diseno-de-estructuras-de-acero-con-perfiles-tubulares-pdf.pdf

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Presidente Ejecutivo Ing. Hector Rodriguez

Vicepresidente Comercial Ing . Andoni Goicoechea

Gerente de Ventas Estrategicas Arq . Enrique Rodriguez

Gerente de Desarrollo de Productos e Ingenieria Mecanica Ing. Eduardo Sambla.s

Coordinaci6n Editorial Ing. Marieloisa Perez

Autoria Dr. Ing . Salvador Safina Melone Ing. Freddy Gonzalez

Aporte Tecnico Ing . Rosalinda Aponte

lIustraciones Ing . Freddy Gonzalez

Correcciones Ing. Liliana Delgado

Diseiio y Diagramaci6n IS.U. Clara ourim. Victoria Web Marketing & F'rorl'lo S;qJuti~f}~ ~A ..

..! <. .' t. Diseiio de Portada ~~- -Charlie Yncio

unlcon

Dep6sito legal: If25220116201 025

ISBN: 978-980-7419-00-0 Primera Edici6n Abril 2011

Industrias Unicon, C.A.

Impreso en la Republica Bolivariana de Venezuela

(c) Copyright 2011 Derechos reservados. Prohibida la reproducci6n 0 transmisi6n total 0

parcial de est a publicaci6n bajo cualquier forma, electr6nica, mecanica, fotocopia, almacenamiento en algun sistema de recuperaci6n de informaci6n, grabaci6n 0 por cualquier medio sin la previa autorizaci6n por escrito de Industrias Unicon, CA

La informaci6n presentada en esta divulgaci6n ha sido elaborada de acuerdo con reconocidos principios de ingenieria y es s610 para informaci6n general , por 10 tanto esta informaci6n no debe ser usada como base para cualquier aplicaci6n especifica, sin que 10 avale la opini6n profesional competente, con respecto a su adaptabilidad e idoneidad para cualquier aplicaci6n especifica. Quien utilice esta informaci6n asume toda la responsabilidad que provengade tal uso.

Av. Beethoven. Torre Financiera. Colinas de Bello Monte. Caracas 1050 Venezuela. www.unicon .com.ve / [email protected] / RIF: J-00007702-9

PR6LOGO

Industrias Unicon C.A, presenta con grato placer, a los diferentes usuarios de los sectores que hacen vida en el pais ,

industria de la construccion y metalmecanica, entes gubernamentales, empresas privadas, sector academico

universitario, entre otros, el manual de Diseno Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares, concebido para contribuir al

desarrollo y normalizacion de la construccion de estructuras seguras en Venezuela. En este sentido, vale la pena

destacar que para la elaboracion de este manual se tome en consideracion el incremento significativo observado en las

ultimas decadas en el uso de los perfiles tubulares de acero, denominados ECO Conduven , en Venezuela y HSS a nivel

internacional , el cual se atribuye a las multiples ventajas que caracterizan a estos productos por proporcionar seguridad ,

rapidez en la construccion, resistencia, asi como una estetica moderna y elegante, debido a la calidad y forma del

material , a 10 que se suma el crecimiento de la capacidad de produccion nacional historicamente advertida en el pais ,

como respuesta ala demanda.

EI manual tiene como objetivo principal , ofrecer informacion tecnica relevante y actualizada de las practicas y

criterios , nacionales e internacionales, para el calculo y diseno estructural con perfiles tubulares , con aplicaciones en la

construccion metalica. Favoreciendo la multiplicacion de la construccion formal de estas estructuras, a partir de

preceptos que garantizaran que las mismas sean tecnicamente seguras.

Este compendio de informacion se origina del estudio que se enfoca en la necesidad de dar respuesta a la

problematica de la escasez de informacion tecnica especializada en idioma espanol , del estado del arte de la aplicacion

de los perfiles tubulares en edificaciones, capaz de facilitar a los talleres especializados de la industria, a empresas

consultoras y constructoras , a la academia relacionada con la ingenierla y la arquitectura, asi como a los profesionales

dedicados al calculo y diseno estructural independientes y afines , entre otros , un manual adecuado para la utilizacion de

estos productos en la configuracion de sistemas constructivos , donde sean aprovechadas al maximo, las virtudes de

resistencia, estetica e incluso economicas de los perfiles tubulares con las que se pueden optimizar aspectos de

confiabilidad y por ende de rentabilidad y economia.

EI contenido de este manual se fundamenta en el metodo de los estados limites e inicia desde la definicion y las

caracterlsticas de los tubulares ; tipo de aceros , secciones y normas aplicables, pasando por el diseno de los miembros

y conexiones , la aplicacion de los tubulares en sistemas no resistentes a sismos, ejemplos practicos, la aplicacion de los

tubulares en sistemas resistentes a sismos y el catalogos de conexiones . De igual forma, podemos decir que este

manual esta organizado con una estructura que permite que el usuario se vaya relacionando y familiarizando

progresivamente con las consideraciones y practicas particulares de los perfiles tubulares . Para ello se presenta la

informacion mediante la utilizacion de distintas tablas e ilustraciones , ejemplos practicos comunes, entre otras ayudas

de interes.

La informacion de caracter tecnico mostrada, fue tomada de los principales institutos de investigacion internacional ,

norm as extranjeras y demas entes reconocidos en el ramo de las estructuras de acero, CIDECT (Comite International

pour Ie Developpement et l'Etude de la Construction Tubulaire) , AISC (American Institute of Steel Construction) , STI (Steel

Tube Institute of North America) , AWS (American Welding Society) , Eurocodigos, entre otros, asi como de informacion

espedfica nacional. Esto proporciona una garantia en cuanto a las formu laciones, recomendaciones y demas detalles

tecnicos presentados al momenta de aplicar esta informacion , ademas la misma fue adaptada 10 mejor posible a la

realidad venezolana.

Finalmente, se agradece al gran equipo humano que intervino con compromiso y profesionalismo en la realizacion de

esta publicacion .

COKy.uKr\~·U\'

fl\Rfl\N~ CA-

Ing . Freddy Gonzalez

C.l.V. 115.157

unlc:on

La Empresa

La compania esta sustentada en altos estandares de

calidad , avalados por las mas prestigiosas

certificaciones que respaldan su sistema de gestion, sus

procesos y sus productos, basados en la constante

innovacion tecnologica y los valores tradicionales de

etica, seriedad y servicio al cliente .

Todo 10 anterior, aunado a la capacidad tecnica y

experiencia laboral de nuestros trabajadores , nos

permiten competir de forma exitosa en el mercado global

y proyectarnos hacia un futuro marcado por el

crecimiento y el desarrollo del negocio.

unlcon Industrias Unicon, C.A.

Industrias Unicon, CA es la empresa venezolana lider

en la produccion y comercializacion de tubos de acero

con costura ERW, con mas de 50 anos de experiencia

como proveedor confiable de las industrias de la

construccion , metalmecanica, automotriz y petrolera

para el mercado nacional e internacional.

La misma esta ubicada estrategicamente en la

geograffa venezolana, proxima a las principales

ciudades del pais. Industrias Unicon, CA , cuenta con

condiciones inmejorables para el abastecimiento de

materia prima y la distribucion de productos en el

mercado nacional, y la proximidad a los principales

puertos de carga maritima del pais, Ie garantiza un

acceso ideal a los mercados de exportacion y al

comercio internacional en general.

Manual de Diseno de Estructuras de Acero ron Perfiles T ubulares unlc:on ------------------------------- -

iNDICE

PROLOGO ... .. ... .. . ......... .... ... .. .... ........ .. .... .. . .................. .. ............ ... .... ... . .................. ..... ...... .. .. .. . ........ .. ... .... ..... 5

LA EMPRESA ................... .... " .. " .... "' .. ",.", ..... , .. ", .. "" .. ' ..... " .. ", .. ", .. ", ..... ', .. ,", ... ,' ..... , ... " .. " .. , .... , .... , .. " ... ,' ..... 7

IN DICE ., .. .... .. ... .. ,', .. ... ,.. ... ... ... .. .. ..... .... .. ........ ... .. ... .. .. ................................................................... .................... 9

Capitulo I CONSIDERACIONES PARA EL DISENO DE MIEMBROS ESTRUCTURALES

CON TUBOS ESTRUCTURALES CONDUVEN ECOY SUS CONEXIONES .................................... 13

1.1. Generalidades " .... " .. ", .. """", .. ,."., ., .. ".,.", .. "" ....... . " .. .. ... , .. ................... ,.................. ........... ........ . ............ 15

1.1 .1. Definicion de los Tubos Estructurales ........ ...... ........... ,.. ............................... .... ................... .. ... ......... 15

1.1 .2. Identificacion y certificacion ......................................... .................................. ..................... ... ........... 15

1.1 .3. Proceso de fabricacion de tubos estructurales ........................................................................... ,..... 16

1.1 .3.1 Diagramadel Proceso Fabricacion de los Tubos Estructurales Conduven ECO ................... 18

1.1.4. Normas de diseno aplicables ..... .. .. .... ... .......... ... ....... ............ ........ .............. ....... ....... ............ .... ....... 19

1.1 .5. Propiedades del acero ... , ......... ," ".,.,.,." .......... , ...... , ..................................... .... ..... .. ... .. .... .... .... ,., ... . , 19

1.1 .6. Dimensiones nominales de los productos estructurales .................................................................. , 20

1.1 ,7. Propiedades estaticas para el diseno estructural ..................... .......... ...... .................. . ..................... 25

1.1.8. Clasificacion de los elementos de las secciones tubulares ................ ........................ .... ................... 28

1.1 ,9 . Metodos de diseno .............. .............. .................... .................... .......... .... .. ............. ...... .................. .. 30

1.2. Diseno de miembros estructurales .. " ... " .,." .... ,.,." ... " ............................................... " ...... .. , ..... , .... ".......... 32

1.2.1. Diseno de miembros a traccion .. ....................................................... ............................................... 32

1.2.2. Diserio de miembros a compresion ................................................... .......................... .. ................... 36

1.2.2,1 Diseno de miembros a com presion de secciones tubulares sin relleno ........ .. ... .... ... ... ........ , 36

1.2,2 ,2 Diseno de miembros a com presion de secciones tubulares rellenas de concreto.. .... ...... .... 42

1.2 ,2,2,1 Limitaciones de secciones y de los materiales ,.".,., ...... , ...... , .. , .... .... ............. , .... , ... , 42

1.2.3. Diseno de miembros a flexion ..... ....................................................... ............................................ ... 54

1.2.4. Diseno de miembros a corte .... ............... .. ................................................................................. ....... 55

1.2,5. Diseno de miembros a torsion .... .. .... .. ............................................... ...................... .. ....................... 56

1.2.6. Diseno de miembros sometidos a solicitaciones combinadas ........................................................ , 58

1.2.7. Perfiles estructurales de seccion abierta ....... ..................... ............ ... ................. ................... ........ ... 62

1.2.7.1. Perfil ECOT .................................................................... ........ .... ............... .... ........................ 62

1.2.7,2. Perfil ECO Z ...................................................... .... ......................... ................... .. ....... ..... ....... 64

1.3. Diseno de conexiones ........................................ , .. , ..... ......... ... ....... , ........ "., ... , .. , .. .. .. , .. , ........ , ..... . , .. , ......... . , 66

1.3.1. Conexiones soldadas " .. ,.".,", ... , .. .. , ... , ... ,', .. , ...... , ... ,', .... .. , ...... ... ..... , .......... , .. ... .. .. .... ... ... ... .............. ,. 68

1.3 ,1.1 Material de aporte ........... ... ............ .. ..... .. ............ .... .. ............. .. ............. ..... .. .......... .............. . 68

1,3,1,2 Tipos de juntas """ ",."" , .. , ... ",.", .. , ...... , .. " ... ,""" ..... , .. ,', .. ,',.,"",.,"', .. , .... .. , .. " ... " ... , ..... , .. ,",. 70

1.3.1.3 Tipos de soldadura .. , .... .. ........ .. .... ..... .. .. .. .. .......................................... ",,,,, ,,,,,,,,,,, ",,,,,,,,,,,,, 71

1.3.1 .3.1 Soldadura de ranura ,.,.. ... .. .. .... .... ..... ... .. ..... .. ... ... .. ... ... .. ... .. .... ..... .... .. ... ..... .... .......... 71

1.3,1,3,1,1 Espesor de garganta efectiva en soldaduras de filete ........ .. .. ................. 71

1.3.1.3 .2 Soldadura de filete , .. ,', .. ," .. ", .. ,.,., ." ............. ,.......... ................................. .... .......... 72

Manual de Diseno de Estructuras de Acero ron Perfiles T ubulares unlcon - --- ---------------------------------------------------~~

iNDICE

1.3.1.3.2 .1 Espesar de garganta efectiva en soldaduras de filete........ .... .. .. .. ..... .. .... 74

1.3.1.3.2.2 Refuerzo de las soldaduras de filete .. .... .. ... .. ... .............. .. .... ... .. .. ....... .... 74

1.3.1.3.2.3 Tamano maximo de soldadura de filete en uniones solapadas .. .. ........ 74

1.3.1.3.2.4 Terminaci6n 0 acabado en soldaduras de filete .. .. ... .... .. .. .. .. .... ..... .. ... .. .. 75

1.3.1.4. Resistencia de diseno ........................................... .... ... .... ............... ...... ... .. ..... .......... .. .. .. .... .. 76

1.3.1.4.1 Resistencia de diseno a la rotura del elemento conectado para soldaduras de

filete aplicado a los tubulares ................ .. ... ...... .......... ..... ..... ... ... ....... ..... .. ..... ... ... .. ... 79

1.3.1.5 Simbologia de identificaci6n de la soldadura ... .. .... .. .. ... .. ... .. .... .. .. .. .. .. ... .. .. .... ........ .. .. ........ .. .. 80

1.3.1.6 Consideraciones de soldadura para secciones tubulares (HSS) ... .. ....... .. ........................ .. .. 81

1.3.1.6.1 Soldadura precalificada para tubulares ........ .. .. ............... .. .. ............. .. .. .. .. ............... 82

1.3.1.7 Fuerzas concentradas sobre perfiles tubulares .. ....... ... .. .... ..... .. ... ...... .... ......... .. ....... ... ..... .. ... 87

1.3.1.8 Conexiones directas entre perfiles tubulares sometidos a fuerzas axiales ... .. .... ...... ...... ... ... . 94

1.3.1 .9. Conexiones directas entre perfiles tubulares sometidos a momentos ..... .. .... .... ........... ...... .. 119

1.3.1.10. Conexiones multiplano...... .................... .. .. .. .... ...... ........ ..... ... .......... .... ... .. ... .. ... .. ... .. .. ... ... .. .. 122

1.3.2. Conexionesempernadas. ......... ......... .. .... ..................... .... .... ... ... ... .. .. ... ..... .... .. ... .. .... ...... .... .... .. ... ... .. 125

1.3.2 .1. Pernos y partes roscadas .... ........... ...................... .... .... ..... ... ... .... ... .... .. .. ...... ....... .... ..... .. .. .... 126

1.3.2.1.1 Resistencia a tracci6n y corte de pernos.. .. .... .. .... ..... ... .. ..... ..... .. ...... .. .. ......... ..... .. .. .. 129

1.3.2.1.2 Combinaci6n de tracci6n y corte pernos y partes roscadas ..... ...... .. ... ..... ..... ..... .. .. .. 131

1.3.2.1 .3 Resistencia al deslizamiento crftico .... .. ......... .. .. .. .............. .. ........... .. ...... .. ........... .. .. 131

1.3.2.1.4 Combinaci6n de tracci6n y corte con deslizamiento critico .. .. ........... .. ..... ... ...... .. .... 136

1.3.2.1 .5 Resistencia al aplastamiento de los agujeros de los pernos .. .. .. ....... .. .... ..... ... .... .. .. . 136

1.3.2.2 . Elementos de conexi6n y partes afectadas de los miembros .......... .. .... .. ..... .. .. .... .. ..... .... ..... 137

1.3.2.2.1 Resistencia de los elementos en tracci6n .. .. ... .. .. .. .. .. .. ... .. .... ...... ........ .. .. .. .. ... .. .. ....... 137

1.3.2.2 .2 Resistencia de los elementos a corte .. .. .. .... ... .. .. .. ........ .... .. .... ..... .. ........ .. .... ... ..... .. ... 137

1.3.2.2.3 Resistencia par el bloque de corte de los elementos conectados .... ....... .... ..... ... .. ... 137

1.3.2.2.4 Resistencia de los elementos a compresi6n.. ... . ...... .... .. .. .. ... .. ..... .... .. .......... ..... ....... 138

1.3.2.3 Grupos de pernos cargados excentricamente ......... .. .... .... ............ .... .... .. ..... .. ... ........ .. ...... .. 138

1.3.2.3.1 Excentricidad en el plano de la superficie de empalme ... ..... .. ....... ...... ... .. ... ...... ... .. .. 138

1.3.2.3.1 .1 Metodo del centro instantaneo de rotaci6n .. .. .... ......... .. .... .. ............. .. .. .. 138

1.3.2.3.1.2 Metodo elastico .. .............. .. ........ .. ..... .. .... .. ........ .. .. .... .. .. .... .. .. .. ....... .. .... . 140

1.3.2.3.2 Excentricidad normal al plano de la superficie de empalme ........ .. .. .. .... .. ... ..... .. ...... 141

1.3.2.4. Conexiones con bridas.. .... ..... ......... .. ... ... .... .. .... .... ..... .... ... .. ... ... .. ... .. .. .. .. ........ ... ... .. . .. .. .... .... .. 144

1.3.2.5. Apoyos y extremos articulados ............... .. ........... .. ......... .. ........ .. ......... .. .... .. .. .. .... .. ... .... .. .. .... 147

1.3.2.6. Plancha base de columnas ................ .. ....... .... .... .. .... .. .. .... ....... .. .. .... ...... .. ........ .. .. ....... ... .... ... 148

Capitulo II APLICACIONES EN SISTEMAS NO RESISTENTESASISMOS ....... .. ............... .... ..... .. ... .. ..... .. ... .... . 153

11 .1. Generalidades ........... ...... .. .. .... .... ...... ..... ... ..... .......... .... ... .. .... .... ... .. .. .... .... ........... ... ....... .. ...... .......... ... .. ... 155

11.1 .1. Introducci6n ........................... .......... ...... .. .. .. ... .. ................ ..... .... ..... .. .. .... . ..... ... .. ..... ...... .. .. .... .. ..... .. 155

11.1 .2. Organizaci6n de las aplicaciones 155

unlc:cn Manual de Diseno de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares

iNDICE

11.1 .3 . Consideraciones generales de diseno ........ .. .. .... .. .. .... .. .... .. .. ..... .. .. ... .. .. ........... .. ... .. .............. .. .... .. . 155

11.2. Ejemplos de selecci6n de miembros estructurales ... .. .................. .. ............ .. .. ................ .. ...... .. .. .. .. .... ..... 157

11.2.1. Diseno de miembros a tracci6n .................... ........ ........ .. .. .. ...... ........... .... .............. .... .. .... ........ .. ..... 157

11.2.2. Diseno de miembros acompresi6n .................................... .... .. ......... .. .. .. ................ .. ........ .. .... ... ... . 159

11.2.3. Diseno de miembros a flexi6n .... ... .. .. .. .. .... .. .... .. .. .. .. .... .. .. .. .... .. .. .. .... .. .... .. .. .. .. .. .... .. .. .. .. .... .. .. ............ 168

11.2.4. Diseno de miembros a corte .. .. .. .... .. .. .. .... .. .. .. .. .... .. .. .... .. .. .... .. ............. .. .. .. ............. .. .............. .. ....... 170

11.2.5. Diseno de miembros a torsi6n .... ............................. .... ....... .. ........ .. .... .. .. .. .. .. .... .. ... .. .............. .. .. .. ... 170

11.2 .6 . Diseno de miembros asolicitaciones combinadas .... .. .. .... .. .. .. ......................... .. .. .. .. .... .. .. ........ .. . 171

11.3. Aplicaciones en sistema de pisos ytechos ........ .... .... .... ..... ...... .. ..... ... .. ... .... ..... .. .. .. .. .... .. ..... .. .. ........ .. .. .. ... 174

11.3.1 . Diseno de vigas de piso 0 correas .. .. .... .. .... .. .. .. .. .. .. ........................ .. ... .. ............ .. .. .. .. .... .. .. ... .. .... .. .. 174

11 .3.2. Diseno devigas auxiliares ... .... ..... .. ... ... .. ... .... ... .. ... ... .. ....... ... .. .. ...... .. .. ... ... ............. .. .... .................... 175

11.3 .3 . Diseno de entrepiso .................................... ........ .... .. ............ ... .. ... ....... .. .. ... ............ ... .. .. ............. .. .. 176

11.3.4. Diseno devigas de piso con perfil ECO T ........ .. ................. .. .. .... .. .. ....... .. .................. .. .. .... .. .. .. .... .... 179

11.3.5. Diseno de correas de techo con perfil ECO Z ... ... .. .. ... ...... .... .. .. .. ... ... .. .. .. .... .. ........... .. .... .... .............. 181

11.3 .6. Diseno de escaleras ... ... ... .. ... ...... .... ......... ... ......................................... ...... .. ....... ... .. ... ............ .. ..... 182

11.4. Aplicaciones en celosias y otros arreglos ........... .. .. .. ................................... .. .. ............ .. .... .. ........ .. ...... .. ... 184

11.4.1 . Diseno de celosia plana .............. ....................... ............... ..... ............ .. .. .. ... .... ... ... .. .. .. ....... ............. 185

11.4.2. Diseno de celosia espacial ... ... .......................................................... ... ............ ..... .......... .... .. ... .. .... 189

11 .5. Aplicaciones en conexiones empernadas .. .. ... .. ........ .... .. ......... ..... .... .... ... ... ..... .... ........... ...... .. ..... ...... .. .... 192

11 .5.1. Planchabasedecolumna ......... ...... .... .... ... ... ... ....... .. ......... .................... ... ................. .... ... ... .. ... ..... 192

11.5.2. Conexi6n con brida ............ ..... ..... .. ................. .. .... ... .. ......... ...... ... ....... .... ..... .... ... ..... .... ...... .. ........ ... 193

11.5.3. Conexi6n empernada a corte acara de columna .. .. .... .. .. ............ .. .. ... .. .. ....... .. ........ ..... .............. ... .. 196

11.5.4. Conexi6n empernada a corte en ambas caras de lacolumna .... .. .. .......... ............... .... ......... ......... .. 200

Capitulo III APLICACIONES EN SISTEMAS RESISTENTESASISMOS ......... .. .... .... .............. .... ... ..... ......... ..... 205

111.1. Generalidades .. ... .. ... .... .... ..... ... .. .... .. ... .. .... .. .. .. ... ... .. ..... ................... ... .. .... ... ... .. ...... ..... ... .. .. .... .... .. ... .. .. ... .. 207

111 .1.1. Introducci6n.. .. ... .. ... .. ... .. . .... .. ... ..... ..... .. .... .... ..... ..................... .... ... ... .. . ............. .. ... .. ... .. ... .... .. ........ 207

111.1.2. Normas aplicables .. ... .... .. ... .. ... .... ................... ... ...... ..... ...... .. ... ............... ... .......... .. ................. .. .... 207

111.1 .3 . Especificaciones de los materiales .............................. .. ........ .. .... .... .. ... .. .. .. .. .... ... ... ................. ... .. 208

111.1.4. Clasificaci6n de los elementos de las secciones.. .. .. .... .. .. .. .............. ......................... .. ... .. .. .. ... .. ... 208

111.2. Aplicaci6n de los perfiles tubulares estructurales de la serie Conduven ECO como parte del

sistema resistente a sismos. ... .. ... .. ........ .............................. ... ... ... .. ... .. ... .. ... ... ...... .... .... ... .. ...... ........ ..... .... 211

111.2.1. Productos que complementan a laserie Conduven ECO ............................... .. .... .. .. .. .. .. .. ... ... .. .... 212

111.2.2. Dimensiones nominales y propiedades estaticas de los nuevos perfiles tubulares que

complementan a laserie Conduven ECO ......................... ..... ............. .. .. ... ..... ... .. .... ............ .. ....... 213

111.2.2.1. Capacidad de miembros a compresi6n de los nuevos perfiles tubulares que

complementan a la serie Conduven ECO .. .... .. .. ..... .. .. .. ... ,'.... .. ................................... .. .... 215

111.2 .3. Requ isitos sismorresistentes para p6rticos .... .. ..... ....... ... .... ... .. .... .. ... ...... ......... ... ... ..... .... ............ ... 221

Manual de Diseiio de Estructuras de Aoero con Perfiles T ubulares unlc:on

iN DICE

111.2.3.1. Porticos resistentes a momentos ................................................ ....... .. .................. .. ......... 221

111.2.3.1.1. Porticos resistentes a momentos con secciones tubulares mixtas

(columnas tubulares rellenas) ................................... ..... ..... ..... ...... ... ... ... .. .. ... .. 224

111.2 .3.1.2. Porticos resistentes a momentos con perfiles tubulares

y perfiles abiertos ... .. .... ...... .. .... .......................... ... ... ... .... .... ... ....... ... .. ... ... .. ...... 225

111. 2.3. 1.3. Porticos con vigas de celosias ......... .. .... .. .. .. "............ .. .... .. .... .. ...... .. .... .. .. ...... .. 226

111 .2.4 . Requisitos sismorresistentes para porticos con diagonales concentricas ... .... ..... .. .... ... ... ... ..... .... 227

111.2.4.1 Porticos con diagonales concentricas con secciones compuestas (columnas

y arriostramientos tubulares rellenos) .................................. .......... ..... ..... .. ... .......... .. .... .... 230

111.2 .4.2. Porticos con diagonales concentricas conarriostramientos de pandeo restringido .. ..... ... 231

111.2.4.3. Conexi ones para porticos con diagonales concentricas ... .... .. .. .. ... .. .......... .. .. .. ... .. .... .. ... ... 232

111 .2.5. Requisitos sismorresistentes para porticos con diagonales excentricas .. ... ............. .. ... .. ..... .. .. .. ... 236

111.3. Ejemplo de aplicacion de los perfiles tubulares de la serie Conduven ECO en sistemas resistentes

a sismos ............. .. ................ ... ... .... .... ..... .. ... .. ... .... ... ... .. ... .. .... .. .. ... .. ... .. ..... ... ... ... ... .. ... .. .... .... .... ... ... .. .. ..... . 239

Capitulo IV CATALOGO DE CONEXIONES PARA TUBOS ESTRUCTURALES CONDUVEN ECO.. .. ........ .. .... . 251

1V.1 Catalogo de conexiones soldadas . ............ ..... .... ............ ...... ... ....... .. .... .... ... ... .. ... .. ... .. ... ... .. ... ... ... .... .. ... .. . 253

1V.2 Catalogo de conexiones empernadas ... .. ... ...... .. ........ .... .. .... .... ..... ........................... ..... .. .. .. ... ... ...... .... ..... 275

SIMBOLOS... ..... ........................................................................... ....... .. ............. .... ....... ........ .. ... ................ ...... 297

REFERENCIAS............... ........ .......... .. . .............. .................... ............ .. .. . .... ............... ................ ..... ..... ..... .. .. ... . 303

unlcon Manual de Diseno de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares

CAPITULO I CONSIDERACIO ES PAR EL DISE - 0 DE E B S

ESTRUCTURALES 0 BOS ES UCTU ALES CONDUVE ECO Y SUS CO E 0 ES

Manual de Disefio de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares

III Generalidades

1.1.1. Definicion de los tubos estructurales

Los Tubos Estructurales Conduven ECO son perfiles tubulares con costura longitudinal , fabricados con acero

estructural de alta resistencia ASTM A572 Grado 50, siguiendo principalmente , las especificaciones ASTM A500

Grado C, no obstante no se descarta la fabricaci6n en otros grados.

Por sus caracteristicas geometricas y proceso de fabricaci6n , los Tubos Estructurales Conduven ECO se

clasifican como perfiles tubulares del tipo HSS (Hollow Structural Sections') y especfficamente por el tipo de

soldadura empleada se designan como ERW-HSS.

Adicionalmente, dentro de la gama de productos estructurales tam bien se encuentran los Perfiles Estructurales

Gonduven EGO de secci6n abierta Perfil ECO T Y Perfil ECO Z. Deben su nombre a la forma de su secci6n

transversal y al igual que los Tubos Estructurales Gonduven EGO son fabricados con acero estructural de alta

resistencia ASTM A572 Grado 50 , siguiendo especificaciones de fabricaci6n propias de Industrias Unicon, C.A.

Los Perfiles Estructurales Gonduven EGO, son igualmente producto de la conformaci6n en frio de acero en

bobinas, bien por simple deformaci6n mecanica para lograr la forma deseada como el caso del Perfil ECO Z 0 por

costura longitudinal mediante soldadura electrica de alta y baja frecuencia ERW (Electric-Resistance-Welded)

entre alas y alma como es el caso del Perfil ECO T.

1.1.2 Identificacion y certificacion

Industria Unicon, C.A. , siempre enfocada en cumplir con los mas altos estandares de calidad , mantiene desde el

ano 1994 la certificaci6n del sistema de gesti6n de la calidad en base a la norma internacional ISO 9001 en su

ultima edici6n (ano 2008)

Respaldado por la aplicaci6n constante de los mas altos estandares de calidad , con probada experiencia en

practicas productivas y un personal tecnico capacitado, que permite colocar a la disposici6n del mercado

nacional e internacional productos estructurales bajo las especificaciones de los mas importantes entes de

normalizaci6n y de certificaci6n mundial en el ramo y sus aplicaciones, entre los que podemos mencionar: ASTM ,

COVENIN, EN , BSyUNE.

Por su parte Industrias Unicon, C.A es miembro activo del Comite para el Estudio y Desarrollo de la Construcci6n

Tubular CIDECT, con el cual apoya el desarrollo de la tecnica relacionada con la aplicaci6n estructural de las

secciones tubulares , mediante el patrocinio de la investigaci6n en las Universidades mas prestigiosas del mundo

entero.

Con todo esto, se pueden asociar los productos estructurales fabricados por Industrias Unicon, C.A con modelos

de calidad y excelencia y asi 10 expresa la identificaci6n de nuestro nombre UNICON y nuestra marca ECO, en

cada uno de los productos comercializados en esta familia .

A continuaci6n se presenta como se designan los productos estructurales que fabrica Industrias Unicon, C.A:

Perfiles tubulares cuadrados, rectangulares y circulares y los perfiles abiertos Unicon.

, De acuerdo con la designaci6n oficialmenle adoplada a partir de 1990 per la industria para los perfiles eslructurales tubulares.

Manual de Diseiio de Estructuras de Acero con Perfiles T ubulares unlcon

Consideraciones generales para el diseno

~ HxBxe

T I I l pesor nominal del perfil en mm.

Base del perfil en mm.

Altura del perfil en mm.

Marca registrada "Estructurales Gonduven EGO'

@3 Dxe

T I l,,,,~ ~i"" d,' "., '" mm Diametro nominal del perfil en pig

Marca registrada "Estructurales Gonduven EGO'

~ T6ZxHxe

T T I I spesor nominal del perfil en mm.

