procedimiento de c.lculo de conexiones - construaprende · procedimiento de calculo de conexiones...

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PROCEDIMIENTO DE CALCULO DE CONEXIONES

http://www.construaprende.com/


Constr

uApre

nde.c

omPROCEDIMIENTO DE CALCULO DE CONEXIONES

Constr

uApre

nde.c

omPROCEDIMIENTO DE CALCULO DE CONEXIONES

Constr

uApre

nde.c

om

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INDICE

1. PROCEDIMIENTOS DE CÁLCULO 3 1.1. CÁLCULO DE FILETES DE SOLDADURA (CON DOBLE FILETE) ............................................... 3 1.2. CONEXIÓN DE VIGA CON PLANCHA DE CORTE (SINGLE PLATE).................................... 51.3. EMPALME DE COLUMNAS “XIE”, CIZALLE DOBLE EN ALA Y ALMA CON 4 LINEAS DE

PERNOS .................................................................................................................................................... 8 1.4. EMPALME DE COLUMNAS O DIAGONALES “IN/HN”. CIZALLE DOBLE EN ALA Y

ALMA CON 4 LINEAS DE PERNOS EN ALA...................................................................................... 13 1.5. EMPALME DE VIGAS “IN”, CIZALLE DOBLE EN ALAS Y ALMA CON 4 LINEAS DE

PERNOS EN ALA ................................................................................................................................... 18 1.6. CONEXIÓN APERNADA DE DIAGONALES L XL O TL A GUSSET ..................................... 22 1.7. DOBLE CLIP APERNADO – APERNADO................................................................................. 25 1.8. DOBLE PLANCHA DE REFUERZO APERNADA .................................................................... 29 1.9. VERIFICACION INTERACCIÓN CORTE TRACCIÓN Y EFECTO TENAZA ........................ 33 1.10. NUDOS EN ELEVACIÓN ........................................................................................................... 35 1.11. CRUCE DE DIAGONALES EN VIGA TIPO A........................................................................... 40 1.12. CRUCE DE DIAGONALES EN VIGA TIPO B ........................................................................... 42

2. EJEMPLOS DE CÁLCULO 43 2.1. CONEXIÓN DE VIGA CON PLANCHA DE CORTE (SINGLE PLATE).................................. 43 2.2. EMPALME DE COLUMNA XIE, CIZALLE DOBLE EN ALA Y ALMA CON 4 LINEAS DE

PERNOS .................................................................................................................................................. 45 2.3. EMPALME DE DIAGONAL HN CIZALLE DOBLE EN ALA Y ALMA CON 4 LINEAS DE

PERNOS EN EL ALA ............................................................................................................................. 49 2.4. EMPALME DE VIGA CIZALLE DOBLE EN ALAS Y ALMA CON 4 LINEAS DE PERNOS EN

LAS ALAS............................................................................................................................................... 53 2.5. CONEXIÓN APERNADA DE DIAGONAL L A GUSSET ......................................................... 56 2.6. DOBLE CLIP APERNADO-APERNADO................................................................................... 58 2.7. DOBLE PLANCHA DE REFUERZO APERNADA .................................................................... 61 2.8. NUDOS EN ELEVACIÓN ........................................................................................................... 63 2.9. CRUCE DE DIAGONALES EN VIGA TIPO A........................................................................... 67

3. APÉNDICE: VERIFICACIONES RECURRENTES 69 3.1. CORTE EXCÉNTRICO EN GRUPOS DE PERNOS ................................................................... 69 3.2. BLOQUES DE DESGARRAMIENTO EN PLANCHAS............................................................. 70 3.3. VERIFICACIÓN DE PANDEO EN PLANCHAS A COMPRESION.......................................... 72



Constr

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nde.c

omEFECTO

Constr

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nde.c

omEFECTO

ELEVACIÓN ........................................................................................................... 35

Constr

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omELEVACIÓN ........................................................................................................... 35

A........................................................................... 40

Constr

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omA........................................................................... 40B ........................................................................... 42

Constr

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omB ........................................................................... 42EJEMPLOS DE CÁLCULO 43

Constr

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omEJEMPLOS DE CÁLCULO 43

DE

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DE CORTE

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CORTECIZALLE

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CIZALLE DOBLE

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DOBLEPERNOS .........................................................................................................................

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PERNOS .........................................................................................................................CIZALLE

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CIZALLEALA ............................................................................................................................

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CIZALLE DOBLE

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ALAS............................................................................................................................................... 53

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APERNADA

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APERNADA DE

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DE DIAGONAL

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DIAGONALAPERNADO-APERNADO................................................................................... 58Con

struA

prend

e.com

APERNADO-APERNADO................................................................................... 58Constr

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om

DEConstr

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om

DE REFUERZOConstr

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nde.c

om

REFUERZO

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1. PROCEDIMIENTOS DE CÁLCULO

1.1. CÁLCULO DE FILETES DE SOLDADURA (con doble filete) a) Datos de Entrada Carga de corte que solicita la soldadura : V Carga de tracción que solicita la soldadura : T Momento flector que solicita la soldadura : Mf Momento torsor que solicita la soldadura : Mt Largo de la soldadura : h Distancia entre filetes : b

b

h



Constr

uApre

nde.c

om

Carga de corte que solicita la soldadura : V Con

struA

prend

e.com

Carga de corte que solicita la soldadura : V Carga de tracción que solicita la soldadura : T Con

struA

prend

e.com

Carga de tracción que solicita la soldadura : T Momento flector que solicita la soldadura : Mf

Constr

uApre

nde.c

om

Momento flector que solicita la soldadura : Mf

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b) Cálculo del Filete Requerido Filete mínimo : amin = max { Fr / (0.4⋅Fy); Fr ⋅ 2 / (0.3⋅Fu) } Finalmente se debe verificar que el filete de soldadura cumpla con el mínimo exigido por AWS.

ep max (mm)

a min (mm)*

ep ≤ 6.4 3 6.4 < ep ≤ 12.7 5 12.7 < ep ≤ 19 6

ep > 19 8 * En estructuras con cargas dinámicas a min = 5 mm



Constr

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om

Constr

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om

Constr

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om

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om

Filete mínimo : amin = max { Fr / (0.4

Constr

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nde.c

om

Filete mínimo : amin = max { Fr / (0.4

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1.2. CONEXIÓN DE VIGA CON PLANCHA DE CORTE (SINGLE PLATE)

a) Datos de Entrada

Dimensiones de los elementos

Altura total : H Ancho de alas : B Espesores de alas : e Espesor de alma : t Espesor de plancha de corte : tp Propiedades del acero Tensión de fluencia (kg/cm2) : Fy Tensión de rotura (kg/cm2) : Fu Carga de diseño Corte V = (%) ⋅ t ⋅ (H – 2·e) ⋅ 0.4⋅Fy Donde: (%) : Porcentaje de cálculo de la conexión = 75%



Constr

uApre

nde.c

om

Dimensiones de los elementosConstr

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nde.c

om

Dimensiones de los elementosAltura total : H Con

struA

prend

e.com

Altura total : H Constr

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nde.c

om

Constr

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nde.c

om

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b) Datos de Conexión Tipo de unión : Aplastamiento Tipo de perno : A325 ( Hilo incluido en plano de corte ) Espacio mínimo entre pernos : Smin = 3 ⋅ dp Distancia mínima al borde : Lvmin = 1.5 ⋅ dp Diámetro del perno : dp Diámetro de agujero : dh = dp + 1/16” Soldadura : Electrodo E70-XX

c) Cálculo del Número de Pernos Elección de pernos Corte admisible del perno : Va Espacio entre pernos a usar : S1, S2 Distancia al borde a usar : Lv Excentricidad del grupo de pernos : ex Número de pernos

Se verifica corte en los pernos, aplastamiento en alma y plancha, y el efecto de la excentricidad de la carga. C requerido: Por resistencia de pernos C(req)1 = V / Va Por aplastamiento del alma C(req)2 = V / (dp ⋅ t ⋅ 1.2⋅Fu) Por aplastamiento de la plancha C(req)3 = V / (dp ⋅ tp ⋅ 1.2⋅Fu) Por excentricidad del corte C(ICHA) : Según ICHA (Ver punto 3.1) C(req) = max { C(req)1; C(req)2; C(req)3} Si C(ICHA) > C(req) ⇒ La configuración del grupo de pernos elegida es satisfactoria d) Cálculo de Filete de Soldadura. Se calcula según el punto 1.1, con doble filete, considerando las siguientes cargas: Carga de corte : V Carga de tracción : T = 2.5 Ton (*) Momento flector : Mf = V ⋅ ex Momento torsor : Mt = 0 NOTA (*): Según especificaciones, la conexión deberá ser capaz de resistir una carga de tracción de 2.5 Ton, actuando de forma independiente del corte.



Constr

uApre

nde.c

om

Se verifica corte en los pernos, aplastamiento en alma y plancha, y el efecto de la

Constr

uApre

nde.c

om

Se verifica corte en los pernos, aplastamiento en alma y plancha, y el efecto de la

C(req)1 = V / Va

Constr

uApre

nde.c

om

C(req)1 = V / VaPor aplastamiento del alma

Constr

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nde.c

om

Por aplastamiento del alma C(req)2 = V / (dp

Constr

uApre

nde.c

om

C(req)2 = V / (dp Por aplastamiento de la plancha Con

struA

prend

e.com

Por aplastamiento de la plancha

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e) Verificación Plancha Conectora Fluencia en el área bruta V ≤ 0.4 ⋅ Fy ⋅ tp ⋅ L Fractura en el área neta V ≤ 0.3 ⋅ Fu ⋅ tp ⋅ (L – Npf ⋅ dh) Corte en bloque Av = { Lv + (Npf - 1)⋅(S1 - dh) - 0.5⋅dh } · tp At = { (Np / Npf - 1)⋅(S2 - dh) - 0.5⋅dh + Lv } · tp V ≤ 0.3 ⋅ Fu ⋅ Av + 0.5 · Fu · At Donde: Np : Número de pernos totales. Npf : Número de pernos por fila. L : Altura de la plancha Verificación del momento flector

Se debe verificar que la resistencia al momento flector de la placa de corte supere la solicitación producto de la excentricidad de corte, y se deben satisfacer los requerimientos del AISC para la ductilidad de este tipo de conector. Mf ≤ 0.6⋅Fy ⋅ (1/6 ⋅ tp ⋅ L2)



Constr

uApre

nde.c

om

Verificación del momento flector

Constr

uApre

nde.c

om

Verificación del momento flector

Se debe verificar que la resistencia al momento flector de la placa de corte supere

Constr

uApre

nde.c

om

Se debe verificar que la resistencia al momento flector de la placa de corte supere la solicitación producto de la excentricidad de corte, y se deben satisfacer los Con

struA

prend

e.com

la solicitación producto de la excentricidad de corte, y se deben satisfacer los requerimientos del AISC para la ductilidad de este tipo de conector. Con

struA

prend

e.com

requerimientos del AISC para la ductilidad de este tipo de conector.

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1.3. EMPALME DE COLUMNAS “XIE”, CIZALLE DOBLE EN ALA Y ALMA CON 4 LINEAS DE PERNOS

S2

S3

eiep

lva

S1

S1

S6

lva

S6S4

S5 S7

bt

H

e

t

B

bp

bi

bt

S8

a) Datos de Entrada Dimensiones de la columna Altura total : H Ancho de alas : B Espesor de alas : e Espesor de alma : t Propiedades del acero Tensión de fluencia (kg/cm2) : Fy Tensión de rotura (kg/cm2) : Fu

N Pernos alas

N Pernos alma

N Filas Ala

N Filas Alma



Constr

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om

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S6

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Datos de conexión Tipo de unión : Aplastamiento Tipo de perno : A325 ( Hilo incluido en plano de corte ) Espacio mínimo entre pernos : Smin = 3 ⋅ dp Distancia mínima al borde : Lvamin = 1.5 ⋅ dp Diámetro de agujero : dh = dp + 1/16” Cargas de diseño Carga de tracción sobre las alas Tala = 0.6 ⋅ Fy ⋅ B ⋅ e Carga de tracción sobre el alma Talma = 0.6 ⋅ Fy ⋅ (H - 2⋅e) ⋅ t Carga de corte sobre el alma Valma = 0.4 ⋅ Fy ⋅ (H - 2⋅e) ⋅ t b) Conexión de Planchas Conectadas al Ala Diseño de pernos Diámetro de pernos en alas : dpala Corte admisible perno : Va Espacio entre pernos a usar : S1, S6, S4 Distancia al borde a usar : Lva Número de pernos requerido: Por resistencia de pernos Nala1 = Tala / (2⋅Va) Por aplastamiento del ala Nala2 = Tala / (dpala⋅e⋅1.2⋅Fu) N° mínimo pernos ala = max { Nala1; Nala2 } N° pernos a usar : Nala Espesor planchas exteriores Ancho de las planchas exteriores : bp ≤ B Ancho neto : An = min { (bp - 4⋅dh) ; 0.85⋅bp } Carga : 0.5 · Tala Espesor de plancha requerido: Por criterio de fractura en el área neta ep1 = 0.5 ⋅ Tala / ( 0.5 ⋅ Fu ⋅ An ) Por criterio de fluencia en el área bruta ep2 = 0.5 ⋅ Tala / ( 0.6 ⋅ Fy ⋅ bp ) Por aplastamiento ep3 = 0.5 ⋅ Tala / (Nala ⋅ dpala ⋅ 1.2 ⋅ Fu) Espesor mínimo plancha exterior = max { ep1, ep2, ep3 } Espesor a usar : ep



Constr

uApre

nde.c

om

Espacio entre pernos a usar : S1, S6, S4

Constr

uApre

nde.c

om

Espacio entre pernos a usar : S1, S6, S4 Distancia al borde a usar : Lva

Constr

uApre

nde.c

om

Distancia al borde a usar : Lva

Nala1 = Tala / (2

Constr

uApre

nde.c

om

Nala1 = Tala / (2Por aplastamiento del ala

Constr

uApre

nde.c

om

Por aplastamiento del ala Nala2 = Tala / (dpala

Constr

uApre

nde.c

om

Nala2 = Tala / (dpala

N° mínimo pernos ala = max { Nala1; Nala2 } Constr

uApre

nde.c

om

N° mínimo pernos ala = max { Nala1; Nala2 }

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Espesor planchas interiores Ancho de las planchas interiores : bi < (B-t) / 2 Ancho neto : An = min { (bi - 2⋅dh) ; 0.85⋅bi } Carga : 0.25 · Tala Espesor de plancha requerido: Por criterio de fractura en el área neta ei1 = 0.25 ⋅ Tala / ( 0.5 ⋅ Fu ⋅ An ) Por criterio de fluencia en el área bruta ei2 = 0.25 ⋅ Tala / ( 0.6 ⋅ Fy ⋅ bi ) Por aplastamiento ei3 = 0.25 ⋅ Tala / ( 0.5⋅ Nala ⋅ dpala ⋅ 1.2 ⋅ Fu) Espesor mínimo plancha interior = max { ei1 , ei2, ei3 } Espesor a usar : ei Verificaciones de desgarramiento (Para fórmulas detalladas ver Apéndice en punto 3.2) R = 0.3⋅Fu ⋅ ∑Av + 0.5⋅Fu ⋅ ∑At Si T < R ⇒ El número de pernos y distancia son satisfactorios. Verificación de desgarramiento en ala de la columna

T = Tala Verificación de desgarramiento en plancha exterior

T = 0.5 · Tala

Verificación de desgarramiento en plancha interior

T = 0.25 · Tala



Constr

uApre

nde.c

om El número de pernos y distancia son satisfactorios.

