sesion 4

SESION IV

Las conexiones por deslizamiento

s

crítico se deben revisar por aplastamiento.

1. Determinar el área neta critica de la sección transversal, para hallarla se deben contemplar todas las posibles trayectorias de fracturas. Básicamente existen dos casos para el calculo de área neta critica:

a) Cuando el área transversal únicamente tiene una sola línea de pernos, o si existen varias líneas de ellos estos deben ser paralelos tanto longitudinalmente como transversalmente. El área neta critica se calcula como:

An Ag dhuecot

Donde dhueco corresponde al diámetro estándar más 2 mm. Según NSR-98. F.2.2.2.

b) Cuando las líneas de pernos son alternadas tomando formas de zig-zg algunas trayectorias de fractura para el cálculo de área neta se obtiene:

⎛2 ⎞

An Ag dhuecot ⎜⎜4g ⎟⎟

⎝ ⎠Donde s, t, g son distancias medidas en milímetros mm.

Figura 2.10. Determinación área neta a lo largo de una trayectoria zig-zag

2. Determinar la resistencia a tensión debido al estado limite de fractura del área neta.

t Pn t Ae Fu

Donde t

0.75para el estado límite de fractura y Ae corresponde al área neta

efectiva determinada de la siguiente forma:

a) El área neta efectiva Ae es igual al área neta critica An obtenida según el procedimiento seguido en el numeral anterior si la carga se transmite a través de todos los elementos de la sección transversal (alma y aletas) por medio de los conectores o soldaduras.

b) El área neta efectiva Ae es igual al área neta critica An multiplicada por un coeficiente de reducción cuando la carga se transmite por medio de pernos, remaches o soldaduras a través de algunos pero no todos los elementos dela sección transversal del perfil utilizado.

Donde:Ae UAn

An = Área neta de la sección transversal del elemento mm2 U = Coeficiente de reducción = 1 x / L 0.9

x Excentricidad en la conexión mm2 L= Longitud de la conexión en la dirección de la carga mm2

3. Determinar los posibles modos de falla por bloque cortante en el elemento.

Figura 2.11. Posibles modos de falla por bloque cortante.

4. Determinar el área bruta de tensión (Agt), el área bruta a cortante (Agv), el área neta a tensión (Ant) y el área neta a cortante (Anv). Las áreas netas para cortante y tensión de calculan suponiendo que la trayectoria de fractura es recta de centro a centro de los huecos, y los planos de cortante y tensión perpendiculares.

Figura 2.12. Área de falla a tensión y cortante

Agt W * t

Agv b * t

Ant

Anv

w * td / 2 * t

b * t2.5 * d * t

5. Calcular Ant

Fu

y Anvu

donde u

0.6 * Fu

Si A A FP 0.750.6 A

Fu A F

nv u nt u. t n nv gt y

Si A A F P 0.75A

Fu 0.6 A F

nv u nt u t n nt gv y

6. Determinar el menor valor de t Pn de los obtenidos en los numerales 2, 4 y 8 y

compararlo con el valor Pu, ya conocido del análisis estructural. Si debe reforzar el elemento.

Pu t Pn se

0 .6 Fy=y

0 .6 Fu=u

2.4 Ejemplos

1. Evaluar el espesor requerido de las platinas para que soporten un 50% de la carga máxima (Pu) que puede aplicarse al perfil W, todo en acero A-36.

Figura 2.13 Vista sección transversal, perfil, planta para el ejemplo 1.

1) Falla por fluencia del perfil I

AceroA36 Fy 250Mpa

FU 420Mpa

2

Ag 2 *120 * 6 140 * 9 2700 mm2

Pu Fy Ag 0.9 * Fy * Ag

0.9 * 250Mpa * 2700mm

607500 N 607.5KN

2) Falla por rotura del perfil I :

Pu Pn * FU

*U * An

0.75 * 400 Mpa * 0.7927 * 2700 mm 2 642090 N

642.09 KN

An

Ag

2700 mm 2

x Tomado para media I, es decir:

x A * x 120 * 6 * 3 70 * 9 * (35 6) 20.73 mmA

U 1 x

L

1350

1 20.73

0.7927100

3) Bloque Cor tan te :