Altura del perfil en mm.

Forma del perfilletras en mayusculas

Marca registrada ' Estructurales Gonduven EGO'

CAPITULO I

Ejemplos de la designacion de los productos estructurales

Cuadrados y rectangulares Circulares

Perfiles abiertos

ECO 260 x 260 x 11; ECO 300 x 100 x 7

ECO 10 %" x 9 ECO T 100 x 3,4; ECO Z 200 x 3

1.1.3. Proceso de fabricacion de tubos estructurales

La producci6n de los Tubos Estructurales Gonduven EGO esta basada en la transformaci6n de acero laminado

en bobinas segun la especificaci6n ASTM A 572 Grado 50 a tubos siguiendo las especificaciones ASTM A 500

Grado C.

Las bobinas laminadas en caliente son cortadas en tiras 0 flejes cuyo ancho corresponde con el perimetro del

tuba a fabricarse . Dichos flejes son doblados en frio para lograr la forma circular y sus bordes soldados

longitudinal mente mediante trenes laminadores y soldadura electrica de alta y baja frecuencia ERW (Electric

Resistance-Welded) (ver figura 1.1) . Los perfiles de forma cuadrada 0 rectangular son conformados a partir del

doblado en frio de los perfiles de forma circular.

Finalmente los tubos son cortados a la

medida deseada e identificados, empaque

tados y despachados de acuerdo a los

requerimientos normativos, legales y regla

mentarios aplicables. (Ver diagrama de

fabricaci6n 1.1 .3.1)

Durante el proceso de fabricaci6n tanto la

materia prima como los Tubos Estructurales

Gonduven EGO, son sometidos a diversos

procesos de ensayo destructivos y no des

tructivos para su validaci6n y aseguramiento

de la calidad, 10 que permite la c~rtificaci6n , ",: ~ ..

con base en las normas de ac~rcf,~~e;'mas de ." ...:. -.. ... .. ...

productO}1 rtorm sile·gesti6t1 ee c?lidad~ "~ '" 1 t .: ~ t \ : .... '~: ~

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1

3 2

FIGURA

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Proceso de formacion de las secciones tubulares


CAPITULO I

Proceso de fabricaci6n de los perfiles tubulares ECO UNICON

Manual de Diserio de Estructuras de Acero con Perfiles T ubulares

Consideraciones generales para el dlseno

Empaquetado y almacenamiento del producto terminado

listo para su distribuci6n hacia los clientes

Consideraciones generales para el diseno CAPITULO I

1.1.3.1 Diagrama del proceso de fabricacion de los tubos estructurales Conduven ECO

e O(d

2 3 4 5

5. PROCESO DE APLANADO DE LA LAMINA

6. CONFORMADO EN FRio DE LA SECCION TUBULAR

4. ENTRADA A LA LINEA DE PRODUCCION (DESENRROLLADOR)

3. CORTE EN TIRA SEGUN DESARROLLO DEL TUBO A FABRICAR

2. INSPECCION Y VALIDACION DE LA MATERIA PRIMA

1. RECEPCION EN PLANTAiDE MATERIA PRIMA

7 8 9 1( 1 1 12

11 . CORTE EN LONGITUDES ESTANDAR -12. INSPECCION VISUAL DE LA TUBERIA -

- 10. CALIBRACION DE LA TUBERIA (REDONDEZ Y RECTITUD)

~ 9. ENFRIADO AL AGUA Y AL AIRE DE LA TUBERIA

'--- 8. CEPILLADO EXTERNO Y UL TRASONIDO DE LA SOLDADURA

- 7. COSTURA LONGITUDINAL DEL TUBO POR SOLDADURA ELECTRICA (EW)

~ e () , ,~

13 14 J 161 17 I

17. DESPACHO TERRESTRE Y MARITIMO -

16. ALMACENAJE DE LA TUBERIA

'----- 15. EMPAQUETADO DE LA TUBERIA EN ATADOS DE CONFIGURACION ESTANDAR

- 14. INSPECCION FINAL DE LA TUBERIA

'-- 13. ENSAYOS DE VALIDACION DE LA TUBERIA (DESTRUCTIVOS Y NO DESTRUCTIVOS)

Diagrama del proceso de fabricacion

unlC:::on Manual de Diseno de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares

CAPITULO I Consideraciones generales para el diseno

1.1.4. Normas de diseno aplicables

La norma venezolana COVENIN 1618: 1998 "Estructuras de acero para edificaciones. Metodo de los estados

limites" (COVENIN , 1998) , establece dentro de sus disposiciones transitorias que hasta tanto no se elaboren las

correspondientes normas venezolanas especfficas para el disefio de perfiles tubulares , se autoriza el uso

complementario de la norma, "Specifications for the Design of Steel Hollow Structural Sections" (AISC, 1997) . Esta

norma fue inicialmente sustituida por la norma, "Load and Resistance Factor Design Specifications for Steel

Hollow Structural Sections" (AISC, 2000) , que a su vez ha sido sustituida por la norma, "Specifications for

Structural Steel Building", ANSI/AISC 360-05 (AISC, 2005) , que integra en un solo texto y a traves de sus diversos

capitulos los criterios de disefio para perfiles HSS, con un nuevo capitulo K especial mente dirigido al disefio de

sus conexiones.

EI presente Manual para el Disefio de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares Estructurales de la serie

Gonduven EGO, se acoge al anterior precepto normativo, fundamentando los criterios de disefio principal mente

en las vigentes especificaciones ANSI/AISC 360-05 (AISC, 2005) Y la norma venezolana COVENIN 1618: 1998

(COVENIN, 1998), complementadas por las especificaciones del Euroc6digo 3 y el CIDECT (Comite Internacional

pour Ie Developpement et l'Etude de la Construction Tubulaire) que sintetiza una importante experiencia en

Europa, America del Norte y Asia, en el disefio de edificios con perfiles HSS y particularmente en el disefio de sus

conexiones.

1.1.5. Propiedades del acero

En concordancia con los lineamientos establecidos en la norma venezolana COVENIN 1618:1998, los val ores a

emplear en el disefio de la tensi6n de cedencia (Fy) y resistencia de agotamiento a la tracci6n (Fu), seran los

minimos val ores especificados en las correspondientes normas y especificaciones de los materiales

considerados. La Tabla 1.1, reproduce los valores minimos de resistencia para perfiles tubulares establecidos en

las especificaciones ASTM A500.

iii Valores Minimos de Resistencia segun ASTM ASOO

Perfil Tubular Grado F.(Kgf/cm2) : F.(Kgf/cm2)

A 2.320 3.170 Circular

B 2.955 4.080

C 3.230 4.360

Cuadrado I Rectangular A 2.740 3.170

B 3.230 4.080

C 3.515 4.360

Los Tubos Estructurales Gonduven EGO, de secci6n circular, cuadrados y rectangulares , son fabricados con

acero estructural de alta resistencia ASTM A572 Grado 50, el cual presenta una tensi6n de cedencia Fy= 3.515

Kgf/cm2 y resistencia de agotamiento a la tracci6n Fu= 4.360 Kgf/cm2, superando los val ores minimos de

resistencia establecidos en las especificaciones ASTM A500 .

Manual de Disefio de Estructuras de Acero con Perfiles T ubulares unlc:o n


Por su parte, el AISC desconoce el incremento del limite elastico debido al endurecimiento par defarmaci6n

producido par ellaminado en frio de los perfiles tubulares. Par el contrario , el Euroc6digo 3 permite el incremento

del limite elastico para perfiles rectangulares y cuadrados en funci6n de las caracteristicas geometricas del

miembro y de la resistencia cedente del material base, sin embargo, segun este c6digo, este incremento s610

puede utilizarse para miembros sometidos a tracci6n 0 compresi6n y no puede tenerse en cuenta para miembros

sometidos a flexi6n.

Factores de modificacion de la tension de cedencia y resistencia agotamiento (AISC, 2005a)

Tensi6n cedente esperada

Resistencia agotamiento esperada

Fye =1,4Fy

Fue =1 ,3Fu

Otras propiedades de interes

M6dulo de elasticidad

M6dulo de corte

Coeficiente de Poisson

Peso unitario

Coeficiente de dilataci6n termica lineal

E = 2,1x106 Kgf/cm2

G = O,808x106 Kgf/cm2

v = 0,30

P = 7.850 Kgf/m3

a= 11,7x10-6tC

Requerimientos quimicos segun norma ASTM A500

TABLA • fW Composicion Quimica segun ASTM A500

G d Compo5icion Quimica (% maximo)

ra 0

C

B

A

Carbono (e) Manganeso (Mn) F6sforo (P) Azufre (5)

0,23

0,26

0,26

1,35

1,35

1,35

0,Q35

0,Q35

0,035

0,035

0,Q35

0,Q35

1.1.6. Dimensiones nominales de los productos estructurales

A continuaci6n se presentan las tablas con las dimensiones nominales de los productos estructurales Conduven

ECO de secci6n cerrada y secci6n abierta. En todos los casas, la secci6n y peso de los perfiles estan calculados

en funci6n de las dimensiones nominales sin considerar las tolerancias de fabricaci6n.

unlc:on Manual de Diseno de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares


TABLA Dimensiones nominales de perfiles tubulares Conduven ECO I fe I Seccion Circular

Designac.i6n Diametro ' Espe.sor : Secc.i6n , Pe~o Grados ASTM A500 Comerclal Externo I Nominal I Nominal I Nominal

D D e A P Serie Tubos Serie Tubos pulg mm mm em' Kgf/m Conduven ECO Estructurales NPS (1) (2)

3 76,20 2,25 5,23 4,10 C AyB 31/2 88,90 2,25 6,1 2 4,81 C AyB 41/2 114,30 2,50 8,78 6,89 C AyB

5 127,00 3,00 11 ,69 9,17 C AyB 51 /2 139,70 3,40 14,56 11,43 C AyB

6 152,40 4,00 18,65 14,64 C AyB 6 5/8 168,30 4,30 22,15 17,39 C AyB 7 5/8 193,70 4,50 26,75 20,99 C AyB 8 5/8 219,10 5,50 36,91 28,97 C AyB 9 5/8 244,50 5,50 41 ,30 32,41 C AyB

9 5/8 244,50 7,00 52,23 41 ,00 C AyB 103/4 273,10 7,00 58,52 45,93 C AyB 103/4 273,10 9,00 74,67 58,61 C AyB 123/4 323,85 9,00 89,02 69,88 C AyB 123/4 323,85 11 ,00 108,11 84,87 C AyB

NPS: Designaci6n comercial del producto en pulgadas Longitud estandar de despacho: 6,00 y 12,00 mts . disponibles en inventario Tolerancias: Longitud :!:25mm· Espesor de pared :!:10% (1) Serie desarrollada por Industrias Unicon C.A. y registrada bajo el nombre de Tubas Estructurales CONDUVEN ECO (2) Otros productos pueden ser suministrados bajo pedidos con otras dimensiones y grados

y

D x

L e

FIGURA • fM Secci6n Circular

Manual de Disefio de Estructuras de Acero con Perfiles T ubulares

TeBM Dimensiones nominales de perfiles tubulares Conduven ECO • ",wI Seccion Cuadrada

Designac.i0n Espe.sor Radio II Secc.ion Pe~o I Grados ASTM A500 Comerclal Nominal , Externo Nominal Nominal '

H x B e R A P mm mm mm em' Kgf/m ON

60 X 60 2,25 6,75 5,02 3,94

70 X 70 2,25 6,75 5,92 4,65

90 X 90 2,50 7,50 8,54 6,70

100 X 100 3,00 9,00 11 ,33 8,89

110 X 110 3,40 10,20 14,10 11 ,07

120 X 120 4,00 12,00 18,01 14,14

135 X 135 4,30 12,90 21 ,85 17,15

155 X 155 4,50 13,50 26,39 20,72

175 X 175 5,50 16,50 36,25 28,46

200 X 200 5,50 16,50 41 ,75 32,77

200 X 200 7,00 21 ,00 52,36 41 ,10

220 X 220 7,00 21 ,00 57,96 45,50

220 X 220 9,00 27,00 73,18 57,45

260 X 260 9,00 27,00 87,58 68,75

260 X 260 11 ,00 33,00 105,40 82,74

DN Designaci6n comercial del produclo en milimelros R: Radio de esqUina exlerno mru<lmo segun ASTM ASoo Longitud estandar de despacho: 6,00 y 12,00 mls . disponibles en inventario Tolerancias: Longllud ± 2Smm . Espesor de pared ± 1 0% (1) Serie desarrolJada por Induslrias Unicon C.A. y regislrada bajo el nombre de Tubos Estructura/es CONDUVEN ECO (2) Olros produclos pueden ser suminislrados bajo pedidos con olras dimensiones y grados

H '" R

FIGURA

y I

B • I

_I(M Secci6n Cuadrada

x e

Serie Tubos Serie Tubos

Conduven ECO Estructurales

(1 ) (2)

C AyB C AyB C AyB C AyB C AyB C AyB C AyB C AyB C AyB C AyB C AyB C AyB C AyB C AyB C AyB

unlcon Manual de Disefio de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares


TABLA Dimensiones nominales de perfiles tubulares Conduven ECO 1", Seccion Rectangular

Designac.ion Espe.sor : Radio Secc.ion i Pe~o ' Grados ASTM A500 Comerclal Nominal I Externo Nominal : Nominal

HxB e R A P mm mm mm em' Kgf/m

ON

80 x40 2,25 6,75 5,02 3,94

100 X 40 2,25 6,75 5,92 4,65

120 X 60 2,50 7,50 8,54 6,70

140 X 60 3,00 9,00 11 ,33 8,89

160 X 65 3,40 10,20 14,44 11 ,34

180 X 65 4,00 12,00 18,41 14,45

200 X 70 4,30 12,90 21 ,85 17,15

220 X 90 4,50 13,50 26,39 20,72

260 X 90 5,50 16,50 36,25 28,46

300 X 100 5,50 16,50 41 ,75 32,77

300 X 100 7,00 21 ,00 52,36 41 ,10

320 X 120 7,00 21,00 57,96 45,50

320 X 120 9,00 27,00 73,18 57,45

350 X 170 9,00 27,00 87,58 68,75

350 X 170 11 ,00 33,00 105,41 82,74

DN : Designacion comercial del producto en milimetras R: Radio de esquina externo maximo segun ASTM A500 Longitud estandar de despacho: 6,00 y 12,00 mts . disponibles en inventario Tolerancias: Longitud ± 25mm . Espesor de pared ± 10% (1) Serie desarrollada por Industrias Unicon C.A. y registrada bajo el nombre de Tubos Estructurales GONDUVEN EGO (2) Otros productos pueden ser suministrados bajo pedidos con otras dimensiones y grados

H

FIGURA

" R

y

x

e

• 'M Seccion Rectangular

Manual de Diseno de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares

Serie Tubas Serie Tubas

Canduven ECO Estructurales

(1) (2)

C AyB C Ay B C AyB C Ay B C AyB C Ay B C AyB C Ay B C AyB C AyB C AyB C AyB C AyB C Ay B C AyB

unlc:on


TABLA "t. Dimensiones nominales perfil ECO T

Oesignacion Altura Ancho Espesor Seccion Peso Comercial Total Base Nominal Nominal Nominal

ON mm

80

100

H mm

80

100

ON: Oesignaei6n eomereial de produeto en mllimetros.

B mm

60

60

Tolerancias dimensionales: Longitud +/- 50 mm. Espesor de pared +/- 10%

H

FIGURA

y

e

e mm

3,40

3,40

x

-M. Perfil ECO T

TABLA I ' l i Dimensiones nominales perfil ECO Z

Designaci6n Altura Ancho Borde Comercial Total Base Ala

ON H B A mm mm mm mm

150 150 50 20

170 170 50 20

200 200 50 20

ON: Oesignaci6n eomereial del produeto en milfmetros Longitud estandar de despaeho: 6,00 y 12,00 mts - disponibles en inventario Toleraneias: Longitud :!:25mm - Espesor de pared :!:10% Serie desarrollada par Industrias Unieon CA

H

L FIGURA

Espesor Nominal

e mm

2,10

2,50

3,00

e

Radio Interior

r mm

3,15

3,75

4,50

x

_ A Perfil ECO Z

A em'

4,97

5,65

Radio Externo

R mm

5,25

6,25

7,50

Secei6n Nominal

A em'

5,66

7,19

9,47

P Kgf/m

3,91

4,44

Peso Nominal

P Kgf/m

4,63

5,87

7,70



1.1.7. Propiedades estaticas para el diseno estructural

Para fines de diseno, las propiedades estaticas de los perfiles tubulares han sido calculadas siguiendo la

especificaci6n ANSI/AISC 360-05 (AISC, 2005) que establece:

i. Para perfiles ERW-HSS se debe emplear un espesor de diseno (t) igual a 0,93 veces el espesor nominal (e).

t = 0,93 e

ii. Basados en el estricto control de calidad que sigue la fabricaci6n de los perfiles tubulares Gonduven

EGO, las propiedades estaticas de las secciones cuadradas y rectangulares han sido calculadas

asumiendo un radio de esquina externo igual a 2,5 veces el espesor de diseno.

R = 2 ,5 t

iii. Las relaciones de esbeltez para los elementos de las secciones cuadradas y rectangulares seran

calculadas tomando un ancho libre de paredes segun :

b=8-5t

h=H - 5t

Expresiones empleadas para la determinaci6n de las propiedades estaticas de los perfiles tubulares (INTI , 2005)

A Area de la secci6n (cm2)

I Momento de Inercia (cm4)

S M6dulo de secci6n elastico (cm3)

r Radio de giro (cm)

Z M6dulo de secci6n plastico (cm3)

J Momento inercia torsional (cm4)

C Constante de torsi6n (cm3)

Seccion Circular

y A = n( 0 - t )t

I = ( n/64 ) [04 - ( 0 - 2t t ] S = 21/0

r=jf x J = 21 G = 2S

z = [ 03 - ( 0 - 2t )3] /6

Manual de Oiseno de Estructuras de Acero con Perfiles T ubulares unlc:on


Secciones Rectangular y Cuadrada

y I

t" I

I. R I

1 I

H - --f-- f- x I

1 I

t 1 I

Nota: Expresiones validas para R=2,5t

A= 2t (H + 8 - 3,717t)

I, " [ ( H ~ t )' + ( B - t) ~ H - t )' - 0,88 t (H - t)' 1 t

I, " [ ( B ~ t )' + ( H - t) ~ B - t )' - 0,88 t (B - t)' 1 t

Sx = 21J H

r = ~ x VA

z, ~ [ ( H ~ t )' + (B _ t)(H - t) - 1,72 t (H -+ Z," [ (B ~ t )' + (H _ t)(B - t) - 1,72 t (B - t+

J= 2t[(8-t)(H-t)-2,707 e f

( 8 + H - 2 t)

C = 2t (8 - t) (H - t) - 6,88 t3

TABLA Propiedades estitticas de perfiles tubulares Conduven ECO Seccion Circular

0 0 e A Ix = Iy Sx = Sy rx = ry Zx = Zy J

pulg mm mm em' em' em' em em' em' NPS

3 76,20 2,25 4,87 36,42 33,47 8,78 2,62 11,49 66,94

31/2 88,90 2,25 5,71 42,49 53,78 12,10 3,07 15,77 107,57

41/2 114,30 2,50 8,18 49,16 128,24 22,44 3,96 29,16 256,49

5 127,00 3,00 10,89 45,52 210,06 33,08 4,39 43,05 420,13

51/2 139,70 3,40 13,56 44,18 316,24 45,27 4,83 58,96 632,48

6 152,40 4,00 17,38 40,97 480,43 63,05 5,26 82,25 960,86

6 5/8 168,30 4,30 20,64 42,09 696,93 82,82 5,81 107,97 1.393,86

7 5/8 193,70 4,50 24,92 46,28 1.119,17 115,56 6,70 150,33 2.238,35

8 5/8 219,10 5,50 34,39 42,83 1.969,26 179,76 7,57 234,26 3.938,52

9 5/8 244,50 5,50 38,47 47,80 2.756,73 225,50 8,47 293,16 5,513,46

9 5/8 244,50 7,00 48,67 37,56 3.448,59 282,09 8,42 368,81 6.897,18

10314 I 273,10 7,00 54,52 41 ,95 4.846,53 354,93 9,43 462,76 9.693,07

10314

1 273,10 9,00 69,61 32,63 6.104,20 447,03 9,36 586,78 12.208,40

12314 323,85 9,00 82,96 38,69 637,81 11 ,16 833,24 20.655,53

123/4 323,85 11 ,00 100,79 31 ,66 766,12 11,09 1.006,55 24.810,68 NPS: Designaci6n comercial del producto en pulgadas

C

em'

17,57

24,20

44,88

66,16

90,55

126,10

165,64

231 ,12

359,52

451,00

564,19

709,85

894,06

1.275,62

1.532,23

Todas las propiedades estaticas y relaciones de esbeltez han sido calculadas para el espesor de diserio segun recomendaciones de las especificaciones ANSI/AISC 360-05

unu:on Manual de Disefio de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares


TABLA Propiedades estaticas de perfiles tubulares Conduven ECO Seccion Cuadrada

Designac.i6n Espe.sor ~re~ Esbeltez Esbeltez Propiedades Estaticas Comerclal Nominal Diseno Ala Alma

HxB

mm ON

60 x 60

70 x 70

90 x 90

100 x 100

110 x 110

120 x 120

135 x 135

155 x 155

175 x 175

200 x 200

200 x 200

220 x 220

220 x 220

260 x 260

260 x 260

e

mm

2,25

2,25

2,50

3,00

3,40

4,00

4,30

4,50

5,50

5,50

7,00

7,00

9,00

9,00

11 ,00

A

em'

4,70

5,53

7,97

10,58

13,17

16,83

20,41

24,64

33,86

38,98

48,93

54,14

68,45

81 ,84

98,61 ON : Oesignacion comercial del producto en milimetros

bIt

23,67

28,45

33,71

30,84

29,79

27,26

28,76

32,04

29,21

34,10

25,72

28,79

21 ,28

26,06

20,~

hIt

23,67

28,45

33,71

30,84

29,79

27,26

28,76

32,04

29,21

34,10

25,72

28,79

21 ,28

26,06

20,42

em'

25,80

41 ,91

100,81

164,39

247,03

373,45

575,20

922,00

1.605,49

2.436,56

em'

8,60

11 ,97

22,40

32,88

44,91

62,24

85,22

118,97

183,48

243,66

3.004,25 300,43

4.053,03 368,46

5.012,79 455,71

8.500,05 653,85

10.052,33 773,26

em

2,34

2,75

3,56

3,94

4,33

4,71

5,31

6,12

6,89

7,91

7,84

8,65

8,56

10,19

10,10

J C

em' em' em'

10,09

13,96

25,99

38,25

40,35 13,97

65,19 19,24

156,10 35,66

255,15 52,58

52,30 383,78

72,68 581 ,63

99,34 894,50

138,24 1 1.429,61

213,79 2.495,61

282,63 3.771,90

71 ,97

100,24

136,82

189,87

294,33

387,62

351,48 4.686,96 485,55

429,51 6.302,67 591 ,53

536,80 7.866,32 745,70

764,63 13.255,84 1.055,90

912,34 15.795,86 1.269,03

Todas las propiedades estaticas y relaciones de esbeltez han sido calculadas para el espesor de diserio segun recomendaclones de las especificaciones ANSI/AISC 360-05

TABLA Propiedades estaticas de perfiles tubulares Conduven ECO Seccion Rectangular

Designac,ion Espe.sor Are~ Esbeltez Esbeltez Propiedades Estaticas Comerclal Nommal Diseno Ala Alma

HxB mm ON

80 x 40

100 x 40

120 x 60

140 x 60

160 x 65

180 x 65

200 x 70

220 x 90

260 x 90

300 x 100

300 x 100

320 x 120

320 x 120

350 x 170

e A bIt mm em'

2,25 4,70 14,12

2,25 5,53 14,12

2,50 7,97 20,81

3,00 10,58 16,51

3,40 13,49 15,56

4,00

4,30

4,50

5,50

5,50

7,00

7,00

17,20

'

20,41

24,64

33,86

38,98

48,93

54,14

9,00 68,45

9,00 81,84

12,47

12,50

16,51

12,60

14,55

10,36

13,43

9,34

15,31

hIt

33,23

42,79

46,61

45,18

45,60

43,39

45,01

47,57

45,83

53,65

41 ,08

44,16

Sx em' em'

38,22 9,56

67,06 13,41

149,40 24,90

257,47 36,78

422,16 52,77

655,98

954,77

1.465,69

2.672,45

4.095,98

5.042,87

6.606,62

72,89

95,48

133,24

205,57

273,07

336,19

412,91

33,23 8.159,90 509,99

36,82 12.737,21 727,84

rx em

2,85

3,48

4,33

4,93

5,59

6,18

6,84

7,71

8,88

10,25

10,15

11 ,05

10,92

12,48

Zx em' em' em'

11,94 13,06 6,53

17,06 16,07 8,03

30,78 51 ,36 17,12

46,33 69,11 23,04

66,86 103,92 31,97

93,79

123,15

168,47

265,35

352,24

132,82

183,75

365,29

505,25

731 ,09

40,87

52,50

81 ,18

112,28

146,22

437,60 891 ,04 178,21

528,65 1.424,85 237,48

660,04 1.742,39 290,40

909,44 4.163,02 489,77

em

1,67

1,70

2,54

2,56

2,78

2,78

3,00

3,85

3,86

4,33

4,27

5,13

5,05

7,13

J C

em' em' em'

7,40 31 ,26 12,30

8,98 42,17 15,47

19,11 121 ,62 31,47

25,70 175,90 43,65

35,65 270,51 61 ,12

45,71 362,93 80,02

58,63 507,44 103,02

90,33 946,92 154,51

125,28 1.400,21 220,41

161 ,87 2.044,40 285,32

200,26 2.511 ,89 355,35

265,26 3.834,96 461 ,33

329,87 4.734,13 578,30

552,03 10.072,35 920,31

350 x 170 11 ,00 I 98,61 I 11 ,62 29 , 21~15 .058 ,90 I 860,51 12,36 1.084,67 4.896,58 576,07 7,05 657,14 11 .944,04 1.103,31 ON : Oesignacion comercial del produclo en milimetros Todas las propiedades estaticas y relaciones de esbeltez han sido calculadas para el espesor de diserio segun recomendaciones de las especificaciones ANSI/AISC 360·05

Manual de Diseno de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares unlcon


ifti Propiedades Estaticas Perfil ECO T

Designac.ion Altura Ancho Espe.sor Secc.ion Pe~o Propiedades Estaticas Comerclal Total Base Nominal Nominal Nominal

ON H B e A P I. S. r. ry mm mm mm mm em' Kgf/m em' em' em em

80 80 60 3,40 4,97 3,91 46,25 8,84 3,04 1,54

100 100 60 3,40 5,65 4,44 68,07 10,05 3,47 1,06

ON: Oesignaci6n comercial del producto en milimetros Propiedades estaticas calculadas para valores nominales sin considerar tolerancia de fabricaci6n Tolerancias dimensionales: Longitud +/·50mm Espesor de pared +/- 10%

itB,j Propiedades Estaticas Perfil ECO Z

Designac.ion Propiedades Estaticas Comerclal

ON I. S. r. Z. Iy Sy ry 1.. r .. mm em' em' em em' em' em' em em' em

150 208,70 27,82 5,87 33,05 42,63 6,76 2,65 10,04 1,18

170 331 ,17 38,96 6,56 46,79 50,25 8,00 2,55 11,96 1,15

200 580,42 50,04 7,58 70,70 56,02 8,95 2,35 14,35 1,12

ON: Oesignaci6n comercial del producto en milfmetros Propiedades estaticas calculadas para valores nominales sin considerar tolerancia de fabricaci6n Tolerancias dimensionales: Longitud +/-50mm Espesor de pared +/- 10%

1.1.8. Clasificacion de los elementos de las secciones tubulares

Las secciones de los perfiles tubulares pueden ser clasificadas en secciones compactas, no compactas 0

esbeltas , en funci6n de la predisposici6n al pandeo local de sus elementos comprimidos. La Tabla 1.5. , reproduce

los limites para la relaci6n ancho-espesor de los elementos comprimidos de perfiles tubulares recomendados por

las especificaciones AISC 360-05.

La secci6n del perfil tubular clasifica como compacto si la relaci6n ancho-espesor de sus elementos comprimidos

no supera ellfmite Ap. La secci6n del perfil tubular clasifica como no compacto si la relaci6n ancho-espesor de sus

elementos comprimidos esta entre los Ifmites Ap Y Ar . Finalmente, la secci6n del perfil tubular clasifica como esbelta

si la re laci6n ancho-espesor de sus elementos comprimidos supera ellimite Ar•



TABLA Limites de la relacion ancho-espesor de los elementos comprimidos -8"M para perfiles tubulares segun especificaciones AISC 360-05

Caso Relaci6n ancho-espesor Ap (compacto) A, (no compacto) Forma de la Secci6n

C1

D/t

C2 0,07 ElF, (41 ,82)

bit

(flexi6n) 1,12[f C3 Fy

bit 6 hit (27,38) (compresi6n)

2,42[f hit C4 F,

(flexi6n) (59,15)

Nota: Valores en parentesis corresponden a la especificaci6n ASTM A572 Grado 50 C1- Secci6n circular en compresi6n uniforme C2.- Secci6n circular en flexion

0,1 1 ElF, (65,72)

0,31 ElF, (185,21 )

1.40[f F,

(34,22)

5,72[f F,

(139,32)

C3.- Compresion uniforme en pared paralela a eje de flexion (ala) 0 com presion uniforme en paredes del perfil sometido a compresion. C4.- Pared perpendicular a eje de flexion (alma)

Armaduras 0

cerchas en pasarelas de aeropuertos nacionales

Manual de Diseno de Estructuras de Arero con Perfiles T ubulares

I- b -1 t -r-

I t -r-

h

1

unlcon

1.1.9.Metodos de diseno

Siguiendo los criterios de diseno de la norma venezolana 1618: 1998, el presente manual se fundamenta en el

Metodo de los Estados Lfmites. EI diseno de la estructura y sus miembros 0 componentes estructurales debe

cumplir basicamente con dos estados limites ; el estado limite de agotamiento resistente , que define la seguridad

ante acciones extremas durante la vida util esperada de la estructura, y el estado limite de servicio, que define los

requisitos funcionales .

EI diseno para el estado limite de agotamiento resistente verifica que la resistencia minorada (Capacidad) de cada

componente estructural sea igual 0 mayor que las solicitaciones mayoradas (Demanda) establecidas. Se

fundamenta en los principios de la norma AISC-LRFD (Load and Resistance Factor Design-LRFD) , adoptando

factores de mayoraci6n de solicitaciones (y,) y factores de minoraci6n de la resistencia te6rica (<\>,) , para garantizar

un diseno racional , confiable y econ6mico. De esta manera:

<\>,

Efecto de la solicitaci6n 0 caso de carga i

Factor de mayoraci6n correspondiente a la solicitaci6n Q j

Demanda de resistencia 0 solicitaci6n mayorada

Resistencia te6rica 0 nominal

Factor de minoraci6n de la resistencia te6rica Rti (generalmente 0,90 para cedencia y 0,75 para rotura)

Capacidad 0 Resistencia minorada (reportado en este manual)

De manera complementaria, es posible hacer la verificaci6n de la relaci6n demanda-capacidad siguiendo los

principios del metodo de las tensiones admisibles (Allowable Strength Design - ASD), segun el cual :

0.

