diseño de conexiones de corte_agosto 09
TRANSCRIPT
![Page 1: Diseño de Conexiones de Corte_Agosto 09](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022050720/5461c0e9b1af9f71408b4c9e/html5/thumbnails/1.jpg)
Diseño de Conexiones de CorteANSI/AISC 360-05
Elaborado por.Ing. Eliud HernándezDealer CSI-VenezuelaVicepresidente INESA 58-412-2390553
Especial colaboración del TSU Héctor A. Díaz C.
Diplomado en Ingeniería EstructuralMexico DF Agosto 2009
Caracas, Julio 2009
![Page 2: Diseño de Conexiones de Corte_Agosto 09](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022050720/5461c0e9b1af9f71408b4c9e/html5/thumbnails/2.jpg)
Diseño de Conexiones de Corte
Caso 1: Conexión de Corte con plancha de Alma Extendida
Datos preliminares y predimensionado:
a.- Viga Secundaria
- Perfil: IPE-240
Altura de la viga: ds = 240 mm
Ancho de la viga: bfs = 120 mm
Espesor del ala: tfs = 9.8 mm
Espesor del alma: tws = 6.2 mm
- Tipo de acero: ASTM - A 36
Esfuerzo de fluencia del acero: Fys = 2530 Kg/cm2
Esfuerzo último del acero: Fus = 4080 Kg/cm2
b.- Viga maestra
- Perfil: IPE-330
Altura de la viga: dm = 330 mm Ancho de la viga: bfm = 160 mm Espesor del ala: tfm = 11.5 mm Espesor del alma: twm = 7.5 mm
![Page 3: Diseño de Conexiones de Corte_Agosto 09](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022050720/5461c0e9b1af9f71408b4c9e/html5/thumbnails/3.jpg)
Diseño de Conexiones de Corte
Caso 1: Conexión de Corte con Rigidizador en Viga
c.- Planchas y pernos de conexión: d.- Soldaduras de la conexión:
Número de pernos: nb = 3 - Tipo de electrodo: E70XX Diámetro de los pernos en pulgadas db = 5/8 pulg
Diámetro nominal en milimetros: db = 15.9 mm Resistencia límite a tracción: FEXX = 4920 Kg/cm2
Diámetro del agujero: da = 17.5 mm Espesor soldadura en el alma: Dwy = 5 mm Separación entre pernos: Sv = 80 mm Espesor soldadura en las alas: Dwx = 5 mm Distancia horizontal al borde del perfil: Les = 30 mm Longitud soldadura en el alma: Lwy = 247 mm Distancia horizontal a borde de plancha: Leh = 30 mm Longitud soldadura en el ala: Lwx = 46.3 mm Distancia vertical a borde de plancha: Lev = 30 mm Longitud de la plancha de corte: Lp = 220 mm Centro de gravedad del grupo Xcgw =
Espesor tentativo de la plancha: tp = 8 mm de soldaduras: Ycgw = Separación entre vigas: e = 10 mm Corte en las esquinas de la plancha: clip = 30 mm
- Acero de la plancha: ASTM - A 36 e.- Fuerza de corte mayorada: Vu =
Esfuerzo de fluencia del acero: Fyp = 2530 Kg/cm2
Esfuerzo último del acero: Fup = 4080 Kg/cm2
- Tipo de pernos: A 325 (SR)
Capacidad nominal a corte: Fv = 4220 Kg/cm2
14.47 mm
8064.00 Kg
153.50 mm
![Page 4: Diseño de Conexiones de Corte_Agosto 09](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022050720/5461c0e9b1af9f71408b4c9e/html5/thumbnails/4.jpg)
Diseño de Conexiones de Corte
Caso 1: Conexión de Corte con Rigidizador en Viga
Diseño de los pernos
a.- Excentricidad de la carga:
b.- Fuerza de corte sobre el perno más solicitado:
128 cm2
c.- Resistencia al corte de un perno, Según AISC 360-05, Cap. J, Sec. J3.6:
Para Ф =
1.99 cm2 > P* OK Ratio = 0.92
0.75
80.00 mm
5129.49 Kg
101.78 mm
2688.00 Kg
5791.11 Kg
14.47 mm
6284.31 Kg
2iP yI
*y
cgweswmfm Xletba 5.0cgwX
P
ux I
ayVP*
b
uy n
VP
*PAFR bvn
nR 42bb dA
22*yx PPP
![Page 5: Diseño de Conexiones de Corte_Agosto 09](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022050720/5461c0e9b1af9f71408b4c9e/html5/thumbnails/5.jpg)