Agt 2 * 90 * 6 140 * 9 2340 mm

Ant

Agt

Porque la conexion soldada no tiene perforaciones2

Agv 2 * 2 *100 * 6 2400 mm

Anv Agv

2

Uu

FU

Ant

400Mpa *

2340mm2

936000N 936KN

0.6FU Anv 0.6 * (400) * (2400) 576000N 576KN

Fu Ant 0.6 * FU Anv

P 0.75 *

FAnt

0.6FyAgv0.75 * 936 0.6 * 250 * 0.24972 KN

El 50% de la c arg a máxima que se puede aplicar es :

P 303.75 KN

Diseño de la platina:

1) Por fluencia :

151875 N * Ag * fy 0.9 * (250)(90 * t p )

tp 7.5 mm

2) Por rotura :

Pu 151875 N Pn 0.75 * Fu *U * An

0.75 * 400Mpa *1*(90mm2 * tp)

tp 5.625 mm

3) BloqueCor tan te no se aplica por que no existe

⎧ 5" ⎫Re spuesta : tp 7.5mm En el comercio : ⎪tp 7.9378 mm⎪

16⎨ ⎬⎪⎩tp 8 mm ⎪⎭

Calculo de la longitud de conexion teniendo en cuenta la eficiencia :

0.7 U 1 x

L

x 76 mm

76

L

1 0.7

253 mm

Lc 260 mm

2. Evaluar la carga de diseño que soporta la conexión mostrada.

a) Por estado limite de deformación Pn

b) Por estado limite de rotura.

Perfil C

A 2470.96

mm2

d 152.4

mm tw

11.10 mm

Acero A 36

f y 250Mpa

b f 54.79mm

t f 8.71

mm X 13.06 mm

Fu 420Mpa

Diametro de pernos p 12.7 mm

Figura 2.14 Esquema general del ejemplo 2.

Figura 2.15 Medidas en mm de la platina en el ejemplo 2

Para la platina:

a) Grandes deformaciones:

Pn FY Ag = (0.9)*(250)*(12.7)*(203.2)= 580.644 KN

b) Rotura:

⎡P ⎢Lo

n 2 mm S 2 ⎤⎥* t * * F F * A

n es tan dar

⎢ 4g

⎥⎦

u u e

Ae U * An (1)

An An

FC

factor de c arg a

FC Linea de

1 1 2 3

falla Ae An

203.2 1(14 2) 0*12.7 2377.44mm2

2

Pn 0.75 * 420Mpa * 2377.44mm

748893 N Pu

Pn / FC 748.893KN

64 5 6

77

203.2 2(14 2) 0*12.7 2174.24 mm2

2

Pn 0.75 * 420Mpa * 2174.24mm

684885 N Pu

Pn / FC 799.033 KN

1 1 2 6 7

⎡

⎢203.2 2(14 2)

31.752 ⎤

⎥*12.7 2241.44 mm2

⎣Pn 0.75 * 420Mpa *

2241.444mm

4 * 47.625⎦706054N Pu Pn / FC 706.054KN

1 4 5 2 6 7

⎡ 2 * 31.75⎢203.2 3(14 2)

2 ⎤

⎥*12.7 2105.45mm2

⎣Pn 0.75 * 420Mpa *

2105.45mm

4 * 47.625⎦663216 N Pu Pn / FC

663.216KN

54 5 10 11 ⎡

⎢203.2 2(14 2)

31.752 ⎤

⎥*12.7 2207.84mm2

7 ⎣Pn 0.75 * 420Mpa *

2207.84mm

4 * 2 * 47.625⎦695470 N

PuPn / FC

973.657KN

2

2

2

n

Para el perfil C:

Figura 2.16 Medidas en mm del perfil C, ejemplo 2

a) Deformación por fluencia del area neta:2

Pu Pn * f y

* Ag

0.9 * 250 * 2470.967mm

555967 N 555.967 KN

b) Rotura:

Pu Pn * Fu * Ae 0.75 * 420Mpa

*U * An

U 1x1 1

20.49 0.784 0.9

x1 20.49 mm

x 2 19.76 mm

x1 x 2

L A Lo n

n2⎣ ⎦

95.25

es tan dar

2 mmt

A ⎡

2 * ⎜54.79 11.10

⎟8.71 152.4 8.7111.10 3 14 211.10⎤

⎛ ⎞

⎢ ⎝ ⎠ ⎥2

An 1919.92mm

Pu 0.75 * 420Mpa * 0.784

*1919.92mm474143 N 474.143KN

Rta= Pu< 474.143 KN

En el caso de que existan dos excentricidades para una conexión decir x1, x

2se tomará para retraso de cortante la mayor de ellas.