RJn

Efecto de la solicitaci6n 0 caso de carga i

Demanda de resistencia en condiciones de servicio

Resistencia te6rica 0 nominal

Factor de seguridad de la resistencia te6rica Rti (generalmente 1,67 para cedencia y 2,00 para rotura)

Capacidad admisible

Para obtener la capacidad admisible de un miembro 0 componente estructural a partir de su capacidad 0

resistencia minorada (valor reportado en este manual) , bastara con dividir la resistencia minorada (<\>, Rt,) por el

factor de minoraci6n de la resistencia te6rica (<\>,) y el factor de seguridad (0) .

unlcon Manual de Diseiio de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares


R = (~i Rti )/(~ i n) = (~ i Rti )/1,50

EI diseno para el estado limite de servicio esta relacionado con la conservacion , durabilidad y funcionamiento bajo

condiciones normales de servicio y el control de los danos durante el uso normal diario, donde se supone un

comportamiento esencialmente elastico e implica el control de flechas , deformaciones, vibraciones excesivas,

fatiga , efectos de los cambios de temperatura , proteccion contra incendios, corrosion , etc.

Flechas maximas recomendadas debidas a las acciones variables y de viento, segun la Norma COVENIN 1618

Variable: CV Tramos de miembros que soportan techos con recubrimientos no flexibles

(ij Variable: CV Tramos de miembros que soporta tech os con recubrimientos flexibles (.)

:e en ~ Variable: CV Tramos de miembros que soportan pisos w ...J Tramos de vigas para gruas m6viles con capacidad: « Maxima por rueda ii: a) Igual 0 mayor 2S.000Kgf I- sin impacto: G, en ::::l b) Menor de 25.000 Kgf c ~

Fuerzas laterales debidas a las gruas: G,

Tramos de vigas que soportan gruas m6viles

E Q)

Fuerzas laterales 10 ...J

debidas a las gruas ·Columnas (desplazamiento total de su parte superior) o viento: G" W

Variable: CV Tramos de miembros en pisos y techos (ij que soportan acabados susceptibles de agrietarse (.)

:e Tramos de miembros en pisos y tech os en ~ Variable: CV 0 que soportan acabados no susceptibles de agrietarse U iL:

Viento: W Pisos (desplazamiento total debido a todos los efectos) C w en Pisos (desplazamiento relativo entre dos pisos consecutivos) 0 c::: Viento: W con revestimientos metalicos y tabiques sin precauciones I-0 E especiales para permitir deformaciones de la estructura

Q)

iii ...J EI mismo caso anterior pero en pisos con precauciones Viento: W

especiales para permitir deformaciones de la estructura

• Ver comentarios en la norma COVENIN 1618.

Ll240

Ll180

Ll300

Ll800

Ll600

Ll600

Ll400 a

Ll200

Ll360

Ll300

Ll400

LlSOO

Ll400

Manual de Diseno de Estructuras de Aoero ron Perfiles T ubulares unlcon

m Diseno de miembros estructurales

EI diseno de los miembros se bas a en el metoda de los estados IImites, como fue descrito con anterioridad , es por

ello que en cada estado de solicitacion estaran presentes los factores de minoracion establecidos por el metodo,

con el proposito de determinar las capacidades de los miembros tubulares , entre otros .

EI diseno consiste en seleccionar las secciones 6ptimas de los miembros para cad a caso en particular. Sin

embrago es conveniente destacar que en esta secci6n , tambien han sido inclu idos dos tipos de perfiles abiertos

adicionales, con aplicaciones especfficas ; el perfil ECO T Y el ECO Z, los cuales no son tubulares , pero tambien

pertenecen a la serie de productos que fabrica Industrias Unicon CA

Con la finalidad de simplificar las operaciones y facilitar al usuario el calculo , en esta secci6n fueron incluidas

tablas asociadas al diser'io de los miembros. A continuaci6n se presentan los diferentes estados de solicitaci6n

para los perfiles tubulares .

Multiples conexi ones con perfiles tubulares en estructura de transporte masivo, ubicada en Venezuela

1.2.1. Diseno de miembros a traccion

Una buena manera de utilizar los perfiles estructurales tubulares de acero HSS, es su empleo como miembros a

tracci6n , debido a que de esa forma se utiliza el material mas eficientemente, es decir, se aprovecha en gran

medida la resistencia del material que forma la secci6n , dependiendo por supuesto del tipo de conexi6n. Estos

tipos de miembros los encontramos en la realidad como: tensores , cordones y diagonales de armaduras , entre

otros .

La resistencia de diser'io de un miembro a tracci6n <PI Pn, sera el men or valor entre el estado limite de cedencia

sobre el area total y el estado limite de rotura sobre el area neta efectiva.

i. Tracci6n de cedencia sobre el area total.

<PI = 0,90

ii. Tracci6n de rotura sobre el area neta.

<p, = 0,75

unlc:cn Manual de Diseiio de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares


A Area total de la secci6n = Area de diseiio . Ae Area neta efectiva = U An ~ Area neta de la secci6n . U Factor de correcci6n para

conex i6n de miembro en tracci6n.

EI area neta se computa como el area total de la secci6n menos el producto del espesor de la lamina del perfil y el

ancho del material removido para la conexi6n. Para conexiones soldadas continuamente alrededor del perfmetro

de lasecci6n ~ = A Y U= 1 ,0. EI factor de correcci6n U, depende del tipo de conexi6n, segun:

TABLA Factor de correccion U para perfiles tubulares • 8. conectados a traves de planchas de conexion

Descripcion conexion Relacion ancho-espesor Forma de la Seccion

Seccion circular con plancha

de conexion concentrica

Seccion rectangular con plancha

de conexion concentrica

Seccion rectangular con doble

plancha de conexion adosada

I = Longitud de la conexi6n en la direcci6n de la carga

I ~ 1,30 U = 1,0

o ~ I ~ 1,30 U = 1 - xii

I ~ H

x=

I ~ H

x = D/7t

U = 1 - xii

8 2 + 28H 4 (8 + H)

U = 1 - xii

8 2

x=----4 (8 + H)

~ ~~r-~I~-j~-'-'----'-

. '-'-

l EE] r--H-j

La relaci6n de esbeltez de un miembro en tracci6n (Ur) sera su longitud no arriostrada (L) dividida por el

correspondiente radio de giro (r) . Esta relac i6n preferentemente no excedera de 300.

Manual de Diseiio de Estructuras de Acero con Perfiles T ubulares un Icon

TABLA Capacidad de miembros a traccion Conduven ECO Seccion Circular

Designacion Espesor Area Cedencia Rotura Comercial Nominal : Diseno <P. = 0,90 <P. = 0,75

o pulg NPS

3

31/2

41/2

5

51/2

6

6 5/8

7 5/8

8 5/8

9 5/8

95/8

103/4

103/4

123/4

123/4

e

mm

2,25

2,25

2,50

3,00

3,40

4,00

4,30

4,50

5,50

5,50

7,00

7,00

9,00

9,00

11 ,00

A

em'

4,87

5,71

8,18

10,89

13,56

17,38

20,64

24,92

34,39

38,47

48,67

54,52

69,61

82,96

100,79

ton

15,41

18,05

25,87

34,44

42,91

54,97

65,30

78,82

108,78

121 ,69

153,98

172,48

220,21

262,43

318,86

<P.p. ton

(A,,=O,95A)

15,13

17,73

25,41

33,82

42,13

53,98

64,12

77,40

106,82

119,50

151 ,20

169,37

216,25

257,70

313,11

<P.p. ton

(A,=O,90A)

14,34

16,79

24,07

32,04

39,92

51 ,14

60,75

73,33

101 ,20

113,21

143,25

160,46

204,87

244,14

296,63

<P.p. ton

(A,=O,85A)

13,54

15,86

22,73

30,26

37,70

48,30

57,37

69,26

95,58

106,92

135,29

151 ,54

193,48

230,58

280,15

<P.p. ton

(A,=O,80A)

12,74

14,93

21,40

28,48

35,48

45,46

54,00

65,18

89,95

100,63

127,33

142,63

182,10

217,01

263,67

<P.p. ton

(A,=O,75A)

11,95

14,00

20,06

26,70

33,26

42,61

50,62

61 ,11

84,33

94,34

119,37

133,72

170,72

203,45

,-- 247,19 NPS: Oesignaci6n comercial del producto en pulgadas. Propiedades mecanicas del acero segun Especificaciones ASTM A572 - Grado 50: Fy = 3.515 Kgf/cm' - F, = 4.360 Kgf/cm'. Los valores reportados en la tabla corresponden a ~, P" expresados en Toneladas. Nota: Tomar el menor valor entre el estado limite de Cedencia y Rotura. Obs.: La tracci6n de rotura sobre el area neta efectiva (A,,) controlara la tracci6n de cedencia sobre el area total (A) , a menos que la conexi6n del miembro en tracci6n pueda ser configurada con A" > 0,89A.

~.....". Capacidad de miembros a traccion Conduven ECO Seccion Cuadrada

Designacion Espesor Area Cedencia Rotura Comercial Nominal Diseno <P. = 0,90 <P. = 0,75

HxB e

mm mm ON

60 x 60 2,25

70 x 70 2,25

90 x 90 2,50

100x100 3,00

110 x 110 3,40

120 x 120 4,00

135 x 135 4,30

155 x 155 4,50

175 x 175 5,50

200 x 200 5,50

200 x 200 7,00

220 x 220 7,00

220 x 220 9,00

260 x 260 9,00

260x260 J 11 ,00

A

em'

4,70

5,53

7,97

10,58

13,17

16,83

20,41

24,64

33,86

38,98

48,93

54,14

68,45

81 ,84

98,61

ton

14,86

17,51

25,21

33,47

41 ,66

53,23

64,55

77,96

107,12

123,30

154,79

171 ,26

216,54

258,90

311 ,96

<P.p. <P.p. <P.p. <P.p. <P.p. ton ton ton ton ton

(A,,=O,95A) (A,=O,90A) (A,=O,85A) (A,=O,80A) (A,=O,75A)

14,59 13,82 13,05 12,29 11 ,52

17,19 16,29 15,38 14,48 13,57

24,75 23,45 22,15 20,84 19,54

32,87 31 ,14 29,41 27,68 25,95

40,91 38,76 36,60 34,45 32,30

52,27 49,52 46,77 44,02 41 ,27

63,39 60,05 56,72 53,38 50,05

76,56 72,53 68,50 64,47 60,44

105,19 99,65 94,11 88,58 83,04

121 ,08 114,70 108,33 101,96 95,59

152,00 144,00 136,00 128,00 120,00

168,18 159,33 150,48 141 ,62 132,77

212,63 201,44 190,25 179,06 167,87

254,24 240,86 227,47 214,09 200,71

_3~0~6~,34~~ __ ~2~90~,2=2 __ ~ __ ~27~4~,0~9 __ ~ __ =25~7~,97 ____ ~2~41~,8=5

ON: Designaci6n comercial del producto en millmetros. Propiedades mecanicas del acero segun Especificaciones ASTM A572 - Grado 50: Fy = 3.515 Kgf/cm' - F, = 4.360 Kgf/cm'. Los valores reportados en la tabla corresponden a ~, PO' expresados en Toneladas. Nota: Tomar el menor valor entre el estado limite de Cedencia y Rotura. Obs: La tracci6n de rotura sobre el area neta efectiva (A,,) controlara la tracci6n de cedencia sobre el area total (A) , a menos que la conexi6n del miembro en tracci6n pueda ser configurada con A,,> 0,97A.

unlC:::on Manual de Diseno de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares

TABLA Capacidad de miembros a traccion Conduven ECO Seccion Rectangular

Designacion Espesor Area Cedencia Rotura Comercial Nominal Diserio <P, = 0,90 <P, = 0,75

HxB e A <p,Pn <p,Pn <p,Pn <p,Pn ton ton ton

mm mm em' ton (A,,=O,95A) (A,,=O,90A) (A.=O,85A) ON

80 X 40 2,25 4,70 14,86 14,59 13,82 13,05

100 X 40 2,25 5,53 17,51 17,19 16,29 15,38

120 X 60 2,50 7,97 25,21 24,75 23,45 22,15

140 X 60 3,00 10,58 33,47 32,87 31 ,14 29,41

160 X 65 3,40 13,49 42,66 41 ,89 39,69 37,48

180 X 65 4,00 17,20 54,41 53,43 50,62 47,81

200 X 70 4,30 20,41 64,55 63,39 60,05 56,72

220 X 90 4,50 24,64 77,96 76,56 72,53 68,50

260 X 90 5,50 33,86 107,12 105,19 99,65 94,11

300 X 100 5,50 38,98 123,30 121 ,08 114,70 108,33

300 X 100 7,00 48,93 154,79 152,00 144,00 136,00

320 X 120 7,00 54,14 171 ,26 168,18 159,33 150,48

320 X 120 9,00 68,45 216,54 212,63 201,44 190,25

350 X 170 9,00 81,84 258,90 254,24 240,86 227,47

350 X 170 11 ,00 I 98,61 I 311 ,96 , 306,34 290,22 274,09

<p,Pn <p,Pn ton ton

(A,,=O,80A) (A.=O,75A)

12,29 11,52

14,48 13,57

20,84 19,54

27,68 25,95

35,28 33,07

44,99 42,18

53,38 50,05

64,47 60,44

88,58 83,04

101 ,96 95,59

128,00 120,00

141 ,62 132,77

179,06 167,87

214,09 200,71

257,97 241 ,85 DN: Designaci6n comercial del producto en milimetros. Propiedades mecanicas del acero segun Especificaciones ASTM A572 - Grado 50: F, = 3.515 Kgf/cm' - F, = 4.360 Kgf/cm'. Los valores reportados en la tabla corresponden a <\>, P n' expresados en Toneladas. Nota: Tomar el menor valor entre el estado limite de Cedencia y Rotura Obs.: La tracci6n de rotura sobre el area neta efectiva (A.l controlara la tracci6n de cedencia sobre el area total (Al , a men os que la conexi6n del miembro en tracci6n pueda ser configurada con A. > O,97A.


Tubulares en estructura de usa publico ubicada

en el oriente del pais. Se destacan los miembros

circulares a traccion , empleados como tirantes

u n Icon


1.2.2 Diseiio de miembros a com presion

Los perfiles tubulares estructurales de acero, conocidos tambien como HSS, son los mas competentes para

soportar las cargas de compresion , principal mente los circulares y cuadrados, y su uso como columnas y

arriotramientos es totalmente ideal e in igualable . Su eficacia ha sido demostrada en numerosas investigaciones

internacionales. La ventaja de este tipo de perfil radica a que su geometria dispone que el material este distribuido

lejos del eje longitudinal , 10 cual genera que el radio de giro, para los circulares y cuadrados, sea practicamente

igual en todos los sentidos, no generando plano referencial de pandeo definido, como les ocurre a los perfi les I, H,

angulares , entre otros .

Otra cualidad de gran importancia que presentan las secciones tubulares , es que pueden ser rellenas de concreto

con facilidad , 10 cual otorga una serie de ventajas adicionales a las que ya posee este tipo de perfil.

1.2.2.1 Diseno de miembros a com presion de secciones tubulares sin relleno

La resistencia de diseno de un miembro a compresion ~c Pn, sera:

unlcon

~c = 0,90

A= Area total de la secci6n = Area de diseno

Pandeo Inelastico

F cr = Q 0,658 F. Fy [OF,]

si KLlr s 4,71 J E QFy

Pandeo elastico

si KLlr> 4,71 J E QFy

... Esfuerzo de Euler

F CI = Esfuerzo critico.

KL = Longitud efectiva del miembro.

r = Radio de giro.

Q = 1,0 para miembros con secciones compactas

y no compactas con sus elementos sometidos

a compresion uniforme.

Manual de Diseno de Estructuras de Acero con Perfiles T ubulares

Para miembros secci6n circular donde:

0,11E/Fy < Olt < 0,45 E/Fy Q = 0,038E +2.

Fy (O/t) 3

Para miembros de secci6n cuadrada 0 rectangular con elementos esbeltos en la secci6n , se utiliza 10 siguiente :

bit > 1,40 J E 6 hit > 1,40 J E Fy Fy

Q=Aef /A

A = A-Lt (b-b ) ef e fIl 0,38 rI] be=1,92t.{T 1- (bit) V f ~ b

Obs.- La determinaci6n de f implica un proceso de iteraci6n. Tomar f = F, simplifica el proceso y conduce a una estimaci6n conservadora de la capacidad de la columna.

b) d) e)

+ + + +

Condiciones de borde 0 de extremo y forma de la columna pandeada 0 deformada (linea discontinua)

Valor te6rico de K

Valores recomendados para el diseno cuando las restricciones reales se aproximan a las ideales

Sfmbolos para las restricciones en los extremos o condiciones de borde

t 0,5

0 ,65

o

t t 0,7 1,0 1,0 2,0

0,8 1,2 1,0 2,1

Rotaci6n restring ida y traslaci6n restringida

Rotaci6n libre y traslaci6n restringida

Rotaci6n restring ida y traslaci6n libre

I Rotaci6n libre y traslaci6n libre

FIGURA Factores de longitud efectiva para columnas cargadas axialmente .8:4 con diversas condiciones idealizadas de extremos

2,0

2,0

Manual de Oiseno de Estructuras de Acero oon Perfiles T ubulares unlc:on


Capacidad de miembros a compresion Conduven ECO Seccion Circular

NPS i I I, I I

o (pulg) 3 31/2 41/2 5 51/2 6 65/8 75/8 85/8 95/8 ' 95/8 103/4 103/4 1 123/4 123/4

Espesor 2,25 2,25 2,50 3,00 3,40 4,00 4,30 4,50 5,50 5,50 7,00 7,00 9,00 : 9,00 11,00 e(mm) I ':

0,00 15,41

1,00 13,90

1,25 13,11

1,50 12,21

1,75 11 ,23

2,00 10,1 9

2,25

1

9,13

2,50 8,08

2,75 7,06

3,00 6,08

3,25

3,50 I/) e 3,75

5,18

4,47

3,89

3,42

3,03

2,70

2,43

2,19

1,99

1,81

1,66

1,52

1,30

1,12

0,97

0,86

0,76

0,68

0,61

0,55

0,50

0,45

0,41

0,38

~ 4,00 c: 4,25 Q)

-J 4,50 x:: co 4,75 > :u ~ Q)

"0 2 .0, c: o -J

5,00

5,25

5,50

5,75

6,00

6,50

7,00

7,50

8,00

8,50

9,00

9,50

10,00

10,50

11 ,00

11 ,50

12,00

18,05 25,87

16,74 24,73

16,05 24,11

15,24 23,37

14,33 22,52

13,36 I 21 ,59

12,33 20,57

11,27 19,50

10,21 18,37

9,17 17,22

8,15

7,18

6,26

5,50

4,87

4,34

3,90

3,52

3,19

2,91

2,66

2,44

2,08

1,80

1,56

1,37

1,22

1,09

0,97

0,88

0,80

0,73

0,67

0,61

16,04

14,86

13,69

12,54

11,42

10,35

9,30

8,39

7,61

6,94

6,35

5,83

4,97

4,28

3,73

3,28

2,90

2,59

2,32

2,10

1,90

1,73

1,59

1,46

34,44

33,20

32,52

31 ,71

30,77

29,73

28,59

27,37

26,08

24,73

42,91

41 ,62

40,91

40,07

39 ,09

37,99

36,78

35,47

34 ,08

32,62

23,35 31 ,11

21 ,95 29,55

20,53 27 ,96

19,12 26,36

17,72 24,76

16,35 23 ,16

15,02 21 ,59

13,73 20,04

12,47

11 ,36 ~...:..:...:.-, 10,39

9,55

8,13

7,01 10,56

6,11 9,20

5,37 8,08

4,76

4,24

7,16

6,39

3,81 1--"':":"':'-,

3,44

3,12

2,84

2,60

2,39

4,69

4,28

3,91

3,59

NPS: Designaci6n comercial del producto en pulgadas.

54,97

53,58

52,81

51 ,88

50,81

49,60

48,27

46,82

45,27

43,63

41 ,91

40,14

38,31

36,45

34,57

32,68

30,80

28,93

27,09

13,97

12,28

10,88

9,70

8,71

7,86

7,13

6,50

5,94

5,46

65,30

63,94

63,19

62,28

61 ,23

60,03

58,71

57,26

55,70

54,04

78,82 108,78 121 ,69 153,98 172,48 220,21 262,43 318,86

260,94 317,02

260,10 316,00

259,09 314,75

257,89 313,28

256,51 311 ,59

77,59 107,44 120,49 1152,44 1 171,11 1218,44

76,90 106,69 119,82 151 ,59 170,34

1

217,45

76,07 1 105,79 119,01 150,55 169,41 216,24

75,10 104,73 118,06 149,33 168,31 214,82

74,00 103,52 116,96 147,93 167,06 I 213,20

72,76 102,16 115,74 146,36 165,65 211 ,37 254,96 309,68

71,41 100,67 114,39 144,63 164,08 209,35 253,24 307,57

69,94 99,05 112,91 142,74 162,37 207,14 251 ,36 305,25

68,37 97,30 111 ,31 140,70 160,52 204,74 249,30 302,73

52,30 66,71

50,47 64,95

48,59 63,12

46,65 61 ,21

44,67 59,25

42,66 57,24

40,64 55,18

38,61 53,10

36,58 50,99

34,57 48,87

32,59 46,75

30,63 44,63

40,43

36,34

32,40

17, 81 28,61

15,78 25,34

14,08 22,60

12,63 20,29

11,40 18,31

10,34 16,61

9,42 15,13

8,62 13,84

7,92 12,71

95,43 109,60 138,52 158,53 202,17 247,09 300,01

93,46 107,79 136,19 156,41 199,43 1244,73 297,11

91 ,38 105,87 133,74 154,16 196,52 242,21 294,02

89,21 103,86 131 ,17 I 151 ,79 193,46 239,55 290,75

86,96 101,76 128,49 149,31 190,26 236,75 287,31

84,63 99,58 125,70 146,73 I 186,92 233,82 283,71

82,24 97,32 122,83 144,04 183,45 230,75 279,95

79,79 95,00 119,86 141 ,27 179,87 227,57 276,04

77,30 92,62 116,82 138,41 176,18 224,27 271 ,99

74,77 90,19 113,72 135,47 172,39 220,86 267,81

72,21 87,71 110,56 132,46 168,51 217,34 263,50

69,62 85,19 107,36 129,39 164,55 213,73 259,08

64,43 80,08 100,84 123,09 156,43 206,25 249,90

59,26 74,90 94,25 116,63 148,11 198,46 240,36

54,17 69,71 87,64 110,07 139,67 190,43 230,52

49,21 64,56 81 ,10 103,46 131 ,18 182,20 220,44

44,43

39,77

35,70

32,22

29,22

26,62

24,36

22,37

59,49 74,66 96,87 122,70 173,83 210,20

54,55 68,40 90,.33 114,31 165,37 199,85

49,78 62,34 83,90 106,06 156,87 189,47

45,10 56,42 148,39 179,11

40,91 51 ,17 139,96 168,83

37,27 46,62 L...:::'::'::...l...~'::"::'" 131 ,64 158,68

34,10 42,66 123,46 148,71

31,32 39,18 115,46 138,97

Propiedades mecanicas del acero segun Especificaciones ASTM A572 . Grado 50: F, = 3.515 Kgf/cm' - F, = 4.360 Kgf/cm' M6dulo elasticidad E = 2,1 x1 0' Kgf/cm' Los valores reportados en la tabla corresponden a $, PO' expresados en Toneladas con $, = 0,90 Valores con fondo mas claros (superiores a la primera linea) corresponden a pandeo inelastico. Valores sombreados entre las dos lineas divisorias corresponden a pandeo elastico. Valores bajo la segunda linea corresponden a KUr > 200

. ~ \ .. . r

• _1>-'- t 1 ... ~ ~ ... "" ...

. 1 : -: .'t".;'


,


TABLA Capacidad de miembros a compresion Conduven ECO Seccion Cuadrada

D~~~)B I 60x60 I 70x70 II' 90x90 1100X100 I 110x110 I 120x120 135x135 I 155X1551 175X1751200X2001 200X200 1220X220 220X2201 260X2601\ 260X260

Espesor I 2,25 2,25 2,50 3,00 3,40 4,00 4,30 4,50 5,50 5,50 7,00 7,00 9,00 9,00 11 ,00 e (mm) ~ I i

I I

0,00 14,86 17,51 25,21 1 33,47 41 ,66 53,23 64,55 77,96 107,12 123,30 154,79 171 ,26 216,53 258,90 311 ,96

1,00 13,06 15,94 23,83 31 ,98 I 40,11 51 ,56 62,95

23,09 31 ,17

22,22 , 30,20

1,25 12,14 15,12

1,50 I 11 ,11 14,18

39,27 50,64 62,06

38,26 49,54 61 ,00

1,75 10,00 13,14 21 ,23 29,10 37,10 48,27 59,76 2,00 , 8,86 12,03 20,14 27,88 35,81 46,84 58,37

2,25 7,72 10,89 18,97 26,56 34,40 45,28 56,83

2,50 6,62 9,74 17,75 I 25,16 1

32,89 I 43,59 55,15

2,75 5,58 8,62 16,49 23,69 31 ,29 41 ,80 53,36

3,00 4,69 7,53 15,21 22,19 29,64 39,92 51,46

3,25 4,00 6,49 13,94 20,66 27,93 37,97 49,48

3,50 3,44 5,60 12,68 19,13 26,21 1

35,98 47,42 f/)

3,75 0 .... 3,00 4,88 11,45 17,61 24,47 33,95 45,30 Q) 4,00 E I:: 4,25 Q)

...J 4,50 ~

2,64 4,28 10,27 16,11 22,74 31 ,91 43,15

2,34 3,80 9,13 1 14,67 21 ,03 29,87 40,96

2,08 3,39 8,14 13,27 19,36 27,85 38,77

C1I 4,75 > ~ 5,00 Q)

5,25 .... Q)

1,87 3,04 7,31 11 ,92 17,74 25,87 36,57

1,69 2,74 6,60 I

10,76 16,16 1 23,93 34,40

1,53 2,49 5,98 9,76 14,66 22,05 32,25 "0 5,50 2 0e;, 5,75 I:: 0 6,00 ...J

1,40 2,27 5,45 8,89 13,36 20,20 30,14

I 1,28 I 2,07 4,99 8,13 12,22 18,48 28,08

1,17 1,90 4,58 7,47 11 ,23 16,97 26,07

6,50 1,00 1,62 3,90 6,37 9,56 14,46 22,27

7,00 0,86 1,40 3,37 5,49 8,25 12,47 19,20

7,50 0,75 1,22 2,93 I 4,78 7,18 10,86 16,73

8,00 0,66 1,07 2,58 4,20 6,31 9,55 14,70

8,50 0,58 0,95 2,28 3,72 5,59 8,46 13,02 I

9,00 0,52 0,85 2,04 3,32 4,99 I 7,54 11 ,62

9,50 0,47 0,76 1,83 2,98 4,48 6,77 10,43

10,00

10,50

0,42

I

0,69 1,65 2,69 4,04 6,11 9,41

0,38 0,62 1,50 2,44 3,67 5,54 8,54

11 ,00 0,35 0,57 1,36 2,22 3,34 5,05 7,78

11 ,50 0,32 0,52 1,25 2,03 3,06 4,62 7,12

12,00 0,29 0,48 1,15 1,87 2,81 4,24 6,53

DN: Designacion comercial del producto en milimetros.

76,50 105,52 121 ,91 153,01

75,69 104,64

74,71 103,57

73,56 102,32

72,27 100,89

70,82 99,30

69,25 I 97,55

67,54 95,65

65,73 I 93,61

63,81 91 ,45

I 61 ,80 1 89,1 7

59,71 86,78

57,55 1 84,30

55,34 81 ,74

53,09 1 79,10

50,81 76,41

48,52 73,67

46,21 70,90

43,92 68,11

41 ,63 65,30

39,38 1 62,49

34,97 56,91

30,77 51 ,44

26,81 I 46 ,1 5

23,57 41 ,04

20,88 36,35

18,62 32,43

16,71 29,10

15,08 26,26

13,68 23,82

12,47 21 ,71

11,41 19,86

10,47 18,24

121 ,13 152,02

120,19 150,81

119,08 149,40

117,82 147,79

116,41 145,99

114,85 144,00

113,15 141 ,83

111 ,32 139,49

109,36 137,00

107,29 134,35

105,10 131 ,56

102,81 128,65

100,44 125,62

97,97 122,48

95,43 119,25

92,83 115,94

90,17 112,55

87,46 109,11

84,71 105,62

81 ,93 102,09

76,32 94,98

70,69 87,85

65,10 80,78

59,62 73,86

54,28 67,14

49,15 I 60,68

44,17 54,46 1

39,86 49,15

36,15 44,58

32,94 40,62

30,14 37,16

27,68 34,13

Propiedades mecanicas del acero segun Especificaciones ASTM A572 0 Grado 50: F, = 3.515 Kgf/cm' - F, = 4.360 Kgf/cm'.

