.com/reader/full/1criteriosestructuracion 65/92
& 3 gas secu da as
? -sar "erfiles laminados ti"o L o "erfilessoldados+ secciones armadas en canal+igas armadas a !ase de ngulos de
lados iguales.? -tili,ar dise%o com"uesto. El "at)nsu"erior siem"re est sometido acom"resión.
? *eisar defle(iones / i!raciones.? Cuidar los em"almes entre igas.
&.3. 'igas secundarias *ECO;ENDCIONES
7/17/2019 1_Criterios_Estructuracion
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Vigas de alma -erforada -refa!ricadas comercialmente1.
g
&.3. 'igas secundarias *ECO;ENDCIONES
7/17/2019 1_Criterios_Estructuracion
http://slidepdf.com/reader/full/1criteriosestructuracion 67/92
Vigas de alma a!ierta ti-o oist armaduras -refa!ricadas1
C o r t e s ) a 5 ' . ; I S .
g
&.3. 'igas secundarias *ECO;ENDCIONES
7/17/2019 1_Criterios_Estructuracion
http://slidepdf.com/reader/full/1criteriosestructuracion 68/92
+e-etir -iezas idénticas -ara
facilitar la fa!ricación
g
&.4. Sistemas de "iso *ECO;ENDCIONES
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Sistema de -iso com-uesto a !ase de vigas en fle%ión
"
&.5. Cone(iones INT*OD-CCION
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? -no de los as"ectos ms im"ortantes enel dise%o de un edificio de acero es elcriterio ado"tado en la solución de las
uniones entre los diersos miem!rosestructurales.? Ti"os
Sim"le *)gida Semi>r)gida
&.5. Cone(iones *ECO;ENDCIONES
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? EVI2A+ <A &A<<A ;E <A C?>E/I?>.? Dise%ar considerando modos de falla /
eligiendo cual ser el modo de falla
dominante.? -sar detalles de cone(ión sencillos.
? Eitar soldadura en o!ra.
&.5. Cone(iones DET77ESTIICOS
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Cone%iones t4-icas a columna
TIICOS
&.5. Cone(iones DET77ESTIICOS
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Cone%iones continuas viga*columna tiesadores e(ternos al tu!o
TIICOS
&.5. Cone(iones DET77ESTIICOS
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Cone%iones continuas viga*columna tiesadores continuos
TIICOS
&.5. Cone(iones DET77ESTIICOS
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Cone%iones continuas viga*columna tiesadores continuos
TIICOS
&.5. Cone(iones DET77ESTIICOS
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Cone%iones continuas viga*columna tiesadores continuos+ mu%ón acartelado
TIICOS
&.#.Detalles estructurales *ECO;ENDCIONESSO7DD-*
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? Es"ecificar soldaduras de filete en lugarde "enetración com"leta cuando sea"osi!le.
SO7DD-*
&.#.Detalles estructurales *ECO;ENDCIONESSO7DD-*
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Sección de cuatro "lacas
con soldadura de "enetración.
Evitar
SO -
Alternativa )
Alternativa '
Sección de cuatro "lacas
con soldadura de filete.
&.#.Detalles estructurales *ECO;ENDCIONESSO7DD-*
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:orma eficiente de soldar el atiesador interior en
sección de cuatro "lacas.
Paso 1: soldar con filete en las primeras tres caras
Paso 2: soldar la cuarta cara con soldadura de tapón o de ranura
&.#.Detalles estructurales *ECO;ENDCIONESSO7DD-*
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? Indicar soldaduras de filete 0ue "uedenreali,arse en una sola "asada conm0uinas de soldadura automtica
cuando sea "osi!le.? No indicar ms soldadura 0ue la
realmente necesaria. s) se eita
so!recalentamiento / deformación de"erfiles.
&.#.Detalles estructurales *ECO;ENDCIONESSO7DD-*
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Sección constante de tres -lacas de alma delgada
Soldadura de filete -or un solo lado
&.#.Detalles estructurales *ECO;ENDCIONESSO7DD-*
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Soldadura de filete -or un solo lado
Sección aria!le de tres "lacas de alma delgada
&.#.Detalles estructurales *ECO;ENDCIONESSO7DD-*
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Sección de tres "lacas de alma gruesa
Soldadura de filete -or los dos lados
&.#.Detalles estructurales *ECO;ENDCIONES'I8S SEC-ND*IS
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? Seleccionar a"ro"iadamente laorientación de las igas secundarias"aralelas al lado largo
? ;antener la relación entre lado corto a /lado largo !+ tal 0ue 1.25 M !Fa M 1.5.
? -tili,ar cone(iones atornilladas "ara la
unión de igas secundarias a la iga"rinci"al.
&.#.Detalles estructurales *ECO;ENDCIONES'I8S SEC-ND*IS
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Alternativa ) tornillos a do!le cortante
&.#.Detalles estructurales *ECO;ENDCIONES'I8S SEC-ND*IS
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Alternativa ' tornillos a cortante sim-le
&.#.Detalles estructurales *ECO;ENDCIONES'I8S SEC-ND*IS
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Cone%ión sesgada a cortante
&.#.Detalles estructurales *ECO;ENDCIONESCONEAIN ;O;ENTO
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lacas de muón soldadas a columna con soldadura de filete
Cone%ión a momento ti-o end*-late
&.#.Detalles estructurales *ECO;ENDCIONES
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Unión de -atines del -erfil al end*-late
Con soldadura de filete -ara-atines de -oco es-esor
Con soldadura de -enetración-ara -atines de gran es-esor
&.#.Detalles estructurales *ECO;ENDCIONES;IE;6*OS
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? 6uscar el menor nKmero de em"almes decolumnas "osi!le.
? Considerar la "osi!ilidad de utili,ar una secciónms r)gida "ara eitar la colocación deatiesadores
? Es"ecificar refuer,o en almas de igas en ,onade Guecos "ara instalaciones sólo donderealmente se re0uiera.
? Tratar de utili,ar "erfiles HSS "ara contraenteode marcos.
&.#.Detalles estructurales *ECO;ENDCIONES
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;etalle de cone%ión de contraventeo con -erfil HSS
Cone%ión en zona de nudo viga*columna
Cone(ión con "laca ti"o "eine
&.#.Detalles estructurales *ECO;ENDCIONES
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