Diseño de Conexiones de Corte
Caso 1: Conexión de Corte con Rigidizador en Viga
d.- Resistencia al aplastamiento, Según AISC 360-05, Cap. J, Sec. J3.10:
Para Ф =
- Resistencia al aplastamiento de un perno sompre la plancha:
- Resistencia al aplastamiento de un perno sompre el alma de la viga:
> P* OK Ratio = 0.80
Espesores limites de la plancha:
- Espesor mínimo para prevenir el pandeo local de la plancha en flexión:
< tp OK
- Espesor máximo de la plancha, para garantizar la ductilidad rotacional en la conexión:
> tp OK
7239.72 Kg
9341.57 Kg
7239.72 Kg
9.54 mm
6.00 mm
0.75*PRn
uppbn Ftdr 4.2
uswsbn Ftdr 4.2
nn rR min
min,
164.25
2 pb
máxP tdmáxt
mmLmáxt P
P 6,64min
![Page 6: Diseño de Conexiones de Corte_Agosto 09](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022050720/5461c0e9b1af9f71408b4c9e/html5/thumbnails/6.jpg)
Diseño de Conexiones de Corte
Caso 1: Conexión de Corte con Rigidizador en Viga
Resistencia al corte de la plancha de conexión:
a.- Cedencia por corte de la plancha, Según AISC 360-05, Cap. J, Sec. J4.2a:
Para Ф =
cm2 > Vu OK Ratio = 0.30
b.- Rotura por corte de la plancha, Según AISC 360-05, Cap. J, Sec. J4.2b:
Para Ф =
13.4 cm2 > Vu OK Ratio = 0.33
c.- Bloque de corte, Según AISC 360-05, Cap. J, Sec. J4.3
Para Ф =
15.2 cm2
11.7 cm2
1.7 cm2 > Vu OK Ratio = 0.36
24602.40 Kg
0.75
0.75
22507.20 Kg
17.60 26716.80 Kg
1.00
baPPnv ndLtA
ugypn VAFR 60.0
PPg LtA nR
nR
ntupgvyp
ntupnvupn AFAF
AFAFR
6.06.0
min
evppgv LLtA
un VR
5.0baevPPnv ndLLtA
2a
ehPntdLtA nR
unvupn VAFR 60.0
![Page 7: Diseño de Conexiones de Corte_Agosto 09](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022050720/5461c0e9b1af9f71408b4c9e/html5/thumbnails/7.jpg)
Diseño de Conexiones de Corte
Caso 1: Conexión de Corte con Rigidizador en Viga
Resistencia a la flexión de la porsión extendida de la plancha de conexión:
a.- Resistencia requerida a la flexión:
ep = a =
b.- Cedencia por flexión de la plancha:
Para Ф =
- Esfuerzo critico de flexión en presencia del esfuerzo cortante, fv:
Kg/cm2 2134 Kg/cm2
- Resistencia a la flexión:
64.5 cm3 > Mu OK Ratio = 0.60
c.- Rotura por flexión de la plancha:
Para Ф =
48.24 cm3
> Mu OK Ratio = 0.56
0.75
0.90
458.18
137728.97 Kg-cm
147621.82 Kg-cm
101.78 mm 82071.84 Kg-cm Puu eVM
g
uv A
Vf 22 3 vypcr fFF
nM
nM
P
abbvP
Pnet L
dnnSLtS 16
222
unetuPn MSFM
uPcrn MSFM
6
2PP
PLtS
![Page 8: Diseño de Conexiones de Corte_Agosto 09](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022050720/5461c0e9b1af9f71408b4c9e/html5/thumbnails/8.jpg)
Diseño de Conexiones de Corte
Caso 1: Conexión de Corte con Rigidizador en Viga
Diseño de la soldadura:
a.- Analisis elastico de tensiones en la soldadura:
- Propiedades de la soldadura:
POS123
- Tensiones en los puntos criticos:
POS Esfuerzo máximo en la soldadura:AB f = 1447
b.- Resistencia de la soldadura:
2214 > f OK Ratio = 0.65
1065.60
1200.31
977.56-14.47 123.50 787.23 579.56
f (Kg/cm2)61.78 153.50 978.46
163.52873.28
1446.68Xj (mm) Yj (mm) fx (Kg/cm2) fy (Kg/cm2)
SUMA = 331.06 1287.53
163.52 412.63462.28
38.65 153.50 158.29 412.63-14.47 0.00 14.4738.65 -153.50 158.29
Xi (mm) Yi (mm) r (mm) Ip (cm4)Aw (mm2)
101.78 mm 82071.84 Kg-cm
Kg/cm2
Kg/cm2
EXXw FF 60,075,0
aew wuu eVM
22yx fff
22iii yxr
2
2
12 iw
wiP rLAIwiiwi LDA22
P
jux I
xMf
P
ju
w
uy I
xMAVf