2

g

3. Determinar la resistencia por bloque de cortante para la conexión final del ángulo mostrado.

Figura 2.17 Bloque cortante del ejemplo 3, medidas en mm.

ACERO A572 GR 50

1 3' '* 14 76.2 *

6.35Áreas en mm2

Fy

350MPa FU

455MPa

A 930mm 2

Ant 20.5 * 6.35 130

Anv (150 2.5 * 23)* t 92.5 * 6.35 587Agv 150 * 6.35 953

tornillo 34 ' '

19.1mm

Agt 32 * 6.35 203

para descuento de

area

x 21.3mm

23mm

FU Ant 0.6FU Anv

455 *130 0.6 * 455 * 587

Rn

Rn

0.75160251 350 * 2030.75160251 71050

59150 160251

Por lo tanto

PU

(NO)

173.5 KN

Rn

Rn

173476 N

173.5KN

4. Hallar la carga que resiste antes de que falle el miembro sometido a tensión axial:

Figura 2.18 Medidas en mm de la platina junto con el esquema de bloque cortante para ejemplo 4

Tipos de falla:

1. Fluencia o grandes deformaciones Pn Fy Ag

2. Rotura Pn Fu Ae Fu AnU3. Esbeltez l / r 3004. Bloque cortante (falla tensión +falla cortante)es tan dar 14 mm

Por fluencia:

Pu Pn Fy

Ag

0.9 * 250 * (152.4 * 9.525) 326.612 KN

Por rotura:

Pu

Pn

Fu

*U * An

0.75 * 420 *1* 152.4 2(14 2)* 9.525 361.245KN

u

Para bloque cortante:

1)Agt

Ant

50.8 * 9.525 483.87mm2

50.8 * 9.525 1(14 2) * 9.525 331.47mm2

Agv

Anv

2 *127 * 9.525 2419.35mm2

2 *127 * 9.525 2 * 2.5 * (14 2) * 9.525 1657.35mm2

2)Agt

Ant

(50.8 50.8) * 9.525 967.74mm2

(50.8 50.8) * 9.525 1(14 2) * 9.525 815.34mm2

Agv

Anv

2 *127 * 9.525 2419.35mm2

2 *127 * 9.525 2 * 2.5 * (14 2) * 9.525 1657.35mm2

Ant Fu 0.75 *

331.47mm 2

* 420Mpa 104.413 KN

0.6 * F 0.75 * 0.6 * 420Mpa *1657.35mm 2 313.239KN

De esta forma A A Fu. Pn

0.750.6 AF A F

nv u nt t nv u gt y

Pn 0.750.6 *1657.35mm2 * 420Mpa 483.87mm2 * 250Mpa 403.964 KN

Así Pu Pn 326.612KN

Anv

fallando por fluencia.

5. Determinar la capacidad resistente a la tensión del perfil L mostrado

Figura 2.19 Medidas de perfil L en mm, usado en el ejemplo 5

Ag 6384mm

x 39.583tornillo 3 / 4"19.05 mmAcero : A 36

Fy

250Mpa Fu

420Mpa

1) Fluencia : Pn Fy Ag

2

n

0.9 * 250Mpa *

6384mm 2

1436.4 KN

2) Rotura :Fu Ae

An Liti * ti

s 2

4gti Formula general

falla 1 2 3

A 203mm 152mm 1919 (21 2mm) *19 5947 mm2

n

falla1 2 6 7 An

203 152 19*19 2 * (23) *19 5776

*19

4 * 50

An

6058.72mm 2

falla4 5 2 6 7 A 203 152 19*19 3 * (23) *19

2 * 5776 *19

n4 * 50

A 6170.44 mm 2

2

Pu FuUAe 0.75 * 420Mpa * 0.775 * 5947mm

1451811 N 1451.811KN

U 1 x / L 1 39.583mm /176mm 0.775

3) Bloque Cor tan te

Figura 2.20 Posibles líneas de falla por bloque cortante para el perfil del ejemplo 5

Agt

101.5mm 50mm*19mm 2878.5 mm2

Ant 101.5 0.5 *

23 762 502 mm2

23* 2 /

762 502 *19 mm

1738.392mm2

Agv 152mm 76mm*19.mm 4332mm 2

Anv 152mm 1.5 *

23 762 502 23*

3 /

762 502 *19 mm 2275.089mm 2

u

Rotura tension : Fu *

Ant

730.124 KN

Rotura cor tan te : 0.6 * Fu * Anv 573.322 KN

Como :F u

*Ant

cortante.