Constr

uApre

nde.c


Verificación de desgarramiento en ala de la columna

Constr

uApre

nde.c

om


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c) Conexión de Planchas Conectadas al Alma Diseño de pernos Diámetro de pernos en alma : dpalma Corte admisible perno : Va Espacio entre pernos a usar : S2, S3 Distancia al borde a usar : Lva Número de pernos requerido: Por resistencia de pernos Nalma1 = Talma / (4 ⋅ Va) Por aplastamiento del alma Nalma2 = Talma / (2 ⋅ dpalma ⋅t ⋅ 1.2⋅Fu) Por excentricidad del corte Nalma3: Según ICHA (Ver apéndice 3.1) para

la carga 0.25 · Valma N° mínimo pernos alma = max { Nalma1; Nalma2; Nalma3 } Nalma : N° pernos a usar Nf : N° de filas de pernos a usar (según esquema) Espesor planchas Ancho de las planchas : bt = 2 ⋅ Lva + S2 ⋅ ( Nalma / Nf – 1 ) Ancho neto : An = min { (bt – (Nalma / Nf) ⋅dh) ; 0.85⋅bt } Espesor de plancha requerido: Por criterio de fractura en el área neta et1 = 0.25 ⋅ Talma / ( 0.5 ⋅ Fu ⋅ An )

et2 = 0.25 ⋅ Valma / ( 0.3 ⋅ Fu ⋅ An ) Por criterio de fluencia en el área bruta et3 = 0.25 ⋅ Talma / ( 0.6 ⋅ Fy ⋅ bt )

et4 = 0.25 ⋅ Valma / ( 0.4 ⋅ Fy ⋅ bt ) Por aplastamiento et5 = Talma / (4⋅ Nalma ⋅ dpalma ⋅ 1.2⋅Fu) Espesor mínimo plancha = max { et1 , et2, et3, et4, et5 } Espesor a usar : et



Constr

uApre

nde.c

omN° mínimo pernos alma = max { Nalma1; Nalma2; Nalma3 }

Constr

uApre

nde.c


Nf : N° de filas de pernos a usar (según esquema)

Constr

uApre

nde.c

omNf : N° de filas de pernos a usar (según esquema)

Ancho de las planchas : bt = 2

Constr

uApre

nde.c

om

Ancho de las planchas : bt = 2 ⋅

Constr

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nde.c

om

⋅ Lva + S2

Constr

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nde.c

om

Lva + S2 Ancho neto : An = min { (bt – (Nalma / Nf)

Constr

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nde.c

om

Ancho neto : An = min { (bt – (Nalma / Nf)

Espesor de plancha requerido:

Constr

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nde.c

om

Espesor de plancha requerido: Por criterio de fractura en el área netaCon

struA

prend

e.com

Por criterio de fractura en el área neta

Por criterio de fluencia en el área bruta Con

struA

prend

e.com

Por criterio de fluencia en el área bruta

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Verificaciones de desgarramiento (Para fórmulas detalladas ver Apéndice en punto 3.2) R = 0.3⋅Fu ⋅ ∑Av + 0.5⋅Fu ⋅ ∑At Si T < R ⇒ El número de pernos y distancia son satisfactorios. Verificación de desgarramiento en alma T = 0.5 · Talma

Verificación de desgarramiento en planchas conectadas al alma

T = 0.25 · Talma

d) Verificación de las Planchas al Pandeo por Compresión

Las planchas de conexión de alma y de alas deben verificarse en su capacidad al pandeo por compresión.

A partir de los espesores y anchos determinados anteriormente, para la carga indicada (T, 0.5T ó 0.25T, según corresponda), se verificarán las planchas de acuerdo al Apéndice, punto 3.3.



Constr

uApre

nde.c

omVerificación de desgarramiento en planchas conectadas al alma

Constr

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nde.c



Constr

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om


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om

Las planchas de conexión de alma y de alas deben verificarse en su capacidad al Constr

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nde.c

om


uApre

nde.c

om

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1.4. EMPALME DE COLUMNAS O DIAGONALES “IN/HN”. CIZALLE DOBLE EN ALA Y ALMA CON 4 LINEAS DE PERNOS EN ALA

S2

S3

lv

eiep

lva

S1

H

e

t

B

S1

S6

lva

S6S4

bp

bi

S7S5

Nota: Este procedimiento general corresponde al empalme de una columna IN o HN. En el caso de un elemento de arriostramiento diagonal, se procede análogamente, pero omitiendo la verificación para la capacidad al corte del elemento. a) Datos de Entrada Dimensiones de la columna Altura total : H Ancho de alas : B Espesor de alas : e Espesor de alma : t Propiedades del acero Tensión de fluencia (kg/cm2) : Fy Tensión de rotura (kg/cm2) : Fu

N Filas Ala

N Filas Alma



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S6

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Constr

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nde.c

om

Constr

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nde.c

om

Constr

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nde.c

om

Constr

uApre

nde.c

om

Nota: Este procedimiento general corresponde al empalme de una columna IN o HN. Con

struA

prend

e.com

Nota: Este procedimiento general corresponde al empalme de una columna IN o HN. Con

struA

prend

e.com

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Datos de conexión Tipo de unión : Aplastamiento Tipo de perno : A325 ( Hilo incluido en plano de corte ) Espacio mínimo entre pernos : Smin = 3 ⋅ dp Distancia mínima al borde : Lvmin = 1.5 ⋅ dp Diámetro de agujero : dh = dp + 1/16” Cargas de diseño Carga de tracción sobre las alas Tala = 0.6 ⋅ Fy ⋅ B ⋅ e Carga de tracción sobre el alma Talma = 0.6 ⋅ Fy ⋅ (H - 2e) ⋅ t b) Conexión de Planchas Conectadas al Ala Diseño de pernos Diámetro de pernos en alas : dpala Corte admisible perno : Va Espacio entre pernos a usar : S1, S6, S4 Distancia al borde a usar : Lv Número de pernos requerido: Por resistencia de pernos Nala1 = Tala / (2⋅Va) Por aplastamiento del ala Nala2 = Tala / (dpala⋅e⋅1.2⋅Fu) N° mínimo pernos ala = max { Nala1; Nala2 } N° pernos a usar : Nala Espesor planchas exteriores Ancho de las planchas exteriores : bp ≤ B Ancho neto : An = min { (bp - 4⋅dh) ; 0.85⋅bp } Carga : 0.5 · Tala Espesor de plancha requerido: Por criterio de fractura en el área neta ep1 = 0.5 ⋅ Tala / ( 0.5 ⋅ Fu ⋅ An ) Por criterio de fluencia en el área bruta ep2 = 0.5 ⋅ Tala / ( 0.6 ⋅ Fy ⋅ bp ) Por aplastamiento ep3 = 0.5 ⋅ Tala / (Nala ⋅ dpala ⋅ 1.2 ⋅ Fu) Espesor mínimo plancha superior = max { ep1 , ep2, ep3 } Espesor a usar : ep



Constr

uApre

nde.c

om


Constr

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nde.c

om


Nala1 = Tala / (2

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nde.c

om

Nala1 = Tala / (2Nala2 = Tala / (dpala

Constr

uApre

nde.c

om

Nala2 = Tala / (dpala

N° mínimo pernos ala = max { Nala1; Nala2 } Constr

uApre

nde.c

om

N° mínimo pernos ala = max { Nala1; Nala2 }

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Espesor planchas interiores Ancho de las planchas interiores : bi < (B-t)/2 Ancho neto : An = min { (bi - 2⋅dh) ; 0.85⋅bi } Carga : 0.25 · Tala Espesor de plancha requerido: Por criterio de fractura en el área neta ei1 = 0.25 ⋅ Tala / ( 0.5 ⋅ Fu ⋅ An ) Por criterio de fluencia en el área bruta ei2 = 0.25 ⋅ Tala / ( 0.6 ⋅ Fy ⋅ bi ) Por aplastamiento ei3 = 0.25 ⋅ Tala / ( 0.5⋅ Nala ⋅ dpala ⋅ 1.2 ⋅ Fu) Espesor mínimo plancha inferior = max { ei1 , ei2, ei3 } Espesor a usar : ei Verificaciones de desgarramiento (Para fórmulas detalladas ver Apéndice en punto 3.2) R = 0.3⋅Fu ⋅ ∑Av + 0.5⋅Fu ⋅ ∑At Si T < R ⇒ El número de pernos y distancia son satisfactorios.



T = 0.5 · Tala


T = 0.25 · Tala



Constr

uApre

nde.c


Constr

uApre

nde.c



Constr

uApre

nde.c

om


16 de 73

c) Conexión de Planchas Conectadas al Alma Diseño de pernos Diámetro de pernos en alma : dpalma Corte admisible perno : Va Espacio entre pernos a usar : S2, S3 Distancia al borde a usar : Lv Número de pernos requerido: Por resistencia de pernos Nalma1 = Talma / (2 ⋅ Va) Por aplastamiento del alma Nalma2 = Talma / (dpalma ⋅t ⋅ 1.2⋅Fu) Por excentricidad del corte Nalma3: Según ICHA (Ver apéndice 3.1) para

la carga 0.25 · Valma N° mínimo pernos alma = max { Nalma1; Nalma2; Nalma3 } Nalma : N° pernos a usar Nf : N° de filas de pernos a usar (según esquema) Espesor planchas Ancho de las planchas : bt = 2 ⋅ Lv + S2 ⋅ ( Nalma / Nf – 1 ) Ancho neto plancha : An = min { (bt – (Nalma / Nf) ⋅dh) ; 0.85⋅bt } Espesor de plancha requerido: Por criterio de fractura en el área neta et1 = 0.5 ⋅ Talma / ( 0.5 ⋅ Fu ⋅ An ) Por criterio de fluencia en el área bruta et2 = 0.5 ⋅ Talma / ( 0.6 ⋅ Fy ⋅ bt ) Por aplastamiento et3 = Talma / (2⋅ Nalma ⋅ dpalma ⋅ 1.2⋅Fu) Espesor mínimo plancha = max { et1, et2, et3 } Espesor a usar : et



Constr

uApre

nde.c


Constr

uApre

nde.c


Nf : N° de filas de pernos a usar (según esquema)

Constr

uApre

nde.c



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nde.c

om


Constr

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nde.c

om

⋅ Lv + S2

Constr

uApre

nde.c

om

Lv + S2 Ancho neto plancha : An = min { (bt – (Nalma / Nf)

Constr

uApre

nde.c

om

Ancho neto plancha : An = min { (bt – (Nalma / Nf)

Espesor de plancha requerido:

Constr

uApre

nde.c

om

Espesor de plancha requerido: Por criterio de fractura en el área netaCon

struA

prend

e.com

Por criterio de fractura en el área netaConstr

uApre

nde.c

om

Por criterio de fluencia en el área bruta Constr

uApre

nde.c

om

Por criterio de fluencia en el área bruta Por aplastamiento

Constr

uApre

nde.c

om

Por aplastamiento

17 de 73

Verificaciones de desgarramiento (Para fórmulas detalladas ver Apéndice en punto 3.2) R = 0.3⋅Fu ⋅ ∑Av + 0.5⋅Fu ⋅ ∑At Si T < R ⇒ El número de pernos y distancia son satisfactorios. Verificación de desgarramiento en alma T = Talma

Verificación de desgarramiento en planchas conectadas al alma T = 0.5 · Talma d) Verificación de las Planchas al Pandeo por Compresión

Las planchas de conexión de alma y de alas deben verificarse en su capacidad al pandeo por compresión.




Constr

uApre

nde.c


Constr

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nde.c


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om


Constr

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om


Constr

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nde.c

om


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nde.c

om


uApre

nde.c

om

18 de 73

1.5. EMPALME DE VIGAS “IN”, CIZALLE DOBLE EN ALAS Y ALMA CON 4 LINEAS DE PERNOS EN ALA

a) Datos de Entrada Dimensiones de la viga Altura total : H Ancho de alas : B Espesor de alas : e Espesor de alma : t Propiedades del acero Tensión de fluencia (kg/cm2) : Fy Tensión de rotura (kg/cm2) : Fu



Constr

uApre

nde.c

om

Constr

uApre

nde.c

om

Constr

uApre

nde.c

om

19 de 73

Datos de conexión Tipo de unión : Aplastamiento Tipo de perno : A325 ( Hilo incluido en plano de corte ) Espacio mínimo entre pernos : Smin = 3 ⋅ dp Distancia mínima al borde : Lvmin = 1.5 ⋅ dp Diámetro de agujero : dh = dp + 1/16” Cargas de diseño Modulo de flexión de la viga en el eje fuerte Wx Carga de tracción sobre las alas Tala = 0.6 ⋅ Fy ⋅ Wx / (H - e) Carga de corte sobre el alma V = 0.4 ⋅ Fy ⋅ (H - 2e) ⋅ t b) Conexión de Planchas Conectadas al Ala Diseño de pernos Diámetro de pernos en alas : dpala Corte admisible perno : Va Espacio entre pernos a usar : S1, S6, S4 Distancia al borde a usar : Lv Número de pernos requerido: Por resistencia de pernos Nala1 = Tala / (2⋅Va) Por aplastamiento del ala Nala2 = Tala / (dpala⋅e⋅1.2⋅Fu) N° mínimo pernos ala = max { Nala1; Nala2 } N° pernos a usar : Nala Espesor planchas exteriores Ancho de las planchas exteriores : bp ≤ B Ancho neto : An = min { (bp - 4⋅dh) ; 0.85⋅bp } Carga : 0.5 · Tala Espesor de plancha requerido: Por criterio de fractura en el área neta ep1 = 0.5 ⋅ Tala / ( 0.5 ⋅ Fu ⋅ An ) Por criterio de fluencia en el área bruta ep2 = 0.5 ⋅ Tala / ( 0.6 ⋅ Fy ⋅ bp ) Por aplastamiento ep3 = 0.5 ⋅ Tala / (Nala ⋅ dpala ⋅ 1.2 ⋅ Fu) Espesor mínimo plancha superior = max { ep1 , ep2, ep3 } Espesor a usar : ep



Constr

uApre

nde.c

om


Constr

uApre

nde.c

om

Espacio entre pernos a usar : S1, S6, S4 Distancia al borde a usar : Lv

Constr

uApre

nde.c

om

Distancia al borde a usar : Lv

Nala1 = Tala / (2

Constr

uApre

nde.c

om

Nala1 = Tala / (2Por aplastamiento del ala Con

struA

prend

e.com

Por aplastamiento del ala

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Espesor planchas interiores Ancho de las planchas interiores : bi < (B-t)/2 Ancho neto : An = min { (bi - 2⋅dh) ; 0.85⋅bi } Carga : 0.25 · Tala Espesor de plancha requerido: Por criterio de fractura en el área neta ei1 = 0.25 ⋅ Tala / ( 0.5 ⋅ Fu ⋅ An ) Por criterio de fluencia en el área bruta ei2 = 0.25 ⋅ Tala / ( 0.6 ⋅ Fy ⋅ bi ) Por aplastamiento ei3 = 0.25 ⋅ Tala / ( 0.5⋅ Nala ⋅ dpala ⋅ 1.2 ⋅ Fu) Espesor mínimo plancha inferior = max { ei1 , ei2, ei3 } Espesor a usar : ei Verificaciones de desgarramiento (Para fórmulas detalladas ver Apéndice en punto 3.2) R = 0.3⋅Fu ⋅ ∑Av + 0.5⋅Fu ⋅ ∑At Si T < R ⇒ El número de pernos y distancia son satisfactorios.



T = 0.5 · Tala


T = 0.25 · Tala



Constr

uApre

nde.c


Constr

uApre

nde.c



Constr

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nde.c

om


21 de 73

c) Conexión de Planchas Conectadas al Alma Diseño de pernos Diámetro de pernos en alma : dpalma Corte admisible perno : Va Espacio entre pernos a usar : S2, S3 Distancia al borde a usar : Lv Número de pernos requerido: Por resistencia de pernos Nalma1 = V / (2 ⋅ Va) Por aplastamiento del alma Nalma2 = V / (dpalma ⋅t ⋅ 1.2⋅Fu) Por excentricidad del corte Nalma3: Según ICHA (Ver apéndice 3.1) N° mínimo pernos alma = max { Nalma1; Nalma2; Nalma3 } Nalma : N° pernos a usar Nf : N° de filas de pernos a usar (según esquema) Espesor planchas Ancho de las planchas : bt = 2 ⋅ Lv + S2 ⋅ ( Nalma / Nf – 1 ) Ancho neto plancha : An = min { (bt – (Nalma / Nf) ⋅dh) ; 0.85⋅bt } Espesor de plancha requerido: Por criterio de fractura en el área neta et1 = 0.5 ⋅ V / ( 0.5 ⋅ Fu ⋅ An ) Por criterio de fluencia en el área bruta et2 = 0.5 ⋅ V / ( 0.6 ⋅ Fy ⋅ bt ) Por aplastamiento et3 = V / (2⋅ Nalma ⋅ dpalma ⋅ 1.2⋅Fu) Espesor mínimo plancha = max { et1, et2, et3 } Espesor a usar : et d) Verificación de las Planchas al Pandeo por Compresión

Las planchas de alas deben verificarse en su capacidad al pandeo por compresión.