169,65

168,75

167,65

166,36

164,89

163,24

161,41

159,41

157,26

154,94

152,48

149,89

147,16

144,31

141 ,35

138,28

135,12

131,88

128,56

125,18

121,74

114,73

107,62

100,47

93,35

86,33

79,46

72,79

66,30

60,14

54,80

50,14

46,04

Modulo elasticidad E = 2,1 x1 0' Kgf/cm'. Los valores reportados en la tabla corresponden a $, POI expresados en Toneladas con $ = 0,90. Valores con fondo mas claros (superiores a la primera linea) corresponden a pandeo inelastico. Valores sombreados entre las dos lineas divisorias correspond en a pandeo elastico Valores bajo la segunda linea corresponden a KUr > 200


214,45 257,14 309,79

213,28 256,15 308,58

211 ,86 254,95 307,11

210,20 253,54 305,38

208,30 251 ,92 303,39

206,17 250,10 301 ,15

203,81 248,07 298,67

201 ,23 245,86 295,96

198,45 243,46 293,01

195,46 240,87 289,84

192,29 238,11 286,45

188,94 235,18 1282,86 185,43 232,08 279,07

181 ,76 228,83 275,09

177,95 225,44 270,93

174,00 221 ,90 266,60

169,94 218,24 262,12

165,77 214,45 257,48

161 ,51 210,55 252,71

157,16 206,54 247,81

152,75 202,43 242,79

143,77 193,97 1232,45 134,67 185,22 221 ,78

125,53 176,271

210,86

116,45 167,18 199,78

107,50 158,01 188,63

98,76 148,84 177,48

90,29 139,72 166,41

82,01 130,71 155,48

74,38 121 ,87 144,77

67,77 113,24, 1 134,33 62,01 104,86 124,21

56,95 96,57 114,20 1

fARFAN. C.A,

unlcon

TABLA Capacidad de miembros a com presion Conduven ECO 'M:" Seccion Rectangular ON - HxB

CAPITULO I

(mm) 80x40 100x40 120x60' 140x60 160x65 180x65 200x70 220X90 260x90 300x100 300x100 320x120 320x120 350x170 350x170

Espesor 2,25 2,25 2,50 3,00 3,40 4,00 4,30 4,50 5,50 5,50 7,00 7,00 9,00 9,00 11,00 e(mm)

0,00 14,86 15,83 22,12 29,58 37,46 48,71 56,69 67,10 93,19 98,72 142,02

1,00 11 ,51 12,69 20,08 26,88 34,55 44,87 52,90 64,39 89,41 95,78 137,03

1,25 9,97 11 ,21 19,02 25,46 33,01 42,84 50,88 62,92 87,36 94,16 134,30

1,50 8,37 9,63 17,80 23,83 31 ,22 40,48 48,52 61 ,16 84,91 92,22 131 ,04

1,75 6,80 8,04 16,45 22,05 29,24 37,86 45,86 59,14 82,1 0 89 ,97 127,28

2,00 5,34 6,54 15,03 20,15 27,10 35,05 42,98 56,90 78,97 87,45 123,09

2,25 4,22 5,19 13,56 18,19 24,87 32,12 39,93 54,46 75,58 84,68 118,50

2,50 3,42 4,21 12,09 16,23 22,59 29,13 36,78 51 ,86 71 ,95 81,69 113,57

2,75 2,82 3,48 10,65 14,31 20,32 26,14 33,59 49,13 68,15 78,51 108,36

3,00 2,37 2,92 9,27 12,46 18,09 23,23 30,40 46,31 64,21 75,1 6 102,93

3,25 2,02 2,49 7,95 10,70 15,94 20,42 27,29 43,42 60,1 9 71 ,68 97,34

3,50 II)

3,75 0 ... Qi 4,00 E

1,74 2,15 6,86 I 9,23 13,88 17,74 24,28 40,50 56,1 3 68,11 91 ,64

1,52 1,87 5,97 I 8,04 12,09 15,45 21 ,38 37,58 52 ,07 64,47 85,89

1,34 1,64 5,25 I

7,07 10,62 13,58 18,79 34,70 48,06 60,80 80,14

s::: 4,25 CII -I 4,50 ~ nl 4,75

,~ 5,00 U

1,18 1,46 4,65 1

6,26 9,41 12,03 16,64 31 ,87 44,1 3 57,11 74,44

1,05 1,30 4,15 5,58 8,39 10,73 14,84 29,12 40,31 53,45 68,84

0,95 1,16 3,72 I

5,01 7,53 9,63 13,32 26,48 36,63 49,83 63,37 I

0,85 1,05 3,36 4,52 6,80 8,69 12,02 23,90 33,06 46,29 58,08 J!! 5,25 CII 'tJ 5,50 ::J -

0,78 0,95 3,05 4,10 6,17 7,88 10,91 21 ,68 29,99 42,83 52,89

0,71 0,87 2,78 3,74 5,62 7,18 9,94 19,75 I 27,32 39,48 48,19 '0, 5,75 s::: 0 6,00 -I

0,65 0,79 2,54 3,42 5,14 6,57 9,09 18,07 I

25,00 36,17 44,09

0,59 0,73 2,33 3,14 4,72 6,04 8,35 16,60 22,96 33,22 40,49

6,50

7,00

7,50

0,51 0,62 1,99 2,68 4,02 5,14 7,11 14,14 19,56 I 28,31 34,50

0,44 0,54 1,71 2,31 3,47 4,43 6,13 12,20 16,87 24,41 29,75

0,38 0,47 1,49 2,01 3,02 3,86 5,34 10,62 14,69 I 21,26 25,91

8,00 0,33 0,41 1,31 1,77 2,66 3,40 4,70 9,34 12,91 18,69 22,78

8,50 0,30 0,36 1,16 f ,56 2,35 3,01 4,16 8,27 11,44 16,55 20,18

9,00 0,26 0,32 1,04 1,40 2,10 2,68 3,71 7,38 10,20 14,77 18,00

9,50 0,24 0,29 0,93 1,25 1,88 2,41 3,33 6,62 9,16 13,25 16,15

10,00 0,21 0,26 0,84 1,13 1,70 2,17 3,01 5,98 8,27 11,96 14,58

10,50 0,19 0,24 0,76 1,03 1,54 1,97 2,73 5,42 7,50 10,85 13,22

11 ,00 0,18 0,22 0,69 0,93 1,40 1,80 2,48 4,94 6,83 9,88 12,05

11 ,50 0,16 0,20 0,64 0,85 1,29 1,64 2,27 4,52 6,25 9,04 11 ,02

12,00 0,15 0,18 0,58 0,79 1,18 1,51 2,09 4,15 5,74 8,31 10,12

DN: Designaci6n comercial del producto en milimetros. Propiedades mecanicas del acero segun Especificaciones ASTM A572 - Grado 50: F, = 3.515 Kgf/cm' - F. = 4.360 Kgf/cm' M6dulo elasticidad E = 2,1x10' Kgf/cm'. Los valores reportados en la tabla corresponden a <1>, PO' expresados en Toneladas can <1>, = 0,90 Valores can fonda mas claros (superiores a la primera linea) corresponden a pandeo inelastico. Valores sombreados entre las dos lineas divisorias corresponden a pandeo elastica Valores bajo la segunda linea corresponden a KUr > 200

152,23 216,53 251 ,25 311 ,96

148,63 210,58 247,87 307,53

146,64 207,30 245,99 305,07

144,24 203,37 243,71 302,09

141,46 198,81 241 ,04 298,60

138,31 193,68 238,00 294,62

134,83 188,03 234,60 290,18

131 ,05 181,90 230,86 285,30

126,99 175,37 226,79 279,99

122,69 168,48 222,42 274,30

118,18 161 ,29 217,76 268,24

113,49 153,88 212,84 261 ,85

108,67 146,29 207,68 255,15

103,74 138,60 202,31 248,18

98,73 130,85 196,73 240,97

93,69 123,11 190,99 233,55

88,63 115,42 185,10 225,96

83,60 107,84 179,09 218,22

78,62 100,40 172,98 210,37

73,72 93,15 166,80 202,44

68,91 86,13 160,57 194,46

64,22 79,18 154,31 186,47

55,1 7 67,47 141 ,78 170,53

47,57 58,17 129,40 154,84

41,44 50,67 117,30 139,60

36,42 44,54 105,61 124,96

32,26 39,45 94,26 110,87 I 35,19 84,08 98,89

28'''1 25,83 31 ,58 75,46 88,76

23,31 28,50 68,10 80,10

21,14 25,85 61 ,77 72,66

19,26 23,56 56,28 66,20

17,63 21 ,55 51,50 60,57

16,19 19,79 47,29 55,63

unlc::on Manual de Disefio de Estructuras de Acero con Perfiles T ubulares

CAPITULO I Consideraciones generales para el disefio

G. K G. G. K G. 00 00

50.0 1.0 20.0 10.0 100.0 10.0 100.0

5.0 50.0 50.0

4.0 30.0 5.0 30.0 3.0 0.9

20.0 20.0 4 .0 2.0 2.0

10.0 3.0 10.0 0.8 8.0 8.0

1.0 1.0 7.0 7.0 0.9 0.9

L IjLc 6.0 6.0 0.8 0.8 0.7 G= 5.0 5.0 0.7 0.6 0.7 0.6 L IjLv 4.0 2.0 4.0

0.5 0.5 3.0 3.0

0.4 0.4

0.3 0.3 2.0 2.0

0.6 1.5

0.2 0.2 1.0 1.0

0.1 0.1

0.0 0.5 0.0 0.0 1.0 0.0

a) Oesplazamiento lateral impedido b) Oesplazamiento lateral permitido

FIGURA M!!_ Nomogramas para la longitud efectiva de columnas en porticoS continuos tomados de la ANSIIAISC 360.

Las recomendaciones para el uso de los nomogramas se refieren directamente a 10 siguiente : EI valor te6rico de G

para una columna empotrada en su base es cera, pera debe tomarse igual a 1,0. De igual manera en el caso de

una columna articulada en su base , G es te6ricamente infinito, pera debe tomarse igual a 10 en el diseno practico.

Los subindices Ay B se refieren a los extremos de la columna.

Columnas circulares utilizadas en refuerzo de estructura comercial

Manual de Disefio de Estructuras de Acero con Perfiles T ubulares un Icon

1.2.2.2 Diseno de miembros a compresion de secciones tubulares rellenas de concreto

Antes de iniciar con la formulaci6n para las secciones mixtas de acero y concreto , detallaremos las ventajas que

otorga esta combinaci6n perfecta:

1. Mayor rigidez y mayor capacidad de soportar cargas con columnas de poco tamano , esto se puede

intensificar mediante armadura de refuerzo (barras).

2. Mejor comportamiento ante sismos , debido a que el pandeo local solo puede darse hacia afuera.

3. Arquitect6nicamente se pueden tener columnas esbeltas altamente esteticas.

4. Menos superficie de pintura para la estructura nueva y al momenta que corresponda el mantenimiento.

5. No se requiere encofrado para el concreto . Se reduce el tiempo de ensamblaje y montaje.

6. Se pueden aplicar las mismas tecnicas para las conexiones de las estructuras metalicas convencionales , y

por ende esto admite la prefabricaci6n en taller y el ensamblaje en seco en obra. Y final mente tambien se

obtiene una mejor resistencia al fuego .

y y '\.

f r\ ~ <J <.' <.'

4

<.' R '" <.' <.' <J <.'

'" h " <:l -+ <J

4 <.' <.'

<J <.' <.' t 1 '" '"

<.' 4<" '" <.'

'"

x D x H t

FIGURA Secciones tubulares tipicas rellenas de concreto usadas como columnas

1.2.2.2.1 Limitaciones de secciones y de los materiales

1. EI area de la secci6n transversal de acero del perfil tubular debe constar de al menos 1 % del total de la

secci6n .

2. La maxima relaci6n ancho espesor bit 0 hit de las secciones cuadradas 0 rectangulares para ser usada

como columnas de secci6n mixta, sera igual a:

bit 0 hit ~ 2,26 ~ Mayores relaciones pueden ser usadas si se justifica mediante ensayos 0 analisis .

3. La maxima relaci6n diametro espesor Olt de las secciones circulares para ser usada como columnas de

secci6n mixta sera igual a:

E O/t ~ 0,15 F

y

Mayores relaciones pueden ser usadas si se justifican mediante ensayos 0 analisis.

unlcon Manual de Oiseiio de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares

4. La resistencia a compresion del concreto no debe ser menor de f'c= 21 0 Kgf/cm2 ni mayor de f'c= 700 Kgf/cm2

para concreto de peso normal y para concreto aligerado no menor de f'c=21 0 Kgf/cm2 ni mayor de f'c= 420

Kgf/cm2.

5. La cedencia minima del acero de refuerzo (barras) no sera mayor de Fy, = 5.280 Kgf/cm2.

La resistencia de diseno de un miembro a com presion rellenos de concreto ~ c Pn, sera:

~c = 0,75

a) Cuando:

b) Cuando:

Pe < 0,44Po

Donde :

Secciones rectangulares y cuadradas : C2 =0,85

C2 = 0,95 Seccione circulares:

C3 =0,6+2( As )~0 ,9 Ac + A.

A Area de diseno del perfil tubular.

Ae Area del concreto.

As, Area del acero de refuerzo (barras).

E Modulo de elasticidad del acero.

Ee Modulo de elasticidad del concreto .

r e Resistencia a compresion del concreto .

Fy Tension de cedencia del acero.

Fy, Tension de cedencia del acero de refuerzo (barras).

Momento de Inercia de la seccion tubular.

Ie Inercia de la secci6n de concreto.

I, Inercia de la seccion de acero de refuerzo (barras).

KL Longitud efectiva del miembro.

Manual de Diseno de Estructuras de Acero con Perfiles T ubulares un Icon


EI m6dulo de elasticidad para el concreto , Ec' en kgf/cm2, puede tomarse igual a:

Ec= O,14wc,·sR para val ores de Wc entre 1440 y 2500 kgf/m3. Para concretos de peso normal , puede considerarse:

Con respecto a la transferencia de carga, es conveniente destacar que, las cargas aplicadas a la columna rellena

deben ser transferidas al acero y al concreto, a men os que las mismas sean pequenas 0 que el relleno se

establezca solo para disminuir el pandeo local de la secci6n , segun los requerimientos de las relaciones ancho 0

diametro espesor, principalmente para los casos donde los elementos pertenezcan al sistema resistente a

sismos.

Entonces , cuando la fuerza externa es aplicada en la secci6n de acero 0 en la secci6n de concreto (relleno del

tubular), y se requiere que los materiales trabajen de forma conjunta, es necesario la interacci6n directa de ambos ,

mediante la adherencia, conectores 0 conexi6n de corte y/o apoyo directo sobre ambas secciones. Cualquiera de

estos mecanismos que proporcione la mayor resistencia nominal , puede ser usado. Este mecanismo de

transferencia de la fuerza no sera sobrepuesto.

Cuando la carga es aplicada sobre la columna mixta (tubular relleno) mediante apoyo directo 0 aplastamiento, la

resistencia de diseno sera:

$s = 0,65

Donde: As= Area cargada.

©

© '--- ·-·-·-·- ·- ·- ·tfL-~ ~~~~~~

FIGURA Introducci6n 0 transferencia de carga a la secci6n mixta • 8' I Propuesta de diseno para conexi6n con plane has (CIDECT, Guia n° 5)

unlc:on Manual de Diseiio de Estructuras de Aoero con Perfiles Tubulares


Cuando se requieran conectores mecanicos para transferir la fuerza de corte, estos conectores seran distribuidos

a 10 largo de la longitud del miembro, al menos a una distancia se 2,5 veces el ancho del tubular 0 el diametro,

segun sea el tipo de seccion , por encima y por debajo de la region de transferencia de carga. EI maximo espacio

entre conectores sera de 405 mm.

A continuacion se presentan las tablas de las capacidades en compresion de las secciones mixtas, es decir,

tubulares rellenos de concreto sin acero de refuerzo. Sin embargo, es conveniente destacar que las relaciones

ancho y diametro espesor, de las secciones tubulares satisfacen ampliamente las condiciones establecidas para

los tubulares rellenos , incluso, las establecidas para los casos cuando los miembros pertenecen al sistema

sismorresistente de la estructura (ver capitulo III de este manual). Asi mismo, el porcentaje de area de acero

minimo de la seccion transversal (1 %), tambien es satisfecho ampliamente por los tubulares fabricados por

Unicon.

Manual de Diseno de Estructuras de Acero oon Perfiles T ubulares

Tubulares circulares a la vista, en

edificacion deportiva. Miembros sometidos

principalmente a fuerzas axiales

(traccion y compresion)

unlr::on

- - -=--~--


TABLA Capacidad de miembros a compresion rellenos de concreto Conduven ECO Seccion Circular f' c = 210 Kgf/cm2

NPS D (pulg) 3 31/2 41/2 5 51/2 6 65/8 75/8 85/8 95/8 95/8 103/4 103/4 123/4 123/4

Espesor 2,25 2,25 2,50 3,00 3,40 4,00 4,30 4,50 5,50 5,50 7,00 7,00 9,00 9,00 11,00 e(mm)

0,00 18,94

1,00 16,89

1,25 15,84

1,50 14,65

1,75 13,35

2,00 11,99

2,25 10,62

2,50 9,28

2,75 r---'---, 3,00

3,25

3,50 VI e 3,75

4,97

4,33

3,81

3,37

3,01

2,70

2,44

2,21

2,01

1,84

1,69

1,44

~ 4,00 c: 4,25 Q)

...J 4,50 ::.:: (1) 4,75 > ~ 5,00 ~ Q) 5,25

~ 5,50 '0, 5,75 c: o

...J 6,00

6,50

7,00 1,24

7,50 1,08

8,00 0,95

8,50 0,84

9,00 0,75

9,50 0,67

10,00 0,61

10,50 0,55

11 ,00 0,50

11 ,50 0,46

12,00 0,42

23,48

21 ,57

20,56

19,39

18,10

35,69

33,88

32,90

31 ,74

30,43

16,72 28,97

15,27 27,41

13,81 25,77

12,35 24,06

10,93 22,33

9,57 20,58

8,28 18,85

7,22 17,1 5

6,34 15,50

5,62 13,92

5,01 12,41

4,50 11 ,14

4,06 10,06

3,68 9,12

3,35 8,31

3,07 7,60

2,82 6,98

2,40 5,95

2,07

1,80

1,59

1,40

1,25

5,13

4,47

3,93

3,48

3,10

1,1 2 2,79

1,01 2,51

0,92 2,28

0,84 2,08

0,77 1,90

0,70 1,75

46,03

44,14

43,11

41 ,89

40,49

56,66

54,74

53,69

52,43

50,98

70,50

68,50

67,40

66,08

64,55

38,93 49,35 62,83

37,23 47 ,58 60,93

35,43 45,67 58,88

33,53 43,64 56,70

31 ,57 41 ,53 54,40

29,57 39,35 52,01

27,55 37 ,12 49,54

25,54 34,87 47,02

23,55 32,62 44,47

21 ,60 30,38 41 ,90

19,71 28,17 39,34

'---'---j

36,81

34,31

31 ,87

13,33 29,50

12,20 18,23 27,17

11 ,20 16,74 24,95

9,55 14,26 21 ,26

8,23 12,30 18,33

7,17 10,71 15,97

6,30 9,42 14,04

8,34 12,43

7,44 11 ,09

84,61 106,05

82,63 104,15

81 ,54 103,10

80,22 101 ,83

78,70 100,35

141 ,92 165,90 191 ,28 223,22 260,74 329,53 373,88

139,95 164,03 189,17 221 ,23 258,45 327,44 371 ,55

138,85 162,99 187,99 220,11 257,17 326,28 370,24

137,52 161 ,72 186,56 218,75 255,62 324,85 368,65

135,96 160,23 184,88 217,16 , 253,79 323,18 366,78

76,97 98,67 134,19 158,54 182,97 215,34 251,70 321,26 364,63

75,06 96,80 132,21 156,64 180,82 213,29 249,35 319,10 362,21

72,98 94,74 130,03 154,54 178,45 211 ,03 246,75 316,71 359,52

70,74 92,53 127,67 152,25 175,86 208,55 243,91 314,08 356,58

68,38 90,16 125,13 149,79 173,08 205,88 240,83 311 ,23 353,38

65,89 87,66 122,42 147,15 170,10 203,00 237,54 308,15 349,94

63,31 85,03 119,56 144,36 166,94 199,95 234,02 304,87 346,26

60,65 82,29 116,57 141,42 163,61 196,72 230,31 301 ,38 342,35

57,93 79,47 113,45 138,34 160,12 193,32 226,41 297,70 338,22

55,17 76,57 110,22 135,14 156,49 189,77 222,32 293,82 333,87

52,39 73,60 106,90 131 ,82 152,73 186,07 218,07 289,77 329,33

49,60 70,60 103,50 128,40 148,86 182,25 213,66 285,55 324,59

46,81 67,56 100,03 124,90 144,88 178,30 209,12 281 ,16 319,67

44,06 64,51 96,50 121 ,32 140,81 174,24 204,44 276,62 314,58

41 ,34 61,46 92,94 117,67 136,67 170,08 199,65 271 ,94 309,33

38,68 58,42 89,36 113,97 132,46 165,83 194,75 267,13 303,92

36,08 55,40 85,76 110,23 128,21 161 ,51 189,77 262,19 298,38

31 ,05 78,58 102,68 119,60 152,69 179,59 251 ,99 286,92

26,77 1---'----,

71,49 95,10 110,96 143,70 169,20 241,42 275,04

23,32 64,60 87,59 102,37 134,63 158,71 230,56 262,82

20,50 80,21 93,92 125,57 148,22 219,49 250,36

18,16 29,87 73,03 85,69 116,60 137,81 208,29 237,75

16,20 26,65 66,13 77,75 107,78 127,57 197,03 225,07

9,95 14,54 23,92 41 ,25 59,42 70,00 99,18 117,57 185,79 212,39

8,98 13,12 21 ,58 37,23 53,62 63,18 90,85 107,87 174,64 199,80

11 ,90 19,58 33,77 48,64 57,30 82,68 98,36 163,64 187,37

3,33 10,84 17,84 30,77 44,32 52,21 75,33 89,62 152,84 175,17

3,05 4,56 16,32 28,15 40,55 47,77 68,92 82,00 142,30 163,25

2,80 4,18 14,99 25,85 37,24 43,87 63,30 75,31 132,07 151 ,66

NPS. Deslgnacl6n comerclal del producto en pulgadas Propiedades mecanicas del acero segun Especll!caciones ASTM A572 - Grado 50 F, = 3.515 Kgf/cm' - F" = 4.360 Kgf/cm' Resistencla del Concreto f = 210 Kgf/cm M6dulo elasllcldad Acero E = 2,1x10' Kgf/cm , Concreto E = 218819,79 Kgflcm'

Los valores reportados en la tabla corresponden a '" P , expresados en Toneladas con", = 0.75 Valores con fondo mas claros (super/ores a la pr/mera linea) corresponden a pandeo Inelastico. Valores sombreados entre las dos lineas dIviSOr/as correspond en a pandeo el{lStico Valores balo la segunda linea corresponden a KUr > 200

unlc::on Manual de Diseno de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares

TABLA Capacidad de miembros a com presion rellenos de concreto Conduven ECO Seccion Circular f' c = 250 Kgf/cm2

1,00 17,85 22,96 36,34 47,22 58,50 72,98 111 ,62 176,09 200,94 236,14 272,95

1,25

1,50

16,70 21 ,84 35,25 46,07 57,33 71 ,76 86,95 110,44 148,27 174,91 199,64 234,90 1 271 ,55 15,40 20,55 33,95 44,70 55,92 70,30 85,49 109,02 146,79 173,49 198,07 233,39 269,85

1,75 13,98 19,13 32,48 43,14 54,31 68,61 83,79 107,36 145,06 171 ,83 196,22 231 ,63 267,86

2,00 12,51 17,61 30,86 41,41 52,51 66,70 81 ,88 105,48 143,09 169,92 194,11 229,60 265,58

2,25 11 ,03 16,03 29,12 39,53 50,54 64,61 79,76 103,39 140,89 167,79 191 ,74 227,33 263,01

2,50 9,59 14,43 27,30 37,53 I 48,42 62,35 77,46 101 ,10 138,47 165,44 189,13 1 224,81 260,18 1

I/)

0 ... Q:i E c: 4)

...J ~ ra > ~ 4) .... 4)

"C E '51 c: 0

...J

2,75

3,00

3,25

3,50

3,75

4,00

4,25

4,50

4,75

5,00

5,25

5,50

5,75

6,00

6,50

7,00

7,50

8,00

8,50

9,00

9,50

10,00

10,50

11 ,00

11 ,50

12,00

821

6,92

5,90

5,08

4,43

3,89

3,45

3,08

2,76

2,49

2,26

2,06

1,88

1,73

1,47

1,27

1,11

0,97

0,86

0,77

0,69

0,62

I

0,56

0,51

0,47

0,43

1284 2541 3544

11 ,31 23,49 33,28

9,85 21 ,58 31 ,08

8,49 19,68 28,87

7,40 17,83 26,67

6,50 16,04 24,50

5,76 14,30 22,39

5,14 12,76 20,35

4,61 11,45 18,35

4,16 10,33 16,56

3,77 9,37 15,02

3,44 8,54 13,69

3,15 7,81 12,52

2,89 7,18 11 ,50

2,46 6,11 9,80

2,12 5,27 8,45

1,85 4,59 7,36

1,63 4,04 6,47

1,44 3,58 5,73

1,28 3,19 5,11

1,15 2,86 4,59

1,04 2,58 4,14

0,94 2,34 3,76

0,86 2,14 3,42

0,79 1,95 3,13

0,72 1,79 2,88

NPS: Designaci6n comercial del producto en pulgadas.

4619

43,86

41,46

39,01

36,55

34,09

31 ,65

29,25

26,91

24,65

22,43

20,44

18,70

17,17

14,63

12,62

10,99

9,66

8,56

7,63

6,85

6,18

5,61

5,11

4,67

4,29

5994 7499 9863 13584 16289 18629

57,42 72,38 96,00 133,02 160,13 183,22

54,79 69,64 93,21 130,03 157,19 179,95

52,08 66,80 90,30 126,87 154,07 176,48

49,33 63,88 87,27 123,56 150,79 172,82

46,54 60,90 84,14 120,11 147,36 169,00

43,75 57,88 80,93 116,55 143,79 165,02

40,97 54,84 77,66 112,89 140,11 160,91

38,23 51 ,80 74,35 109,15 136,31 156,67

35,53 48,77 71 ,02 105,34 132,42 152,33

32,91 45,79 67,67 101,4 7 128,46 147,89

30,36 42,85 64,33 97,57 124,42 143,37

27,84 \ 39,98 61 ,01 93,65 120,33 138,79

25,57 37,18 57,72 89,72 116,21 134,16

21 ,79 31,83 51 ,31 81 ,91 107,90 124,83

18,79 27,44 45,18 74,23 99,59 115,47

16,36 23,91 39,40 I 66,78 91 ,37 106,20

14,38 21 ,01 34,63 59,64 83,34 97,11

12,74 18,61 30,67 52,84 75,56 88,29

11 ,36 16,60 27,36 47,13 68,01 I 79,81

10,20 14,90 24,55 42,30 61 ,04 71 ,63

9,21 13,45 22,16 38,18 55,09 64,65

8,35 12,20 20,10 34,63 49,96 58,64

7,61 1 11,11 18,31 31 ,55 45,53 53,43

6,96 10,17 16,76 28,87 41 ,65 48,88

6,39 9,34 I 15,39 26,51 38,25 44,89

Propiedades mecanicas del acero segun Especificaciones ASTM A572 - Grado 50: F, = 3.515 Kgffcm' - F" = 4.360 Kgffcm'. Resistencia del Concreto f, = 250 Kgffcm' M6dulo elasticidad : Acero E = 2,1x10' Kgf/cm'; Concreto E, = 238.751,96 Kgf/cm'

Los valores reportados en la tabla corresponden a <\>, PO' expresados en Toneladas con <\>, = 0,75, Valores con fondo mas claros (superiores a la primera linea) corresponden a pandeo inelastico. Valores sombreados entre las dos Ifneas divisorias corresponden a pandeo elastico. Valores bajo la segunda linea correspond en a KUr > 200

22207 25708

219,10 253,72

215,92 250,13

212,53 246,31

208,95 242,26

205,20 238,02

201 ,27 233,58

197,19 228,96

192,97 224,17

188,61 219,24

184,14 214,17

179,56 208,98

174,90 203,68

170,15 198,29

160,48 187,29

150,65 176,10

140,76 164,82

130,91 153,56

121 ,18 142,42

111 ,64 131 ,48

102,38 120,83

93,45 110,54

84,75 100,45

77,22 91 ,52

70,65 83,74

64,89 76,90

348,33 391 ,94

347,04 390,51

345,47 388,78

343,62 386,74

341 ,51 384,40

339,12 381 ,76

336,47 378,84

333,57 375,63

330,42 372,15

327,03 368,40

323,41 364,40

319,56 360,14

315,50 355,65

311 ,24 350,93

306,78 346,00

302,13 340,85

297,31 335,51

292,33 329,99

287,19 324,30

281 ,91 318,44

276,49 312,44

265,32 300,04

253,76 287,21

241 ,91 274,03

229,84 260,62

217,67 247,06

205,45 233,45

193,29 219,87

181 ,24 206,42

169,39 193,16

157,79 180,17

146,50 167,50

135,57 155,23

Manual de Diseiio de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares unlc:on

- - - =--'----


TABJ.~ Capacidad de miembros a com presion rellenos de concreto • e:II(:1 2 -_ .. - .. -~- Conduven ECO Seccion Circular f' c = 280 Kgf/cm

III o ... Qi E c Q)

...J :::.:: IV > .. u ~ Q)

"C E '0, c o ...J

4,25

4,50

5,16

4,50

3,95

3,50

3,12

4,75 2,80

5,00 2,53

5,25 2,29

5,50 2,09

5,75 1,91

6,00 1,76

6,50 1,50

7,00 1,29

7,50 1,12

8,00 0,99

8,50 0,88

9,00 0,78

9,50 0,70

10,00 0,63

10,50 0,57

11 ,00 0,52

11 ,50 0,48

12,00 0,44

22,80

21,41

19,88

18,25

16,57

14,87

10,02

8,64

7,53

6,61

5,86

5,23

4,69

4,23

3,84

3,50

3,20

2,94

2,50

2,16

1,88

1,65

1,46

1,31

1,17

1,06

0,96

0,87

0,80

0,73

37,00 48,28

35,59 I 46,80

34,00 45,12

32,25 43,25

30,37 41 ,22

28,41 39,07

26,38 36,83

24 ,33 34,51

22,28 32,16

20,26 29,81

18,29 27,47

16,40 25,1 7

14,57 22,93

13,00 20,78

11 ,67

10,53

9,55

8,70

7,96

7,31

6,23

5,37

4,68

4,11

3,64

3,25

2,92

2,63

2,39

2,18

1,99

1,83

18,68

16,86

15,29

13,93

12,75

11,71

9,98

8,60

7,49

6,59

5,83

5,20

4,67

4,21

3,82

3,48

3,19

2,93

NPS: Designaei6n eomereial del produelo en pulgadas.