0.6 * Fu * Anv , entonces ocurre falla por rotura a tensión y fluencia a

Pn 0.75 *

F

* Ant

0.6 * Fy

* Agv

Pn 0.75 * 420 *1738.392 0.6 * 250 * 43321034943 N 1034.943KNLuego Pu = 1034.943 KN

6. Diseñar un miembro angular a tensión de acero A-36 que tiene una longitud de 4000 mm y que soporta una carga muerta de trabajo de 50 KN y una carga de trabajo de 70 KN. El miembro esta articulado en un extremo y se va a conectar mediante una conexión empernada.

Figura 2.21 Medidas en mm de perfil L de acuerdo al ejemplo 6

Aplicando las combinaciones F.3-1 y F.3-2 se tiene que:1.4D 1.4 * 50 70KN1.2D 1.6L 1.2 * 50 1.6 * 70 172KN Supongamos que el miembro se conecta solo por un lado con pernos de 7/8”=22.2 mm (por lo menos tres en cada hilera) tal como se muestra y que tendrá un perno en una sección transversal cualquiera.Escogiendo un Angulo de 75mmx6.0mm del manual de diseño diaco:Area 872mm2

1) Por fluencia:Pn Fy

Ag

0.9 * 250Mpa *

872mm2

196200N 196.2KN

2) Por Rotura:

U 1 X

L

Figura 2.22 Excentricidades en mm en el perfil del ejemplo 6

1 33.6

0.813180

P F UA

0.75 * 400Mpa * 0.813 * 872 26 * 6mm

174.632 N 174.632 KN

n u e 2

X 1 33.6

X 2 22.9

n y

n

3) Por bloque cortante:

Fractura por tensión y fluencia por cortante:

P F A

0.6F A

n u nt y gv

0.75 * 400 * 633 0.5 * 260.6 * 250 * 70 2 * 90* 6204750N

204.75 KN Fractura por cortante y fluencia por tensión:

P

FAgt

0.6 * Fu

* Anv

P 0.75 * 250 * 33 * 6 0.6 * 400 * 250 2.5 * 26* 6.0236925 N

236.925KN

Como se ve el Angulo de 75 x 6 mm. Cumple con todos los criterios.

7. Encontrar La resistencia de diseño(Pn

)a tensión de dos placas de sección

19*300 unidas con 13 pernos de acero A325 y las placas es ASTM A22

Figura 2.23 Geometría y medidas en mm para el perfil del ejemplo 7

CADA PLACA ACERO ASTM A242

Fy = 42 Ksi = 290 MPa

Fu = 63 Ksi = 435 MPa

Ag = 19*300 = 5700 mm2

1.) Fluencia en área brutaPu t

Pn

t = 0.90

Pn Ag * Fy

= 5700*290=1653E3N = 1653 KN

t *Pn = 0.9*1653 =1487.7 KN

2.) Fractura en el área netaPu t Pn ; t =0.75;

= 22.2

= 24+2

= 26 mm

Pn Ae *

Fu

Para patina Ae = An

Figura 2.24 Esquema de líneas de falla del ejemplo 7

An (abde) = (300-2*26)*19 = 4712 mm2

⎛An (abcde) = ⎜⎜300 3 *

26

⎝

2 * 652 ⎞

⎟⎟*19 4619mm2

4 *100 ⎠

Gobierna An = 4619 mm2 . Esta área neta atiende toda la fuerza Pu

correspondiente a 13 pernos; si hallamos el área correspondiente por perno tendríamos.

4619a

13 p

355.31p

Ahora podemos estudiar la línea fgchi:An (fgchi) = (300 – 3*26)*19 = 4218 mm2

u

Esta área resiste la carga de 11 pernos, ya que los pernos b, d ya tomaron cada

uno 1 de P a

4218 383.5

; y no es crítica

13 11p 1p

Si consideramos el mismo cálculo anterior pero más bien fuerza (representada por

pernos) por unidad de área tenemos: para 13 pernosf

13

p

4619

1p

355.3mm2

Para 11 pernos f 11p

4218

1p

383.5mm2

, resultando critica el área neta abcde para

13 pernos Ae = An = 4619 mm2

3.) BLOQUE DE CORTANTE Es el desprendimiento de un trozo en la conexión del miembro y que no atraviesa la sección transversal para el caso del ejemplo, correspondea) desprendimiento del pedazo edhjklm para el DLC (diagrama del cuerpo libre) del cuerpo desprendido (fig. 2.25.b) el bloque de cortante se compone de dossecciones una a esfuerzos de tensión ft , y otra a esfuerzos cortantes fV En la

figura 2.25.c están sombreadas las áreas netas a tensión Ant y las áreas netas a cortante Anv