Constr

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om


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om

⋅ Lv + S2

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Lv + S2 Ancho neto plancha : An = min { (bt – (Nalma / Nf)

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nde.c

om

Ancho neto plancha : An = min { (bt – (Nalma / Nf)

Por criterio de fractura en el área neta

Constr

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om

Por criterio de fractura en el área neta et1 = 0.5

Constr

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nde.c

om

et1 = 0.5 Por criterio de fluencia en el área bruta

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om

Por criterio de fluencia en el área bruta

Constr

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om

Por aplastamiento Constr

uApre

nde.c

om

Por aplastamiento

22 de 73

1.6. CONEXIÓN APERNADA DE DIAGONALES L XL O TL A GUSSET a) Datos de Entrada Dimensiones de la diagonal Ala del ángulo : b Espesor del perfil : e Propiedades del acero Tensión de fluencia (kg/cm2) : Fy Tensión de rotura (kg/cm2) : Fu Datos de conexión Tipo de unión : Aplastamiento Tipo de perno : A325 ( Hilo incluido en plano de corte ) Espacio mínimo entre pernos : Smin = 3 ⋅ dp Distancia mínima al borde : Lvamin = 1.5 ⋅ dp Diámetro de agujero : dh = dp + 1/16” Cargas de diseño Carga de tracción sobre la diagonal T = (%) ⋅ 0.6 ⋅ Fy ⋅ Ag Donde: Ag : Sección bruta del perfil (%) : Porcentaje de cálculo de la conexión = 100%



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Ala del ángulo : b

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Ala del ángulo : b Espesor del perfil : e

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Espesor del perfil : e

Tensión de fluencia (kg/cm2) : Fy Constr

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Tensión de fluencia (kg/cm2) : Fy Tensión de rotura (kg/cm2) : Fu

Constr

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om

Tensión de rotura (kg/cm2) : Fu

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b) Conexión Diagonal – Gusset Cálculo número de pernos Diámetro del perno : dp Corte admisible del perno : Va Espacio entre pernos a usar : S Distancia la borde a usar : Lva Número de pernos requerido (cizalle simple) Por resistencia de pernos N1 = T / Va Por aplastamiento del perfil N2 = T / (dp ⋅ e ⋅ 1.2 ⋅ Fu) N° mínimo pernos = max { N1; N2 } N° pernos a usar : N Verificación del perfil Desgarramiento

Av = e ⋅ [ (N - 1) ⋅ S + Lva - (N - 0.5) ⋅ dh ] At = e · [ Lva - 0.5⋅dh ] R = 0.3⋅Fu ⋅ ∑Av + 0.5⋅Fu ⋅ ∑At Si T < R ⇒ El número de pernos y distancia son satisfactorios. Verificación del gusset Espesor de gusset a usar : eg Aplastamiento Tensión de aplastamiento de trabajo fp = T / (eg ⋅ N ⋅ dp) Tensión admisible de aplastamiento Fp = 1.2⋅Fu Si fp < Fp ⇒ Número pernos y espesor gusset satisfactorios



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om

S + Lva - (N - 0.5)

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24 de 73

Fluencia área bruta y Fractura área neta Ancho de la sección de Whitmore : Lw = St + 2 ⋅ (N - 1) ⋅ S ⋅ tan(30) Ancho mínimo del gusset : Bpmin = (%) ⋅ Ag / eg Ancho efectivo de cálculo en la última fila de pernos : Bp tal que :Bpmin < Bp < Lw Se debe cumplir: Fluencia área bruta Bp ⋅ eg ⋅ 0.6⋅Fy ≥ T Fractura área neta (Bp – Nf⋅dh) ⋅ eg ⋅ 0.5⋅Fu ≥ T Donde: Nf : Numero de filas de pernos en dirección paralela a la carga. Pandeo por compresión Para analizar el efecto de pandeo de las placas, se utiliza el concepto de sección de Whitmore (Manual AISC Volumen II-Connections). La ubicación de esta sección a su vez define la longitud de pandeo a considerar para determinar la tensión admisible de compresión que resiste la placa. (Ver Apéndice, punto 3.3) Verificación de resistencia a la flexión del gusset Se debe verificar que en la fibra más traccionada (o más comprimida), la solicitación no supere la tensión admisible del material. Debido a que en los casos de diagonales llegando a viga-columna el diseño considera minimizar la demanda de momento, esta verificación se realiza en los gusset de diagonales llegando sólo a viga o sólo a columna. Momento flector M = T ⋅ ex Esfuerzo por tracción pura Fa = T / (L ⋅ eg) Esfuerzo de tracción por momento Fb = 6⋅M / (eg ⋅ L^3) Esfuerzo total F = Fa + Fb Se debe cumplir que F < 0.6⋅Fy

30°

30°

St Lw



Constr

uApre

nde.c

omPara analizar el efecto de pandeo de las placas, se utiliza el concepto de sección de

Constr

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nde.c

omPara analizar el efecto de pandeo de las placas, se utiliza el concepto de sección de Whitmore (Manual AISC Volumen II-Connections). La ubicación de esta sección a su vez

Constr

uApre

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omWhitmore (Manual AISC Volumen II-Connections). La ubicación de esta sección a su vez define la longitud de pandeo a considerar para determinar la tensión admisible de

Constr

uApre

nde.c

omdefine la longitud de pandeo a considerar para determinar la tensión admisible de compresión que resiste la placa. (Ver Apéndice, punto 3.3)

Constr

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nde.c

omcompresión que resiste la placa. (Ver Apéndice, punto 3.3)

Constr

uApre

nde.c

om

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1.7. DOBLE CLIP APERNADO – APERNADO

a) Datos de Entrada Dimensiones de los elementos Dimensiones de los elementos Viga Ha Viga Hb Altura total de la viga Ha Hb Ancho de alas de la viga Ba Bb Espesor de alas de la viga ea eb Espesor del alma de la viga ta tb Propiedades del acero Elemento Tensión de fluencia (kg/cm2) Tensión de rotura (kg/cm2)

Viga Ha Fya Fua Viga Hb Fyb Fub Ángulos Fy Fu Cargas de diseño Carga de corte sobre la viga V = (%) ⋅ ta ⋅ (Ha – 2 ⋅ea) ⋅ 0.4⋅Fya Donde: (%) : Porcentaje de cálculo de la conexión = 75%



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Dimensiones de los elementos Viga Ha Viga Hb

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Dimensiones de los elementos Viga Ha Viga Hb

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Constr

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Altura total de la viga Ha Hb Ancho de alas de la viga Ba Bb

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Ancho de alas de la viga Ba Bb Espesor de alas de la viga ea eb Con

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prend

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Espesor de alas de la viga ea eb Espesor del alma de la viga ta tbCon

struA

prend

e.com

Espesor del alma de la viga ta tb

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Datos de conexión Tipo de unión : Aplastamiento Tipo de perno : A325 ( Hilo incluido en plano de corte ) Diámetro del perno : dp Diámetro de agujero : dh = dp + 1/16” Espacio mínimo entre pernos : Smin = 3 ⋅ dp Distancia mínima al borde : Lvamin = 1.5 ⋅ dp b) Cálculo del Número de Pernos Número de pernos Capacidad admisible del perno : Va Espacio entre pernos a usar : S Distancia al borde a usar : Lva Por resistencia de los pernos (cizalle doble) N1 = V / (2⋅Va) Por aplastamiento alma de viga Hb N2 = V / (2 ⋅ 1.2⋅Fub ⋅ tb ⋅ dp) Por aplastamiento alma de viga Ha N3 = V / (1.2⋅Fua ⋅ ta ⋅ dp) Número mínimo pernos = max { N1; N2, N3 } Número de pernos a usar : N c) Diseño de los Ángulos de Unión Espesor de ángulo Largo del ángulo : Lp = (N – 1) ⋅ S + 2⋅Lva Por fluencia en la sección bruta tp1 = (0.5⋅V) / (0.4⋅Fy ⋅ Lp) Por corte en la sección neta tp2 = (0.5⋅V) / ( 0.3⋅Fu ⋅ (Lp - N ⋅ dh) ) Por aplastamiento tp3 = (0.5⋅V) / (1.2⋅Fu ⋅ dp ⋅ N) Por bloque de cizalle del clip en la viga Ha tp4 = V / a1 Por bloque de cizalle del clip en la viga Hb tp5 = V / a2 Espesor mínimo de ángulo = max { tp1; tp2, tp3, tp4, tp5 } Espesor a usar : tp Donde: a1 = 2⋅[ (0.3⋅Lva + 0.5⋅lha) + 0.3⋅ ( (N - 1) ⋅ (s - dh) - 0.5⋅dh ) - dh / 4 ]⋅Fu lha : Distancia horizontal desde el centro geométrico de los pernos al borde vertical de la Viga Ha.



Constr

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omN1 = V / (2

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omN2 = V / (2

N3 = V / (1.2

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N3 = V / (1.2

Número mínimo pernos = max { N1; N2, N3 }

Constr

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om

Número mínimo pernos = max { N1; N2, N3 }

c) Diseño de los Ángulos de Unión

Constr

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om

c) Diseño de los Ángulos de Unión

Constr

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nde.c

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a2 = 2⋅[ (0.3⋅Lva + 0.5⋅lhb) + 0.3⋅ ( (N - 1) ⋅ (s - dh) - 0.5⋅dh ) - dh / 4 ]⋅Fu lhb : Distancia horizontal desde el centro geométrico de los pernos al borde de los ángulos (Viga Hb). d) Verificación Alma de Viga Ha Corte en bloque Av = ta ⋅ { lva + (N – 1) ⋅ (S – dh) – 0.5⋅dh } At = ta ⋅ { lha – 0.5⋅dh } V ≤ 0.3⋅Fua ⋅ Av + 0.5⋅Fau ⋅ At Donde: lva : Distancia vertical del último perno al destaje horizontal de la viga Ha. lha : Distancia horizontal desde el perno al borde vertical de la viga Ha. Fractura en el área neta V ≤ 0.3⋅Fua ⋅ ta ⋅ (ho - N ⋅ dh) Donde: ho : Altura libre de la viga Ha en la zona destajada. Fluencia en el área bruta V ≤ 0.4⋅Fya ⋅ ta ⋅ ho Pandeo del alma NOTA: Esta verificación debe hacerse cuando la viga tiene uno o dos recortes. V ≤ (Sa ⋅ Fbc) / e Donde: Sa : Módulo de la zona destajada. Fbc (MPa) = 108250⋅ f ⋅ k ⋅ (ta / ho)^2 < 0.6⋅Fya PARA UN RECORTE Fbc (MPa) = 233185⋅ ( ta^2 / (c⋅ho) ) ⋅fd < 0.6⋅Fya PARA DOS RECORTES e : Longitud horizontal del recorte desde el borde del clip.



Constr

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omlva : Distancia vertical del último perno al destaje horizontal de la viga Ha.

Constr

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omlva : Distancia vertical del último perno al destaje horizontal de la viga Ha. lha : Distancia horizontal desde el perno al borde vertical de la viga Ha.

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omlha : Distancia horizontal desde el perno al borde vertical de la viga Ha.

ho : Altura libre de la viga Ha en la zona destajada. Constr

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ho : Altura libre de la viga Ha en la zona destajada. Constr

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f : Factor de ajuste de pandeo Si c / Ha ≤ 1 ⇒ f = 2⋅ (c / Ha)

Si c / Ha > 1 ⇒ f = 1 + (c / Ha) k : Coeficiente de pandeo Si c / ho ≤ 1 ⇒ k = 2.2⋅ (ho / c)^1.65

Si c / ho > 1 ⇒ k = 2.2⋅ (ho / c) fd : Factor de ajuste para pandeo lateral fd = 3.5 – 7.5⋅(r / Ha) c : Recorte horizontal (mm). r : Recorte vertical (mm). e) Verificación de la Conexión a la Tracción y Efecto Tenaza El la conexión debe verificarse a la tracción y efecto tenaza. A partir del espesor, número de pernos y distancias determinadas anteriormente, para una carga de tracción de 2.5 Ton actuando de forma independiente del corte, se verificará la conexión de acuerdo al punto 1.9.



Constr

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nde.c

omde 2.5 Ton actuando de forma independiente del corte, se verificará la conexión de

Constr

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nde.c

omde 2.5 Ton actuando de forma independiente del corte, se verificará la conexión de

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1.8. DOBLE PLANCHA DE REFUERZO APERNADA NOTA: Este tipo de refuerzo se utiliza en el caso que producto de los destajes la zona de conexión de la viga no sea capaz de transmitir el 100% de la carga de corte de diseño. NOTA: El procedimiento entregado a continuación es para el cálculo de las planchas de refuerzo cuando se produce la falla del alma de la viga por efecto de pandeo. La carga de diseño considerada para estas planchas es la carga de corte faltante. a) Datos de Entrada Dimensiones de las vigas Dimensiones de las vigas Viga Ha Viga Hb Altura total de la viga Ha Hb Ancho de alas de la viga Ba Bb Espesor de alas de la viga ea eb Espesor del alma de la viga ta tb Recorte vertical : r1, r2 Recorte horizontal : c Propiedades del acero de la plancha de refuerzo Tensión de fluencia (kg/cm2) : Fy Tensión de rotura (kg/cm2) : Fu



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omNOTA: Este tipo de refuerzo se utiliza en el caso que producto de los destajes la zona de conexión de la viga no sea capaz de transmitir el 100% de la carga de corte

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omzona de conexión de la viga no sea capaz de transmitir el 100% de la carga de corte

NOTA: El procedimiento entregado a continuación es para el cálculo de las

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NOTA: El procedimiento entregado a continuación es para el cálculo de las planchas de refuerzo cuando se produce la falla del alma de la viga por efecto de

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planchas de refuerzo cuando se produce la falla del alma de la viga por efecto de

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pandeo. La carga de diseño considerada para estas planchas es la carga de corte

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pandeo. La carga de diseño considerada para estas planchas es la carga de corte

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b) Cargas de Diseño Vva = (%)⋅ ta ⋅ (Ha – 2 ⋅ ea) ⋅ 0.4⋅Fya Donde: Vva : Solicitación de corte de la conexión. Fya : Tensión de fluencia del acero de la Viga Ha. (%) : Porcentaje de cálculo = 75%. CASO 1 (UN RECORTE) ho = Ha – r1 (en mm) e = c + 10mm (en mm) Si c / ho ≤ 1 ⇒ k = 2.2⋅ (ho / c)^1.65 Si c / ho > 1 ⇒ k = 2.2⋅ (ho / c) Si c / Ha ≤ 1 ⇒ f = 2⋅ (c / Ha) Si c / Ha > 1 ⇒ f = 1 + (c / Ha) Fbc = 108250⋅ f ⋅ k ⋅ (ta / ho)^2 (en MPa)

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( ) taaehoaeBa

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Módulo de la zona destajada Sa = I / h2 Capacidad al pandeo por flexión en zona destajada Madm = Sa ⋅ min {Fbc ; 0.6⋅Fy} Vadm = Madm / e Capacidad requerida en una plancha de refuerzo V = (Vva – Vadm) / 2



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2 aehotaae2

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CASO 2 (DOS RECORTES) ho = Ha – r1 – r2 (en mm) e = c + 10mm (en mm) fd = 3.5 – 7.5⋅(r1 / Ha) Fbc = 233185⋅ ( ta^2 / (c⋅ho) ) ⋅fd (en MPa) Modulo de la zona destajada Sa = (ta ⋅ ho^2) / 6 Capacidad al pandeo por flexión en zona destajada Madm = Sa ⋅ min {Fbc ; 0.6⋅Fy} Vadm = Madm / e Capacidad requerida en una plancha de refuerzo V = (Vva – Vadm) / 2 c) Cálculo de Número de Pernos de la Plancha de Refuerzo Elección de pernos Tipo de unión : Aplastamiento Tipo de perno : A325 ( Hilo incluido en plano de corte ) Diámetro del perno : dp Diámetro del agujero : dh = dp + 1/16” Capacidad adm. al corte : Va Espaciamiento entre pernos Espacio mínimo entre pernos : S = 3 ⋅ dp Espacio entre pernos a usar : S1 , S2 Distancia mínima al borde : Lv = 1.5 ⋅ dp Distancia al borde a usar : Lv Excentricidad del grupo de pernos : ex = Y + (Nf – 1) ⋅ (S2 / 2) Con Y = e + 2.5” (2.5” valor propuesto por el AISC) Número de pernos