I 61 ,31

60,04

1 58,53

56,79

1 54,85 52,73

I 50,45

48,05

45,56

42,99

40,38

37,75

35,13

32,54

30,00

27,53

25,15

22,82

20,80

19,03

17,47

14,89

12,84

11 ,18

9,83

8,71

7,77

6,97

6,29

5,71

5,20

4,76

4,37

76,34 92,30 117,20 156,63 185,12 283,82

75,02 I 90,99 115,93 1 155,32 183,85 208,37 245,98 282,33 362,611

405,71

73,45 89,42 114,39 153,72 182,30 206,68 244,36 280,52 360,92 403,86

71 ,63 87,59 112,60 151 ,85 180,50 204,70 242,45 278,39 358,94 401 ,69

69,59

67,34

64,91

62,34

59,63

56,82

53,94

51 ,00

48,04

45,08

42,13

39,23

36,38

33,62

30,94

28,31

26,00

22,15

19,10

16,64

14,63

12,96

11 ,56

10,37

9,36

8,49

7,74

7,08

6,50

85,53 110,56

83,25 108,30

80,78 1105,83

78,13 103,16

75,33 100,32

149,73 178,43 202,43 240,27 275,96 356,66 399,20

147,36 176,12 199,90 237,82 273,23 354,10 396,39

144,75 173,58 197,1 0 235,11 270,21 351 ,25 393,28

141 ,92 170,81 194,06 232,15 266,91 1 348,14 389,87

138,89 167,82 190,77 228,96 1 263,34 344,76 1386,17

135,67 164,64 187,27 1 225,53 259,52 1 341 ,12 382,19

132,27 161,27 183,56 221 ,89 1 255,45 337,24 377,93

128,72 157,72 179,65 218,04 251 ,15 333,11 373,41

125,02 1 154,02 175,57 214,01 246,64 328,76 368,64

121 ,21 150,18 171 ,33 209,79 241 ,92 324,19 363,63

117,29 146,20 166,94 205,41 237,02 319,41 358,39

72,39

69,35

66,23

63,05

59,83

56,60

53,37

50,1 6

47,00

43,90

40,87

37,93

32,37

97,32

94,18

90,92

87,56

84,11 I 80,61

77,07 113,28 142,11 162,42 200,88 231,95 314,44 352,93

73,50 109,20 137,93 157,79 196,21 226,71 309,28 347,27

69,93 105,08 133,66 153,07 191,42 221 ,34 303,95 341,41

66,37 100,92 129,33 148,26 186,52 215,84 298,45 1 335,38

62,84 96,74 124,95 143,40 181 ,53 210,23 292,81 329,18

59,35 92,56 120,53 138,49 1 176,46 204,53 287,03 322,82

27,91 ~-:-::-::-1 128,59 166,14 192,91 275,11 1309,70

118,69 155,67 181 ,10 262,79 296,14

108,91 145,15 169,22 250,17 282,23 24,32

21 ,37

18,93

16,89

15,1 6

13,68

12,41

11 ,30

10,34

9,50

85,51 99,34 134,70 157,38 1 237,35 268,08

31 ,23 124,39 145,68 224,43 253,79

27,86 114,33 1 134,22 211,49 239,48

25,00 43,03

22,56 38,84

20,47 I 35,23

18,65 32,10

17,06 1 29,37 15,67 26,97

62,17

56,11

50,89

46,37

42,42

38,96

59,57

54,28

49,66

45,61

198,62 225,22

!---=--..., 185,90 211 ,11 86,20 101,90 173,41 , 197,22

78,54 J 92,85 161 ,20 183,64

71 ,86 84,95 149,35 170,43

65,99 1 78,02 137,64 157,46

Propiedades mecanieas del aeero segun Espeelfieaeiones ASTM A572 - Grado 50' F, = 3.515 Kgftem' - F, = 4.360 Kgftem'. Reslsteneia del Concreto r = 280 Kgftem' M6dulo elastieidad: Acero E = 2,1 xl 0' Kgftem'; Concreto E = 252.671 ,33 Kgftem'

Los valores reportados en la tabla eorresponden a $, PO' expresados en Toneladas con $, = 0,75. Valores con fondo mas elaros (superiores a la primera linea) corresponden a pandeo inelastieo. Valores sombreados entre las dos Ifneas dlVIsonas eorresponden a pandeo elastieo Valores ba)o la segunda linea eorresponden a KUr > 200



TABLA Capacidad de miembros a compresion rellenos de concreto le:5" Conduven ECO Seccion Circular f' c = 350 Kgf/cm2

NPS o (pulg) 3 31/2 41/2 5 51/2 6 65/8 75/8 85/8 95/8 95/8 103/4 103/4 123/4 123/4

Espesor 2,25 2,25 2,50 3,00 3,40 4,00 4,30 4,50 5,50 5,50 7,00 7,00 9,00 9,00 11,00 e(mm)

I/) o L-

a; E c:: CI)

...J ~ III > ~ ~ CI)

"C ~ -.0, c:: o

...J

5

5

0

5

0

0

0

0

0

0

0

0

0,00

1,00

1,25

1,50

1,75

2,00

2,25

2,50

2,75

3,00

3,25

3,50

3,75

4,00

4,25

4,50

4,7

5,00

5,2

5,5

5,7

6,0

6,5

7,0

7,5

8,0

8,5

9,0

9,5

10,0

10,5

11 ,0

11,5

12,0

0

0

0

0

0

23,00

20,21

18,79

17,20

15,48

13,72

11 ,96

10,26

8,64

7,26

6,18

5,33

4,65

4,08

3,62

3,23 I 2,90

2,61

2,37

2,16

1,98

1,81

1,55

1,33

1,16

1,02

0,90

0,81

0,72

0,65

0,59

0,54

0,49

0,45

29,10 45,11 57,58

26,40 42,46 54,86

24,99 41 ,04 53,39

23,37 39,37 51 ,64

21 ,59 37,48 49,66

19,71 35,41 47,46

17,77 33,21 45,08

15,83 30,91 42,57

13,93 28,55 39,95

12,11 26,17 37,27

10,38 23,81 34,56

8,95 21 ,50 31 ,86

7,80 19,26 29,18

6,85 17,10 26,58

6,07 15,15 24,06

5,42 13,51 21 ,60

4,86 12,13 19,39

4,39 10,95 17,50

3,98 9,93 15,87

3,63 9,05 14,46

3,32 8,28 13,23

3,05 7,60 12,15

2,60 6,48

I

10,35

2,24 5,58 8,93

1,95 4,86 7,78

1,71 4,28 6,83

1,52 3,79 6,05

1,35 3,38 5,40

1,22 3,03 4,85

1,10 2,74 4,37

0,99 2,48 3,97

0,91 2,26 3,61

0,83 2,07 3,31

0,76 1,90 3,04

NPS: Designaci6n comercial del producto en pulgadas

70,60

67,85

66,35

64,56

62,51

60,23

57,74

55,08

52,28

49,38

46,41

43,40

40,39

37,39

34,45

31 ,59

28,81

26,10

23,67

21 ,57

19,73

18,12

15,44

13,32

11,60

10,19

9,03

8,06

7,23

6,52

5,92

5,39

4,93

4,53

86,96 104,75 132,96 176,10 208,90 233,26

84,15 101 ,94 130,22 173,29 206,17 230,34

82,60 100,40 128,70 171 ,73 204,65 228,71

80,75 98,54 126,87 169,85 202,81 I 226,73

78,62 96,39 124,74 167,65 200,65 224,42

76,23 93,97 122,33 165,14 198,19 221,78

73,61 91 ,30 119,65 162,35 195,44 218,83

70,78 88,41 116,73 159,28 192,41 215,58

67,79 85,31 113,58 155,96 189,12 212,04

64,65 82,05 110,23 152,40 185,58 208,23

61,41 78,64 106,69 148,62 181 ,80 204,16

58,09 75,13 103,01 144,65 177,81 199,86

54,72 71 ,52 99,19 140,50 173,62 195,35

51 ,34 67,86 95,27 136,20 169,25 190,63

47,97 64,16 91 ,26 131 ,76 164,72 185,74

I 44,64 60,47 87,19 127,21 160,05 180,68

41 ,36 56,79 83,09 122,57 155,25 175,49

38,17 53,16 78,98 117,87 150,36 170,17

35,08 49,58 74,87 113,12 145,37 164,76

32,04 46,10 70,80 108,34 140,32 159,27

29,31 42,71 66,77 103,55 135,23 153,72

26,92 39,36 62,80 98,78 130,10 148,13

I 22,94 33,54 55,14 89,35 119,83 136,90

I 19,78

1 28,92 47,81 80,17 109,65 125,72

17,23 25,19 41 ,64 71 ,36 99,68 114,74 I

15,14 I 22,14 36,60 62,89 90,02 104,05

I 13,41 19,61

1

32,42 I 55,71 80,76 93,77

11,97 17,49 28,92 49,69 71,97 83,80 I I I I

10,74 15,70 25,96 44,60 64,59 75,21 I I

9,69 14,17 23,43 40,25 58,29 67,88

1 8,79 12,85 21 ,25 36,51 52,87 61 ,57

33,271

8,01 11,71 19,36 48,18 I 56,10 I

51 ,33 ' 7,33 10,72 17,71 30,44 1 44,08

6,73 9,84 I 16,27 27,95 40,48 47,14

Propiedades mecanicas del acero segun Especificaciones ASTM A572 - Grado 50: F, = 3.515 Kgf/cm' - F, = 4.360 Kgf/cm' Resistencia del Concreto f', = 350 Kgf/cm' M6dulo elasticidad: Acero E = 2,1 x1 0' Kgf/cm' ; Concreto E, = 282.495,13 Kgf/cm' Los valores reportados en la tabla corresponden a $, PO' expresados en Toneladas con $, = 0,75 Valores con fondo mas claros (superiores a la primera linea) corresponden a pandeo inelastico. Val ores sombreados entre las dos lineas divisorias corresponden a pandeo elastico. Valores bajo la segunda linea corresponden a KUr > 200


276,22 312,23 403,42 445,99

273,39 309,16 400,52 442,88

271 ,81 307,44 398,89 441 ,14

269,89 305,35 396,91 439,01

267,64 302,91 394,59 436,52

265,07 300,11 391 ,93 433,66

262,18 296,97 388,93 430,44

259,00 293,50 385,61 426,88

255,52 289,71 381 ,97 422,97

251 ,77 285,62 378,02 418,73

247,75 281 ,24 373,78 414,16

243,48 276,58 369,25 409,29

238,98 271 ,66 364,45 404,13

234,25 266,50 359,38 398,68

229,33 261 ,11 354,07 392,95

224,22 255,52 348,51 386,97

218,95 249,74 342,74 380,75

213,52 243,78 336,76 374,30

207,96 237,68 330,58 367,64

202,28 231,44 324,22 360,78

196,51 225,08 317,70 353,73

190,65 218,63 311 ,03 346,52

178,76 205,52 297,30 331,67

166,76 192,24 283,15 316,34

154,76 178,92 268,70 300,67

142,89 165,71 254,07 284,77

131 ,25 152,72 239,37 268,77

119,94 140,05 224,70 252,78

109,04 127,79 210,18 236,91

98,45 I 115,79 195,88 221 ,26

89,30 105,02 1

181 ,90 205,92

81 ,36 95,69 168,31 190,97

74,44 87,551

154,99 176,49

68,37 I 80,41 142,34 162,18 1

unlc:on


TABLA Capacidad de miembros a compresion rellenos de concreto Conduven ECO Seccion Cuadrada f' c = 210 Kgf/cm2

ON - HxB (mm) 60x60

Esr,esor e mm)

2,25

I/) o "-iii E c Q)

...J ~ III > ~ .l!! Q)

"C

.a 'OJ c o ...J

III . II ' '.

1,25 13,40

1,50 12,22

1,75 10,95

2,00 9,65

2,25 8,37

2,50 7,13

2,75 5,96

3,00 5,01

3,25 4,27

3,50 3,68

3,75 3,21

4,00 2,82

4,25 2,50

4,50 2,23

4,75 2,00

5,00 1,80

5,25 1,64

5,50 1,49

5,75 1,36

6,00 1,25

6,50 1,07

7,00 0,92

7,50 0,80

8,00 0,70

8,50 0,62

9,00 0,56

9,50 0,50

10,00 0,45

10,50 0,41

11 ,00 0,37

11 ,50 0,34

12,00 0,31

70x70

2,25

I ~

~ ,

17,46

16,31

15,05

13,71

12,34

10,97

9,64

8,36

90x90

2,50

I

28,95

27,99

26,85

25,57

24,17

22,68

21 ,11

19,51

17,90

100x100

3,00

. ~ 37,92

36,90

35,69

34,31

32,78

31 ,13

29,39

27,57

25,71

110x110

3,40

~ • I:

47,15

46,10

44,85

43,41

41 ,81

40,06

38,20

36,24

34,21

7,15 16,29 23,83 32,13

6,17 14,72 21,96 30,02

5,37

4,72

4,18

3,73

3,35

3,02

2,74

2,50

2,29

2,10

1,79

1,54

1,34

1,18

1,05

0,93

0,84

0,76

0,69

0,62

0,57

0,52

13,20

11,73

10,39

9,27

8,32

7,51

6,81

6,20

5,68

5,21

4,44

3,83

3,34

2,93

2,60

2,32

2,08

1,88

1,70

1,55

1,42

1,30

20,10

18,30

10,91

9,94

9,10

8,36

7,12

1----.

3,33

3,01

2,73

2,49

2,27

2,09

27,92

25,83

13,58

12,47

10,63

4,98

4,49

4,07

3,71

3,40

3,1 2

ON: Oesignaci6n comercial del producto en milimetros.

120x120

4,00

59,26

58,15

56,82

55,28

53,56

51 ,68

49,66

47,51

45,27

135x135

4,30

73,37

72,28

70,97

69,45

67,74

65,85

63,80

61 ,61

59,29

42,95 56,88

40,57 54,38

38,17

35,76

33,36

30,99

15,81

13,64

51 ,82

49 ,21

46,58

43,95

41 ,33

38,73

36,18

11 ,88 18,47

10,44 16,23

9,25 14,38

8,25 12,83

7,40

6,68

6,06

5,52

5,05

4,64

11 ,51

10,39

9,42

8,59

7,86

7,22

155x155 175x175 200x200 200x200 220x220 220x220 260x260 260x260

4,50 5,50 5,50 7,00 7,00 9,00 9,00 11,00

I :. .' I' '. . , . . ~ . . ' I

90,79 122,4 7

149,07 173,57

148,05 172,39

146,81 1 170,96

145,37 169,29

197,97 1 233,22 1 196,86 231 ,91

195,50 230,32

193,92 228,45

291 ,51 332,76

290,07 331 ,12

288,39 329,19

89,54 121 ,14

88,08 119,60

86,42

84,58

82,57

80,41

78,10

117,83 143,72 167,37 192,10 226,31 286,46 326,98

115,86 1 141,87 165,23 190,07 223,91 284,28 324,49

113,70 1 139,83 162,87 187,82 1 221,26 281 ,87 321,73

111 ,36 137,61 160,30 185,37 218,37 279,23 318,71

108,86 1 135,23 157,54 182,71 215,24 276,37 315,44

75,67 106,19 132,68 154,58 179,87 211 ,90 273,29 311 ,91

73,13 103,39 129,98 151,45 176,86 208,34 270,00 308,15

70,50

67,79

65,01

62,20

59,35

56,50

53,64

50,80

23,52

20,98

18,83

16,99

15,41

14,04

12,85

11 ,80

100,46 127,14 148,16 173,67

1

204,59

97,43 124,17 144,73 170,33 200,65

94,29 121 ,09 141 ,15 166,85 196,54

91 ,08 117,91 137,46 163,23 192,28

87,81 114,63 133,66 159,49 187,87

266,52 304,17

262,84 299,96

258,98 295,55

254,95 290,94

250,76 286,14

84,48 111 ,28 129,77 155,64 183,34 246,42 281 ,17

81 ,12 107,86 125,81 151 ,69 178,68 241 ,93 276,04

77,73 104,39 121,78 147,66 173,93 237,31 270,76

74,35 100,87 117,70 143,55 169,09 232,58 265,34

70 ,97 97,33 113,58 139,39 164,19 227,73 259 ,80

64,27 90,19 105,30 130,92 154,21 217,75 248,39

83,07 97,03 122,36 144,12 207,46 236,63

76 ,05 88,87 113,78 134,01 196,95 224 ,62

69,20 80,90 105,28 123,99 186,31 212,45

62,59 73,21 96,92 114,14 175,61 200 ,22 /--.....:.--..--:--.

35,90 56,14 65,71 88,78 104,56 164,93 188,01

32,22 50,39 58,97 80,92 95,29 154,35 175,92

29,08 45,47 53,22 73,22 86,23 143,92 164,02

26,38 41 ,25 48,28 66,42 78,21 133,73 152,37

24,03 37,58 43,99 60,52 71,26 123,81 141 ,04

21 ,99 34,38 40,25 55,37 65,20 114,21 130,09

20,20 31 ,58 36,96 50,85 59,88 104,81 119,36

Propiedades mecanicas del acero segun Especilicaciones ASTM A572· Grado 50: Fy = 3.515 Kgf/cm' - F" = 4.360 Kgf/cm' Resistencia del Concreto f', = 210 Kgf/cm' M6dulo elaslicidad: Acero E = 2,1x10' Kgf/cm'; Concreto E = 218.819,79 Kgf/cm' Los valores reportados en la labia corresponden a q, Po, expresados en Toneladas con q" = 0,75 Valores con fondo mas claros (superiores a la primera linea) corresponden a pandeo inelastico. Valores sombreados entre las dos lineas divisorias correspond en a pandeo elastico Valores bajo la segunda linea corresponden a KUr > 200

unlcon Manual de Diserio de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares

TABLA Capacidad de miembros a compresion rellenos de concreto Conduven ECO Seccion Cuadrada f' c = 250 Kgf/cm2

ON - HxB (mm) 60x60

ESrresor e mm)

2,25

I/)

e Q) E c: Q)

...J ~ (1)

> ~ ~ Q)

"C .a '0, c: o

...J

III

1,00 I'

1,25 13,96

1,501 12,70

1,75 11 ,35

2,00 9,97

2,25

2,50

2,75

3,00

3,25

3,50

3,75

4,00

4,25

4,50

4,75

5,00

5,25

5,50

5,75

6,00

6,50

7,00

7,50

8,00

8,50

9,00

9,50

8,60

7,30

6,08

5,11

4,35

3,75

3,27

2,87

2,55

2,27

2,04

1,84

1,67

1,52

1,39

1,28

1,09

0,94

0,82

0,72

0,64

0,57

0,51

10,00 0,46

10,501 0,42 11 ,00 0,38

11 ,50

1

0,35

12,00 0,32

70x70 90x90 100x100 110x110

2,25 2,50 3,00 3,40

. : ,I . I: , , I , 40,02 . ,

18,31 29,58 38,91 48,57

17,07 28,34 37,59 47,21

15,71 26,94 36,08 45,65

14,28 25,42 34,43 43,91

12,81

11 ,35

9,92

8,57

7,31

6,30

5,49

4,83

4,28

3,81

3,42

3,09

2,80

2,55

2,34

2,15

1,83

1,58

1,37

1,21

1,07

0,95

0,86

0,77

0,70

0,64

0,58

0,54

23,79

22,09

20,36

18,62

16,89

15,21

13,59

12,02

10,64

9,49

8,52

7,69

6,98

6,36

5,82

5,34

4,55

3,92

3,42

3,00

2,66

2,37

2,13

32,64 42,02

30,75 I 40,00

28,79 37,88

26,79 35,70

24,77 33,46

22,76 31 ,20

20,78 28,94

18,85 26,71

17,00 24,53

15,20 22,40

13,64 20,36

12,31 18,37

11,17 16,66

10,17 15,18

9,31 13,89

8,55 12,76

7,28 10,87

6,28 9,37

5,47 8,17

4,81 7,18

4,26 6,36

3,80 5,67

3,41 5,09

1,92 3,08 4,59

1,74 2,79 4,17

1,59 2,54 3,80

1,45 2,33 3,47

1,34 2,14 3,19

ON : Oesignacion comercial del producto en millmetros.

120x120 135x135

4,00 4,30

, . , . 61 ,11 76,12

59,67 74,69

58,01 73,04

56,15 71 ,19

54,12

51 ,94

49,63

47,21

44,72

42,18

39,61

37,03

34,48

31 ,96

29,49

27,10

24,77

22,57

20,65

18,96

16,16

13,93

12,14

10,67

9,45

8,43

7,56

69,14

66,92

64,55

62,06

59,45

56,76

54,00

51 ,20

48,39

45,56

42,76

39,99

37,28

34,62

32,05

29,50

25,14

21 ,68

18,88

16,60

14,70

13,11

11 ,77

155x155 175x175 200x200 200x200 220x220 220x220 260x260 260x260

4,50 5,50 5,50 7,00 7,00 9,00 9,00 11,00

.. : ,I I, : . I : '. ,; " : I'

97,13 130,30 158,06 182,29 208,70 243,56 307,57 348,52

95,99 129,1 1 156,94 181 ,02 207,49 242,15 306,29 347,08

94,62 127,67 155,58 179,47 206,02 240,45 304,74 345,33

93,03 125,98 154,00 177,67 204,29 238,45 302,92 343,27

91 ,22 124,07 152,19 175,60 202,32 236,16 300,83 340,91

89,21

87,02

84,67

82,16

79,51

76,75

73,90

70,96

67,96

64,92

61 ,86

58,78

55,71

52,66

49,65

1---....,

21,48

19,28

121 ,93 150,16 173,29 200,11 233,60 298,48 338,25

119,59 147,93 170,74 197,67 230,76 295,88 335,30

117,05 145,50 167,97 195,01 227,67 293,03 332,08

114,33 142,89 164,99 192,13 224,33 289,94 328,58

111 ,44 140,10 161 ,80 189,05 220,75 286,61 324,83

108,41 137,15 158,44 185,78 216,96 283,06 320,82

105,25 134,05 154,90 182,33 212,95 279,30 316,56

101 ,96 130,82 151 ,20 178,72 208,75 275,34 312,08

98,58 127,46 147,36 174,94 204,37 271 ,18 307,38

95,12 123,99 143,40 171 ,03 199,83 266,84 302,47

91 ,59 120,43 139,32 166,99 195,13 262,32 297,36

88,01 116,78 135,15 162,84 190,30 257,64 292,07

84,40 113,07 130,90 158,58 185,35 252,82 286,61

80,77 109,30 126,59 154,23 180,30 247,85 281 ,00

77,14 105,49 122,22 149,81 175,16 242,76 275,24

73,53 101 ,65 117,83 145,33 169,95 237,56 269,35

66 ,38 93,95 109,00 136,23 159,37 226,85 257,24

59,45 86,28 100,20 127,05 148,69 215,82 244,77

78,74 91 ,54 117,88 138,01 204,58 232,05

71 ,41 83,11 108,80 127,44 193,21 219,18

64,35 74,98 99,90 117,07 181,79 206,26 L...--------i

36,71 57,52 67,09 91 ,26 107,00 170,43 193,39

32,95 51 ,62 60,21 82,94 97,30 159,18 180,66

6,83 10,62 17,40 29,74 46,59 54,34 74,86 87,85 148,13 168,15

6,19 9,63 15,78 26,97 42,26 49,29 67,90 79,69 137,34 155,93

5,64 8,78 14,38 24,58 38,50 44,91 61 ,87 72,61 126,86 144,06

5,1 6 8,03 13,15 22,49 35,23 41 ,09 56,61 66,43 116,53 132,37

4,74 7,38 12,08 20,65 32,35 37,74 51 ,99 61 ,01 107,02 121,56

Propiedades mecanicas del acero segun Especificaciones ASTM A572 - Grado 50: F, = 3.515 Kgf/cm' - F, = 4.360 Kgf/cm' Resistencia del Concreto f', = 250 Kgf/cm' Modulo elasticidad: Acero E = 2,1x10' Kgf/cm' ; Concreto E, = 238.751,96 Kgf/cm' Los valores reportados en la tabla corresponden a <1>, PO' expresados en Toneladas con <1>, = 0,75 Valores con fondo mas claros (superiores a la primera linea) corresponden a pandeo inelastico. Valores sombreados entre las dos IIneas divisorias corresponden a pandeo elastico. Valores bajo la segunda linea corresponden a KUr > 200

Manual de Disefio de Estructuras de Acero con Perfiles T ubulares unlcon

Consideraciones generales para el diser'io CAPITULO I

TABLA Capacidad de miembros a compresion rellenos de concreto I Conduven ECO Seccion Cuadrada f' c = 280 Kgflcm2

en o .... Qj E c:: CII

...J ~ (1)

> ~ ~ CII

"C .a '0, c:: o

...J

1,00

1,25

1,50

1,75

2,00

2,25

2,50

2,75

3,00

3,25

3,50

3,75

4,00

4,25

4,50

4,75

5,00

5,25

5,50

5,75

6,00

6,50

7,00

7,50

8,00

8,50

9,00

9,50

10,00

10,50

11 ,0

11 ,5

12,0

0

0

0

15,57

14,38

13,05

11 ,64

10,19

8,77

7,42

6,17

5,18

4,41

3,81

3,32

2,91

2,58

2,30

2,07

1,87

1,69

1,54

1,41

1,30

1,10

0,95

0,83

0,73

0,65

0,58

0,52

0,47

0,42

0,39

0,35

0,32

20,09

18,95

17,63

16,20

14,69

13,15

11 ,61

10,13

8,71

7,42

6,40

5,58 I

4,90

4,34 I

3,87

3,47

3,14

2,84

2,59

2,37

2,1 8

1,86

1,60

1,39

1,22

1,09

0,97

0,87

0,78

0,71

0,65

0,59

0,54

31 ,89 41 ,59

30,76 40,40

29,44 39,00

27,95 37,40

26,33 35,65

24,60 33,75

22,81 31,75

20,98 29,68

19,14 27,57

17,32 25,44

15,55 23,33

13,85 21 ,25

12,22 19,24

I 10,82 17,30

I 9,65 15,44

8,66 13,86

7,82 12,51

7,09 11 ,34

6,46 10,34

5,91 9,46

5,43 8,68

4,63 7,40

3,99 6,38

3,47 5,56

3,05 4,89

2,71 4,33

2,41 3,86

2,17 3,46

1,95 3,13

1,77 2,84

1,62 2,58

1,48 2,36

1,36 2,17

ON: Oesignaci6n comercial del producto en milimetros.

51 ,63

50,42

48,97

47,31

1

45,47

43,47

1 41 ,33 39,09

36,78

34,43

32,05

29,68

27,34

25,05

22,83

20,67

18,66

16,92

15,42

14,11

12,96

11 ,04

I 9,52

8,29

7,29

6,46

5,76

5,17

4,66

4,23

3,85

3,53

3,24

64,60 80,24 101 ,10 135,35 164,79 188,83 216,74

63,32 78,99 99,88 134,08 163,60 187,48 215,45

61 ,80 77,48 98,42 132,55 162,15 185,85 213,89

60,04 75,73

1

96,72 130,76 160,46 183,94 212,06

58,08 73,76 94,80 128,721

158,52 181,75 209,97

55,93 71 ,59 92,66 126,46 156,36 179,31 207,62

53,62 69,24 90,33 123,97 153,97 176,62 205,03

51 ,18 66,73 87,821

121 ,28 151 ,38

1

173,69 202,20

48,64 64,09 85,16 118,39 148,59 170,54 199,15

46,02 61 ,34 82,35

1 115,34 145,62 167,18 195,89

43,35 58,50 79,42 112,13 142,47 163,62 1 192,42

40,65 55,60 76,40 108,78 139,17 159,89 188,77

37,95 52,65 73,29 105,31 135,73 155,99 184,94

35,27 49,69 70,12 101,74 132,15 151,95 180,94

I 98,08 I 128,47 32,64 46,73 66,90 147,77 176,81

30,07 43,79 63,67 94,36 124,68 143,49 172,53

27,58 40,89 60,42 90,59 120,81 139,10 1 168,14

25,13 38,05 57,19 86,78 116,87 134,63 163,64

22,90 35,28 53,99 82,97 112,88 130,10 I 159,06

20,95 32,60 50,83 79,15 108,84 125,53 154,39

19,24 29,95 47,73 75,36 104,79 120,92 149,67

16,40 25,52 41,74 67,88 96,65 1 111 ,66 140,09 14,14 22,01 36,08 60,63 88,57 102,47 1 130,44

12,32 19,17 31,43 53,70 80,64 93,43 120,81 I

72,94 1 84,65 1 10,82 16,85 27,62 47,181

111 ,30

9,59 14,93 24,47 41 ,79 65,56 76,20 102,00

8,55 13,31 21 ,83 37,28 58,48 68,05 92,98

7,68 11 ,95 19,59 33,46 52,49 61 ,08 84,21

6,93 10,78 !