El código específica una falla simultánea de rotura en área neta y de fluencia en un área bruta esto se debe a que es poco probable que ambas secciones entren simultáneamente en fluencia y luego en fractura

a)

b)

c)

Figura 2.25 bloque cortante del ejemplo 7

Calculo de áreas netas y áreas brutasAgt = 50*19 = 950 mm2

Ant = (50-0.5*26)*19 = 703 mm2

Agv = 310*19 = 5890 mm2

Anv = (310-4.5*26)*19 = 3667 mm2

⎪

⎭

n

F.2.10.4.3

⎪⎧si

Rn 0.60Fy Agv FU

Ant (F.2 65) ⎪⎫

FU Ant 0.6FU Anv

⎨

⎪⎩no

Rn 0.60FU Anv Fy

Agt (F.2 66)

⎬

Donde

= 0.75

Fu*Ant = 435*703 = 305.8E3N = 305.8 KN0.6Fu Anv = 0.6*435*3667=957.1E3N = 957.1 KN

ec. (F.2-66) R = 0.75*[957.1E3+290*950]

Rn = 0.75 [957.1E3+275.5E3] = 924.5 KN

El anterior valor es para uno de los dos bloques de cortante para ambos bloques tenemos

Pn =2*924.5 = 1849.0 KN

A esta resistencia de diseño habría que sumar la resistencia de los tres pernos centrales que están por fuera de los dos bloques de cortante y que están trabajando en el momento de la falla de los dos bloques.

4) CONCLUSION: La resistencia de diseño esta controlada por la FLUENCIA EN EL AREA BRUTA

Pu 1487.7KN

DISEÑO EN ACERO Y MADERA

3.1 Pernos

3. CONEXIONES

3.1.2 Generalidades: En las estructuras metálicas se logra economía con uniones apernadas, mientras las soldaduras vienen ha ser la parte final del ensamblaje en campo, las conexiones de pernos pueden ser utilizadas en cualquier momento de la construcción de la estructura.Los pernos utilizados están disponibles en tres diferentes denominaciones:

PERNOS

Ordinarios

DENOMINACION

A 307

CONEXION

Aplastamiento

AJUSTE DE PERNOS

Normal

Alta Re sistencia

A 325

Aplastamiento y Normal

A 490 Deslizamiento critico Total

Forma de la junta:

Figura 3.1 Forma de las juntas


Dimensiones nominales de perforaciones:

Diámetro del perno mm (Pulgada).

Dimensiones de perforaciones (mm)Estándar

(Diámetro)Agrandadas (Diámetro)

Ranuras cortas (ancho largo)

Ranuras largas (ancho largo)

12.7 (1/2”) 14 16 14 18 14 3515.9 (5/8”) 18 20 18 22 18 4019.1 (3/4”) 21 24 21 26 21 4522.2 (7/8”) 24 28 24 30 24 5525.4 (1”) 27 32 27 34 27 60

28.6 ( 1 1/8”) d+3 d+8 (d+3) (d+10) (d+3) (2.5d)

Tabla 3.1 Diámetros de las variadas perforaciones en función del diámetro del perno5

5 ASOCIACION COLOMBIANA DE INGENIERIA SISMICA. Normas colombianas de diseño y construcción Sismo Resistente, Tomo 3. Santafé de Bogota, 1998. p F-49


Separación y distancia a bordes:

Según F.2.10.3.3 a F.2.10.3.5:

Separación mínima - La distancia entre centros de perforaciones de conectores

estándares, agrandadas o ranuradas no podrá ser menor a 2 2

3nominal del conector; se prefiere una distancia de 3d.

veces el diámetro

Distancia mínima al borde - La distancia del centro de una perforación estándar a cualquier borde de la parte conectada no será inferior al valor de la tabla 3.2 ni al requerido en F.2.10.3.10.