Se verifica corte en los pernos, aplastamiento en alma y plancha, y el efecto de la excentricidad de la carga. C requerido: Por resistencia de pernos C(req)1 = V / Va Por aplastamiento del alma C(req)2 = V / (dp ⋅ ta ⋅ 1.2⋅Fu) Por aplastamiento de la plancha C(req)3 = V / (dp ⋅ t ⋅ 1.2⋅Fu) Por excentricidad del corte C(ICHA) : Según ICHA (Ver punto 3.1)



Constr

uApre

nde.c

omTipo de unión : Aplastamiento

Constr

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nde.c

omTipo de unión : Aplastamiento Tipo de perno : A325 ( Hilo incluido en plano de corte )

Constr

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nde.c

omTipo de perno : A325 ( Hilo incluido en plano de corte )

Diámetro del agujero : dh = dp + 1/16”

Constr

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nde.c

om

Diámetro del agujero : dh = dp + 1/16” Capacidad adm. al corte : Va

Constr

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nde.c

om

Capacidad adm. al corte : Va

Constr

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nde.c

om

Espacio mínimo entre pernos : S = 3 Constr

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nde.c

om

Espacio mínimo entre pernos : S = 3 Espacio entre pernos a usar : S1 , S2 Con

struA

prend

e.com

Espacio entre pernos a usar : S1 , S2

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C(req) = max { C(req)1; C(req)2; C(req)3} Si C(ICHA) > C(req) ⇒ La configuración del grupo de pernos elegida es satisfactoria d) Verificación de las Dimensiones de una Plancha de Refuerzo Ancho de la plancha de refuerzo : h = (Npf –1) ⋅ S1 + 2⋅Lv Espesor requerido de plancha de refuerzo : t = V ⋅ Y ⋅ 6 / (0.6⋅Fy ⋅ h^2) S(req n) = (V ⋅ Y) / (0.5⋅Fu) Sn = (t ⋅ h^2) / 6 – (S1^2 ⋅ Npf ⋅ (Npf^2 – 1) ⋅ (t ⋅ dh) ) / (6 ⋅ h) Si Sn > S(req n) ⇒ Dimensiones de la plancha son satisfactorias e) Verificación de la Plancha de Refuerzo Fractura en el área neta V ≤ 0.3 ⋅ Fu ⋅ t ⋅ (h – Npf ⋅ dh) Fluencia en el área bruta V ≤ 0.4 ⋅ Fy ⋅ t ⋅ h Corte en bloque V ≤ Fu ⋅ t ⋅ { 0.3⋅(Lv + (Npf - 1) ⋅ (S1 - dh) - 0.5⋅dh) + 0.5⋅(Lv + (Nf - 1) ⋅ (S2 - dh) - 0.5⋅dh) }



Constr

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nde.c

om

(Lv + (Npf - 1) Constr

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om

(Lv + (Npf - 1) ⋅Constr

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om

⋅ (S1 - dh) - 0.5Constr

uApre

nde.c

om

(S1 - dh) - 0.5

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1.9. VERIFICACION INTERACCIÓN CORTE TRACCIÓN Y EFECTO TENAZA

a) Datos de Entrada Carga de corte : V Carga de tracción : T Número de pernos totales de la conexión : N b) Tensión admisible por Tracción Vcp = V / N Fv = Vcp / Ap Ft = ( 44^2 – 4.39 ⋅ Fv^2 )^0.5 B = Ft ⋅ Ap Se debe cumplir Tpp < B c) Verificación del Efecto Tenaza en la Plancha Receptora a' = a + d / 2 b' = b – d / 2 dh = d + 1 / 16"



Constr

uApre

nde.c

om

Constr

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nde.c

om

Constr

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om

Carga de corte : V

Constr

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nde.c

om

Carga de corte : V Carga de tracción : T Con

struA

prend

e.com

Carga de tracción : T Número de pernos totales de la conexión : N Con

struA

prend

e.com

Número de pernos totales de la conexión : N

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r = b' / a' tc = ( 8 ⋅ (B ⋅ b' / (P ⋅ Fy)) )^0.5 d = 1 - dh / P a'c = ( 1 / (d ⋅ (1 + r)) ) ⋅ ( (tc / t)^2 – 1 ) TA = B ⋅ (t / tc)^2 ⋅ (1 + d ⋅ a'c) Se debe cumplir Tpp < TA d) Verificación de Pernos al Corte Se debe cumplir Vcp < Va e) Verificación al Aplastamiento de Plancha Receptora Si Le > 1.5⋅d , se debe cumplir que: Le ≥ 2 ⋅ ( Vcp / (Fu ⋅ t) ) Fp = Le ⋅ (Fu / 2⋅d) ≤ 1.2⋅Fu Vadm = Ap ⋅ Fp Vadm > Vcp f) Verificación Interacción Corte – Tracción en Pernos, Incluye Efecto Tenaza a = (1 / d) / ( T / (B ⋅ (t / tc)^2) - 1 ) > 0 Q = B ⋅ d ⋅ a ⋅ r ⋅ (t / tc)^2 Tppt = Tpp + Q Se debe cumplir Tppt < B Nomenclatura: a : Distancia entre el centerline del perno al borde de la placa, no mayor a 1.25⋅b. b : Distancia entre el centerline del perno y el borde de la placa conectada. d : Diámetro del perno. P : Largo del ala paralela o el ancho tributario de cada perno. t : Espesor del ángulo conector o de la plancha de cabeza. Le : Distancia entre el centerline del perno y los bordes. Ap : Área del perno. Vcp : Solicitación de Corte por perno. Tpp : Solicitación de Tracción por perno. Va : Corte admisible por perno.



Constr

uApre

nde.c

om

f) Verificación Interacción Corte – Tracción en Pernos, Incluye Efecto Tenaza

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om

f) Verificación Interacción Corte – Tracción en Pernos, Incluye Efecto Tenaza

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om

Constr

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om

(t / tc)^2) - 1 ) > 0

Constr

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nde.c

om

(t / tc)^2) - 1 ) > 0

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1.10. NUDOS EN ELEVACIÓN

Esta conexión corresponde a los casos donde existe una unión rígida Viga-Columna a la cual llega una diagonal en elevación. El procedimiento de cálculo consiste en evaluar, según la geometría de la conexión, las cargas que afectarán a la Viga y a la Columna independientemente. Debido a que se pretende liberar a la viga de resistir corte proveniente de las diagonales, se obtiene el valor de las cargas verticales que afectan la viga, y se considera éste para dimensionar una plancha de refuerzo adyacente al ala de la columna, que reciba las cargas de corte de la viga. Además se realizan verificaciones para los efectos locales de la conexión de las Alas de la diagonal al elemento receptor, ya sea Ala de la Viga o Ala de la Columna. a) Datos de Entrada Dimensiones Columna: Altura total :Hc Ancho de Alas :Bc Espesor de Alas :ec Espesor de Alma :tc Dimensiones Viga: Altura total :Hv Ancho de Alas :Bv Espesor de Alas :ev Espesor de Alma :tv Dimensiones Diagonal: Altura total :Hd Ancho de Alas :Bd Espesor de Alas :ed Espesor de Alma :td Propiedades del acero Tensión de fluencia (kg/cm2) : Fy Tensión de rotura (kg/cm2) : Fu Cargas de diseño Carga Tracción-Compresión en alas Tala = 0.6 ⋅ Fy ⋅ Bd ⋅ ed Carga Tracción-Compresión en alma Talma = 0.6 ⋅ Fy ⋅ (Hd - 2⋅ed) ⋅ td



Constr

uApre

nde.c

om

Altura total :Hv

Constr

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nde.c

om

Altura total :Hv Ancho de Alas :Bv

Constr

uApre

nde.c

om

Ancho de Alas :Bv Espesor de Alas :ev Con

struA

prend

e.com

Espesor de Alas :ev Espesor de Alma :tv

Constr

uApre

nde.c

om

Espesor de Alma :tv

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b) Nomenclatura

Carga horizontal en Viga o Columna debido a Ala de la Diagonal : H1 Carga vertical en Viga o Columna debido a Ala de la Diagonal : V1 Carga horizontal en Columna debido a Alma de la Diagonal : Hc2 Carga vertical en Columna debido a Alma de la Diagonal : Vc2 Carga horizontal en Viga debido a Alma de la Diagonal : Hv2 Carga vertical en Viga debido a Alma de la Diagonal : Vv2 Longitud de Alma de la Diagonal en Columna : Lc Longitud de Alma de la Diagonal en Viga : Lv

H1

V1

Hc2

Vc2

H1 Hv2

V1 Vv2

Lc

Lv

Ls

Plancha de Refuerzo



Constr

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om

Constr

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om

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H1

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H1

Vv2

Constr

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nde.c

om

Vv2

Constr

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nde.c

om

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c) Cálculo Plancha de Refuerzo Se debe dimensionar la Plancha de Refuerzo verificando la fluencia en el Area bruta de èsta.

Corte a traspasar : V = V1 + Vv2 Dimensiones sección Plancha: Altura : Ls Espesor : ep Filete de Soldadura: Se realiza según punto 1.1 (Soldadura de doble filete) para una carga de corte V=V1+Vv2 d) Verificaciones Sección de Elemento Receptor Estas verificaciones se realizan para cargas puntuales provenientes de las Alas de la Diagonal, con el objeto de evaluar la necesidad de Atiesadores. Verificación de la capacidad a la flexión de las alas del elemento receptor Se debe atiesar el ala traccionada si el espesor del ala del elemento receptor es menor que el valor emin, dado por la siguiente expresión: Si se consideran solicitaciones laterales (viento o sismo) además de las gravitacionales:

emin ≥ 0.4⋅ (T / (0.75⋅Fyc))^0.5 ; T = H1 para la columna T = V1 para la viga

Si el espesor del Ala del elemento receptor es menor que emin, se deben diseñar Atiesadotes que resistan:

Rat = Ra - T Donde: Ra=(e / 0.4)^2 ⋅ 0.75⋅Fyc e = ec para la columna e = ev para la viga



Constr

uApre

nde.c

omd) Verificaciones Sección de Elemento Receptor

Constr

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omd) Verificaciones Sección de Elemento Receptor

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om

Estas verificaciones se realizan para cargas puntuales provenientes de las Alas de la

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nde.c

om

Estas verificaciones se realizan para cargas puntuales provenientes de las Alas de la Diagonal, con el objeto de evaluar la necesidad de Atiesadores.

Constr

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nde.c

om

Diagonal, con el objeto de evaluar la necesidad de Atiesadores.

Verificación de la capacidad a la flexión de las alas del elemento receptor

Constr

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om

Verificación de la capacidad a la flexión de las alas del elemento receptor

Se debe atiesar el ala traccionada si el espesor del ala del elemento receptor es menor

Constr

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nde.c

om

Se debe atiesar el ala traccionada si el espesor del ala del elemento receptor es menor

Constr

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nde.c

om

que el valor emin, dado por la siguiente expresión: Constr

uApre

nde.c

om

que el valor emin, dado por la siguiente expresión:

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Verificación de la fluencia local por tracción o compresión en el alma del elemento receptor Si la solicitación esta aplicada a una distancia mayor a la altura del extremo del elemento receptor:

Ra1 = 0.66⋅Fyc ⋅ t⋅ (Nap + 5⋅k) ; t = tc para la columna t = tv para la viga

Donde: Nap : Longitud de apoyo de la carga concentrada a lo largo del alma del elemento receptor (no debe ser menor que k) K : Distancia de la cara externa del ala del elemento receptor hasta el pie del filete de soldadura en el alma del elemento receptor Debe cumplirse:

Ra1 ≥ T; T = H1para la columna T = V1 para la viga

Si Ra1<T se deben utilizar Atiesadotes frente al ala de la diagonal que resistan:

Rat1 = Ra1 - T Verificación del aplastamiento del alma del elemento receptor por compresión perpendicular Si la solicitación esta aplicada a una distancia mayor o igual a la mitad de la altura del extremo del elemento receptor

Ra2 = 67.5 ⋅ t^2⋅ [1 + 3⋅ (Nap / H) ⋅ (t / e)^1.5] ⋅ [Fy⋅e / t]^0.5 [Kips] Donde : Nap(in), H(in), t(in), e(in), Fy(Ksi) Debe cumplirse:

Ra2 ≥ T ; T = H1para la columna T = V1 para la viga

Si Ra2<T se deben incluir Atiesadores que resistan

Rat2 = Ra2 - T



Constr

uApre

nde.c

om T; T = H1para la columna

Constr

uApre

nde.c

om T; T = H1para la columna

T = V1 para la viga

Constr

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nde.c

om T = V1 para la viga

Si Ra1<T se deben utilizar Atiesadotes frente al ala de la diagonal que resistan:

Constr

uApre

nde.c

omSi Ra1<T se deben utilizar Atiesadotes frente al ala de la diagonal que resistan:

Rat1 = Ra1 - T

Constr

uApre

nde.c

om

Rat1 = Ra1 - T

Verificación del aplastamiento del alma del elemento receptor por compresión

Constr

uApre

nde.c

om


Si la solicitación esta aplicada a una distancia mayor o igual a la mitad de la altura del

Constr

uApre

nde.c

om

Si la solicitación esta aplicada a una distancia mayor o igual a la mitad de la altura del extremo del elemento receptor Con

struA

prend

e.com

extremo del elemento receptor

[1 + 3Con

struA

prend

e.com

[1 + 3

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e) Diseño de Atiesadores En caso de requerirse Atiesadores, éstos se diseñan para la mayor de las diferencias de solicitaciones determinadas en las verificaciones, determinando un área requerida.

Ratd = max {Rat, Rat1, Rat2} Área de Atiesadotes requerida:

Aatc = Ratd / (0.6⋅Fyat) Debe verificarse:

2⋅bat ⋅ eat ≥ Aat Donde: Bat : ancho de cada atiesador Eat : espesor atiesador Los Atiesadores requeridos por Flexión de Ala o Fluencia del Alma, no necesitan tener una altura mayor que la mitad de la Altura del elemento receptor. En caso que se requiera Atiesador por Aplastamiento, éstos deben verificarse como Columnas comprimidas Axialmente con sección formada por los 2 Atiesadores más la colaboración del alma. f) Calculo Filete en Alma de Diagonal Para sección del Alma de la Diagonal en la Columna, se realiza según punto 1.1 (Soldadura de doble Filete) para carga de Corte Vc2 y carga de Tracción Hc2. Para sección del Alma de la Diagonal en la Viga, se realiza según punto 1.1 (Soldadura de doble Filete) para carga de Corte Hv2 y una de Tracción Vv2. NOTA: La carga de Corte vertical en la columna (V1), proveniente del Ala de la Diagonal, es traspasada a través de la Soldadura de Penetración completa. La carga de Corte horizontal en la viga (H1), proveniente del Ala de la Diagonal, es traspasada a través de la Soldadura de Penetración completa.



Constr

uApre

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omLos Atiesadores requeridos por Flexión de Ala o Fluencia del Alma, no necesitan tener

Constr

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omLos Atiesadores requeridos por Flexión de Ala o Fluencia del Alma, no necesitan tener una altura mayor que la mitad de la Altura del elemento receptor. En caso que se requiera

Constr

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omuna altura mayor que la mitad de la Altura del elemento receptor. En caso que se requiera Atiesador por Aplastamiento, éstos deben verificarse como Columnas comprimidas

Constr

uApre

nde.c

omAtiesador por Aplastamiento, éstos deben verificarse como Columnas comprimidas Axialmente con sección formada por los 2 Atiesadores más la colaboración del alma.

Constr

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nde.c

om

Axialmente con sección formada por los 2 Atiesadores más la colaboración del alma.

f) Calculo Filete en Alma de Diagonal

Constr

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nde.c

om

f) Calculo Filete en Alma de Diagonal

Constr

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nde.c

om

Constr

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nde.c

om

Para sección del Alma de la Diagonal en la Columna, se realiza según punto 1.1

Constr

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nde.c

om

Para sección del Alma de la Diagonal en la Columna, se realiza según punto 1.1 (Soldadura de doble Filete) para carga de Corte Vc2 y carga de Tracción Hc2.

Constr

uApre

nde.c

om

(Soldadura de doble Filete) para carga de Corte Vc2 y carga de Tracción Hc2.