![Page 9: Diseño de Conexiones de Corte_Agosto 09](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022050720/5461c0e9b1af9f71408b4c9e/html5/thumbnails/9.jpg)
Diseño de Conexiones de Corte
Caso 2: Conexión de Corte con destaje de Alas de Viga - Tipo de acero: ASTM - A 36
Esfuerzo de fluencia del acero: Fys = 2530 Kg/cm2
Esfuerzo último del acero: Fus = 4080 Kg/cm2 c.- Viga maestra
b.- Planchas y pernos de conexión: - Perfil: VP-350
Número de pernos: nb = 3 Altura de la viga: dm = 350 mm
Diámetro de los pernos en pulgadas db = 5/8 pulg Ancho de la viga: bfm = 175 mm
Diámetro nominal en milimetros: db = 15.9 mm Espesor del ala: tfm = 12 mm
Diámetro del agujero: da = 17.5 mm Espesor del alma: twm = 6 mm
Separación entre pernos: Sv = 120 mm Distancia horizontal al borde del perfil: Le1 = 35 mm d.- Soldaduras: Distancia al borde superior del perfil: Le2 = 35 mm
Distancia al borde inferior del perfil: Le3 = 35 mm - Tipo de electrodo: E60XX Espesor del rigidizador: tp = 6 mm
Corte en las esquinas de la plancha: clip = 30 mm Resistencia límite a tracción: FEXX = 4220 Kg/cm2
Espesor soldadura en el alma: Dwy = 6 mm - Acero de la plancha: ASTM - A 36 Espesor soldadura en las alas: Dwx = 6 mm
Longitud soldadura en el alma: Lwy = 266 mm
Esfuerzo de fluencia del acero: Fyp = 2530 Kg/cm2 Longitud soldadura en las alas: Lwx = 54.5 mm
Esfuerzo último del acero: Fup = 4080 Kg/cm2
Centro de gravedad del grupo Xcgw =
- Tipo de pernos: A 325 (SR) de soldaduras: Ycgw =
Capacidad nominal a corte: Fv = 4220 Kg/cm2 e.- Fuerza de corte mayorada: Vu =
16.64 mm
163.00 mm
16000.00 Kg
![Page 10: Diseño de Conexiones de Corte_Agosto 09](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022050720/5461c0e9b1af9f71408b4c9e/html5/thumbnails/10.jpg)
Diseño de Conexiones de Corte
Caso 2: Conexión de Corte con destaje de Alas de Viga
Datos preliminares y predimensionado:
a.- Viga Secundaria
- Perfil: VP-350
Altura de la viga: ds = 350 mm
Ancho de la viga: bfs = 175 mm
Espesor del ala: tfs = 12 mm
Espesor del alma: tws = 6 mm Longitud del destaje: c = 85 mm
Altura del destaje: dc = 20 mm
Altura de la viga con las alas destajadas: h0 = 310 mm Separación entre alas de vigas: e = 10 mm
![Page 11: Diseño de Conexiones de Corte_Agosto 09](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022050720/5461c0e9b1af9f71408b4c9e/html5/thumbnails/11.jpg)
Diseño de Conexiones de Corte
Caso 2: Conexión de Corte con destaje de Alas de Viga
Diseño de los pernos
a.- Excentricidad de la carga:
b.- Fuerza de corte sobre el perno más solicitado:
288 cm2
c.- Resistencia al corte de un perno, Según AISC 360-05, Cap. J, Sec. J3.6:
Para Ф =
1.99 cm2 > P* OK Ratio = 0.90
5333.33 Kg
5647.47 Kg
27.86 mm
1857.29 Kg
120.00 mm
6284.31 Kg
16.64 mm 27.86 mm
0.75
2iP yI
*y
cgwX
b
uy n
VP
*PAFR bvn
nR 42bb dA
22*yx PPP
cgwewmfm Xcletba 15.0
aane bb ,04.014.25max
P
bux I
yeVP*
![Page 12: Diseño de Conexiones de Corte_Agosto 09](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022050720/5461c0e9b1af9f71408b4c9e/html5/thumbnails/12.jpg)
Diseño de Conexiones de Corte
Caso 2: Conexión de Corte con destaje de Alas de Viga
d.- Resistencia al aplastamiento, Según AISC 360-05, Cap. J, Sec. J3.10:
Para Ф =
- Resistencia al aplastamiento de un perno sompre la plancha:
- Resistencia al aplastamiento de un perno sompre el alma de la viga:
> P* OK Ratio = 0.81
Rotura por flexión de la sección destajada de la viga:
Para Ф =
76.6 cm3
> Vu OK Ratio = 0.53
7006.18 Kg
7006.18 Kg
7006.18 Kg
0.75
0.75
77.859 mm 30101.26 Kg
*PRn
uppbn Ftdr 4.2
uswsbn Ftdr 4.2
nn rR min
alce es 1
us
netusn V
eSFR
nR
0
2220
16 h
dnnShtS abbvwsnet
![Page 13: Diseño de Conexiones de Corte_Agosto 09](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022050720/5461c0e9b1af9f71408b4c9e/html5/thumbnails/13.jpg)
Diseño de Conexiones de Corte
Caso 2: Conexión de Corte con destaje de Alas de Viga
Pandeo lateral torsional de la sección destajada de la viga:
Para Ф =
- Verificación de los parametros: c ≤ 2ds c = < 2ds OKdc ≤ 0.2ds dc = < 0.2ds OK
- Factor de ajuste: 3.07
- Esfuerzo critico de pandeo:
96.1 cm3 > Vu OK Ratio = 0.68
2530.00 Kg
0.75
20 mm = 70 mm
= 700 mm85 mm
23420.41 Kg
s
cd d
df 5.75.3
us
netcrn V
eSFR
ysdw
cr FfchtEF
0
2
62.0 crF
6
20htS ws
netnR
![Page 14: Diseño de Conexiones de Corte_Agosto 09](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022050720/5461c0e9b1af9f71408b4c9e/html5/thumbnails/14.jpg)
Diseño de Conexiones de Corte
Caso 2: Conexión de Corte con destaje de Alas de Viga
Resistencia al corte de la sección destajada de la viga:
a.- Cedencia por corte, Según AISC 360-05, Cap. J, Sec. J4.2a:
Para Ф =
cm2 > Vu OK Ratio = 0.57
b.- Rotura por corte, Según AISC 360-05, Cap. J, Sec. J4.2b:
Para Ф =
15.45 cm2 > Vu OK Ratio = 0.56
c.- Bloque de corte, Según AISC 360-05, Cap. J, Sec. J4.3
Para Ф =
16.5 cm2
13.9 cm2
1.575 cm2 > Vu OK Ratio = 0.68
18.60 28234.80 Kg
1.00
28366.20 Kg
0.75
0.75
23604.75 Kg
nR
nR
ntupgvyp
ntupnvupn AFAF
AFAFR
6.06.0
minun VR
nR
30 ewsgv LhtA
5.030 baewsnv ndLhtA
21a
ewsntdLtA
ugysn VAFR 60.0
unvusn VAFR 60.0
0htA wsgs
bawsns ndhtA 0
![Page 15: Diseño de Conexiones de Corte_Agosto 09](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022050720/5461c0e9b1af9f71408b4c9e/html5/thumbnails/15.jpg)
Diseño de Conexiones de Corte
Caso 2: Conexión de Corte con destaje de Alas de Viga
Resistencia al corte de la plancha o rigidizador:
a.- Cedencia por corte, Según AISC 360-05, Cap. J, Sec. J4.2a:
Para Ф =
19.56 cm2 > Vu OK Ratio = 0.54
b.- Rotura por corte, Según AISC 360-05, Cap. J, Sec. J4.2b:
Para Ф =
16.41 cm2 > Vu OK Ratio = 0.53
Espesor mínimo de la plancha para prevenir el pandeo local:
< tP 14.08 < 16.13 OK5.63 mm
29692.08 Kg
1.00
30128.76 Kg
0.75
ugypn VAFR 60.0
nR
unvupn VAFR 60.0
fmmPgp tdtA 2
baPgpnp ndtAA nR
ypp
p
FE
tb
56.015min
pp
bt
![Page 16: Diseño de Conexiones de Corte_Agosto 09](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022050720/5461c0e9b1af9f71408b4c9e/html5/thumbnails/16.jpg)
Diseño de Conexiones de Corte
Caso 2: Conexión de Corte con destaje de Alas de VigaDiseño de la soldadura:
a.- Analisis elastico de tensiones en la soldadura:
- Propiedades de la soldadura:
POS123
- Tensiones en los puntos criticos:
POS Esfuerzo máximo en la soldadura:AB f =
b.- Resistencia de la soldadura:
1899 > f OK Ratio = 0.79
67.86 163.00 721.86 1306.181102.49-16.64 133.00 589.00 931.97
658.19SUMA = 2013.06
40.61 163.00 167.98
Xj (mm) Yj (mm) fx (Kg/cm2) fy (Kg/cm2)
658.19Aw (mm2)
-16.64 0.00 16.64 696.6840.61 -163.00 167.98
1590.99231.22
1128.54231.22
55.719 mm 89149.87 Kg-cm
Xi (mm) Yi (mm) r (mm) Ip (cm4)
1492.381492.38
f (Kg/cm2)
Kg/cm2
Kg/cm2
EXXw FF 60,075,0
wuu eVM
P
jux I
xMf
22yx fff
aee bw
22iii yxr
2
2
12 iw
wiP rLAIwiiwi LDA22
P
ju
w
uy I
xMAV
f