Diámetro nominal Del perno o remache mm

(pulgada)

En bordes cortados

con cizalla

En bordes laminados de platinas, perfiles o barras y bordes cortados

con soplete (c)12.7 (1/2") 22 1915.9 (5/8") 29 2219.1 (3/4") 32 2522.2 (7/8") 38 2925.4 (1") 44 32

28.6 (1 1/8") 51 3831.8 (1 1/4") 57 4131.8 (1 1/4") 1.75 x diámetro 1.25 x diámetro

Tabla 3.2 Distancia mínima al borde, mm (Centro de la perforación estándar al borde de la parte conectada)

6

Distancia al borde y espaciamientos máximos - La distancia máxima del Centro de cualquier perno o remache al borde más próximo de las partes en contacto será igual a 12 veces el espesor de la parte conectada en consideración pero sin exceder de 150 mm. El espaciamiento longitudinal de conectores de elementos en contacto continuo consistentes en una placa y un perfil o en dos placas será:

a) Para miembros pintados o sin pintar que no estén sometidos a corrosión, el


espaciamiento no será mayor de 24 veces el espesor de la placa más delgada ni 300 mm.b) Para miembros de acero sin pintar sometidos a la corrosión atmosférica, el espaciamiento no será mayor de 14 veces el espesor de la placa más delgada ni 175 mm.

6ASOCIACION COLOMBIANA DE INGENIERIA SISMICA. Normas colombianas de diseño y construcción Sismo Resistente, Tomo 3. Santafé de Bogota, 1998. p F-50

47


3.1.3 Conexión tipo aplastamiento

Es una conexión por: Corte de los pernos y Aplastamiento en el material de la parte conectada

Figura 3.2 Esquema de conexión tipo aplastamiento

PU nRn

Rn Fn Ab ; Fn

FV

En corte

FV :Ver tabla 3.3

Descripción de los sujetadoresResistencia a la tensión Corte en conexiones tipo

aplastamiento FV

Coeficiente de

resistencia

Resistencia nominal

MPa

Coeficiente de resistencia

Resistencia nominal MPa

Pernos A307

0.75

310

0.75

165Pernos A325 cuando hay roscas en los planos de corte.

620 330

Pernos A325 cuando no hay roscas en los planos de corte.

620 415

Pernos NTC 4028 (ASTM A490),cuando hay roscas los planos de corte.

780 415

Pernos NTC 4028 (ASTM A490),cuando no hay roscas los planos de corte.

780 520

Partes roscadas que cumplan con los requisitos de F.2.1.3, cuando hay roscas en los planos de corte.

0.75FU 0.40FU

Partes roscadas que cumplan con los requisitos de F.2.1.3, cuando no hay roscas en los planos de corte.

0.75FU 0.50FU

Remaches grado 1, colocados en caliente NTC 4033 (ASTM A502).

310 170

Remaches grado 2 y 3, colocados en caliente NTC 4033 (ASTM A502).

415 225

48


Tabla 3.3 Resistencia de diseño en sujetadores 7

7 ASOCIACION COLOMBIANA DE INGENIERIA SISMICA. Normas Colombianas de diseño y construcción sismorresistente, Tomo 3. Santafé de Bogota, 1998. p F-50


Además ver F.2.10.3.7

APLASTAMIENTO EN AGUJEROS DE PERNOS: VER (F.2.10.3.10 COMPLETO)

Si la deformación alrededor del agujero del perno es una consideración del diseño:

Rn

0.75

Rn 2.4dtFU

Rn 330Mpa * 387.95mm2 128.022KN

Para tres pernos:Rn 288.051 KN

1. Aplastamiento

Aplastamiento en la aleta del

ángulo. Para un contacto: Rn 2.4

* d * t * FuRn 2.4 * 22.2mm * 6mm * 455Mpa 145KN

Para los tres contactos:

Tipos de

UPEU Página 49

Dentro de las principales tipos de perfiles los mas comerciales son W, T Y C.


Universidad Peruana UniónCarret. Central Km. 19.5 Ñaña. Telf. 01-6186300 Fax 01-6186-339 Casilla 3564 Lima 1,Peru

S Í L AB O

I. Información General

1. Facultad:EAP:Asignatura:Pre-requisito(s):

Facultad de Ingeniería y ArquitecturaIngeniería Civil - JuliacaDiseño en Acero y MaderaAnálisis Estructural .