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1.11. CRUCE DE DIAGONALES EN VIGA TIPO A

Esta conexión corresponde a los casos en que las Diagonales traspasan corte a la viga, y las dimensiones de ésta son insuficientes para resistir este traspaso, por lo que se requiere aumentar la capacidad de corte del elemento receptor. Esto se logra a través de añadir a la Viga un refuerzo en el Alma y, en caso de requerirse, agregando planchas de refuerzo a la conexión para formar una sección total capaz de traspasar la totalidad del corte entregado por las diagonales. Además, se verifican los efectos locales de las cargas puntuales provenientes de las Diagonales al elemento receptor. De estas verificaciones, se obtiene los valores para el diseño de Atiesadores. a) Datos de Entrada Dimensiones Viga: Altura total :Hv Ancho de Alas :Bv Espesor de Alas :ev Espesor de Alma :tv Dimensiones Diagonales: Altura total :Hd1,Hd2 Ancho de Alas :Bd1, Bd2 Espesor de Alas :ed1, ed2 Espesor de Alma :td1, td2 Propiedades del acero Tensión de fluencia (kg/cm2) : Fy Tensión de rotura (kg/cm2) : Fu Cargas de diseño Carga Tracción-Compresión en alas de Diagonal Tala = 0.6 ⋅ Fy ⋅ Bd ⋅ ed Carga Tracción-Compresión en alma de Diagonal Talma = 0.6 ⋅ Fy ⋅ (Hd - 2⋅ed) ⋅ td



Constr

uApre

nde.c

om

Altura total :Hd1,Hd2

Constr

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nde.c

om

Altura total :Hd1,Hd2 Ancho de Alas :Bd1, Bd2 Con

struA

prend

e.com

Ancho de Alas :Bd1, Bd2 Constr

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nde.c

om

Espesor de Alas :ed1, ed2 Constr

uApre

nde.c

om

Espesor de Alas :ed1, ed2

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b) Nomenclatura:

Carga Tracción-Compresión Diagonal superior : Ts Carga Tracción-Compresión Diagonal inferior : Ti Ángulo de la diagonal superior c/r a la viga : αs Ángulo de la diagonal inferior c/r a la viga : αi Dimensiones plancha refuerzo superior : Lps, eps Dimensiones plancha refuerzo inferior : Lpi, epi Dimensiones plancha refuerzo alma : Lpa, epa Capacidad de corte de la Viga : Vv c) Cálculo de Plancha de Refuerzo Se debe verificar la Fluencia del Área bruta de una sección capaz de resistir el corte proveniente de las diagonales. La sección resistente, puede obtenerse a partir de reforzar el alma de la Viga receptora, y agregando planchas superiores, inferiores o ambas, para obtener una mayor área de corte. d) Diseño de Atiesadores El diseño de Atiesadores es similar al caso de Nudos con Diagonales en Elevación.

α s

α i

Ts

Ti Ti

Ts

Lps

Lpi

Lpa



Constr

uApre

nde.c

om

Constr

uApre

nde.c

om

Constr

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om

Carga Tracción-Compresión Diagonal superior : Ts

Constr

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nde.c

om

Carga Tracción-Compresión Diagonal superior : Ts Carga Tracción-Compresión Diagonal inferior : Ti

Constr

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nde.c

om

Carga Tracción-Compresión Diagonal inferior : Ti Ángulo de la diagonal superior c/r a la viga :

Constr

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om

Ángulo de la diagonal superior c/r a la viga : Ángulo de la diagonal inferior c/r a la viga :

Constr

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om

Ángulo de la diagonal inferior c/r a la viga : Dimensiones plancha refuerzo superior : Lps, eps

Constr

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om

Dimensiones plancha refuerzo superior : Lps, eps Dimensiones plancha refuerzo inferior : Lpi, epi Con

struA

prend

e.com

Dimensiones plancha refuerzo inferior : Lpi, epi Dimensiones plancha refuerzo alma : Lpa, epaCon

struA

prend

e.com

Dimensiones plancha refuerzo alma : Lpa, epaConstr

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om

Constr

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nde.c

om

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1.12. CRUCE DE DIAGONALES EN VIGA TIPO B

Cuando la sección de refuerzo necesaria (Obtenida a partir del procedimiento para Cruce de Diagonales en Viga Tipo A), es desproporcionada a las dimensiones del elemento receptor, o debido a restricciones de espacio, se permite liberar a la Viga de traspasar el corte proveniente de las Diagonales. Para ello, se realiza el traspaso de carga directamente entre Diagonales, utilizando Atiesadores de continuidad para las alas de éstas. La unión se completa añadiendo la Viga y procurando dar continuidad a todas las secciones de ésta. Para ello, se utilizan Atiesadores de continuidad de alas y placas de continuidad de alma. En caso que una de las zonas del alma de la viga destajada sea de área pequeña, de forma que impida dar continuidad al alma, se permite suplir dicha área, a partir de la extensión de la Placa de continuidad de alma en el destaje opuesto.

Atiesadores para las diagonales Atiesadores

para la viga

Placa de continuidad de alma de la viga (extensión)



Constr

uApre

nde.c

om

Constr

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Cuando la sección de refuerzo necesaria (Obtenida a partir del procedimiento para Cruce

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om

Cuando la sección de refuerzo necesaria (Obtenida a partir del procedimiento para Cruce de Diagonales en Viga Tipo A), es desproporcionada a las dimensiones del elemento Con

struA

prend

e.com

de Diagonales en Viga Tipo A), es desproporcionada a las dimensiones del elemento receptor, o debido a restricciones de espacio, se permite liberar a la Viga de traspasar el Con

struA

prend

e.com

receptor, o debido a restricciones de espacio, se permite liberar a la Viga de traspasar el

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2. EJEMPLOS DE CÁLCULO

2.1. CONEXIÓN DE VIGA CON PLANCHA DE CORTE (SINGLE PLATE) Perfil IN 25X43.4 a) Datos de Entrada

Dimensiones de la viga

Altura total H = 250 mm Anchos de alas B = 150 mm Espesores de alas e = 14 mm Espesor de alma t = 6 mm Espesor de plancha tp = 10 mm Propiedades del acero Tensión de fluencia Fy = 2530 kg/cm2 Tensión de rotura Fu = 4080 kg/cm2 Carga de diseño (75% de la capacidad de corte) Corte V = 10110 kg

c) Cálculo del Número de Pernos Elección de pernos Diámetro del perno dp = 1” Corte admisible del perno Va = 7479 kg Espacio entre pernos a usar S1 = 90 mm Distancia al borde a usar Lv = 40 mm Excentricidad del grupo de pernos ex = 50 mm Número de pernos Número de pernos a usar Np = 2 Numero de filas a usar Nf = 1 C requerido: Por resistencia de pernos C(req)1 = 1.35 Por aplastamiento del alma C(req)2 = 1.35 Por aplastamiento de la plancha C(req)3 = 0.81



Constr

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nde.c

om

Tensión de fluencia Fy = 2530 kg/cm2

Constr

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nde.c

om

Tensión de fluencia Fy = 2530 kg/cm2 Tensión de rotura Fu = 4080 kg/cm2

Constr

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om

Tensión de rotura Fu = 4080 kg/cm2

Carga de diseño (75% de la capacidad de corte)

Constr

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nde.c

om

Carga de diseño (75% de la capacidad de corte)

Corte V = 10110 kg

Constr

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om

Corte V = 10110 kg

c) Cálculo del Número de PernosConstr

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nde.c

om

c) Cálculo del Número de PernosConstr

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nde.c

om

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Por excentricidad del corte C(ICHA) = 1.34 C(ICHA) = 1.34 < C(req) = 1.35 (interacción 1.01 < 1.05) ⇒ CUMPLE d) Cálculo de Filete de Soldadura. Carga de corte V = 10110 kg Carga de tracción T = 2500 kg Momento flector Mf = 50549 kg-cm Momento torsor Mt = 0 Largo de la soldadura h = 170 mm Distancia entre filetes b = 10 mm Resultante de carga que solicita la soldadura Fr c = 603.13 kg/cm (sólo corte) Fr t = 73.53 kg/cm (sólo tracción) Resultante de carga a usar Fr =603.13 kg/cm Filete mínimo amin = max { 5.96 mm, 5.77 mm } = 5.96 mm Filete a usar a = 6 mm e) Verificación Plancha Conectora Verificación a la fluencia en el área bruta V = 10110 kg < 17204 kg ⇒ CUMPLE Verificación a la fractura en el área neta V = 10110 kg < 14201 kg ⇒ CUMPLE Verificación del corte en bloque V = 10110 kg < 16364 kg ⇒ CUMPLE Verificación del momento flector Mf = 50549 kg-cm < 73117 kgcm ⇒ CUMPLE



Constr

uApre

nde.c

omFilete mínimo amin = max { 5.96 mm, 5.77 mm } = 5.96 mm

Constr

uApre

nde.c

omFilete mínimo amin = max { 5.96 mm, 5.77 mm } = 5.96 mm

Verificación a la fluencia en el área bruta

Constr

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nde.c

om

Verificación a la fluencia en el área bruta

⇒

Constr

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nde.c

om

⇒ CUMPLE

Constr

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nde.c

om

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om

Verificación a la fractura en el área neta

Constr

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nde.c

om

Verificación a la fractura en el área neta

V = 10110 kg < 14201 kg Constr

uApre

nde.c

om

V = 10110 kg < 14201 kg

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2.2. EMPALME DE COLUMNA XIE, CIZALLE DOBLE EN ALA Y ALMA CON 4 LINEAS DE PERNOS

Perfil XIE 80X360 a) Datos de Entrada Dimensiones de la columna Altura total H = 800 mm Ancho de alas B = 350 mm Espesor de alas e = 22 mm Espesor de alma t = 10 mm Propiedades del acero Tensión de fluencia Fy = 2530 kg/cm2 Tensión de rotura Fu = 4080 kg/cm2 Cargas de diseño Carga de tracción sobre las alas Tala = 116886 kg Carga de tracción sobre el alma Talma = 114761 kg Carga de corte sobre el alma Valma = 76507 kg b) Conexión de Planchas Conectadas al Ala Diseño de pernos Diámetro de pernos en alas dpala = 1” Corte admisible perno Va = 7479 kg Espacio entre pernos a usar S1 = 90 mm

S6 = 80 mm S4 = 110 mm

Distancia al borde a usar Lva = 40 mm Número de pernos requerido: Por resistencia de pernos Nala1 = 7.81 Por aplastamiento del ala Nala2 = 4.27 N° pernos a usar Nala = 8



Constr

uApre

nde.c

omTensión de fluencia Fy = 2530 kg/cm2

Constr

uApre

nde.c

omTensión de fluencia Fy = 2530 kg/cm2 Tensión de rotura Fu = 4080 kg/cm2

Constr

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nde.c

omTensión de rotura Fu = 4080 kg/cm2

Carga de tracción sobre las alas Tala = 116886 kg

Constr

uApre

nde.c

om

Carga de tracción sobre las alas Tala = 116886 kg Carga de tracción sobre el alma Talma = 114761 kg

Constr

uApre

nde.c

om

Carga de tracción sobre el alma Talma = 114761 kg

Constr

uApre

nde.c

om

Carga de corte sobre el alma Valma = 76507 kg

Constr

uApre

nde.c

om

Carga de corte sobre el alma Valma = 76507 kg

b) Conexión de Planchas Conectadas al AlaConstr

uApre

nde.c

om


uApre

nde.c

om


uApre

nde.c

om


uApre

nde.c

om

46 de 73

Espesor planchas exteriores Ancho de las planchas exteriores bp = 350 mm Ancho neto An = min { 24.2 cm ; 29.8 cm } = 24.2 cm Carga 0.5⋅Tala = 58443 kg Espesor de plancha requerido: Por criterio de fractura en el área neta ep1 = 11.8 mm Por criterio de fluencia en el área bruta ep2 = 11 mm Por aplastamiento ep3 = 5.9 mm Espesor a usar ep = 14 mm Espesor planchas interiores Ancho de las planchas interiores bi = 160 mm Ancho neto An = min { 10.6 cm ; 13.6 cm } = 10.6 cm Carga 0.25⋅Tala = 29222 kg Espesor de plancha requerido: Por criterio de fractura en el área neta ei1 = 13.5 mm Por criterio de fluencia en el área bruta ei2 = 12 mm Por aplastamiento ei3 = 5.9 mm Espesor a usar ei = 16mm Verificación de desgarramiento Verificación de desgarramiento en ala de la columna 116886 kg < 119587 kg ⇒ CUMPLE Verificación de desgarramiento en plancha exterior 58443 kg < 76101 kg ⇒ CUMPLE Verificación de desgarramiento en plancha interior

29222 kg < 52366 kg ⇒ CUMPLE

c) Conexión de Planchas Conectadas al Alma Diseño de pernos Diámetro de pernos en alma dpalma = 1” Corte admisible perno Va = 7479 kg Espacio entre pernos a usar S2 = 95 mm



Constr

uApre

nde.c

omAncho neto An = min { 10.6 cm ; 13.6 cm } = 10.6 cm

Constr

uApre

nde.c


Tala = 29222 kg

Constr

uApre

nde.c

omTala = 29222 kg

ei1 = 13.5 mm

Constr

uApre

nde.c

om ei1 = 13.5 mm

ei2 = 12 mm

Constr

uApre

nde.c

om

ei2 = 12 mm

Constr

uApre

nde.c

om

ei3 = 5.9 mm

Constr

uApre

nde.c

om

ei3 = 5.9 mm

Verificación de desgarramiento

Constr

uApre

nde.c

om


Constr

uApre

nde.c

om

Verificación de desgarramiento en ala de la columnaConstr

uApre

nde.c

om


47 de 73

S3 = 120 mm

Distancia al borde a usar Lva = 50 mm Número de pernos requerido: Por resistencia de pernos Nalma1 = 3.84 Por aplastamiento del alma Nalma2 = 4.61 Por excentricidad del corte Nalma3 = 2.99 N° pernos a usar Nalma = 6 N° de filas de pernos a usar Nf = 2 Espesor planchas Ancho de las planchas bt = 290 mm Ancho neto An = min { 20.90 cm ; 24.65 } = 20.90 cm Espesor de plancha requerido: Por criterio de fractura en el área neta et1 = 6.7 mm et2 = 7.5 mm Por criterio de fluencia en el área bruta et3 = 6.5 mm et4 = 6.5 mm Por aplastamiento et5 = 3.84 mm Espesor a usar et = 10 mm Verificación de desgarramiento Verificación de desgarramiento en alma 57381 kg < 59455 kg ⇒ CUMPLE Verificación de desgarramiento en planchas conectadas al alma 28690 kg < 59455 kg ⇒ CUMPLE d) Verificación de las Planchas al Pandeo por Compresión Planchas exteriores conectadas al ala Carga 0.5⋅Tala = 58443 kg Espacio máximo entre pernos a usar S7 = 210 mm Padm = 59546 kg > 58443 kg ⇒ CUMPLE Planchas interiores conectadas al ala Carga 0.25⋅Tala = 29222 kg Espacio máximo entre pernos a usar S7 = 210 mm



Constr

uApre

nde.c

om et1 = 6.7 mm

Constr

uApre

nde.c

om et1 = 6.7 mm et2 = 7.5 mm

Constr

uApre

nde.c

om et2 = 7.5 mm et3 = 6.5 mm

Constr

uApre

nde.c

omet3 = 6.5 mm

et4 = 6.5 mm

Constr

uApre

nde.c

om et4 = 6.5 mm

Constr

uApre

nde.c

om

et5 = 3.84 mm

Constr

uApre

nde.c

om

et5 = 3.84 mm

Verificación de desgarramiento en alma

Constr

uApre

nde.c

om

Verificación de desgarramiento en alma

57381 kg < 59455 kg Constr

uApre

nde.c

om

57381 kg < 59455 kg

48 de 73

Padm = 32410 kg > 29222 kg ⇒ CUMPLE Planchas conectadas al alma Carga 0.25⋅Talma = 28690 kg Espacio máximo entre pernos a usar S5 = 120 mm Padm = 37553 kg > 28690 kg ⇒ CUMPLE