17,68 30,19 47,37 55,12 76,00

6,28 9,78 16,03 27,39 42,96 50,00 68,94

5,73 8,91 14,61 24,95 39,15 I 45,56 I 62,81

5,24 8,15 13,37 22,83 35,82 41 ,68 , 57,47 1 4,81 7,49 12,28 20,97 32,89 38,28 52,78

Propiedades mecanicas del acero segun Especificaciones ASTM A572 · Grado 50: F, = 3.515 Kgf/cm' · F, = 4.360 Kgf/cm' Resistencia del Concreto f', = 280 Kgf/cm' M6dulo elasticidad: Acero E = 2,1 x1 O' Kgf/cm'; Concreto E, = 252.671 ,33 Kgf/cm' Los valores reportados en la tabla corresponden a~, P" expresados en Toneladas con~, = 0,75 Valores con fondo mas claros (superiores a la primera linea) corresponden a pandeo inelastico. Valores sombreados entre las dos lineas divisorias corresponden a pandeo elastico. Valores bajo la segunda linea corresponden a KUr > 200

251 ,31

249,83

248,04

245,93

243,53

240,84

237,86

234,61

231 ,10

227,35

223,37

219,17

214,77

210,18

205,41

200,50

195,44

190,27

184,99

179,62

174,17

163,14

152,00

140,88

129,90

119,15

108,71

98,67

88,99

80,72

73,55

67,29

61 ,80

318,73 359,33

317,38 357,81

315,74 355,97

313,81 353,81

311 ,60 351 ,33

309,11 348,55

306,36 345,46

303,34 342,08

300,07 338,41

296,55 334,47

292,81 330,26

288,83 325,81

284,64 321,11

280,25 316,18

275,67 311 ,04

270,90 1305,69 265,97 300,16

260,88 294,45

255,65 288,58

250,28 282,55

244,80 1276,40

233,53 1263,75 221 ,94 250,74

210,14 237,47

198,21 224,07

186,25 210,63

174,36 1 197,26

162,62 184,04

151 ,09 1 171 ,07

139,85 158,42

128,97 146,15

118,22 134,041

108,57 123,10


TABLA Capacidad de miembros a compresion rellenos de concreto ........... Conduven ECO Seccion Cuadrada f' c = 350 Kgf/cm2

ON - HxB (mm) 60x60

ESrresor e mm)

2,25

• II II

II •• '

til e Qj E c: Q)

...J ~ ra > .. (J

J!! Q)

"C :::I -'0, c: o

...J

II

'11

• •

II

• II

• • II

9,14

7,67

6,34

5,33

4,54

3,92

3,41

3,00

2,66

2,37

2,13

1,92

1,74

1,59

1,45

1,33

1,14

0,98

70x70

2,25

21,71

20,41

18,92

17,31

15,61

13,89

12,19

10,55

8,99

90x90 100x100 110x110

2,50 3,00 3,40 ---34,80 45,23

33,51 I 43,87 31 ,99 42,27

30,28 40,44

28,42 38,44

26,45

24,41

22,34

20,27

36,28

34,02

31 ,68

29,31

56,09

54,70

53,05

51 ,15

49,05

46,78

44,36

41 ,83

39,23

7,66 18,24 26,92 36,58

6,60 16,28 24,57 33,93

5,75

5,06

4,48

4,00

3,59

3,24

2,94

2,67

2,45

2,25

1,91

1,65

14,40

12,64

11 ,20

9,99

8,97

8,09

7,34

6,69

6,12

5,62

4,79

4,13

22,27

20,05

17,89

15,96

14,32

12,92

11 ,72

10,68

9,77

8,97

7,65

6,59

31 ,29

28,69

26,16

23,73

21 ,35

19,27

17,48

15,92

14,57

13,38

11,40

9,83

120x120 135x135 155x155 175x175 200x200 200x200 220x220 220x220 260x260 260x260

4,00 4,30 4,50 5,50 5,50 7,00 7,00 9,00 9,00 11 ,00

; . ----• 149,73 182,99 1 206.82 238,13

,; . ~ 69,91

68,46

66,73

64,74

62,52

60,09

57,48

54,74

51 ,88

83,94 107,26

81 ,94 105,30

79,70 103,09

147,11 180,50 204,07 235,49 269,37 344,74 384,53

145,66 1 179,11 202,54 234,02 267,72 343,21 382,84

143,90 I 177,44 1 200,69 1 232,23 265,71 341 ,35 380,79

141 ,86 175,47 198,52 230,14 263,36 339,16 378,38

139,53 173,23 196,05 227,75 260,68 336,65 375,62

77,24

74,57

71 ,73

68,74

100,63 136,94 170,73 193,28

I 97,96 I 134,11 1 167,97 1 190,24 95,09 131 ,04 164,98 186,93

225,07 257,66 333,83 372,51

222,11 254,34 330,71 369,07

218,88 250,72 327,29 1365,30

215,41 246,81 323,59 361 ,22

48,95 65,64

45,96 62,44

42,96 59,18

39,96 55,88

37,01 52,57

34,11 49,28

31 ,29 46,02

28,57 42,82

25,92 39,69

23,62 36,66

21 ,61 33,67

19,85 1 30,92

16,91 I 26,34 14,58 22,72 I

I

92,04 127,76 161 ,77 183,37

88,84 124,29 158,34 179,58 211 ,69 242,63 319,61 356,84

85,51 120,64 154,72 175,58 207,75 238,19 315,37 352,16

82,07

78,54 1

74,95 \ 71,33

67,69

64,05 1

60,44

56,86

53,35

49,92

43,27

37,31

116,85 150,93 171 ,38 203,59 233,52 310,88 347,21

112,93 146,98 1 166,99 199,24 228,62 306,14 341,99

108,89 142,88 162,45 194,72 223,53 301 ,19 336,52

104,77 1 138,66 1 157,77 1 190,03 218,24 296,01 330,82

100,59 134,34 152,97 185,20 212,79 290,64

1

324,89

96,36 1 129,93 148,07 180,23 207,20 285,09 318,76

92,10 125,45 143,08 175,16 201,47 279,36 312,44

87,84 120,91 1 138,03 1 169,99 195,64 273,48 305,95

83,59 116,34 1 132,94 1 164,75 189,72 267,46 299,30 79,37 111 ,76 127,82 159,44 183,72 261 ,31 292,50

71 ,09 102,59 117,57 148,72 171 ,59 248,70 278,56

63 93,53 107,43 137,94 159,38 235,76 264,24

0,85 1,44 3,60 5,74 8,56 12,70 19,79 32,50 55,42 84,68 97,51 127,24 147,23 222,61 249,69 ;11

; . • II

• •

11,16 I

9,89

8,82

7,92

17,39 ,

15,41 I

13,74 1

12,33

28,56

25,30

22,57

20,26

48 , 71 ~...;.:...~...:.....:~ 43,15

38,49

34,54

209,36 235,01

196,12 220,34

183,00 205,77

170,Q7 191,42 • 11

• • II

0,75

0,66

0,59

0,53

0,48

0,44

0,40

0,36

0,33

1,26

1,12

1,00

0,90

0,81

0,73

0,67

0,61

0,56

3,16

2,80

2,50

2,24

2,02

1,84

1,67

1,53

1,40

5,05

4,47

3,99

3,58

3,23

2,93

2,67

2,44

2,24

7,53

6,67

5,95

5,34

4,82

4,37

3,98

3,64

3,35

7,14 11 ,13 18,28 31 ,17 49,04 I 56,79 78,45 91,43 157,44 177,38

16,58 28,28 , 44,48 51 ,51 71 ,16 ' 82,93 145,17 6,48 10

5,90 9,20 15,11 25,76 40,53 I 46,94 64,84 75,56 I 133,15 f---'-...,

13,82 1 23,57 37,08 42,94 59,32 I 69,131

5,40 8,42

II 4,96 7,73 12,70 21 ,65 34,05 , 39,44 I 54,48 63,49

ON: Oesignaci6n comercial del producto en milimetros . Propiedades mecimicas del acero segun Especificaciones ASTM A572 - Grado 50: F, = 3.515 Kgffcm' - F, = 4.360 Kgffcm' Resistencia del Concreto f', = 350 Kgffcm' M6dulo elasticidad: Acero E = 2,1x10' Kgffcm'; Concreto E, = 282.495,13 Kgf/cm' Los valores reportados en la tabla corresponde a <p, PO' expresados en Toneladas con <p, = 0,75 Valores con fondo mas claros (superiores a la primera linea) corresponden a pandeo inelastico. Valores sombreados entre las dos Ifneas divisorias corresponden a pandeo elastico. Val ores bajo la segunda linea corresponden a KUr > 200

Manual de Disefio de Estructuras de Acero con Perfiles T ubulares unlc::on

1.2.3. Diseno de miembros a flexion

Los perfiles tubulares ECO 0 HSS tambien poseen grandes virtudes para ser usados como miembros sometidos

a flexi6n , entre ellos se destacan los perfiles rectangulares debido a la gran inercia que tienen en el eje fuerte y a su

estabilidad . Esta estabilidad viene dada regularmente porque estos productos poseen un modulo de torsi6n muy

grande en comparaci6n al de los perfiles abiertos tradicionales. Los miembros mas comunes sometidos a flexi6n

que solemos encontrar en el trabajo diario son : las vigas de carga, de piso, auxiliares, de techo, etc. AI mismo

tiempo es conveniente hacer una acotaci6n con respecto al terminG viga, el cual ha sido mal usado en la

terminologia regular de las estructuras de acero , muchos personas asocian al terminG viga, como si estuvieran

hablando de un perfil abierto , y esto no es correcto, una viga es todo miembro que pueda estar sometido a flexi6n

independientemente de su secci6n .

EI diseno a flexi6n de perfiles tubulares HSS s610 exige la comprobaci6n de los estados limites de cedencia y

pandeo local , a diferencia de los perfiles de alas abiertas que ademas requieren la verificaci6n del pandeo lateral

torsional , esto debido a la significativa rigidez torsional de los perfiles tubulares que limita las posibilidades de

alcanzar este estado limite.

La resistencia de diseno de un miembro a flexi6n ~b Mn, con ~b = 0,90 se determina segun :

i) Secciones circulares :

a. Compactas :

Olt s 0,07E/Fy

b . No compactas :

0,07 E/Fy< Olt s 0,31 E/Fy

c. Esbeltas : O/t> 0,31 E/Fy

Mn = [ 0,021 E + F 1 S (O/t) y

O,33E F =--

Cf Olt

S = M6dulo de secci6n elastico alrededor eje flexi6n

ii) Secciones cuadradas y rectangulares:

bit S 1 12J E Y hitS 242 J E ' F ' F y y

unlcon Manual de Oiserio de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares

CAPITULO I Consideraciones generales para e l d iseno

b. Ala no compacta y alma compacta:

1,12J ~ < bit ~ 1 ,40J E y . Fy

M. = M, - (M, - F,S) [ 3,57 (bit) Jf -4] S M,

c. Ala Esbelta y alma compacta:

bit> 1 40J E , F y

Sel = modulo de seccion efectivo determinado con el ancho efectivo (be) del ala a com presion ,

Jf. [ 038 Jf.] be = 1,92t - 1 - - ' - - ~ b Fy (bit) Fy

d. Alma no compacta:

hit> 2 42J E , F y

M. = M, - (M, - F,S) [ 0,305 (hit) J ~' -0,738] S M,

1.2.4. Diseno de miembros a corte

Los perfiles tubulares de acero , (los cuales presentan una seccion cerrada, es decir, las alas se unen

continuamente con las almas) , regularmente poseen gran resistencia al cortante y par ende buen

comportamiento, esto se debe a que los perfiles tubulares tienen dos almas las cuales distribuyen de mejor

manera los esfuerzos a corte , a diferencia de los perfiles abiertos que regularmente solo poseen una. Esta ventaja

redunda en seguridad para la estructura de cualquier edificacion , puesto que la falla a cortante se considera una

falla fragil , las cuales son indeseables para cualquier configuracion estructural .

La resistencia de diseno de un miembro a corte ~Yn ' con ~v= 0,90 se determina segun :


F 1,6E

cr = --;::::==~

~ ( ~)t


Para: h/t~ 2,45 J E Fy


Donde: F Of es el mayor valor entre los valores abajo indicados y no mayor de O,60Fy

Lv: Distancia entre el corte nulo y el maximo corte del miembro

Donde: Aw = 2ht h: definida en la secci6n 1.1 .5

Cv = 1,0

unlc::on

Para :

Para : h/t>3 07 J E , Fy

1.2.5. Diseiio de miembros a torsion

7,55E c=-v (h/t)2 F y

CAPITULO I

Es indudable que los perfiles tubulares son mas favorables para resistir torsiones, muchos ejemplos de la

naturaleza demuestran sus excelentes propiedades. Facilmente podemos evidenciar esta teoria comparando la

rigidez a torsi6n de las secciones de los perfiles HSS con los demas productos de secci6n abierta

comercializados en el pais.

La resistencia de diseno de un miembro a torsi6n <PT Tn' sera:

<Pr = 0,90 C = Constante de torsion


Fer = es el mayor valor entre los valores abajo indicados y no mayor de 0,60Fy

F = 1,23E

cr J ~ ( ~)t y


Para :

Para :

Para :

hit::: 2.45J E Fy

2.46J ~ < hit::: 3,07J E y F y

3,07 J E < hit ::: 260 Fy

F = O,60E

er ( ~ )+ L = Longitud del miembro

F =06F 2,45 J E er ' Y (hIt) Fy

F = 4,52E cr (h/t)2

TABLA Capacidad de miembros a flexion, corte y torsion Conduven ECO 'ItSI Seccion Circular

Designacion . Diametro Espesor Flexion Corte Torsion Comercial Externo Nominal <P. = 0,90 <P. = 0,90 <PT = 0,90

D D e <P. Mn <P. Vn <PT Tn

pulg mm mm Kgf.m Kgf Kgf.m NPS

3 76,20 2,25 364 4.623 333

31/2 88,90 2,25 496 5.416 459

41/2 114,30 2,50 891 7.762 852

5 127,00 3,00 1.335 10.332 1.256

51/2 139,70 3,40 1.839 12.872 1.719

6 152,40 4,00 2.602 16.491 2.393

6 5/8 168,30 4,30 3.401 19.590 3.144

7 5/8 193,70 4,50 4.647 23.647 4.387

8 5/8 219,10 5,50 7.352 32.634 6.824

9 5/8 244,50 5,50 9.006 36.507 8.560

9 5/8 244,50 7,00 11 .667 46.193 10.709

103/4 273,10 7,00 14.586 51.744 13.474

103/4 273,10 9,00 18.563 66.064 16.970

123/4 323,85 9,00 26.360 78.729 24.213

123/4 323,85 11 ,00 31 .842 95.657 29.083 NPS: Oesignaci6n comercial del producto en pulgadas Propiedades mecanicas segun Especificaciones ASTM A572 - Grado 50: F, = 3.515 Kgf/cm' - F, = 4.360 Kgf/cm' M6dulo elasticidad E = 2,1 x1 0' Kgf/cm' Valores de flexi6n reportados en la tabla correspond en a 4>b Moo expresados en Kgf.m con 4>b = 0,90 Valores de corte reportados en la tabla corresponden a 4>. V" expresados en Kgf con 4>. = 0,90 Valores de torsi6n reportados en la tabla corresponden a 4>, Too expresados en Kgf.m con 4>r = 0,90

TABLA Capacidad de miembros a flexion, corte y torsion Conduven ECO Iltf) Seccion Cuadrada

Designacion Espesor Area Flexion Corte Torsion comercial nominal diseflo <P. = 0,90 <P. = 0,90 T = 0,90

HxB e A <P. Mn <P. Vn <Pr Tn

mm mm em' Kgf.m Kgf Kgf.m ON

60 X 60 2,25 4,70 319 3.935 265

70 X 70 2,25 5,53 432 4.729 365

90 X 90 2,50 7,97 717 6.918 677

100 X 100 3,00 10,58 1.124 9.11 4 998

110 X 110 3,40 13,17 1.573 11 .306 1.366

120 X 120 4,00 16,83 2.299 14.320 1.903

135 X 135 4,30 20,41 3.053 17.459 2.597

155 X 155 4,50 24,64 3.959 21.301 3.604

175 X 175 5,50 33,86 6.508 29.015 5.587

200 X 200 5,50 38,98 7.732 33.869 7.357

200 X 200 7,00 48,93 11 .119 41 .382 9.216

220 X 220 7,00 54,14 13.190 46.325 11.228

220 X 220 9,00 68,45 16.982 56.606 14.154

260 X 260 9,00 81 ,84 24.189 69.315 20.042

260 X 260 11 ,00 98,61 28.862 81 .107 24.088 ON: Oesignaci6n comercial del producto en milimetros Propiedades mecanicas segun Especificaciones ASTM A572 - Grado 50: F, = 3.515 Kgf/cm' - F, = 4.360 Kgf/cm' M6dulo elasticidad E = 2,1 x1 0' Kgf/cm' Valores de flexi6n reportados en la tabla corresponden a 4>b Mo ' expresados en Kgf.m con 4>b = 0,90 Valores de corte reportados en la tabla corresponden a 4>. Vo ' expresados en Kgf con 4>. = 0,90 Valores de torsi6n reportados en la tabla corresponden a 4>, T., expresados en Kgf.m con 4>, = 0,90

Manual de Diseno de Estructuras de Acero con Perfiles T ubulares unlcon

TABLA Capacidad de miembros a flexion, corte y torsion Conduven ECO Secci6n Rectangular

Hx B e A <1>. Mn, <1>. Vny <1>. Mny <1>. Vn, <l>T Tn

mm mm em' Kg!.m Kg! Kg!.m Kg! Kg!.m ON

80 X 40 2,25 4,70 378 5.524 211 2.346 233

100 X 40 2,25 5,53 540 7.112 205 2.346 294

120 X 60 2,50 7,97 974 9.565 451 4.270 597

140 X 60 3,00 10,58 1.466 13.350 600 4.877 829

160 X 65 3,40 13,49 2.115 17.308 835 5.905 1.160

180 X 65 4,00 17,20 2.967 22.793 1.046 6.553 1.519

200 X 70 4,30 20,41 3.896 27.327 1.362 7.591 1.956

220 X 90 4,50 24,64 5.329 31.627 2.150 10.974 2.933

260 X 90 5,50 33,86 8.394 45.520 2.933 12.510 4.184

300 X 100 5,50 38,98 11 .143 53.287 4.012 14.452 5.416

300 X 100 7,00 48,93 13.844 66.096 4.436 16.669 6.745

320 X 120 7,00 54,14 16.724 71 .038 6.123 21.612 8.756

320 X 120 9,00 68,45 20.880 88.380 9.371 24.832 10.977

350 X 170 9,00 81 ,84 28.770 97.912 11 .745 40.719 17.468

350 X 170 11 ,00 98,61 34.314 116.059 20.087 46 .1 56 20.942 ON. Oesignaci6n comercial del producto en mllimetros Propiedades mecanicas segun Especiflcaclones ASTM A572 - Grado 50. F, = 3.515 Kgffem' - F, = 4.360 Kgffcm' M6dulo elasticidad E = 2.1 x1 0' Kgflcm' Valores de flexi6n reportados en la tabla corresponden a <1> , Mo. expresados en Kgf.m con <1> , = 0,90 Valores de corte reportados en la tabla corresponden a <1>. V . expresados en Kgf con <1>. = 0,90 Valores de torsI6n report ados en la tabla correspond en a <1>, T . expresados en Kgf.m con <1>, = 0,90 Flexi6n x-x: flexi6n alrededor del eje x-x (eje fuerte) - Flexl6n y-y flexi6n alrededor del eje y-y (eje debil) Corte Y-Y' corte en direcci6n del eje y-y (eje debil flexi6n) - Corte x-x . corte en direeci6n del eje x-x (eje fuerte flexi6n)

1.2.6. Diseiio de miembros sometidos a solicitaciones combinadas

En las estructuras reales existen muchos casos en donde los miembros estan sometidos , ala vez, a fuerza axial

(compresi6n 0 tracci6n) y momentos flectores (incluso a la torsi6n) en uno 0 en ambos ejes, por ejemplo las

columnas de p6rticos resistentes a momentos, caso muy tipico en las estructuras de acero de edificaciones

construidas en el pais. A estos tipos de miembros se Ie suelen Ilamar en la bibliograffa como vigas-columnas. Las

flexiones transmitidas a las columnas pueden ser causadas por la continuidad de los p6rticos; efecto de la carga

viva y muerta, fuerzas laterales (sismicas y de viento) y por las excentricidades de las cargas longitudinales, entre

otros efectos. AI mismo tiempo, se recomienda prestar la atenci6n debida a este tipo de situaci6n en cualquier

edificaci6n , porque en muchos casos se tiende creer que las columnas solo resisten grandes fuerzas a

compresi6n , principalmente, y se obvia el efecto del momenta flector, el cual puede producir grandes esfuerzos e

incluso ser el esfuerzo gobernante para el diseno de la secci6n definitiva.

i) Flexo-Compresi6n:

Para: +

Para : P)~Pn < 0,20

ii) Flexo-Traccion : Son validas las expresiones anteriores, sustituyendo ~c por el correspondiente valor de ~t

segun gobierne el estado limite de cedencia sobre el area total (~ t = 0 , 90) 0 el estado limite de rotura sobre el

area neta efectiva (~t = 0,75)

iii) Combinacion de torsion, flexion , corte y fuerza axial:

) (V

+ u + ~vVn r~ 1

Despreciar los efectos torsionales y emplear las f6rmulas de

interacci6n para flexo-compresi6n .

Miembros sometidos a d iferentes solicitaciones.

Situacion que ocurre frecuentemente en

las edificaciones


TABLA Capacidad de miembros a flexo-compresion Conduven ECO '8"8' Seccion Circular Designacion Diametro Espesor P IJ. P Comercial Externo Nominal u 'fie n

o pulg NPS

3

31 /2

4 1/2

5

51 /2

6

6 5/8

75/8

8 5/8

9 5/8

9 5/8

103/4

103/4

123/4

123/4

o mm

76,20

88,90

114,30

127,00

139,70

152,40

168,30

193,70

219,10

244,50

244,50

273,10

273,10

323,85

323,85

e

mm

2,25

2,25

2,50

3,00

3,40

4,00

4,30

4,50

5,50

5,50

7,00

7,00

9,00

9,00

11 ,00

0,0

364

496

891

1.335

1.839

2.602

3.401

4.647

7.352

9.006

11 .667

14.586

18.563

26.360

31.842

0,1

345

471

846

1.268

1.747

2.472

3.231

4.414

6.985

8.556

11 .084

13.857

17.635

25.042

30.250

0,2

327

446

802

1.201

1.655

2.342

3.061

4.182

6.617

8.105

0,3

286

390

702

1.051

1.448

2.049

2.678

3.659

5.790

7.092

0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9

245 205 164 123 82 41

335 279 223 167 112 56

601 501 401 301 200 100

901 751 601 451 300 150

1.241 1.034 828 621 414 207

1.756 1.464 1.171 878 585 293

2.296 1.913 1.530 1.148 765 383

3.136 2.614 2.091 1.568 1.045 523

4.963 4.136 3.309 2.481 1.654 827

6.079 5.066 4.053 3.040 2.026 1.013

10.501 9.188 7.876 6.563 5.250 3.938 2.625 1.313

13.128 I 11.487 9.846 8.205 6.564 4.923 3.282 1.641

16.707 14.618 12.530 10.442 8.353 6.265 4.1 77 2.088

23.724 1 20.758 17.793 14.827 11 .862 8.896 5.931 2.965

28.658 , 25.0_76"--'--'20..;.1'-'.4.:....94'---'-_17-:.9'-'.11-'---'-_1'-'4.'-".3=29'---'-_1""'0"'-.7-:4 7--,---,-,7 . __ 16,-,,5--,-_3:.--. 5:...:;8",-2 NPS: Oesignaei6n eomereial del produeto en pulgadas. Propiedades meeanieas segun Espeeifieaciones ASTM A572 - Grado 50: F, = 3.515 Kgffem' - F, = 4.360 Kgf/em' M6dulo elastieidad E = 2, 1x1 O' Kgffem' Los valores reportados en la tabla eorresponden al valor maximo de la suma, en valores absolutos, de los momentos fleetores mayorados en las direcciones prineipales de la seeei6n M~ + M"" expresado en Kgf.m. Nota: Val ores de $, P, tomados de la tabla de eapaeidad de mlembros a Compresi6n de seeei6n Circular (Tabla 1.8.1.)

TABLA Capacidad de miembros a flexo-compresion Conduven ECO Seccion Cuadrada

Designacion Espesor Area P IJ. P Comercial Nominal Diseiio u 'fie n

HxB mm ON

60 X 60

70 X 70

90 X 90

100 X 100

110 X 110

120 X 120

135 X 135

155 X 155

175 X 175

200 X 200

200 X 200

220 X 220

220 X 220

260 X 260

e

mm

2,25

2,25

2,50

3,00

3,40

4,00

4,30

4,50

5,50

5,50

7,00

7,00

9,00

9,00

A

em'

4,70

5,53

7,97

10,58

13,17

16,83

20,41

24,64

33,86

38,98

48,93

54,14

68,45

81 ,84

0,0

319

414

694

1.075

1.504

2.209

2.923

3.781

6.227

7.512

11 .040

12.626

16.982

23.843

0,1

303

393

660

1.021

1.429

2.099

2.776

3,592

5.916

7.137

10.488

11 .995

16.1 33

22.651

0,2

287

372

625

967

1.354

1.988

2.630

3.403

5.605

6.761

9.936

11.364

15.284

21.458

0,3

251

326

547

846

1.185

1.740

2.302

2.978

4.904

5.916

8.694

9,943

13.373

18.776

0,4

215

279

469

725

1.015

1.491

1.973

2.552

4.204

5.071

7.452

8.523

11.463

16.094

0,5

180

233

391

604

846

1,243

1.644

2.127

3.503

4.226

6.210

7.102

9.552

13.412

0,6

144

186

312

484

677

994

1.315

1.701

2.802

3.381

4.968

5.682

7.642

10.729

0,7

108

140

234

363

508

746

986

1.276

2.102

2.535

3.726

4.261

5.731

8.047

0,8

72

93

156

242

338

497

658

851

1.401

1.690

2.484

2.841

3.821

5.365

0,9

36

47

78

121

169

249

329

425

701

845

1.242

1.420

1.910

2.682

260 X 260 11 ,00 98,61 28.862 27.419 , 25.976 22,729 I 19.482 I 16.235 12.988 9.741 I 6.494 3.247 ON: Oesignaei6n eomereial del produeto en milimetros. Propiedades meeimieas segun Espeeifieaeiones ASTM A572 - Grado 50: F, = 3.515 Kgffem' - F, = 4.360 Kgffem' M6dulo elastieidad E = 2,1 x1 O' Kgf/em'. Los valores reportados en la tabla eorresponden al valor maximo de la suma, en valores absolutos, de los momentos fleetores mayorados en las direeeiones prineipales de la seeei6n M~ + M"" expresado en Kgf.m Nota: Valores de $, P, tomados de la tabla de eapaeidad de miembros a Compresi6n de seeei6n Cuadrada (Tabla 1.8.2.)



TABLA Capacidad de miembros a flexo-compresion Conduven ECO 'SI", Seccion Rectangular (ej e fuerte x-x) Designacion Espesor Area p /,1,. p Comercial Nominal Diseiio u 'l'e n

HxB e A 0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7

mm mm em' ON

80 X 40 2,25 4,70 378 359 340 I 298 255 213 170 128

100 X 40 2,25 5,53 540 513 486 425 364 304 243 182

120 X 60 2,50 7,97 974 925 876 767 657 548 438 329

140 X 60 3,00 10,58 1.466 1.392 1.319 1.154 989 824 659 495

160 X 65 3,40 13,17 2.115 2.009 1.904 1.666 1.428 1.190 952 714

180 X 65 4,00 16,83 2.967 2.819 2.670 2.337 2.003 1.669 1.335 1.001

200 X 70 4,30 20,41 3.896 3.701 3.506 3.068 2.630 2.191 1.753 1.315

220 X 90 4,50 24,64 5.329 5.063 4.796 4.197 3.597 2.998 2.398 1.799

260 X 90 5,50 33,86 8.394 7.975 7.555 6.611 5.666 4.722 3.777 2.833

300 X 100 5,50 38,98 11 .143 10.586 10.029 8.775 7.522 6.268 5.014 3.761

300 X 100 7,00 48,93 13.844 13.151 12.459 10.902 9.344 7.787 6.230 4.672

320 X 120 7,00 54,14 16.724 15.888 15.051 13.170 11 .289 9.407 7.526 5.644

320 X 120 9,00 68,45 20.880 19.836 18.792 16.443 14.094 11.745 9.396 7.047

350 X 170 9,00 81 ,84 28.770 27.332 25.893 22.657 19.420 16.183 12.947 9.710

350 X 170 11 ,00 98,61 34.314 32.598 30.882 27 . 022~ 23.162 19.301 15.441 11 .581

0,8 0,9

85 43

121 61

219 110

330 165

476 238

668 334

877 438

1.199 600

1.889 944

2.507 1.254

3.115 1.557

3.763 1.881

4.698 2.349

6.473 3.237

7.721 ON: Oesignacion comercial del producto en milimetros. Propiedades mecanicas segun Especificaciones ASTM A572 - Grado 50: F, = 3.515 Kgf/cm' - F, = 4.360 Kgf/cm' Modulo elasticidad E = 2, 1 x1 0' Kgf/cm'. Los valores reportados en la tabla corresponden al valor maximo del momento flector mayorado M~, alrededor del eje x-x, expresado en Kgf.m

TABLA Capacidad de miembros a flexo-compresion Conduven ECO '8Ntl Seccion Rectangular (eje debil y-y) Designacion Espesor I Area I p /,1,. P Comercial Nominal Diseiio u 'l'e n

HxB e A mm mm em' 0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 ° ,6 0,7 ON

80 X 40 2,25 4,70 102 97 91 80 69 57 46 34

100 X 40 2,25 5,53 87 82 78 68 58 49 39 29

120 X 60 2,50 7,97 220 209 198 173 149 124

140 X 60 3,00 10,58 258 245 232 203 I

174 I 145

99 74

116 87

160 X 65 3,40 13,17 337 320 303 265 227 189 151 114

180 X 65 4,00 16,83 393 374 354 310 265 221 177 133

200 X 70 4,30 20,41 478 454 430 377 323 269 215 161

220 X 90 4,50 24,64 839 797 755 660 566 472 377 283

260 X 90 5,50 33,86 1.000 950 900 787 675 562 450 337

300 X 100 5,50 38,98 1.131 1.074 1.018 890 763 636 509 382

300 X 100 7,00 48,93 1.634 1.553 1.4 71 1.287 1.103 919

320 X 120 7,00 54,14 2.349 2.232 2.114 1.850 1.586 1.322 I

1.

735 552

057 793

320 X 120 9,00 68,45 3.387 3.218 3.048 2.667 2.286 1.905 1. 524 1.143

350 X 170 9,00 81 ,84 7.010 6.660 I 6.309 5.520 4.732 I

3.943 I 3.

350 X 170 11 ,00 98,61 19.355 18.388 17.420 15.242 13.065 10.887 I 8.

155 2.366

710 6.532

0,8 0,9

23 11

19 10

50 25

58 29

76 38

88 44

108 54

189 94

225 112

254 127

368 184

529 264

762 381

1.577 789

4.355 2.177 ON: Oesignaci6n comercial del producto en milimetros. Propiedades mecanicas segun Especificaciones ASTM A572 - Grado 50: F, = 3.515 Kgf/cm' - F, = 4.360 Kgf/cm' M6dulo elasticidad E = 2,1x10' Kgf/cm'. Los valores reportados en la tabla corresponden al valor maximo del momenta flector mayorado M .. , alrededor del eje debil y-y, expresado en Kgf.m Nota: Valores de ~, Po tomados de la tabla de capacidad de miembros a Com presion de seccion Rectangular (Tabla 1.8.3.)



1.2.7. Perfiles estructurales de secci6n abierta

Los perfiles estructurales de secci6n abierta Unicon , son miembros disenados espedficamente para ser

utilizados como vigas. Su aplicaci6n abarca desde techos con laminas livianas de diferentes materiales y losas de

concreto, yen entrepisos; igualmente con losas rigidas de concreto. Estos perfiles permiten que se aprovechen al

maximo las bondades que el acero estructural pueda aportar al sistema constructivo. Los perfiles pueden ser

igualmente aplicados en sistemas estructurales de diferentes edificaciones, tales como: las industriales ,

habitacionales, comerciales, entre otras.

1.2.7.1. Perfil ECOT

EI perfil ECO T es un miembro estructural electrosoldado conformado en frio , en forma de T invertida, con un

gancho en el extremo libre del ala, el cual funge como medio de anclaje hacia el concreto. Este producto es

fabricado segun especificaci6n propietaria UNICON SNP-13-2984, con laminas de acero de alta resistencia ASTM

A572 Grado 50.

Perfil de secci6n abierta para losas de entrepisos y techos.

Sistema constructivo, acero-concreto,

versatil y altamente eficiente

Este novedoso miembro estructural esta disenado para ser usado como viga semi-embutida en el concreto (viga

de secci6n mixta, ver figura 1.12) , en losas de entrepisos y techo de edificaciones industriales, comerciales ,

residenciales , oficinas , entre otras .

unlc::on

T y

H

l~e X Encofrado

~B~ Viga

FIGURA Secci6n transversal del Perfil ECO T Y detalle en losas con encofrados de poliestireno expandido



Regularmente este perfil se dispone con paneles como encofrado perdido (tabelones de arcilla de 6 u 8 cm de

espesor, paneles de poliestireno expandido de 10,15020 cm de espesor, u otro panel aligerado de relleno) , y una

loseta superior de concreto entre 4 y 5 cm , provista de malla electrosoldada, con 10 cual se confecciona un

sistema constructivo mixto acero-concreto altamente eficiente , de facil montaje, liviano, compacto , economico ,

seguro y con extraordinaria capacidad de aislamiento termico.

Disefio de miembros a flexi6n y corte

La determinacion de la capacidad resistente a flexion , supone un comportamiento simplificado como nervio

reforzado donde el ala del perfil asume los esfuerzos de traccion y la loseta 0 nervio superior asume los esfuerzos

de compresion. En caso de existir continuidad de las correas sobre los apoyos, es recomendable proveer una

armadura de refuerzo complementaria en la loseta superior para soportar los momentos negativos . La capacidad

resistente a corte desprecia la contribucion del concreto , asumiendo que solo el alma del perfil so porta los

esfuerzos cortantes.