2. Ciclo: 93. Número de Créditos: 34. Horas presenciales: 35. Horas no presenciales: 36. Nota Aprobatoria : 137. Nombre del Profesor : Ing. Roque Roque Alex Darwin8. Semestre Académico: Primero.9. Fecha (Inicio - Final): 10/03/2014 - 04/07/2014

II. SumillaAsignatura de carácter teórico y práctica, perteneciente al área de Formación Especializada. Tiene como propósito proporcionar las propiedades básicas del acero y de la madera para su utilización como elementos estructurales. Los temas a desarrollar son: Conceptos y propiedades del Acero Estructural, Miembros en Tracción y Compresión Axial, Miembros en Flexión, Diseño de Estructura de Techos y cubiertas, Conceptos, Propiedades y utilización de la madera de la zona como elemento estructural.

III. Competencia de la Asignatura

• Al término del curso se espera que el estudiante se encuentre en condiciones de analizar y solucionar problemáticas relacionadas con la teoría de diseño en acero y madera. Preparándolo para poder introducirse en el diseño de estructuras de acero y madera, teniendo como fundamento básico los conceptos de Estática, Análisis Estructural y Resistencia de Materiales.

IV. Unidades de Aprendizaje

Unid. 1 INTRODUCCION AL DISEÑO ESTRUCTURAL EN ACERO Perfiles de acero, Método de diseño, el LRFD y ASD Factor de seguridad Propiedades del acero Tipos de perfiles disponibles Tipos de Estructuras de acero, Cargas y Modelos.

Resultado de aprendizaje: • Comprende las estructuras la importancia de las estructuras metálicas. • Reconoce la importancia del metrado de cargas que interactúan en las estructuras metálicas.

Sesión FechaContenidos a tratarse

en el aulaHA HNP

Aprendizaje autónomo

Estrategias Metodologías

1. 08/03/2014 1.4. Tipos de perfiles disponibles 1.5. Tipos de Estructuras de acero, Cargas y Modelos.

3 3 Identificacion de tipos de perfiles en obras

Conferencia magistral Realización de experiencias u observaciones Indagaciones bibliográficas. Análisis de textos

2. 11/03/2014 1.1. Perfiles de acero, Método de diseño, el LRFD y ASD 1.2. Factor de seguridad 1.3. Propiedades del

3 3 Resolucion de Ejercicios

Conferencia magistral Resolución de Problemas. Análisis de textos

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acero

Unid. 2 MIEMBROS SOMETIDOS A TRACCION Impartir los conocimientos teóricos y prácticos en aula sobre la importancia y generalidades de tipos de perfiles, los diseños en tracción y compresión.

Resultado de aprendizaje: • Reconoce y aplica las recomendaciones dadas en el reglamento AISC y LRFD, para el diseño de los perfiles de elementos estructurales.


en el aulaHA HNP



1. 25/03/2014 2.1. Diseño por resistencia de miembros a tensión, a reas netas. 2.2. Efectos de agujeros alternados, áreas netas efectivas

3 3 Planteamiento y resolucion de casos practicos

Conferencia magistral Resolución de Problemas. Indagaciones bibliográficas.

2. 01/04/2014 2.3. Diseño por corte de miembros de tensión 2.4. Diseño de miembros a tensión.

3 3 Planteamiento y Resolucion de Ejercicios

Conferencia magistral Demostraciones. Discusión en grupo Análisis de textos

Unid. 3 MIEMBROS SOMETIDOS A COMPRESION • Reconoce y aplica las recomendaciones dadas en el reglamento AISC y LRFD, para el diseño de los perfiles de elementos estructurales.

Resultado de aprendizaje: • Conoce y realiza el análisis estructural de la estructura en análisis.


en el aulaHA HNP



1. 01/01/2014 3.1. Columnas largas, cortas e intermedias, Formulas para columnas. 3.2. Longitud efectiva y análisis de columnas.


Conferencia magistral Resolución de Problemas. Análisis de textos

2. 01/01/2014 3.3. Pandeo local y pandeo flexo torsional. 3.4. Diseño de columnas sometidas a carga axial.


Conferencia magistral Demostraciones. Indagaciones bibliográficas. Discusión en grupo Análisis de textos

Unid. 4 DISEÑO DE VIGAS • Conciencia de la importancia de realizar el diseño sometido a flexión, flexo-compresión.