Constr

uApre

nde.c

om

49 de 73

2.3. EMPALME DE DIAGONAL HN CIZALLE DOBLE EN ALA Y ALMA CON 4 LINEAS DE PERNOS EN EL ALA

Perfil HN 35X91.5 a) Datos de Entrada Dimensiones de la diagonal Altura total H = 350 mm Ancho de alas B = 350 mm Espesor de alas e = 12 mm Espesor de alma t = 10 mm Propiedades del acero Tensión de fluencia Fy = 2530 kg/cm2 Tensión de rotura Fu = 4080 kg/cm2 Cargas de diseño Carga de tracción sobre las alas Tala = 63756 kg Carga de tracción sobre el alma Talma = 49487 kg b) Conexión de Planchas Conectadas al Ala Diseño de pernos Diámetro de pernos en alas dpala = 3/4” Corte admisible perno Va = 4207 kg Espacio entre pernos a usar S1 = 80 mm

S6 = 80 mm S4 = 100 mm

Distancia al borde a usar Lv = 30 mm Número de pernos requerido: Por resistencia de pernos Nala1 = 7.6 Por aplastamiento del ala Nala2 = 5.7 N° pernos a usar Nala = 8



Constr

uApre

nde.c


Constr

uApre

nde.c


Constr

uApre

nde.c


Carga de tracción sobre las alas Tala = 63756 kg

Constr

uApre

nde.c

om

Carga de tracción sobre las alas Tala = 63756 kg Carga de tracción sobre el alma Talma = 49487 kg

Constr

uApre

nde.c

om

Carga de tracción sobre el alma Talma = 49487 kg

b) Conexión de Planchas Conectadas al Ala

Constr

uApre

nde.c

om

b) Conexión de Planchas Conectadas al Ala

Constr

uApre

nde.c

om

50 de 73

Espesor planchas exteriores Ancho de las planchas exteriores bp = 320 mm Ancho neto An = min { 23.7 cm ; 27.2 cm } = 23.7 cm Carga 0.5⋅Tala = 31878 kg Espesor de plancha requerido: Por criterio de fractura en el área neta ep1 = 6.58 mm Por criterio de fluencia en el área bruta ep2 = 6.56 mm Por aplastamiento ep3 = 4.3 mm Espesor a usar ep = 10 mm Espesor planchas interiores Ancho de las planchas interiores bi = 140 mm Ancho neto An = min { 9.87 cm ; 11.9 cm } = 9.87 cm Carga 0.25⋅Tala = 15939 kg Espesor de plancha requerido: Por criterio de fractura en el área neta ei1 = 7.9 mm Por criterio de fluencia en el área bruta ei2 = 7.5 mm Por aplastamiento ei3 = 2.1 mm Espesor a usar ei = 10 mm Verificación de desgarramiento

Verificación de desgarramiento en ala de la diagonal 63756 kg < 69264 kg ⇒ CUMPLE Verificación de desgarramiento en plancha exterior 31878 kg < 59760 kg ⇒ CUMPLE Verificación de desgarramiento en plancha interior

15939 kg < 31460 kg ⇒ CUMPLE



Constr

uApre

nde.c


Constr

uApre

nde.c


Tala = 15939 kg

Constr

uApre

nde.c

omTala = 15939 kg

ei1 = 7.9 mm

Constr

uApre

nde.c

om ei1 = 7.9 mm

ei2 = 7.5 mm

Constr

uApre

nde.c

om

ei2 = 7.5 mm

Constr

uApre

nde.c

om

ei3 = 2.1 mm

Constr

uApre

nde.c

om

ei3 = 2.1 mm


Constr

uApre

nde.c

om


Constr

uApre

nde.c

om

Verificación de desgarramiento en ala de la diagonalConstr

uApre

nde.c

om

Verificación de desgarramiento en ala de la diagonal

51 de 73

c) Conexión de Planchas Conectadas al Alma Diseño de pernos Diámetro de pernos en alma dpalma = 3/4” Corte admisible perno Va = 4207 kg Espacio entre pernos a usar S2 = 90 mm

S3 = 90 mm Distancia al borde a usar Lv = 40 mm Número de pernos requerido: Por resistencia de pernos Nalma1 = 5.9 Por aplastamiento del alma Nalma2 = 5.3 N° pernos a usar Nalma = 6 N° de filas de pernos a usar Nf = 2 Espesor planchas Ancho de las planchas bt = 260 mm Ancho neto An = min { 19.81 cm ; 22.1 cm } = 19.81 cm Espesor de plancha requerido: Por criterio de fractura en el área neta et1 = 6.12 mm Por criterio de fluencia en el área bruta et2 = 6.27 mm Por aplastamiento et3 = 4.4 mm Espesor a usar et = 10 mm Verificación de desgarramiento Verificación de desgarramiento en alma 49487 kg < 52546 kg ⇒ CUMPLE Verificación de desgarramiento en planchas conectadas al alma 24744 kg < 52546 kg ⇒ CUMPLE d) Verificación de las Planchas al Pandeo por Compresión Planchas exteriores conectadas al ala Carga 0.5⋅Tala = 31878 kg Espacio máximo entre pernos a usar S7 = 90 mm Padm = 43709 kg > 31878 kg ⇒ CUMPLE



Constr

uApre

nde.c


Constr

uApre

nde.c


et1 = 6.12 mm

Constr

uApre

nde.c

om

et1 = 6.12 mm Por criterio de fluencia en el área bruta

Constr

uApre

nde.c

om

Por criterio de fluencia en el área bruta et2 = 6.27 mm

Constr

uApre

nde.c

om

et2 = 6.27 mm Por aplastamiento

Constr

uApre

nde.c

om

Por aplastamiento et3 = 4.4 mm

Constr

uApre

nde.c

om

et3 = 4.4 mm

Espesor a usar et = 10 mm

Constr

uApre

nde.c

om


Verificación de desgarramientoConstr

uApre

nde.c

om


52 de 73

Planchas interiores conectadas al ala Carga 0.25⋅Tala = 15939 kg Espacio máximo entre pernos a usar S7 = 90 mm Padm = 19122 kg > 15939 kg ⇒ CUMPLE Planchas conectadas al alma Carga 0.5⋅Talma = 24744 kg Espacio máximo entre pernos a usar S5 = 90 mm Padm = 35513 kg > 24744 kg ⇒ CUMPLE



Constr

uApre

nde.c

om

53 de 73

2.4. EMPALME DE VIGA CIZALLE DOBLE EN ALAS Y ALMA CON 4 LINEAS DE PERNOS EN LAS ALAS

Perfil IN 80X127 a) Datos de Entrada Dimensiones de la columna Altura total H = 800 mm Ancho de alas B = 300 mm Espesor de alas e = 14 mm Espesor de alma t = 10 mm Propiedades del acero Tensión de fluencia Fy = 2530 kg/cm2 Tensión de rotura Fu = 4080 kg/cm2 Cargas de diseño Modulo de flexión de la viga en el eje fuerte Wx =4202 cm3 Carga de tracción sobre las alas Tala =81159 kg Carga de corte sobre el alma V = 78126 kg b) Conexión de Planchas Conectadas al Ala Diseño de pernos Diámetro de pernos en alas dpala = 3/4” Corte admisible perno Va = 4207 kg Espacio entre pernos a usar S1 = 70 mm

S6 = 70 mm S4 = 100 mm

Distancia al borde a usar Lv= 30 mm Número de pernos requerido: Por resistencia de pernos Nala1 = 9.7 Por aplastamiento del ala Nala2 = 6.2 N° pernos a usar Nala = 12



Constr

uApre

nde.c


Constr

uApre

nde.c


Constr

uApre

nde.c


Modulo de flexión de la viga en el eje fuerte

Constr

uApre

nde.c

om

Modulo de flexión de la viga en el eje fuerte Wx =4202 cm3

Constr

uApre

nde.c

om

Wx =4202 cm3 Carga de tracción sobre las alas Tala =81159 kg

Constr

uApre

nde.c

om

Carga de tracción sobre las alas Tala =81159 kg Carga de corte sobre el alma V = 78126 kg

Constr

uApre

nde.c

om

Carga de corte sobre el alma V = 78126 kg


uApre

nde.c

om


uApre

nde.c

om

54 de 73

Espesor planchas exteriores Ancho de las planchas exteriores bp = 300 mm Ancho neto An = min { 21.75 cm ; 25.5 cm } = 21.75 cm Carga 0.5⋅Tala = 40580 kg Espesor de plancha requerido: Por criterio de fractura en el área neta ep1 = 9.15 mm Por criterio de fluencia en el área bruta ep2 = 8.91 mm Por aplastamiento ep3 = 3.6 mm Espesor a usar ep = 10 mm Espesor planchas interiores Ancho de las planchas interiores bi = 130 mm Ancho neto An = min { 8.87 cm ; 11.05 cm } = 8.87 cm Carga 0.25⋅Tala = 20290 kg Espesor de plancha requerido: Por criterio de fractura en el área neta ei1 = 11.21 mm Por criterio de fluencia en el área bruta ei2 = 10.28 mm Por aplastamiento ei3 = 3.6 mm Espesor a usar ei = 12 mm Verificación de desgarramiento Verificación de desgarramiento en ala de la viga 81159 kg < 80018 kg (interacción : 1.01 < 1.05) ⇒ CUMPLE Verificación de desgarramiento en plancha exterior 40580 kg < 65316 kg ⇒ CUMPLE Verificación de desgarramiento en plancha interior

20290 kg < 46867 kg ⇒ CUMPLE



Constr

uApre

nde.c


Constr

uApre

nde.c


Tala = 20290 kg

Constr

uApre

nde.c

omTala = 20290 kg

ei1 = 11.21 mm

Constr

uApre

nde.c

om ei1 = 11.21 mm

ei2 = 10.28 mm

Constr

uApre

nde.c

om

ei2 = 10.28 mm

Constr

uApre

nde.c

om

ei3 = 3.6 mm

Constr

uApre

nde.c

om

ei3 = 3.6 mm


Constr

uApre

nde.c

om


Constr

uApre

nde.c

om

Verificación de desgarramiento en ala de la vigaConstr

uApre

nde.c

om

Verificación de desgarramiento en ala de la viga

55 de 73

c) Conexión de Planchas Conectadas al Alma Diseño de pernos Diámetro de pernos en alma dpalma = 3/4” Corte admisible perno Va = 4207 kg Espacio entre pernos a usar S2 = 100 mm

S3 = 60 mm Distancia al borde a usar Lv = 30 mm Número de pernos requerido: Por resistencia de pernos Nalma1 = 9.29 Por aplastamiento del alma Nalma2 = 8.4 Por excentricidad del corte Nalma3 = 10.24 N° pernos a usar Nalma =12 N° de filas de pernos a usar (en sentido perpendicular a las alas) Nf = 2 Espesor planchas Ancho de las planchas bt = 560 mm Ancho neto An = min { 43.62 cm ; 47.6 cm } = 43.62 cm Espesor de plancha requerido: Por criterio de fractura en el área neta et1 = 7.32 mm Por criterio de fluencia en el área bruta et2 = 6.89 mm Por aplastamiento et3 = 3.5 mm Espesor a usar et = 10 mm d) Verificación de las Planchas al Pandeo por Compresión Planchas exteriores conectadas al ala Carga 0.5⋅Tala = 40580 kg Espacio máximo entre pernos a usar S7 = 110 mm Padm = 39588 kg < 40580 kg (interacción : 1.03 < 1.05) ⇒ CUMPLE Planchas interiores conectadas al ala Carga 0.25⋅Tala = 20290 kg Espacio máximo entre pernos a usar S7 = 110 mm Padm = 21250 kg > 20290 kg ⇒ CUMPLE



Constr

uApre

nde.c

omN° de filas de pernos a usar (en sentido perpendicular a las alas) Nf = 2

Constr

uApre

nde.c

omN° de filas de pernos a usar (en sentido perpendicular a las alas) Nf = 2

Ancho de las planchas bt = 560 mm

Constr

uApre

nde.c

omAncho de las planchas bt = 560 mm Ancho neto An = min { 43.62 cm ; 47.6 cm } = 43.62 cm

Constr

uApre

nde.c

om

Ancho neto An = min { 43.62 cm ; 47.6 cm } = 43.62 cm

et1 = 7.32 mm

Constr

uApre

nde.c

om

et1 = 7.32 mm Por criterio de fluencia en el área bruta

Constr

uApre

nde.c

om

Por criterio de fluencia en el área bruta et2 = 6.89 mm

Constr

uApre

nde.c

om

et2 = 6.89 mm Por aplastamiento

Constr

uApre

nde.c

om

Por aplastamiento

Espesor a usar et = 10 mm Con

struA

prend

e.com


d) Verificación de las Planchas al Pandeo por CompresiónCon

struA

prend

e.com


56 de 73

2.5. CONEXIÓN APERNADA DE DIAGONAL L A GUSSET Perfil L 10X11.7 a) Datos de Entrada Dimensiones de la diagonal Ala del ángulo b = 100 mm Espesor del perfil e = 8 mm Propiedades del acero Tensión de fluencia Fy = 2530 kg/cm2 Tensión de rotura Fu = 4080 kg/cm2 Cargas de diseño (100% de la capacidad de tracción) Carga de tracción sobre la diagonal T = 22625 kg b) Conexión Diagonal - Gusset Cálculo número de pernos Diámetro del perno dp = 1” Corte admisible del perno Va = 7479 kg Espacio entre pernos a usar S = 110 mm Distancia la borde a usar Lva = 40 mm Número de pernos requerido: Por resistencia de pernos N1 = 3.0 Por aplastamiento del perfil N2 = 1.8 Número de pernos a usar N = 3 Número de filas a usar Nf = 1



Constr

uApre

nde.c


Constr

uApre

nde.c


Cargas de diseño (100% de la capacidad de tracción)

Constr

uApre

nde.c

omCargas de diseño (100% de la capacidad de tracción)

Carga de tracción sobre la diagonal T = 22625 kg

Constr

uApre

nde.c

om

Carga de tracción sobre la diagonal T = 22625 kg

Cálculo número de pernos Constr

uApre

nde.c

om

Cálculo número de pernos

Diámetro del perno dp = 1” Con

struA

prend

e.com

Diámetro del perno dp = 1”

57 de 73

Verificación del perfil Desgarramiento Av = 15.40 cm2 At = 2.12 cm2 R = 23178 kg T = 22625 kg < R = 23178 kg ⇒ CUMPLE Verificación del gusset Espesor de gusset a usar eg = 10 mm Aplastamiento fp = 2969 kg < Fp = 4896 kg ⇒ CUMPLE Fluencia área bruta y Fractura área neta Ancho de la sección de Whitmore Lw = 254 mm Ancho mínimo del gusset Bpmin = 149 mm Ancho efectivo de cálculo en la última fila de pernos Bp = 180 mm Fluencia área bruta 27324 kg > 22625 kg ⇒ CUMPLE Fractura área neta 31214 kg > 22625 kg ⇒ CUMPLE Pandeo por compresión PARA K = 0.65 (La diagonal se conecta tanto a la viga como a la columna) Carga de compresión en la plancha P = 15336 kg Ancho efectivo de cálculo Bp = 180 mm Longitud libre máxima Lmax = 480 mm Padm = 15359 kg > P = 15336 kg ⇒ CUMPLE PARA K = 1.2 (La diagonal se conecta sólo a la viga o sólo a la columna) Carga de compresión en la plancha P = 14860 kg Ancho efectivo de cálculo Bp = 180 mm Longitud libre máxima Lmax = 260 mm Padm = 15359 kg > P = 14860 kg ⇒ CUMPLE NOTA: La carga de compresión en el gusset se consideró como la capacidad a compresión del perfil con menor longitud en la estructura.