Resultados experimentales de diferentes arreglos de sistema de piso , empleando bloques de tabelones y paneles

de poliestireno expandido (IMM E, 2003) , permiten correlacionar las cargas actuantes con las deflexiones

registradas , y ajustar estimados de la inercia equivalente para fines de control de flecha.

La Tabla 1.10.5., resume los valores recomendados de la inercia equivalente y las respectivas capacidades de

miembros a flexion y corte , para diferentes arreglos de sistema de entrepiso y techo.

Perfil ECOT en sistemas de pisos. Estacionamiento de edificacion comercial situada en

los Altos Mirandinos. Estado Miranda, Venezuela.

Manual de Diseno de Estructuras de Acero con Perfiles T ubulares unlc:on

Consideraciones generales para el d iseno CAPITULO I

.~iiiiiii. Capacidad de miembros a flexion y corte Perfil ECO T en seccion mixta

Oesignacion Espesor Seccion Espesor total Espesor Inercia Flexion Corte Comercial Nominal Nominal losa loseta equivalente • = 0,90 • = 0,90

ON e A E e1 Ix <1>. Mn <1>. Vn

mm mm em' em em em' Kgf.m Kgf

10 4 127,43 (*) 516 5.163

11 5 157,17 (*) 580 5.163

12 4 188,16(*) 645 5.163 80 3,40 4,97 13 5 230,45 (*) 709 5.163

14 4 277,82 774 5.163

15 5 330,24 838 5.163

12 4 180,74 (*) 645 6.454

13 5 218,68 (*) 709 6.454

14 4 262,51 774 6.454 100 3,40 5,65 15 5 312,27 838 6.454

20 5 680,98 1.161 6.454

25 5 1.295,31 1.484 6.454

ON' Oesignaci6n comercial del producto en mllimetros Propledades mecfmlcas segun Especificaciones ASTM 572 - Grado 50: F, = 3.515 Kgf/cm' - F, = 4.360 Kgf/cm' Inercla I, calculada para un nervlo eqUivalente de 10 cm de ancho y E-6 cm de profundidad (Valores con * calculados para 10 cm de ancho y e1 de profundidad) Valores de flexi6n reportados en la tabla corresponden a 4>. Moo expresados en Kgf.m con 4>. = 0.90 Valores de corte corresponden a 4>. V" expresados en Kgf con 4>. = 0,90 - despreciando contribuci6n concreto

Durante la fase constructiva, los perfiles deben soportar las cargas muertas del vaciado, y el peso de la cuadrilla y

de los equipos, con flechas dentro de los limites tolerables . En este sentido, es recomendable el apuntalamiento

de los perfiles en la mitad del tramo 0 a cad a tercio , por supuesto todo dependera del nivel de exigencia requerido.

1.2.7.2. Perfil ECOZ

EI perfil ECO Z es un miembro estructural en forma de Z, rigidizado en

los extremos libres de las alas , conformado en frio , fabricado segun

especificacion propietaria UNICON SNP-13-2985, con laminas de

acero de alta resistencia ASTM A572 Grado 50.

Este miembro estructural esta disefiado para ser usado ,

principalmente , como viga de soporte de cubiertas livianas de techos

de naves industriales , galpones, hangares, etc ., y ademas en otras

aplicaciones como soporte de cerramientos, arriostramientos, guias

de puertas, portones , etc.

H - x e

FIGURA P rf"' ECO Z -SE' e I

unlc:on Manual de Diseiio de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares

CAPITULO I Consideraciones generales para el diserio

Diseiio de miembros a flexion y corte

Siguiendo el esquema de diseno recomendado por las especificaciones AISC , la Tabla 1.10.6., resume los val ores

de capacidades de miembros a flexi6n y corte .

TABLA Capacidad de miembros a flexion y corte Perfil ECO Z

Oesignac.ion Flexion Corte Comerclal v = 0,90

ON ~b Mn, ~b Mn, ~b Mn, ~b Mn, ~b Mn, ~b Mn, ~v Vny

Kgf.m Kgf.m Kgf.m Kgf.m Kgf.m Kgf.m Kgf

mm soporte

L, = 1,00 m L, = 1,50 m L, = 2,00 m L, = 2,50 m L, = 3,00 m continuo

150 634 360 160 90 58 40 5.979 170 1.044 483 215 121 77 54 8.067

200 1.687 583 259 146 93 65 11 .389

ON: Oesignaci6n comercial del producto en milimetros Propiedades mecanicas segun Especificaciones ASTM 572 - Grado 50: F, = 3.515 Kgf/cm' - F, = 4.360 Kgf/cm' Valores de flexi6n reportados en la tabla corresponde a 4>b Moo expresados en Kgf.m con 4>b = 0,90 Valores de corte reportados en la tabla corresponde a 4>, V" expresados en Kgf con 4>, = 0,90 L" = Longitud entre puntos de soporte lateral.

Manual de Diseno de Estructuras de Acero oon Perfiles Tubulares

Excelente miembro estructural para la confecci6n de cubiertas livianas de galpones, naves industriales, hangares, ente otros usos

unlcon


Diseno de conexiones

La capacidad de toda estructura metalica esta basad a principal mente en la resistencia de sus conexiones. Por

esta raz6n se debe tener precauci6n al momenta de modelarlas, disenarlas y construirlas, debido a que las

mismas se encargan de distribuir las fuerzas de un miembro a otro y por ende generan la estabilidad del sistema,

formando un conjunto resistente que transmite las cargas a tierra , es decir, son los eslabones fundamentales para

la configuraci6n de las estructuras.

Techo de instalaci6n deportiva en el

occidente del pais . Diversidad de

conexi ones entre perfiles tubulares

(soldadas y empernadas)

Las conexiones regularmente estan clasificadas en tres tipos , simples, semirrigidas y rigidas , siendo las primeras

y las ultimas las mas utilizadas por los proyectistas en el pasado, para construir sistemas estructurales. Sin

embargo, en la realidad , la rigidez efectiva de una conexi6n casi siempre estara en algun punto entre esas dos

situaciones extremas , es decir, la conexi6n se comporta de forma semirrigida. De todas formas hay limites para

considerar cada caso en particular como real , es decir, rigida, semirrigida y flexible , los cuales los podemos

encontrar en las normas 0 especificaciones y guias de diseno internacionales mencionadas (AISC, Guia n° 9

CIDECT, etc.) . A continuaci6n se definen los tipos de conexiones :

Conexiones simples 0 flexibles: Son aquellas que no transmiten momentos de continuidad , es decir, ofrecen

un comportamiento flexible y regularmente no presentan especiales complicaciones de diseno.

Conexiones semirrigidas: Estas resultan intermedias entre las flexibles y las perfectamente rigidas , es decir,

contienen un grado variable de rigidez a flexi6n entre los dos casos mencionados. Se supone que este tipo de

conexi ones no tienen suficiente rigidez para mantener los angulos entre los miembros que se interceptan, como

es el caso de las conexiones rfgidas .

unlc:on Manual de Diseno de Estructuras de Acero ron Perfiles Tubulares

CAPITULO I

FIGURA

o ...... c Q)

E o ~


Rotaci6n(0)

IStl Clasificacion de conexion viga-columna, segun su rigidez

Conexiones rigidas: Esta idealizaci6n supone que la conexi6n tiene suficiente rigidez para mantener inalterado

el angulo original entre los miembros que se interceptan , despues de haber aplicado las cargas, y par ende la

continuidad que se ha supuesto en el anal isis estructural de fuerzas . Tambien son aquellas capaces de resistir y

transmitir la totalidad de los momentos , permitiendo un comportamiento hiperestatico de los sistemas

estructurales.

Finalmente podemos decir, que el diseno de conexiones con perfiles tubulares esta principal mente orientado a

determinar la capacidad resistente de una conexi6n soldada 0 empernada en funci6n al mecanismo de

transmisi6n de carga en la conexi6n (conexi6n a traves de planchas 0 conexiones directas entre perfiles) y el tipo

de solicitaci6n transmitida (carga axial , carte 0 momenta flectar) , para prevenir los posibles modos de fallas que

puedan presentarse .

Techo de estadio con perfiles tubulares circulares en volado. Armaduras tridimensionales



1.3.1. Conexiones soldadas

Los perfiles tubulares poseen la capacidad de ser soldados directamente entre si, por este motive el uso de la

soldadura ha side adoptado como el medio convencionalmente empleado para las conexiones con perfiles ECO

o HSS. La ventaja de soldar los tubulares entre si radica en que se evitan al minimo, en la mayoria de los casos , el

uso de planchas 0 placas, sin embargo, es conveniente destacar que el tipo de conexi6n definira el nivel de

refuerzo 0 detallado de la misma, es decir, no se excluyen el uso de elementos auxiliares.

En este sentido, las especificaciones del AISC presentan en su capitulo K, un conjunto de previsiones orientadas

al diseno de conexiones soldadas de perfiles tubulares HSS, basadas en los modos de falla reportados en

investigaciones internacionales, que son sintetizadas por el CIOECT y por la comisi6n de juntas soldadas en

estructuras tubulares delllW (Internacionallnstitute of Welding).

Las especificaciones establecen fundamentalmente , las consideraciones para el diseno de perfiles tubulares

sometidos a fuerzas concentradas, transmitidas a traves de planchas de conexi6n soldada y conexiones directas

entre perfiles tubulares soldados, sometidos a fuerzas axiales 0 momentos.

Los conceptos basicos sobre soladuras, electrodos y sus aplicaciones directamente a los tubulares y planchas de

uni6n , son presentados a continuaci6n de manera resumida, los cuales se corresponden con 10 indicado en la

AWS 01 .1 "Structural Welding Code Steel de la American Welding Society", Parte 0 "Specific Requirements for

Tubular Connections", y en el capitulo J de AISC. Para mas informaci6n sobre las recomendaciones y

consideraciones para casos especiales , sugerimos consultar las referencias mencionadas anteriormente entre

otras reconocidas .

1.3.1.1 Material de aporte

Estructura soldada para edificaci6n deportiva,

ubicada en la regi6n de Los Andes de Venezuela

Para realizar las conexiones soldadas con Tubos Estructurales Conduven ECO, se recomienda la aplicaci6n de

soldadura de fusi6n por arco electrico, la cual se clasifica en dos tipos:

unlc:on Manual de Oiserio de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares


Soldadura por Areo y Eleetrodo Reeubierto (SMAW)

Proceso de soldadura manual , formado por una varilla de acero recubierta por una capa de material organico que

se quema y funde creando el ambiente adecuado para el proceso, al mismo tiempo que la varilla se consume

(material de aporte) y va depositando en la zona de union 0 contacto.

Soldadura por Areo Sumergido (SAW)

Proceso automatico que emplea material de aporte desnudo, el cual se funde y es depositado en la union , parte

de 81 en forma de escoria solida, que cumple la funcion de proteccion del cordon y evita el enfriamiento rapido de

la soldadura, mientras que el resto del material es reciclado y reutilizado .

La eleccion del electrodo para utilizar en las soldaduras, sera determinada por los requerimientos para materiales

de aporte dados en la AWS 01 .1. De igual forma, para garantizar el cumplimiento de los requisitos (Tenacidad) del

material de aporte, es suficiente la certificacion del fabricante .

En el mismo orden ideas, cuando se especifique una determinada tenacidad y se mezclen varios materiales de

soldadura, los electrodos con que se ejecuten todas las soldaduras , punteados , pasadas de raiz y pasadas

posteriores y de acabado depositadas en una union , deben ser compatibles para asegurar la tenacidad del

material compuesto.

Esquema de elasifieaei6n de eleetrodos AWS

En aras de facilitar la identificacion de los electrodos revestidos se presenta a continuacion la nomenclatura

indicada por la Especificacion AWS AS.1 , referida a los electrodos para soldadura de aceros al carbono:

E-XX-YY

Donde :

E: Indica electrodo para soldadura por arco, el cual por definicion conduce la corriente por arco.

XX: Dos digitos que designan la minima resistencia a la tension del metal depositado, en ksi .

YY: Dos digitos que designan las posiciones de soldadura en que puede trabajar el electrodo, el tipo de

revestimiento y el tipo de corriente adecuado para el electrodo. EI primer dig ito indica la posicion para sol dar

(1 = todas , 2= plana y horizontal , 4= todas pero especial mente para vertical descendente) , la combinacion de los

dos digitos indica las otras caracteristicas.

,ici Resistencia del Electrodo y Valor Coeficiente C1

Electrodo F EXX (ksi) F EXX (kgf/cm2) C,

E60 60 4220 0,86

E70 70 4900 1,00

E80 80 5600 1,03

E90 90 6300 1,16

E100 100 7000 1,21

E110 110 7740 1,34

Manual de Disefio de Estructuras de Acero eon Perfiles T ubulares unlcon

Electrodos compartibles para perfiles tubulares

Considerando que la resistencia ala tracci6n correspondiente a 10 exigido por la Norma ASTM A 500 Grado C es

de 65 .000 psi y que todos los materiales adicionales utilizados para hacer las uniones regularmente presentan

resistencia inferior a la de los perfiles tubulares , por 10 tanto el material de aporte debe ser escogido con base a la

resistencia del perfil tubular. A continuaci6n se indican los electrodos definidos en la Norma AWS D1.1 (Tabla 1.12)

para las uniones soldadas a realizar con los Tubos Estructurales Conduven ECO.

__ ~ Electrodos recomendados para sol dar

1.3.1.2 Tipos de Juntas

Tubos Estructurales Conduven ECO segun la AWS

Metal Base

Acero: ASTM A572 Gr 50

(HSS: ASTM A500 Gr C)

Notas:

• a .... a • ••

Proceso SMAW

E7015

E7016

E7018

E7028

Otros procesos

Electrodos 70 ksi

1. Los etectrodos deberan cumplir los requisitos contenidos en las normas AWS A5.1. A5.5. A5 .17. A5 .18. A5.20. A5.23 . A5.28 Y A5.29.

2. En uniones entre Metales Base de diferentes resistencias. se debe utilizar un Metal de Aporte Compatible con el metal base de mayor resistencia.

Los tipos mas comunes de juntas para los Tubos Estructurales Conduven ECO, son: las juntas a tope y las juntas

en T. Para soldadura entre piezas de bajo espesor la junta puede lograrse sin preparaci6n de extremos, mientras

que para espesores hasta 16 mm se recomienda el biselado en V de los extremos , verfigura 1.15.

Juntas a Tope

t ~ 6mm 60° 6 < t < 16mm

+ Oa3mm

Juntas en T

30° 6 < t < 16mm

+

unlc:on Manual de Diseno de Estructuras de Acero con Perfiles T ubulares

1.3.1.3 Tipos de Soldadura

Los tipos mas comunes de soldadura para los Tubos Estructurales Conduven ECO, son : la soldadura de filete y la

soldadura de ranura. La soldadura de filete normal mente es mas economica que la soldadura de ranura y

general mente es usada en aplicaciones habituales para las cuales una soldadura de ranura no es requerida . Sin

embargo, para el caso de los perfiles tubulares, la soldadura de ranura, abocinada 0 de contorno convexo posee

gran utilidad y practicidad , debido a que se aprovechan las esquinas redondeadas del perfil , cuadrado y

rectangular, y de la forma del circular.

1.3. 1.3. 1 Soldadura de ranura

Este tipo de soldadura adquiere gran relevancia para los perfiles tubulares de acero, cuando se efectuan

empalmes a tope de continuidad entre tubulares y en el caso cuando se aprovecha el radio de esquina (zona

convexa) del tubular para depositar el material de aporte de la union, ya sea con una plancha (en bisel) 0 con otro

perfil tubular (en bisel 0 en V dependiendo del caso) . EI area efectiva de la soldadura de ranura , se considerara

como la longitud efectiva de la soldadura de ranura por el espesor de la garganta efectiva, y la maxima longitud de

la soldadura de ranura sera el ancho total de la parte un ida.

1.3.1.3.1.1 Espesor de garganta efectiva en soldaduras de ranura

En las juntas de penetracion completa, el espesor de la garganta efectiva de una soldadura de ranura, sera el

espesor de la parte mas delgada un ida. En las de penetracion parcial , el espesor de la garganta efectiva de una

soldadura de ranura sera como muestra en la tabla 1.13.

Espesor de garganta efectivo de soldadura con junta de penetracion parcial

Posicion de I Preparacion Espesor de soldadura de la junta garganta efectivo

Arco Sumergido con Electrodo

Metalico Protegido

Arco Sumergido con Electrodo

Metalico bajo Proteccion Gaseosa Todas

Juntas en U 0 J

Altura del Chafian

Bisel 0 Junta en V ~ 60°

Arco con Nucleo Fundente Bisel 0 Junta en V < 60° pero ~ 45° Altura del Chafian menos 3 mm

EI minimo espesor efectivo de la garganta de una soldadura de ranura de penetracion parcial sera como se muestra en la siguiente Tabla 1.14. EI tamafio de la soldadura se determina por el espesor de las dos partes a unir, y no debe exceder el espesor de la pieza mas delgada a unir, incluso cuando se requiera mayor tamafio debido a la fuerza calculada.

...... ...... Espesor de garganta efectivo minima de -.,y~ soldadura con junta de penetracion parcial

Espesor del Material Espesor de Garganta Unido mas Grueso (mm) Efectiva Minima (mm)

t:S 6 3 6 <t:S13 5

13 <t:S19 6

19 < t:S 38 8 38 < t:S 57 10

57 < t S 150 13 t> 150 16

Manual de Diseno de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares unlc:on

- - ----

Consideraciones generales para el diseFio CAPITULO I

Juntas de ranura abocinada 0 de contorno convexo: EI espesor de la garganta efectiva de una soldadura

abocinada al ras de la superficie 0 a 900 en la secci6n curva sera como se muestra en la Tabla 1.15.

TABLA Espesor de garganta efectiva de soldaduras "'J abocinadas (de contorno convexo) Tipo de soldadura Radio de la barra Espesor efectivo

o de plegado, R de garganta

Abocinada en Bisel

Abocinada en V

Todos

Todos

5/16 R

1/2 R (a)

(a) Usar 3/8 R para Soldadura de Arco con electrodo metalico bajo protecci6n gaseosa (excepto en procesos de transferencia de corto circuito) cuando R " 25 mm

Se deben tomar secciones de prueba de las soldaduras al azar, para validar los requerimientos de diseFio y

verificar que la garganta efectiva es sistematicamente obtenida.

Se permiten espesores de garganta efectiva mayores que los indicados en la Tabla 1.15, siempre y cuando el

fabricante real ice la calificaci6n del proceso y demuestre con ello la consistencia en la producci6n de estos

espesores mayores.

Abocinada en V Abocinada en bisel

1.3. 1.3. 2 Soldadura de Filete

La soldadura de filete tambien es importante cuando se disenan conexiones 0 uniones de miembros tubulares ,

por ejemplo cuando se requiere unir piezas en T (una plancha 0 placa a la cara de un tubular) , el refuerzo de la

pared de un tubular cuadrado 0 rectangular, 0 tambien cuando se requiere reforzar una soldadura se ranura, entre

otros usos tfpicos en la construcci6n metalica.

EI area efectiva de la soldadura de filete sera el producto de la longitud efectiva de la soldadura por el espesor de la

garganta efectiva. La tensi6n en el filete sera considerada actuando en el area efectiva, para cualquier direcci6n de

la fuerza aplicada.

TamaflO de la soldadura de filete :

EI tamano minima de la soldadura de filete sera mayor 0 igual que el tamaFio necesario para transmitir las fuerzas

calculadas y el indicado en la siguiente Tabla 1.16, que se basa en las experiencias y proporciona un cierto margen

de seguridad.


-

1--CAPITULO I Consideraciones generales para el diseno

TABLA Tamaiio Minimo de Soldadura "Iii de Filete

Espesor del Material Tamaiio Minimo de la Unido mas Grueso (mm) Soldadura de Filete (a) (mm)

t S 6

6 <tS13

13 <tS19

t> 19

(a) Lado del filete . Debe hacerse de una sola pasada

Longitud efectiva en soldaduras de filete:

3

5

6

8

Estas disposiciones no se aplican a filetes de soldadura de refuerzos parcial 0 completa de las soldaduras de

penetracion conjunta.

EI tamano maximo de los filetes de piezas de conexion seran los siguientes :

(a) Para piezas de espesor menor a 6 mm (%"), el tamano del filete no excedera el espesor del material .

(b) Para piezas de espesor mayor 0 igual a 6 mm (%") el tamano del filete no excedera el espesor del material

menos 2 mm (1 /16") .

Longitud minima de la soldadura de filete :

La longitud minima de la soldadura de filete debera ser por 10 menos cuatro veces el tamano nominal. Si esto no se

cumple se considerara que el tamano de la soldadura no excede de 1/4 de la longitud efectiva.

Si en las uniones extremas de barras planas traccionadas se utilizan solamente soldaduras de filete

longitudinales, la longitud de cada filete de soldadura sera mayor 0 igual que la distancia perpendicular entre ellos.

Longitud efectiva maxima:

~a longitud efectiva maxima para soldaduras de filete paralelas a la direccion de la fuerza, ubicadas en el extremo

de barras cargadas ("soldaduras de filete extremas") sera:

Le = ~ L con: ~ = 1; si L S 1000 ~ = 1,2 - 0,002 (L 10 ) S 1; si 100 0 < L S 300 0 (J.2.1) ~ = 0,6; si L> 300 0

Soldaduras de Filete Intermitente:

Siendo: 13 = Factor de eorreeci6n L = Longitud real del filete , en em. D = Tamano de la soldadura de filete , en em.

Cuando la resistencia requerida es menor que la aportada por un filete continuo del tamano minima permitido, se

pod ran utilizar filetes de soldadura intermitentes para transferir las fuerzas . La longitud efectiva de cualquier

segmento de soldadura de filete intermitente sera mayor 0 igual que cuatro veces el tamano de la soldadura, con

un minima de 38 mm.

La separacion maxima entre filetes intermitentes sera:

a) Para piezas protegidas 0 no sometidas a corrosion atmosferica, la separacion maxima entre segmentos de

soldadura sera el menor valor entre 20 veces el menor espesor de las piezas a unir y 250 mm.

b) Para piezas no protegidas 0 sometidas a corrosion atmosferica, la separacion maxima entre segmentos de

soldadura sera el menorvalor entre 12 veces el menor espesorde las piezas a uniry 150 mm.

Manual de Diserio de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares unlcon


1.3. 1.3.2. 1 Espesor de garganta efectiva en soldaduras de filete

EI espesor de la garganta efectiva (ts) de una soldadura de filete sera la distancia trazada desde la raiz de la

soldadura ala hipotenusa que une a los extremos de los lados, normal mente se considera que la soldadura po see

los dos lados iguales , de esa forma el tamano de la garganta efectiva se tomara considerando el espesor de

nominal (0) de la misma, es decir, ts = 0,7070.

FIGURA Soldadura de filete

En el caso de soldaduras de filete ejecutadas por el proceso de arco sumergido, en que el espesor efectivo de

garganta sera considerado igual allado del triangulo para soldaduras de filete menores 0 iguales que 9 mm (3/8")

e igual a la garganta te6rica mas 3 mm para soldaduras de filete mayores que 9 mm (3/8").

1.3. 1.3.2.2 Refuerzo con Soldadura de file te

La garganta efectiva de una combinaci6n de soldaduras de ranura de penetraci6n parcial y de una soldadura de

fi lete, sera la distancia mas corta desde la raiz hasta la superficie (cara plana) de la soldadura, menos 3mm para el

detal le de cualquier ranura que requiera tal reducci6n ,

1.3.1.3.2.3 Tamano Maximo de Soldadura de Filete en Uniones solapadas

EI tamano maximo de una soldadura de filete detallado en los bordes del metal base en uniones solapadas ,

debera ser el siguiente :

unlcon

t~6

a) Material base inferior a 6mm (1/4pulg. )

D",., = t-2 mm

2mm (1/1 6 pulg,)

b) Material base de 6mm (1/4pulg. ) 0 mas espesor

Manual de Oiseiio de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares


1.3. 1.3.2.4 Terminaci6n 0 acabado en soldaduras de filete

Se permite extender la soldadura hasta el extremo de las partes unidas , terminarlas antes del borde 0 formando un

cajon , excepto en los casos indicados a continuacion :

1) En juntas solapadas en las cuales una parte se extiende mas alia de un borde sometido a tensiones de

traccion , las soldaduras de filete seran terminadas a una distancia de dicho borde mayor 0 igual que ellado

del filete . (ver la Figura 1.19) .

/ > 0

FIGURA . Soldaduras de filete cercanas a bordes traccionados

2) Para uniones y elementos estructurales tales como mensulas , apoyos de vigas, 0 chapas extremas en

uniones simples que estan solicitados a fuerzas ciclicas (fatiga) normales al plano y/o momentos de

frecuencia e intensidad que puedan tender a iniciar una falla progresiva desde el punto de maxima tension

en el extremo de la soldadura, los filetes seran retornados alrededor de la esquina en una distancia mayor 0

igual ados veces ellado nominal del filete 0 el ancho del elemento, 10 que sea menor. (ver la Figura 1.20) .

3) Para angulos y chapas extremas en uniones simplemente apoyadas en las cuales su flexibilidad determina

la flexibilidad de la union , si son usados retornos estos no deberan tener una longitud mayor que cuatro

veces ellado nominal del filete . (ver la Figura 1.20).

a) Por fatiga ~ 20 ::;; 40 b) Uni6n flexible

..

FIGURA • fl .• Retornos (soldadura de filete)

Manual de Oisefio de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares unlcon


4) Las soldaduras de filete que esten ubicadas en los lados opuestos de un plano comun deberan ser

interrumpidas a una distancia de dos veces ellado del filete , en el angulo comun de ambas soldaduras (ver

la Figura 1.21 ).

2D 2D ~

@ ~ @

@ @

@ @

@ @

FIGURA • fJ I Soldaduras de filete en lados opuestos de un plano comun

1.3.1.4 Resistencia de disefro

La resistencia de diseno ~Rn' de una soldadura sera el menor valor entre la resistencia del metal base y la

resistencia del metal de aporte, determinados de acuerdo a los estados limite de rotura a tracci6n , corte y fluencia.

Para el Metal Base :

Para el Metal de Aporte :

Donde:

FBrn Resistencia nominal del metal base.

ABrn Area de la seccion transversal efectiva del metal base.

Fw Resistencia nominal del material del electrodo.

Aw Area de la seccion efectiva de la soldadura.

~ Factor de minoracion de resistencia.

Los val ores de~ , F Brn Y F w Y sus limitaciones estan definidos en la Tabla 1.17

Si dos 0 mas de los tipos generales de soldadura (a tope, filete , tap6n , muesca) se combinan en una uni6n simple,

la resistencia de diseno de cada una de elias sera calculada separadamente, con referencia al eje del grupo, con

el objeto de determinar la resistencia de diseno de la combinaci6n.


CAPITULO I

Conexiones de perfiles tubulares circulares a traVElS de esferas metalicas Los perfiles tienen algunos refuerzos con planchas en sus caras planas

Manual de Diserio de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares


Conexiones de perfiles tubulares cuadrados

y rectangulares , soldados directamente,

sin elementos de refuerzo

unlcon

- ---." --- -


TABLA Resistencia de las Soldaduras

Tipo de Soldadura Material Factor de Minoracion de Resistencia Metal de Aporte y Tensiones la Resistencia Teorica $ Teorica FBM 0 Fw Requisitos (a,b)

SOlDADURA DE RANURA DE PENETRACI6N COMPlETA

Traccion normal al area efectiva

Com presion normal al area efectiva

Traccion 0 compres ion

paralela al eje de la soldadura

Cortante sobre el area efectiva

Base

Base

Base

Aporte

0,90 F,

0,90 F,

0,90 0,60 F,

0,80 0,60 F EX)(

SOlDADURA DE RANURA DE PENETRACI6N PARCIAL

Com p resion normal al area efectiva

Base 0,90 F,

Traccion 0 com presion

paralela al eje de la soldadura

Base Cortante paralelo al eje de soldadura 0,75 0,60 F EX)(

Soldadura 1---

Base 0,90 r F, Tracc ion normal al area efect iva Soldadura 0,80 0,60 F EX)(

SOlDADURA DE FllETE

Base 0,75

Cortante sobre el area efectiva 0,60 F EX)(

Soldadura 0,75

Traccion 0 com presion

para lela al eje de la soldadura Base 0,90 F,

(a) Para la soldadura "compalible" , ver la Tabla 1.12 (b) Se permite soldadura con una resistencla un nlvel por enClma de la soldadura "compatible"

Se debe utilizar material

de aporte compatible

Ver nota (cl para

requisitos de tenacidad

Se puede utilizar material de

aporte con nivel de

resistencia igual 0 menor al

metal de aporte compatible

Se puede utilizar material de

aporte con nivel de resistencia

igual 0 menor al metal

de aporte compatible

Se puede utilizar nivel de

resistencia igual 0 menor al

metal de aporte compatible .

Vease la nota para

requisitos de tenacidad

(c) En las juntas en T 0 esquina donde se deje permanentemente el material de respaldo. se usara material de respaldo que cumpla con los requisitos minimos de tenacidad, exigidos a las probetas de ensayos Charpy con entail a en V. de J = 2.75 kgf.m a la temperatura Tcv = 4 °C. Cuando el material de respaldo no cumpla con los requisitos minimos de tenacidad y se deja permanentemente el material de respaldo , la junta se dimensionara utilizando la resistencia te6rica y el factor de mlnoraci6n de la reslstencla te6nca correspondientes a soldaduras de penetraci6n parcial.


TABLA Soldadura de Filete. Resistencia minorada por unidad de longitud

Din:'~nsi6n de la. Tipos de electrodos Secclon del Cordon

Tamaiio Garganta E60XX E70XX

Nominal Efectiva

D is ~F.A.JL ~F.A.JL mm mm Kgf/cm Kgf/cm

3 2,12 403 470

4 2,83 538 627

5 3,54 672 783

6 4,24 806 940

7 4,95 940 1096

8 5,66 1075 1253

9 6,36 1209 1409

10 7,07 1343 1566

11 7,78 1478 1723

12 8,49 1612 1879

13 9,19 1746 2036

14 9,90 1880 2192 15 10,61 2015 2349

Valores de 0,60 Fwls con ~0 ,75

1.3.1.4.1 Resistencia de diseflO a la rotura del elemento conectado para soldaduras de mete aplicado a los

tubulares

En muchos casos , la carga que pasa a trav8s de una soldadura de un elemento conectado se puede evaluar

directamente. Sin embargo en otros casos no. Por tal motivo es frecuentemente conveniente calcular el minima

espesor del material base, 10 cual se correspondera con la relaci6n entre la resistencia a la rotura del material base

y la resistencia ala rotura de la soldadura.