Resultado de aprendizaje: 2.1. Determina los diagramas de Fuerza cortante y momento flector a que están sometidos los elementos estructurales sometidos a flexión.


en el aulaHA HNP



1. 01/01/2014 4.1. Esfuerzos por flexión y articulaciones plásticas. 4.2. Diseño elástico y el modulo plástico


Conferencia magistral Demostraciones. Indagaciones bibliográficas. Análisis de textos

2. 01/01/2014 4.3. Teoría del análisis plástico, mecanismo de falla, rotulas plásticas. 4.4. Diseño de vigas por momentos y deflexiones 4.5. Aplicaciones

3 3 Planteamiento y Resolucion problemas de casos practicos

Conferencia magistral Experimentación. Resolución de Problemas. Análisis de textos

Unid. 5 FLEXION Y FUERZA AXIAL • Formula y analiza y diseña los elementos sometidos a flexión, flexo-compresión.

Resultado de aprendizaje: 2.2. Aplica los resultados obtenidos y realiza el diseño de elementos sometidos a flexión, flexo-compresión,


en el aulaHA HNP



1. 01/01/2014 4.6. Momento de primer y segundo orden 4.7. Ecuaciones de Interacción para flexo-compresión 4.8. Diseño de vigas Columnas

3 3 Planteamiento y Resolucion de casos practicos

Conferencia magistral Demostraciones. Análisis de textos

Unid. 6 CONEXIONES • Formula y analiza y diseña los elementos sometidos a flexión, flexo-compresión.

Resultado de aprendizaje: 2.2. Aplica los resultados obtenidos y realiza el diseño de elementos sometidos a flexión, flexo-compresión, conexiones

Sesión Fecha Contenidos a tratarse HA HNP Aprendizaje Estrategias

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en el aula autónomo Metodologías

1. 01/01/2014 6.1. Conexiones empernadas 6.2. Conexiones Soldadas. 6.3. Diseño de conexiones soldadas. 6.4. Requisitos de LRFD 6.5. Diseño de edificios

3 3 Planteamiento de casos practicos de conexiones


Unid. 7 DISEÑO DE MADERA 2.2. Aplica los resultados obtenidos y realiza el diseño de elementos sometidos a flexión, flexo-compresión, conexiones y estructuras de madera.

Resultado de aprendizaje: • Conoce la importancia el uso y el análisis, diseño de elementos estructurales compuestos de madera.


en el aulaHA HNP



1. 01/01/2014 7.1. La madera, propiedades y su resistencia a fuerza axial, corte y flexión

3 3 Planteamiento de casos practicos de diseño


2. 01/01/2014 7.2. Especificaciones, cargas y métodos de diseño. 7.3. Diseño en tracción y compresión 7.4. Diseño en flexión y flexocompresion.



3. 01/01/2014 SEGUNDO EXAMEN PARCIAL

3 3 Resolucion de desarrollo del examen

Resolución de Problemas.

4. 01/01/2014 EXAMEN DE RECUPERACION Y ENTREGA DE TRABAJOS

3 3 desarrollo del examen

Resolución de Problemas.

V. Asesoría, monitoreo y consultoría docente

VI. Aspectos y Técnicas de Evaluación

N° Fecha Unidades Estrategia - Descripción Ponderado1. 26/05/2014 General Exámenes Escritos. PRIMER EXAMEN PARCIAL 35.0000 %2. 24/06/2014 General Examen Final. SEGUNDO EXAMEN PARCIAL 35.0000 %3. 01/07/2014 General Elaboración de Proyecto. PRESENTACION Y SUSTENTACION DE

LOS PROYECTOS ELABORADOS DE ESTRUCTURAS METALICAS Y DE MADERA

20.0000 %

4. 01/07/2014 General Puntualidad. PARTICIPACION, PUNTUALIDAD Y RESPONSABILIDAD

10.0000 %

Total: 100.0000 %

VII. Bibliografía

1. "Diseño de Estructuras de Madera”. F. Robles2. "Manual de Diseño en Madera" Pacto de Cartagena PADT-Refort, 1982"3. "Manual of Steel construcción-Load & Resistance Factor-AISC- 94"4. "The Plastic Methods of Structural Analysis” 3er.Edición - B.G. Neal , Suence Paper Bacra London 19815. “Diseño de estructuras de acero con LRFD”, William T. Segui 6. “Diseño de estructuras de acero”, Mc Corma C. Metodo LRFD 7. “Diseño estructural en acero”, Luis F. Zapata Baglieto8. “Manual de diseño para maderas del grupo andino”, Junta del acuerdo de Cartagena. 9. “Manual of Steel construction”, All o wable Stress Design Ninth Edition” 10. “Problemas de estructuras metálicas”, Justo Carretero Perez, Jesus Luis Benito Olimeda

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sesion 4

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