Constr

uApre

nde.c

omAncho de la sección de Whitmore Lw = 254 mm

Constr

uApre

nde.c

omAncho de la sección de Whitmore Lw = 254 mm Ancho mínimo del gusset Bpmin = 149 mm

Constr

uApre

nde.c

om

Ancho mínimo del gusset Bpmin = 149 mm

Ancho efectivo de cálculo en la última fila de pernos Bp = 180 mm

Constr

uApre

nde.c

om

Ancho efectivo de cálculo en la última fila de pernos Bp = 180 mm

27324 kg > 22625 kg

Constr

uApre

nde.c

om

27324 kg > 22625 kg

Constr

uApre

nde.c

om

31214 kg > 22625 kg

Constr

uApre

nde.c

om

31214 kg > 22625 kg

58 de 73

2.6. DOBLE CLIP APERNADO-APERNADO

Perfil llegando IN 40X109 Perfil receptor IN 40X109 a) Datos de Entrada Dimensiones de los elementos Dimensiones de los elementos Viga Ha Viga Hb Altura total de la viga Ha = 400 mm Hb = 400 mm Ancho de alas de la viga Ba = 250 mm Bb = 250 mm Espesor de alas de la viga ea = 22 mm eb = 22 mm Espesor del alma de la viga ta = 8 mm tb = 8 mm Propiedades del acero Elemento Tensión de fluencia Tensión de rotura

Viga Ha Fya = 2530 kg/cm2 Fua = 4080 kg/cm2 Viga Hb Fyb = 2530 kg/cm2 Fub = 4080 kg/cm2 Ángulos Fy = 2530 kg/cm2 Fu = 4080 kg/cm2 Cargas de diseño (75% de la capacidad de corte) Carga de corte sobre la viga V = 21616 kg b) Cálculo del Número de Pernos Número de pernos Diámetro del perno dp = 3/4” Capacidad admisible del perno Va = 4207 kg Espacio entre pernos a usar S = 60 mm Distancia al borde a usar Lva = 30 mm Por resistencia de los pernos (cizalle doble) N1 = 2.6 Por aplastamiento alma de viga Hb N2 = 1.4 Por aplastamiento alma de viga Ha N3 = 2.9 Número de pernos a usar N = 4



Constr

uApre

nde.c

omEspesor del alma de la viga ta = 8 mm tb = 8 mm

Constr

uApre

nde.c


Elemento Tensión de fluencia Tensión de rotura

Constr

uApre

nde.c

omElemento Tensión de fluencia Tensión de rotura

Viga Ha Fya = 2530 kg/cm2 Fua = 4080 kg/cm2

Constr

uApre

nde.c

om

Viga Ha Fya = 2530 kg/cm2 Fua = 4080 kg/cm2 Viga Hb Fyb = 2530 kg/cm2 Fub = 4080 kg/cm2

Constr

uApre

nde.c

om

Viga Hb Fyb = 2530 kg/cm2 Fub = 4080 kg/cm2 Ángulos Fy = 2530 kg/cm2 Fu = 4080 kg/cm2

Constr

uApre

nde.c

om

Ángulos Fy = 2530 kg/cm2 Fu = 4080 kg/cm2

Cargas de diseño (75% de la capacidad de corte)

Constr

uApre

nde.c

om

Cargas de diseño (75% de la capacidad de corte)

Carga de corte sobre la viga V = 21616 kg Constr

uApre

nde.c

om

Carga de corte sobre la viga V = 21616 kg

b) Cálculo del Número de PernosCon

struA

prend

e.com

b) Cálculo del Número de Pernos

59 de 73

c) Diseño de los Ángulos de Unión Espesor de ángulo Largo del ángulo Lp = 240 mm Por fluencia en la sección bruta tp1 = 4.4 mm Por corte en la sección neta tp2 = 5.6 mm Por aplastamiento tp3 = 2.9 mm Por bloque de cizalle del clip en la viga Ha tp4 = 5.2 mm Por bloque de cizalle del clip en la viga Hb tp5 = 5.2 mm Espesor a usar tp = 8 mm Clip a usar 100x100x8 d) Verificación Alma de Viga Ha Corte en bloque 21616 kg < 22088 kg ⇒ CUMPLE Fractura en el área neta 21616 kg < 24818 kg ⇒ CUMPLE Fluencia en el área bruta 21616 kg < 27203 kg ⇒ CUMPLE Pandeo del alma (DOS RECORTES) 21616 kg > 15133 kg ⇒ NO CUMPLE, REQUIERE REFUERZO



Constr

uApre

nde.c

om CUMPLE

Constr

uApre

nde.c

om CUMPLE

⇒

Constr

uApre

nde.c

om

⇒ CUMPLE

Constr

uApre

nde.c

om

CUMPLE

21616 kg < 27203 kg

Constr

uApre

nde.c

om

21616 kg < 27203 kg

Constr

uApre

nde.c

om

Pandeo del alma (DOS RECORTES) Constr

uApre

nde.c

om

Pandeo del alma (DOS RECORTES)

60 de 73

e) Verificación de la Conexión a la Tracción y Efecto Tenaza Carga de tracción T = 2500 kg Tensión admisible por tracción Tpp = 312 kg < B = 8817 kg ⇒ CUMPLE Verificación del efecto tenaza Tpp = 312 kg < TA = 398 kg ⇒ CUMPLE Verificación interacción corte-tracción en pernos Tppt = 404 kg < B = 8817 kg ⇒ CUMPLE



Constr

uApre

nde.c

om

61 de 73

2.7. DOBLE PLANCHA DE REFUERZO APERNADA Perfil llegando IN 40X109 Perfil receptor IN 40X109 a) Datos de Entrada Dimensiones de las vigas Dimensiones de los elementos Viga Ha Viga Hb Altura total de la viga Ha = 400 mm Hb = 400 mm Ancho de alas de la viga Ba = 250 mm Bb = 250 mm Espesor de alas de la viga ea = 22 mm eb = 22 mm Espesor del alma de la viga ta = 8 mm tb = 8 mm Recorte vertical r1 = r2 =32 mm Recorte horizontal c = 141 mm Propiedades del acero de la plancha de refuerzo Tensión de fluencia Fy = 2530 kg/cm2 Tensión de rotura Fu = 4080 kg/cm2 b) Cargas de Diseño (75% de la capacidad de corte) Vva = 21616 kg CASO 2 (DOS RECORTES) Capacidad requerida en una plancha de refuerzo V = 3242 kg c) Cálculo de Número de Pernos de la Plancha de Refuerzo Elección de pernos Diámetro del perno dp = 3/4” Capacidad adm. al corte Va = 4207 kg Espaciamiento entre pernos Espacio entre pernos a usar S1 = 60 mm Distancia al borde a usar Lv = 30 mm Excentricidad del grupo de pernos ex = 210 mm



Constr

uApre

nde.c

omEspesor de alas de la viga ea = 22 mm eb = 22 mm

Constr

uApre

nde.c

omEspesor de alas de la viga ea = 22 mm eb = 22 mm Espesor del alma de la viga ta = 8 mm tb = 8 mm

Constr

uApre

nde.c


Recorte vertical r1 = r2 =32 mm

Constr

uApre

nde.c

omRecorte vertical r1 = r2 =32 mm

Propiedades del acero de la plancha de refuerzo

Constr

uApre

nde.c

om

Propiedades del acero de la plancha de refuerzo Tensión de fluencia Fy = 2530 kg/cm2

Constr

uApre

nde.c

om

Tensión de fluencia Fy = 2530 kg/cm2 Tensión de rotura Fu = 4080 kg/cm2

Constr

uApre

nde.c

om

Tensión de rotura Fu = 4080 kg/cm2

b) Cargas de Diseño (75% de la capacidad de corte)

Constr

uApre

nde.c

om


Constr

uApre

nde.c

om


Constr

uApre

nde.c

om


Constr

uApre

nde.c

om

62 de 73

Número de pernos Numero de pernos a usar Npf = 4 Numero de filas a usar Nf = 1 C requerido: Por resistencia de pernos C(req)1 = 0.77 Por aplastamiento del alma C(req)2 = 0.43 Por aplastamiento de la plancha C(req)3 = 0.35 Por excentricidad del corte C(ICHA) = 0.91 C(ICHA) = 0.91 > C(req) = 0.77 ⇒ CUMPLE d) Verificación de las Dimensiones de una Plancha de Refuerzo Ancho de la plancha de refuerzo h = 240 mm Espesor a usar de plancha de refuerzo t = 10 mm Sn = 65 cm3 > S(reqn) = 34.1 cm3 ⇒ Dimensiones de la plancha son satisfactorias e) Verificación de la Plancha de Refuerzo Fractura en el área neta V = 3242 kg < 19272 kg ⇒ CUMPLE Fluencia en el área bruta V = 3242 kg < 24288 kg ⇒ CUMPLE Corte en bloque V = 3242 kg < 20878 kg ⇒ CUMPLE



Constr

uApre

nde.c

omAncho de la plancha de refuerzo h = 240 mm

Constr

uApre

nde.c

omAncho de la plancha de refuerzo h = 240 mm Espesor a usar de plancha de refuerzo t = 10 mm

Constr

uApre

nde.c

omEspesor a usar de plancha de refuerzo t = 10 mm

Dimensiones de la plancha son satisfactorias

Constr

uApre

nde.c

om Dimensiones de la plancha son satisfactorias

e) Verificación de la Plancha de Refuerzo

Constr

uApre

nde.c

om

e) Verificación de la Plancha de Refuerzo

Constr

uApre

nde.c

om

⇒

Constr

uApre

nde.c

om

⇒ CUMPLE

Constr

uApre

nde.c

om

CUMPLE

63 de 73

2.8. NUDOS EN ELEVACIÓN

a) Datos de Entrada Columna : XIE 800X254 (800X300X14X10) Viga : IN 80X127 (800X300X14X10) Diagonal : HN 35X91.5 (350X350X12X10) Propiedades del acero Tensión de fluencia : Fy = 2530 kg/cm2 Tensión de rotura : Fu = 4080 kg/cm2 Considerando 45º respecto de la vertical (Caso más desfavorable para altura de Viga y Columna iguales) Cargas de diseño Tala = 63756 (Kg) Talma = 49487 (Kg) b) Nomenclatura H1 = V1 = 45082 kg Hc2 = Vc2 = Hv2 = Vv2 = 17496 kg Lc = Lv = 230 mm c) Cálculo Plancha de Refuerzo

Corte a traspasar: V1 + Vv2 = 62579 kg Dimensiones sección Plancha: Altura Ls = 390 mm Espesor ep = 16 mm Debe cumplirse:

0.4⋅Fy ⋅ Ls ⋅ep > V1 + Vv2 0.4⋅2530 ⋅ 39 ⋅ 1.6 = 63148 > 62579 ⇒ CUMPLE Filete de Soldadura:

amin = (V1 + Vv2) / (2⋅Ls) / (0.4⋅Fy) = 62579 / (2⋅39) / (0.4⋅Fy) = 0.79 cm En memoria de cálculo se especifica filete 10 mm ⇒ CUMPLE



Constr

uApre

nde.c

om

Hc2 = Vc2 = Hv2 = Vv2 = 17496 kg

Constr

uApre

nde.c

om

Hc2 = Vc2 = Hv2 = Vv2 = 17496 kg

c) Cálculo Plancha de RefuerzoConstr

uApre

nde.c

om


uApre

nde.c

om


uApre

nde.c

om


uApre

nde.c

om

64 de 73

d) Verificaciones Sección de Elemento Receptor Verificación de la capacidad a la flexión de las alas del elemento receptor (en este ejemplo ed = ev)

emin = 19.5 mm > ed,ev ⇒ Atiesar Alas de Viga y Columna

Rat = Ra – T = 23244 – 45082 = 21838 kg Verificación de la fluencia local por tracción o compresión en el alma del elemento receptor Si la solicitación esta aplicada a una distancia mayor a la altura del extremo del elemento receptor:

Ra1 = 18701 kg Con: Nap = ed K = ed + 6 = 20 mm NOTA: Nap y k, podrían aumentarse considerando la posición inclinada del ala de la diagonal. Se considera grosor de filete 6 mm

Ra1 < T ⇒ Atiesar alas de Viga y Columna

Rat1 = Ra1 – T = 26381 kg Verificación del aplastamiento del alma del elemento receptor por compresión perpendicular

Ra2 = 76.6 Kips = 34713 kg Como Ra2<T se deben incluir Atiesadores que resistan:

Rat2 = Ra2 – T = 34713 – 45082 = 10368 kg e) Diseño de Atiesadores Los atiesadores se diseñan para la mayor de las diferencias de solicitaciones determinadas en las verificaciones

Ratd = max{21838, 18701, 10368} = 21838 kg



Constr

uApre

nde.c

om

Nap y k, podrían aumentarse considerando la posición inclinada del ala de la diagonal.

Constr

uApre

nde.c

om

Nap y k, podrían aumentarse considerando la posición inclinada del ala de la diagonal.

⇒

Constr

uApre

nde.c

om

⇒ Atiesar alas de Viga y Columna

Constr

uApre

nde.c

om

Atiesar alas de Viga y Columna

Rat1 = Ra1 – T = 26381 kg Con

struA

prend

e.com

Rat1 = Ra1 – T = 26381 kg

Verificación del aplastamiento del alma del elemento receptor por compresión Con

struA

prend

e.com


65 de 73

Área de Atiesadotes requerida:

Aatc = Ratd / (0.6⋅Fyat) = 15 cm2 Con: bat = ancho de cada atiesador = 14 cm eat = espesor atiesador = 1 cm Verificación Área requerida:

2⋅bat⋅eat = 2⋅14⋅1 = 28 cm2 > Aatc ⇒ CUMPLE Verificación atiesadores como Columna comprimida axialmente Para el caso del ejemplo t = 10 mm e = 10 mm B = 300 mm Área sección Columna comprimida A = 41.5 cm2 Menor radio de giro de la sección i = 2 cm Longitud Atiesador (Altura de la Viga o Columna) L = 80 cm Factor longitud efectiva k = 1 Padm = 56104 kg T / Padm = 45082 / 56104 = 0.8 < 1 ⇒ CUMPLE f) Calculo Filete en Alma de Diagonal Para sección del Alma en la Columna

amin = (((Vc2) / (2⋅Lc))^2 + ((Hc2) / (2⋅Lc))^2)^0.5 / 0.4⋅Fy = 5.3 mm

t

25t

B

e



Constr

uApre

nde.c

om

Constr

uApre

nde.c

om

Constr

uApre

nde.c

om

Constr

uApre

nde.c

om

Constr

uApre

nde.c

om

Constr

uApre

nde.c

om

B

Constr

uApre

nde.c

om

B

e

Constr

uApre

nde.c

ome

Constr

uApre

nde.c

om

Constr

uApre

nde.c

om

66 de 73

Para sección del Alma en la Viga

amin = (((Hv2) / (2⋅Lv))^2 + ((Vv2) / (2⋅Lv))^2)^0.5 / 0.4⋅Fy = 5.3 mm NOTA: La carga de Corte vertical en la columna (V1), proveniente del Ala de la Diagonal, es traspasada a través de la Soldadura de Penetración completa. La carga de Corte horizontal en la viga (H1), proveniente del Ala de la Diagonal, es traspasada a través de la Soldadura de Penetración completa.



Constr

uApre

nde.c

om

67 de 73

2.9. CRUCE DE DIAGONALES EN VIGA TIPO A a) Datos de Entrada Viga IN 40X109 (400X250X22X8) Diagonal 1 IN 20X41.1(200X150X14X6) W 8X31 (203X203X11X7.2) Diagonal 2 HN 35X91.5 (350X350X12X10) Propiedades del acero Tensión de fluencia Fy = 2530 kg/cm2 Tensión de rotura Fu = 4080 kg/cm2 Cargas de diseño Talma1 = 15939 kg Tala1 = 31878 kg Talma2 = 49486 kg Tala2 = 63756 kg b) Nomenclatura Ts = 79695 kg Ti = 176998 kg αs = 38º αI = 42º Vv = 28800 kg c) Cálculo de Plancha de Refuerzo Corte a traspasar por la viga

Vt = [Ts ⋅ seno(αs) + Ti ⋅ seno(αi)] ⋅2 = 335000 kg Con: Lps = 300 mm, eps = 36 mm Lpi = 300 mm, epi = 36 mm Lpa = (Hv - 2⋅ev - 2⋅tv) = 340 mm, epa = 28 mm

0.4⋅Fy⋅ (Lps ⋅ eps + Lpa ⋅ epa + Lpi ⋅ epi) + Vv = 343000 kg > Vt ⇒ CUMPLE



Constr

uApre

nde.c

om

68 de 73

d) Diseño de Atiesadores El diseño de Atiesadores es similar al caso de Nudos con Diagonales en Elevación del punto 2.8.



Constr

uApre

nde.c

om

69 de 73

3. APÉNDICE: VERIFICACIONES RECURRENTES

3.1. CORTE EXCÉNTRICO EN GRUPOS DE PERNOS

Un grupo de pernos cargados excéntricamente, ve reducida su capacidad de acuerdo a las siguientes expresiones:

Para 1 fila de pernos :

11)1(

62

+

⋅+⋅

=

SNex

NC

pf

pf

Para 2 filas de pernos :

2

222

2

222 21

3/1)1(22

3/1)1(2

1)1(

+

⋅−+⋅

+

⋅−+

⋅−⋅=

SNSSex

SNSSNex

NC

pfpf

pf

pf

Donde: C : Coeficiente adimensional que reduce la resistencia del grupo de pernos. Npf : Número de pernos por fila. Luego, el corte excéntrico admisible sobre el grupo de pernos es: Vadm = C · Va Va : resistencia al corte de un perno.



Constr

uApre

nde.c

om

Constr

uApre

nde.c

om

Constr

uApre

nde.c

om

3/1)1(2

Constr

uApre

nde.c

om

3/1)1(2

Constr

uApre

nde.c

om

Constr

uApre

nde.c

om

Constr

uApre

nde.c

om

Constr

uApre

nde.c

om

Constr

uApre

nde.c

om

Constr

uApre

nde.c

om

Constr

uApre

nde.c

om

+

Constr

uApre

nde.c

om

+

Constr

uApre

nde.c

om

Constr

uApre

nde.c

om

Constr

uApre

nde.c

om

Constr

uApre

nde.c

om

Constr

uApre

nde.c

om

Constr

uApre

nde.c

om

SNS

Constr

uApre

nde.c

om

SNS

C : Coeficiente adimensional que reduce la resistencia del grupo de pernos. Constr

uApre

nde.c

om

C : Coeficiente adimensional que reduce la resistencia del grupo de pernos. Constr

uApre

nde.c

om

Npf : Número de pernos por fila. Constr

uApre

nde.c

om

Npf : Número de pernos por fila.

70 de 73

3.2. BLOQUES DE DESGARRAMIENTO EN PLANCHAS

Se puede considerar como ejemplos típicos, el desgarramiento en las alas y en alma de perfiles IN / HN. a) Datos de Entrada Dimensiones del elemento Altura total : H Ancho de alas : B Espesor de alas : e Espesor de alma : t Propiedades del acero Tensión de fluencia (kg/cm2) : Fy Tensión de rotura (kg/cm2) : Fu Datos de conexión Tipo de unión : Aplastamiento Tipo de perno : A325 ( Hilo incluido en plano de corte ) Espacio mínimo entre pernos : Smin = 3 ⋅ dp Distancia mínima al borde : Lvamin = 1.5 ⋅ dp Diámetro de agujero : dh = dp + 1/16” Diámetro de pernos en alas : dp Distancia al borde a usar : Lva Carga de tracción : T

H

e

t

B



Constr

uApre

nde.c

om

Tipo de unión : Aplastamiento

Constr

uApre

nde.c

om

Tipo de unión : Aplastamiento Tipo de perno : A325 ( Hilo incluido en plano de corte )

Constr

uApre

nde.c

om

Tipo de perno : A325 ( Hilo incluido en plano de corte ) Espacio mínimo entre pernos : Smin = 3 Con

struA

prend

e.com

Espacio mínimo entre pernos : Smin = 3 Distancia mínima al borde : Lvamin = 1.5 Con

struA

prend

e.com

Distancia mínima al borde : Lvamin = 1.5 Diámetro de agujero : dh = dp + 1/16”

Constr

uApre

nde.c

om

Diámetro de agujero : dh = dp + 1/16” Con

struA

prend

e.com

Constr

uApre

nde.c

om

Constr

uApre

nde.c

om

71 de 73

b) Verificación de desgarramiento en ala del perfil (bordes)

Área de corte : Av = 2 ⋅ { e ⋅ (Lva + S1⋅(Nala / 4 – 1) – dh⋅(Nala / 4 - 0.5) ) } Área de tracción : At = 2 ⋅ { e ⋅ (Lvt + S6 – 1.5⋅dh) } Rd1 = 0.3⋅Fu ⋅ Av + 0.5⋅Fu ⋅ At Si T < Rd1 ⇒ El número de pernos y distancia son satisfactorios. c) Verificación de desgarramiento en planchas de unión (centro)

Área de corte : Av = 2 ⋅ { ep ⋅ (Lva + S1⋅(Nala / 4 – 1) – dh⋅(Nala / 4 - 0.5) ) } Área de tracción : At = ep ⋅ (S4 + 2⋅S6 -3⋅dh) Rd2 = 0.3⋅Fu ⋅ Av + 0.5⋅Fu ⋅ At Si T < Rd2 ⇒ El número de pernos, distancia y espesor de plancha

superior son satisfactorios.



Constr

uApre

nde.c


Constr

uApre

nde.c


c) Verificación de desgarramiento en planchas de unión (centro)

Constr

uApre

nde.c

omc) Verificación de desgarramiento en planchas de unión (centro)

Constr

uApre

nde.c

om

Constr

uApre

nde.c

om

Constr

uApre

nde.c

om

Constr

uApre

nde.c

om

72 de 73

3.3. VERIFICACIÓN DE PANDEO EN PLANCHAS A COMPRESION

Cada vez que una plancha transmita cargas de compresión (planchas de empalme de vigas y columnas, gusset de diagonales) se debe verificar su resistencia al pandeo.

La sección de Whitmore (Manual AISC Volumen II - Connections) determina la

máxima sección de la plancha donde se distribuirá la carga transmitida por el grupo de pernos. Esta sección se abre en un ángulo de 30º desde el primer perno hasta el último perno de la conexión.

La capacidad a compresión de la sección depende de la esbeltez de la plancha, determinada por el espesor de la plancha (eg), las condiciones de borde (K), y la longitud libre entre apoyos (Lp)

Empalme de columna

Gusset de diagonal



Constr

uApre

nde.c

om

Constr

uApre

nde.c

om

Constr

uApre

nde.c

om

La capacidad a compresión de la sección depende de la esbeltez de la plancha, Constr

uApre

nde.c

om

La capacidad a compresión de la sección depende de la esbeltez de la plancha,

73 de 73

Se tiene entonces:

Bp < Lw : ancho efectivo de cálculo P : Carga de compresión en la plancha eg : espesor de la plancha L : Longitud libre entre los puntos de aplicación de la carga en la plancha. K : Coeficiente adimensional que depende de las condiciones de borde Luego: Esbeltez λ = K ⋅ L / i = [ K ⋅ L / eg ] ⋅ (12^0.5) Esbeltez de Euler λe = [ (2⋅π^2) ⋅ E / Fy ]^0.5 Si λ < λe Fa = (1 / FS) ⋅ [ 1 - 0.5⋅(λ / λe)^2 ] ⋅ Fy ≤ 0.6⋅Fy con FS = 5/3 + 3/8⋅(λ / λe) – 1/8⋅(λ / λe)^3 si λ e < λ < 200 Fa = (1 / FS) ⋅ [ π^2 ⋅ E / (λ^2) ] con Fs = 23/12 Fa = Tensión admisible de trabajo

Finalmente, la máxima carga de compresión queda dada por: Padm = Fa · eg · Bp NOTA: En general, cuando se tiene una carga especifica a transmitirse por la plancha, el procedimiento es fijar el eg y Bp, de modo de obtener la máxima longitud Lp admisible para la conexión.



Constr

uApre

nde.c

ome)^3

Constr

uApre

nde.c

ome)^3

^2) ]

Constr

uApre

nde.c

om^2) ]

Finalmente, la máxima carga de compresión queda dada por:

Constr

uApre

nde.c

om

Finalmente, la máxima carga de compresión queda dada por:

: En general, cuando se tiene una carga especifica a transmitirse por la plancha, el Constr

uApre

nde.c

om

: En general, cuando se tiene una carga especifica a transmitirse por la plancha, el

58 de 61

3.4. MÉTODO DE LA FUERZA UNIFORME MANUAL OF STEEL CONSTRUCTION, VOLUME II, CONNECTIONS, ASD/LRFD, 2001

Figura Esquema representativo del Método de la fuerza Uniforme.

Figura Fuerzas en las interfases de la conexión.



Constr

uApre

nde.c

om

Constr

uApre

nde.c

om

Figura Esquema representativo de

Constr

uApre

nde.c

om

Figura Esquema representativo del Método de la fuerza Uniforme.

Constr

uApre

nde.c

om

l Método de la fuerza Uniforme.

Constr

uApre

nde.c

om

59 de 61

El método distribuye las solicitaciones provenientes de la diagonal en las interfases gusset-viga y gusset-columna, según la geometría, ubicación del punto de trabajo de la diagonal (PT) y las rigideces relativas en las conexiones del gusset. La ventaja del uso de este método, como lo dice su nombre, es distribuir uniformemente las solicitaciones en las interfases del gusset, sin la generación de momentos, con la consiguiente optimización de diseño asociada. Sin embargo, para que esto se cumpla se debe satisfacer la siguiente relación de equilibrio:

α - β · tangθ = eB · tangθ - eC

Donde: eB: Excentricidad de la conexión de interfase gusset – viga con el eje

horizontal del punto de trabajo ec : Excentricidad de la conexión de interfase gusset – columna con el eje

vertical del punto de trabajo θ : Inclinación de la diagonal (con respecto a la vertical) α : Distancia desde el centroide de la conexión en la interfase gusset-viga

hasta la columna. β : Distancia desde el centroide de la conexión en la interfase gusset-

columna hasta la viga.

Nota: En el caso particular en que el punto de trabajo se encuentre en la misma línea que la interfase del gusset con la columna se considera ec = 0; y si coincide con línea de la interfase del gusset con la viga: eB = 0.

Si se cumple la relación de equilibrio, se obtiene la condición de uniformidad de la conexión y se determinan las solicitaciones de las interfases del gusset con las siguientes expresiones: Interfase: Gusset - Viga: VB = eB / r · P

HB = α/ r ·P Interfase: Gusset - Columna: VC = β / r · P

HC = eC/ r ·P Donde:

P : Solicitación axial en la diagonal.

r = [ (α + eC)^2 + (β + eB)^2]^0.5



Constr

uApre

nde.c

om : Inclinación de la diagonal (con respecto a la vertical)

Constr

uApre

nde.c

om : Inclinación de la diagonal (con respecto a la vertical)

: Distancia desde el centroide de la conexión en la interfase gusset-viga

Constr

uApre

nde.c

om: Distancia desde el centroide de la conexión en la interfase gusset-viga

: Distancia desde el centroide de la conexión en la interfase gusset-

Constr

uApre

nde.c

om

: Distancia desde el centroide de la conexión en la interfase gusset-columna hasta la viga.

Constr

uApre

nde.c

om

columna hasta la viga.

Constr

uApre

nde.c

om

Nota: En el caso particular en que el punto de trabajo se encuentre en la

Constr

uApre

nde.c

om

Nota: En el caso particular en que el punto de trabajo se encuentre en la misma línea que la interfase del gusset con la columna se considera ec = 0;

Constr

uApre

nde.c

om

misma línea que la interfase del gusset con la columna se considera ec = 0;

Constr

uApre

nde.c

om

y si coincide con línea de la interfase del gusset con la viga: e

Constr

uApre

nde.c

om

y si coincide con línea de la interfase del gusset con la viga: e

60 de 61

Con estas solicitaciones se diseñan las conexiones de las interfases Gusset-Viga y Gusset-Columna de acuerdo a los procedimientos ya indicados para conexiones de corte y tracción. La conexión viga-columna se diseña con la solicitación de corte proveniente de la viga más la carga vertical VB y con la solicitación de tracción generada por la carga axial en la viga más la carga horizontal Hc. Tras el diseño de las conexiones de interfase, se debe verificar que efectivamente se cumpla con las condiciones supuestas para α y β. En el caso de diferir se debe rediseñar la conexión considerando adicionalmente a las solicitaciones de las interfases los momentos producidos por las excentricidades (Situación No Uniforme). Situación No-Uniforme. En el caso de no satisfacer la relación de equilibrio del Método de la Fuerza Uniforme, se debe considerar, en las interfases, los momentos generados por las excentricidades entre el centroide de la conexión y el punto de aplicación de la carga en la interfase correspondiente.

Dependiendo de la situación materializada, se determinará las cuplas que debe resistir cada internase, con las siguientes fórmulas generales:

MB = VB · (α -α ) MC = HC · ( β - β ) Donde:

α : Distancia real desde el centroide de la conexión en la interfase gusset-viga hasta la columna. (Definida geométricamente)

β : Distancia real desde el centroide de la conexión en la interfase gusset-columna

hasta la viga. (Definida geométricamente) α : Distancia esperada desde el punto de aplicación de las cargas en la interfase

gusset-viga hasta la columna. Calculada con las expresiones que se indican a continuación.

β : Distancia esperada desde el punto de aplicación de las cargas en la interfase

gusset-columna hasta la viga. Calculada con las expresiones que se indican a continuación.

Con:

α = (K’· tangθ + K) / D β = (K’- K· tangθ ) / D



Constr

uApre

nde.c

omEn el caso de no satisfacer la relación de equilibrio del Método de la Fuerza Uniforme, se

Constr

uApre

nde.c

omEn el caso de no satisfacer la relación de equilibrio del Método de la Fuerza Uniforme, se debe considerar, en las interfases, los momentos generados por las excentricidades entre

Constr

uApre

nde.c

omdebe considerar, en las interfases, los momentos generados por las excentricidades entre el centroide de la conexión y el punto de aplicación de la carga en la interfase

Constr

uApre

nde.c

omel centroide de la conexión y el punto de aplicación de la carga en la interfase

Dependiendo de la situación materializada, se determinará las cuplas que debe resistir

Constr

uApre

nde.c

om

Dependiendo de la situación materializada, se determinará las cuplas que debe resistir cada internase, con las siguientes fórmulas generales:

Constr

uApre

nde.c

om

cada internase, con las siguientes fórmulas generales:

-

Constr

uApre

nde.c

om

-

Constr

uApre

nde.c

om

α

Constr

uApre

nde.c

om

α

Constr

uApre

nde.c

om

) M

Constr

uApre

nde.c

om

) M

: Distancia real desde el centroide de la conexión en la interfase gusset-viga Constr

uApre

nde.c

om

: Distancia real desde el centroide de la conexión en la interfase gusset-viga hasta la columna. (Definida geométricamente) Con

struA

prend

e.com

hasta la columna. (Definida geométricamente)

61 de 61

Donde:

K’ = α · (tang θ +α / β ) D = (tangθ )^2 + (α / β )^2

K = eB · tangθ - eC

Tras obtener los valores anteriores, se calcula “ r” y se determinan las solicitaciones de diseño de cada interfase:

r = [ (α + eC)^2 + (β + eB)^2]^0.5

Interfase: Gusset - Viga: VB = eB / r · P HB = α/ r ·P MB = VB · (α -α )

Interfase: Gusset - Columna: VC = β / r · P

HC = eC/ r ·P MC = HC · ( β - β )

Si se quiere utilizar la misma conexión viga-col que en el caso sin diagonales se debe considerar ∆VB = VB. Este delta se debe traspasar a la columna generándose nuevas solicitaciones de diseño en cada interfase:

Interfase: Gusset - Viga: V’B = V’B - ∆VB = eB / r · P - ∆VB H’B = HB = α/ r ·P M’B = MB + ∆VB α = VB (α -α ) + ∆VB α

Interfase: Gusset - Columna: V’C = VC + ∆VB = β / r · P + ∆VB

H’C = HC = eC/ r ·P M’C = MC = HC · ( β - β )

Con estas solicitaciones se diseñan las conexiones de las interfases Gusset-Viga y Gusset-Columna distinguiéndose dos casos: 1) interfase apernada, la cual se realiza de acuerdo a los procedimientos ya indicados para conexiones de corte y tracción (sección 1.8); y 2) interfase soldada, la cual se realiza de acuerdo a los procedimientos ya indicados para el cálculo de filetes de soldadura (sección 1.1).



Constr

uApre

nde.c

om / r · P

Constr

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om / r · P

= e

Constr

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om = eC

Constr

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omC/ r ·P

Constr

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om/ r ·P C

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omC = H

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om = HC

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omC · (

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Constr

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Si se quiere utilizar la misma conexión viga-col que en el caso sin diagonales se debe

Constr

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nde.c

om

Si se quiere utilizar la misma conexión viga-col que en el caso sin diagonales se debe . Este delta se debe traspasar a la columna generándose nuevas

Constr

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nde.c

om

. Este delta se debe traspasar a la columna generándose nuevas solicitaciones de diseño en cada interfase:

Constr

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om

solicitaciones de diseño en cada interfase:

Interfase: Gusset - Viga

Constr

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om

Interfase: Gusset - Viga

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: V’

Constr

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nde.c

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: V’

Interfase: Gusset - ColumnaConstr

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Interfase: Gusset - Columna

procedimiento de c.lculo de conexiones - construaprende · procedimiento de calculo de conexiones...

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