Para soldadura de filete con Fexx = 70ksi , en ambos lados del elemento conectado, el minimo espesor de soldadura

requerido sera:

Para soldadura de filete con Fexx = 70ksi , en un solo lado del elemento conectado el minimo espesor de soldadura

requerido sera:

- - - - ~- -"-- -


TABLA Soldadura de filete, espesor minima de la pared del tubo con juntas en T, ISp' tomando en cuenta la resistencia a la ruptura del elemento tubular conectado

Dimension de la Seccion Soldadura en un solo lado Soldadura en los dos lados del Cordon del material a conectar del material a conectar

Tamaiio Garganta E60XX E70XX E60XX E70XX

Nominal Efectiva

D Is t.... t",., t.... t...., mm mm mm mm mm mm

3 2,12 2,05 2,38 4,11 4,77

4 2,83 2,74 3,18 5,48 6,36

5 3,54 3,42 3,97 6,84 7,95

6 4,24 4,11 4,77 8,21 9,54

7 4,95 4,79 5,56 9,58 11 ,13

8 5,66 5,48 6,36 10,95 12,71

9 6,36 6,16 7,15 12,32 14,30

10 7,07 6,84 7,95 13,69 15,89

11 7,78 7,53 8,74 15,06 17,48

12 8,49 8,21 9,54 16,43 19,07

13 9,19 8,90 10,33 17,79 20,66

14 9,90 9,58 11 ,13 19,16 22,25

15 10,61 10,27 11 ,92 20,53 23,84

ECO 6 HSS Fu = 4360 kgf/cm2

t_ espesor recomendado para sotdadura en un 0 dos lados de la cara de un perfil tubular HSS, que usualmente permite obviar verificaciones de ruptura

1.3.1.5 Simbofogia de identificaci6n de fa sofdadura

SiMBOLOS BAslCOS DE SOLDADURA

Cordon Filete Muesca Esquina EnV Bisel U J I Abocinada Abocinada otapon enV con bisel

~ ~ DI II V V y [-J I

l( I(

SiMBOLOS SUPLEMENTARIOS DE SOLDADURA

Respaldo E~a I De c~omo Soldadura Contorno

Para otros simbolos de Campo AI ras Convexo de soldadura basicos

0 ~ ~ y suplementarios,

verAWSA2,4

un Icon Manual de Diseno de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares


1.3.1.6 Consideraciones de Soldadura para secciones tubulares (HSS)

Las soldaduras abocinadas son las mas comunes para realizar juntas con secciones tubulares , debido a la

posibilidad de que las esquinas del HSS sean parte de la junta soldada. Una configuracion comun de junta

abocinada biselada, se presenta cuando se unen secciones de igual espesor.

2f+-

(ts) J>/

(Nominal)

FIGURA Soldadura abocinada en bisel junta soldada • fij con secciones tubulares de igual espesor

EI arreglo mas sencillo para soldaduras se presenta con secciones de igual espesor de pared . Sin embargo,

cuando el rad io de esquina aumenta, debido al espesor de pared 0 a las tolerancias de fabricacion , puede ser

necesario ajustar la configuracion de perfil , rel lenar con metal de aporte (soldadura) 0 el uso de acero de respaldo.

Configuraci6n £ del perfil

Relieno con material de aporte

FlGUM Metodos de soldadura para radios • 't*' de esquina de secciones tubulares

Elemento de respaldo

Cabe destacar, que la American Welding Society (AWS) usa el terminG tubular para todos los miembros de

seccion cerrada incluyendo tuberfas de conduccion , estructurales y miembros de seccion cajon.

Es conveniente destacar que las conexiones entre tubulares (tubo a tubo) , poseen diferentes factores que

circunscriben la resistencia de la union 0 conexion , tales como: la soldadura, la falla local por pandeo, colapso

general del miembro y el desgarramiento laminar. Por tal motivo, la soldadura en sf no es solo el factor que limita la

resistencia de la union 0 conexion . Por esta razon, deben tomarse en cuenta todos esos facto res incluso desde el

principio del predimensionado de los miembros para el disefio de conexi ones tubo a tubo .

Los miembros elegidos deberan ser capaces de transmitir la fuerza requerida y cumplir por ende varios requisitos

geometricos, emanados de las investigaciones e integrados en las normas 0 especificaciones internacionales.

Manual de Diserio de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares unlc:on


Conexiones soldadas entre perfiles tubulares cuadrados, los cuales forman una columna compuesta con celosfas

1.3. 1.6.1 Soldadura precalificada para tubulares

oldadura de ranura abocinada en bisel

Union a tope (B)

Union en T (T)

Union de esquina (C)

Dimensiones en milfmetros (mm)

FIGURA Soldadura abocinada en bisel

Espesor del Penetracion de la ranura metal base Abertura (U=ilimitado) de raiz

Tolerancias

Proceso de Designacion Posiciones Tamaiio

de soldadura dela Soldadura de la Union T1 T2 T3 Superficie permitida soldadura

de raiz Segun Segun como

Radio de detalle queda

curva (*)

R=O +2, -0 +3 , -2 SMAW BTC-P10 5 U T, F=5 min +U , -0 +U, -2 Todas 5/8 T,

min min C=3T,I2 +U , -0 +U, -0 min

R=O +0, -0 +2, -0 SAW T-P10- 12 12 N/A F=12 min

+U , -0 +U, -2 F 5/8 T, min min C=3T,I2 +U, -0 +U, -0

min

(*) Para tubos rectangulares (A500) formados en frio, la dimension C no est a limitada

Notas

1 2 3

1 2 3

Tamano efectivo de soldadura de la lunta soldada aboclnada en blsel: Se han efectuado ensayos en material ASTM A500 formado en frio , que exhiben una dimension "c" tan pequena como T, con un radio nominal de 21 A medida que el radio aumenta, tam bien aumenta la dimension "C". La curvatura de esquina puede no ser el cuadrante de una tangente circular a los lados. La dimension de esqUina "C" puede ser menor que el radio de esquina Nota 1: Si las soldaduras de filete se utilizan en edificlos para el reforzar la soldadura de ranura en esquina y juntas en T, elias deben ser igual a 1/4 T" pero no necesita exceder de 9 mm Soldaduras de ranura en esqUinas y en T de estructuras cargadas ciclicamente debe ser reforzada con soldadura de filete igual a 1/4 T, pero no neceslta exceder de 9 mm Nota 2: La onentacl6n de dos mlembros en las Juntas pod ria variar de 135 a 180 para Juntas a tope 0 45 hasta 135 para Juntas de esquina, 0 45" hasta 90" para Juntas en T. Nota 3: Espesor de garganta efectlvo (E) se basa en las unlones soldadas al ras


A) Conexi6n circular

Zona de Garganta

B) Conexi6n rectangular inclinada

Garganta dela soldadura

Transici6n de esquina

Zona de lado

C) Conexi6n rectangular calificada


/~

/

/

Inclinaci6n

esquina

/ /

// /

/

Zona de Inclinaci6n

,Zona de Transici6n

Inclinaci6n

Bisel Lado transici6n

Secci6n plana

Inclinaci6n /

,---~'~~~~~~--~~~--

- -Transici6n de Zona de lado Transici6n de esquina LI ------~1' ~~------- esquina

Transici6n del centro de la garganta

Corte a ingle en el extremo / del componente secundario A

para bisel adicional ----.l

, B

FIGURA Detalle de uniones precalificadas para conexiones tubulares de penetracion parcial en T, Y Y K. Parte I


Corte e inglete a O< 60°



un Icon

· - - --

Consideraciones generales para el disefio CAPITULO I

z

Esta linea es tangente a W.P

1 ,5t min

__ J 45° min _____ --..7----- - - I ,

~Esta linea es Varia tangente a W.P

1 ,5t min

Transici6n A Transici6n B

W.P

1 ,5t min

1 ,5t min

aO = 75° - 60° Transici6n 0 inclinaci6n

Esta linea es tangente a W.P

150° :2: a° :2: 30°

Inclinaci6n

90° > b° :2: 30° Diagrama para definici6n angular

unlc::on

FIGURA Detalle de uniones precalificadas para conexiones tubulares .... riiIOo;. de penetracion parcial en T, Y Y K. Parte II


CAPITULO I Consideraciones generales para el diseFio

~1,5tmin aO = 150° - 105°

Garganta

~1,5tmin aO=105°-90° Garganta 0 inclinacion

1 ,5t min

aO = 90° - 75° Garganta 0 inclinacion

Esta linea es tangente a W.P 1 ,5t min

Garganta de esquina

Notas enerales: • t= espesor de la secci6n mas del ada .

~tb Dimension de esquina C > tb+ 3mm (1/8") y abertura de raiz r> 2tb> 2mm (1/16")

Ci

r = radio

1,5 tbo segunn lado requerido para enrasar (cualquiera que sea menor)

Lado calificado

• Bisel para alivianar el borde , excepto en zonas de transici6n y de inclinaci6n. • Abertura de la rafz: 0 a 5 mm (3/16"). • No precalificado para inferior a 30°. • Tamario de la soldadura ( ar anta efectiva) t.>t; Z dimensiones de perdida en la tabla 2.8AW

Para secci6n tubular, la preparaci6n de la uni6n para las transiciones de esquina deberan • entre ar una suave transici6n de un detalle a otro. La soldadura debera lIevarse continuamente

por las esquinas con elias totalmente construidas y todos los inicios e interrupciones dentro de las superficies planas. aO = an ulo diedro local.

• w.P. = (Work Point) Punta de trabajo.

FlGUJA Detalle de uniones precalificadas para conexiones tubulares • ", .... de penetracion parcial en T, Y Y K. Parte III

Manual de Disefio de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares unlcon

/ /

Garganta, detalle. / Inclinacion, detalle A, C 0

Figura A 0 B AWS / / 0 dependiendo solo de

Transicion de esquina

,-----------,~'c===========~~_~a=_.o (Ver tabla 3.5 AWS)

Lado. Detalle B, Ver figura 3.8 de la AWS para conexiones tubulares rectangulares correspondiente.

Conexion tubular rectangular inclinada


Inclinacion, detalle A, Co

Garganta, detalle figura Ao BAWS

/ D dependiendo solo de

~_/ -/-/--------L---</' tabla 3.5 AWS)

esquina

" ,----..--f-

/ Lado. Detalle B, Ver figura 3.8 de la


R

AWS para conexiones tubulares rectangulares correspondiente. Punto de tangencia

en linea con la parte interna del tubo

Notas enerales: • La preparacion para la union de soldaduras de esquina debera entre ar una suave

transicion de un detalle a otro. La soldadura debera Ilevarse continuamente por las esquinas con elias totalmente constru idas y todos los inicios e interrupciones dentro de las superficies planas.

• Para mas detalles consultar la norma AW .

~-:-. . ~ • ."J •• • " ~ '\ ..... ; .. : ~ :: ..... ~': .

. ,;.0, .~ ~ ._ .. -: :.,..

FI~URA _eta'lr~ de uniones precalificadas para conexiones tubulares ",--..,.··",!".;~~~-P.enetracion completa en T, Y Y K.

Nota eneral :

Miembro

Area para secundari~, detalle A 0 B

~

I Area para Area para detalle B Miembro principal detalle CoD

Para mas detalles consultar la norma AW . Ver detalles (Penetraci6n total ) A, B, C Y D para mayor comprensi6n .

FIGURA Detalle de uniones precalificadas para conexiones tubulares de penetracion completa en T, Y Y K.

Pasarela construida principal mente con perfiles tubulares circulares mediante conexiones soldadas

1.3.1.7 Fuerzas concentradas sobre perfiles tubulares

Se refiere a fuerzas concentradas que son aplicadas a un perfil tubular, a traves de una plancha de conexi6n

soldada d irectamente al miembro 0 mediante la conexi6n de las alas 0 alma de otros elementos, cuya linea de

acci6n puede estar distribuida transversal olongitudinalmente al miembro.

Los resultados reportados para el caso de planchas soldadas transversal mente al perfil tubular, pueden ser

adaptados al caso de conexiones de momenta de perfiles convencionales de secci6n abierta con perfiles

tubulares , descomponiendo el momenta flector como un par de fuerzas que se transmite directamente a traves de

las alas.

1. Secciones Circulares.

Para secciones circulares , el estado limite que gobierna es la cedencia local 0 distorsi6n plastica de la

secci6n .

a. Fuerza concentrada distribuida transversalmente . . . La resistencia de diseno <p Rn,

Manual de Diserio de Estructuras de Acero con Perfiles T ubulares unlc::on

I Of

( 1 - 0,81 ~ ) = 0,90

---------- ----------

5,5

FIGURA • 'HI Distribuida transversal mente en circulares

Nota complementaria: En caso de flexi6n en el plano de la plancha (fuera del plano del miembro), la resistencia a flexi6n sera Mn = 0,5 Bp Rn

b. Fuerza concentrada distribuida longitudinalmente, aplicada al centro del diametro y actuando

perpendicular al eje del miembro.

La resistencia de diseno ~ Rn,

I = 0,90

N

FIGURA • ,e I Distribuida longitudinalmente en circulares

Nota complementaria : En caso de flexi6n en el plano de la plancha (plano del miembro), la resistencia a flexi6n sera Mn = NRn

Para ambos casos:

Limitaciones dimensionales :

unlcon

Qf = 1,0 (en tracci6n)

Qf = 1,0- O,3U(1 + U) (en compresi6n)

U = I Pj AFy + Mj SFy I

0,2 < Bp/O ~ 1,0

O/t < 50 conexiones simples en T

O/t < 40 conexiones cruzadas.


TABLA Fuerza concentrada distribuida longitudinal mente. Seccion Circular

Designacion Diametro Espesor rl-R (Kgf) Comercial Externo Nominal 'f' n

0 0 e Bp 10 pulg

mm

I

NPS mm 0,2 0,4 0,6

3 76,20 2,25 909 1.127 1.482

31/2 88,90 2,25 909 1.127 1.482

41/2 114,30 2,50 1.122 1.391 1.830

5 127,00 3,00 1.61 6 2.004 2.635

51/2 139,70 3,40 2.076 2.573 3.384

6 152,40 4,00 2.873 3.562 4.684

6 5/8 168,30 4,30 3.320 4.116 5.413

7 5/8 193,70 4,50 3.636 4.508 5.929

85/8 219,10 5,50 5.432 6.734 8.856

9 5/8 244,50 5,50 5.432 6.734 8.856

9 5/8 244,50 7,00 8.799 10.908 14.346

103/4 273,10 7,00 8.799 10.908 14.346

103/4 273,10 9,00 14.546 18.032 23.715

123/4 323,85 9,00 14.546 18.032 23.715

123/4 323,85 11 ,00 21 .729 26.936 35.426 NPS: Designaci6n comercial del producto en pulgadas Propiedades mecanicas segun Especificaciones ASTM A572 - Grado 50: Fy = 3.515 Kgffcm' - Fo = 4.360 Kgflcm' Valores reportados en tabla corresponden a la maxima carga en Tracci6n resistida p~r el perfil circular. en Kgf con ~ = 0.90 Nota: En caso de compresi6n, multiplicar los valores p~r el factor de interacci6n de esfuerzos 0 , = 1,0 - 0,3U(1 + U)

U = abs(P j A.,Fy + Mj SFy)

0,8 1,0

2.164 4.010

2.164 4.010

2.672 4.950

3.848 7.128

4.942 9.156

I 6.840 12.673

7.905 14.645

8.657 16.039

12.932 23.959

12.932 23.959

20.948 38.810

20.948 38.810

34.629 64.155

34.629 64.155

51.730 95.836

TABLA Momento flector fuera del plano debido a fuerza concentrada distribuida I f1"J transversal mente. Seccion Circular Designac.ion Diametro Espe_sor rl-M (Kgf m) Comerclal Externo Nommal 'f' n •

0 0 e Bp 10 pulg NPS mm mm

0,2 0,4 0,6

3 76,20 2,25 7 17 34

31/2 88,90 2,25 8 20 40

41/2 114,30 2,50 13 32 63

5 127,00 3,00 21 51 100

51/2 139,70 3,40 29 72 142

6 152,40 4,00 44 109 214

6 5/8 168,30 4,30 56 139 273

I 7 5/8 193,70 4,50 70 175 345

8 5/8 219,10 5,50 119 295 582

95/8 244,50 5,50 133 329 650 I 9 5/8 244,50 7,00 215 533

I

1.052

103/4 273,10 7,00 240 596 1.175 I 103/4 273,10 9,00 397 985

I

1.943

123/4 323,85 9,00 471 1.168 2.304

123/4 323,85 11 ,00 704 1.745 3.442 I NPS: Designaci6n comercial del producto en pulgadas Propiedades mecanicas segun Especificaciones ASTM A572 - Grado 50: F, = 3.515 Kgffcm' - Fo = 4.360 Kgffcm' Valores reportados corresponden al maximo momento flector fuera del plano resistido por el perfil circular, en Kgf.m con ~ = 0,90


0,8

66

77

122

195

276

417

532

671

1.133

1.265

2.049

2.288

3.783

4.486

6.701

1,0

153

178

283

453

640

966

1.232

1.553

2.625

2.929

4.744

5.299

8.760

10.388

15.518

unlc:on

TABLA Fuerza concentrada distribuida transversalmente. Seccion Circular .. . . . ..

0 0 e N/D pulg NPS mm mm

0,2 0,4 0,6 0,8 1,0

3 76,20 2,25 800 838 876 914 952

31/2 88,90 2,25 800 838 876 914 952

41/2 114,30 2,50 988 1.035 1.082 1.129 1.176

5 127,00 3,00 1.422 1.490 1.558 1.625 1.693

51/2 139,70 3,40 1.827 1.914 2.001 2.088 2.175

6 152,40 4,00 2.528 2.649 2.769 2.889 3.010

6 5/8 168,30 4,30 2.922 3.061 3.200 3.339 3.478

75/8 193,70 4,50 3.200 3.352 3.504 3.657 3.809

8 5/8 219,10 5,50 4.780 5.007 5.235 5.463 5.690

9 5/8 244,50 5,50 4.780 5.007 5.235 5.463 5.690

95/8 244,50 7,00 7.743 8.111 8.480 8.849 9.217

103/4 273,10 7,00 7.743 8.111 8.480 8.849 9.217

10314 273,10 9,00 12.799 13.408 14.018 14.627 15.237

123/4 323,85 9,00 12.799 13.408 14.018 14.627 15.237

12314 323 ,85~ 11 ,00 -L- 19.119 20.030 20.940 21.851 22.761 NPS: Designaci6n comercial del producto en pulgadas Propiedades mecfmicas segun EspecificacionesASTM A572· Grado 50: Fy = 3.515 Kgf/cm' · F, = 4.360 Kgf/cm' Valores report ados en tabla correspond en a la maxima carga en Tracci6n resistida por el perfil circular, en Kgf con $ = 0,90 Nota: En caso de compresi6n , multiplicar los valores por el factor de interacci6n de esfuerzos 0 , = 1,0· 0,3U(1 + U)

U = abs(P j A.,Fy + Mj SFy)

TABLA Momento flector en el plano debido a fuerza concentrada distribuida Ion itudinalmente. Seccion Circular . - . . .. <pMn (Kgf.m)

0 0 e N/D pulg NPS mm mm

0,2 0,4 0,6 0,8 1,0

3 76 ,20 2,25 12 26 40 56 73

31/2 88,90 2,25 14 30 47 65 85

41/2 114,30 2,50 23 47 74 103 134

5 127,00 3,00 36 76 119 165 215

51/2 139,70 3,40 51 107 168 233 304

6 152,40 4,00 77 161 253 352 459

6 5/8 168,30 4,30 98 206 323 450 585

7 5/8 193,70 4,50 124 260 407 567 738

8 5/8 219,10 5,50 209 439 688 957 1.247

9 5/8 244,50 5,50 234 490 768 1.068 1.391

9 5/8 244,50 7,00 379 793 1.244 1.731 2.254

103/4 273,10 7,00 423 886 1.390 1.933 2.517

103/4 273,10 9,00 699 1.465 2.297 3.196 4.161

123/4 323,85 9,00 829 1.737 2.724 3.790 4.934

123/4 323,85 11 ,00 1.238 2.595 4.069 5.661 7.371 NPS: Designaci6n comercial del producto en pulgadas Propiedades mecanicas segun Especificaciones ASTM A572· Grado 50: Fy = 3.515 Kgf/cm' · F, = 4.360 Kgf/cm' Valores reportados correspond en al maximo momenta flector en el plano resistido por el perfil circular, en Kgf.m con $ = 0,90

2. Secci6n cuadrada y rectangulares

Para secciones cuadradas y rectangulares , debido a la flexibilidad de la pared del miembro, el modo de falla

depende de la relaci6n entre el ancho de la plancha y el ancho de la cara de la secci6n .

a. Fuerza concentrada distribuida transversal mente.

La resistencia de diseno ~ Rn, sera la menor entre los siguientes estados Ifmites:

i) Cedencia local debido a distribuci6n de carga no uniforme;

H t

...... ;s Distribuida transversal mente en cuadrados y rectangulares

ii) Cedencia por corte ; (s610 sf 0,85:s ~:S 1- 2t/B)

~ = 0,95

Bap = 1 OB/ (B/t) :S Bp

iii) Resistencia de la pared lateral; (excepto para t3 = 1)

Para fuerzas de tracci6n:

<!> = 1,00 Donde: k = radio de esquina externo del perfil tubular,

es permitido tomar k=1 ,5t si no es conocido

Para fuerzas de compresi6n ; el men or valor entre la anterior expresi6n para fuerzas de tracci6n y el siguiente

valor:

Conexi ones simples en Y - T

Donde: Of = 1,3 - O,4U/~ :5 1,0 ~ = Bp I B

Conexiones cruzadas

<!> = 0,90

Manual de Disefio de Estructuras de Acero oon Perfiles T ubulares

u =1 Pj AFy + Mj Fyi

Limitaciones dimensionales 0,25 < B/ B :51 ,0

BIt < 35 (pared car ada)

unlcon

Observaci6n : Oebido a la flexibilidad de la pared del miembro, la longitud de soldadura efectiva L", serEr

L. = 2 [ 1 O/(B/t)] [(Fyt)/(F YO t,,) ] Bp:5 2Bp

b. Fuerza concentrada distribuida longitudinalmente, aplicada al centro del ancho de la cara y actuando

perpendicular al eje del miembro.

La resistencia de diser'io <pRn' sera:

Rn = [ Fy f/(1-VB)][ 2N/B+4 (1-VBt 5 Of] ~ = 1,00

U = i Pj AFy+Mj Fyi

Limitaciones dimension ales

BIt < 40 (pared cargada)

FIGURA

t

B

N

Distribuida longitudinalmente en cuadrados y rectangulares

c. Fuerza concentrada distribuida longitudinalmente, aplicada al centro del ancho de la cara y actuando

paralela al eje del miembro (pero excentricamente), se debe verificar que: F yptp:5 F ut

Fuerza concentrada distribuida transversal mente. Seccion Cuadrada

HxB B e P = Bp I B mm ON mm mm

0,2 0,4 0,6 0,8 1,0

60 x 60 60,00 2,25 292 585 877 1.170 1.462

70 x 70 70,00 2,25 292 585 877 1.170 1.462

90 x 90 90,00 2,50 361 722 1.083 1.444 1.805

100 x 100 100,00 3,00 520 1.040 1.560 2.079 2.599

110 x 110 110,00 3,40 668 1.335 2.003 2.671 3.339

120 x 120 120,00 4,00 924 1.848 2.773 3.697 4.621

135 x 135 135,00 4,30 1.068 2.136 3.204 4.272 5.340

155 x 155 155,00 4,50 1.170 2.339 3.509 4.679 5.848

175 x 175 175,00 5,50 1.747 3.495 5.242 6.989 8.737

200 x 200 200,00 5,50 1.747 3.495 5.242 6.989 8.737

200 x 200 200,00 7,00 2.830 5.661 8.491 11.321 14.152

220 x 220 220,00 7,00 2.830 5.661 8.491 11 .321 14.152

220 x 220 220,00 9,00 4.679 9.358 14.036 18.715 23.394

260 x 260 260,00 9,00 4.679 9.358 14.036 18.715 23.394

260 x 260 260,00 11 ,00 6.989 13.978 20.968 27.957 34.946 ON: Oesignaci6n comercial del producto en millmetros Propiedades mecanicas segun Especificaciones ASTM A572 - Grado 50: F, = 3.515 Kgflcm' - F, = 4.360 Kgf/cm' Valores reportados en tabla correspond en a la maxima carga en Tracci6n resistida par el perfil cuadrado, en Kgf con 4> = 0,90

unlcon Manual de Oisefio de Estructuras de Acero con Perfiles T ubulares

TABLA Fuerza concentrada distribuida longitudinalmente. Seccion Cuadrada

Designacion Ancho Comercial Externo

Espesor Nominal </>Rn (Kgf)

HxB B e N I B mm

I

ON mm mm 0,2 0,4 0,6

60 x 60 60,00 2,25 675 737 798

70 x 70 70,00 2,25 676 737 799

90 x 90 90,00 2,50 834 910 986

100 x 100 100,00 3,00 1.202 1.311 I

1.421

110 x 110 110,00 3,40 1.544 1.684

I 1.825

120 x 120 120,00 4,00 2.137 2.332 2.526

135 x 135 135,00 4,30 2.470 2.695 2.920

155 x 155 155,00 4,50 2.706 2.952 3.198

175 x 175 175,00 5,50 4.042 4.410 4.778

200 x 200 200,00 5,50 4.043 4.411 4.778

200 x 200 200,00 7,00 6.549 7.145 7.740

220 x 220 220,00 7,00 6.549 7.145 7.741

220 x 220 220,00 9,00 10.827 11.811 12.796

260 x 260 260,00 9,00 10.828 11.813 12.798

260 x 260 260,00 11 ,00 16.175 17.646 19.117 DN: Designaci6n comercial del producto en milimetros Propiedades mecanicas segun EspecificacionesASTM A572 - Grado 50: F, = 3.515 Kgf/cm' - F, = 4.360 Kgf/cm' Valores reportados en tabla correspond en a la maxima carga en Tracci6n resistida por el perfil cuadrado, en Kgf con tj> = 0,90

3. Fuerza axial en el extremo de un perfil tubular con tapa.

La resistencia de diseno ~ Rn , por cada cara del miembro sera:

- Para fuerzas de tracci6n :

4> = 1,00

- Para fuerzas de compresi6n ; el menor valor

entre la anterior expresi6n para fuerzas de

tracci6n y el siguiente valor:

4> = 0,75

Si (5tp +N)~ S, considerar la contribuci6n de las

cuatro caras del miembro.

Si (Stp +N)<S, considerar la contribuci6n de s610

dos caras del miembro.

I

I

I

1 •

FIGURA

- -0,8 1,0

860 921

860 922

1.062 1.138

1.530 1.639

1.965 2.106

2.721 2.915

3.144 3.369

3.444 3.690

5.146 5.513

5.146 5.514

8.336 8.932

8.337 8.932

13.781 14.766

13.782 14.767

20.588 22.059

11111

B -I

• It I Fuerza axial en extrema


1.3.1.B. Conexiones directas entre perfiles tubulares sometidos a fuerzas axiales

Se refiere a las conexiones directamente soldadas de uno 0 mas miembros secundarios, que como ramas

convergen a un miembro 0 cord6n principal , que pasa continuo a traVElS de la conexi6n , transmitiendo

principalmente fuerzas axiales. Estas conexiones pueden desarrollarse en un plano 0 configurando multiplanos y

encuentran su principal aplicaci6n en armaduras planas 0 espaciales.

Segun el modo de transferencia de las cargas (no por su apariencia ffsica) , las conexiones pueden clasificarse

como conexiones Y (incluye T) , conexiones K (incluye N) y conexiones cruzadas (incluye X). Las conexiones Y

ocurren cuando la carga transmitida por el miembro secundario es equilibrada por el corte del miembro principal.

Las conexiones K ocurren cuando la carga transmitida por el miembro secundario es equilibrada principalmente

por otro miembro situado en el mismo lado de la conexi6n , mientras que la conexi6n cruzada ocurre cuando la

carga transmitida por el miembro secundario es equilibrada por otro miembro situado en el lado opuesto de la

conexi6n. Si la conexi6n tiene mas de dos miembros conformando mas de un plano, se clasifica como una

conexi6n multi planar. En caso que parte de la carga se transmita como conexi6n K y parte como conexi6n y, la

resistencia se determina a traVElS de una interpolaci6n proporcional sobre la carga total. Por razones de facilidad

en la fabricaci6n en 10 que respecta a corte , ajuste y soldadura de los extremos de los miembros , se prefieren las

conexiones con espaciamiento sobre las conexi ones con solapamiento, aunque introduzcan en ocasiones

pequenas excentricidades. En este caso, se recomienda un espaciamiento que evite la superposici6n de las

soldaduras .

Columnas compuestas con conexiones directas entre

perfiles tubulares circulares Caracas , Venezuela

EI diseno de conexiones soldadas entre perfiles tubulares esta basado en los estados Ifmites potenciales para una

geometria y condici6n de carga particular representados en los posibles modos de falla. Por ejemplo, para

armaduras con perfiles cuadrados y rectangulares , los estados Ifmites tfpicos estan representados por la

plastificaci6n del cord6n , punzonado del cord6n , pandeo de la pared lateral del cord6n, distribuci6n no uniforme

de carga de los montantes 0 diagonales por falla en tracci6n 0 pandeo local en compresi6n , falla por corte del

cord6n en conexiones espaciadas, etc.

unlcon Manual de Diseno de Estructuras de Acero con Perfiles T ubulares


G I ------- - -----------------

~ -t- ----- ~ t. F

I . D • I

FIGURA

t

• IfJ Notacion comunmente empleada para conexiones K espaciadas

'.::: '.:::

~ '.:::

~ '.::: ~ '.::: ~ '.::: q ~ '.:::

Ov=q/p(100)

Ov: Solapamiento ~ '.::: ~ '.::: ~ ~

+-- f- p n -e + r----------------------- l

FIGURA • Itil Caso con solapamiento para conexiones en K

Manual de Diseno de Estructuras de Acero con Perfiles T ubulares unlc::on


Armaduras paralelas con conexiones directas entre perfiles tubulares , en edificaci6n industrial

La Victoria, Estado Aragua Venezuela

La excentricidad (e) , es positiva cuando se mide hacia el exterior de la celosia y negativa hacia el interior. EI

espaciamiento (g) , el recubrimiento (q) y la excentricidad (e) , pueden calcularse para una tfpica conexi6n en K de

celosia mediante las siguientes expresiones generales :

Un valor negativo del espaciamiento (g) corresponde a un recubrimiento (q) . Los subindices 0, 1 Y 2, se refieren al

cord6n principal (0) y los elementos secundarios (1 y 2) diagonales y montantes .

En el caso de emplear una plancha de refuerzo de espesor tp en la superficie del cord6n , reemplazar el terminG hc/2

por hc/2+ tp. En este caso , la plancha de refuerzo tendra un espesor tp ~ 2t, 6 2t2, con una longitud minima Lp segun :

L > 15 --+--+9 (

h, h2 ) P , sen8, sen8

2

unlc:on Manual de Diseiio de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares

1. Secciones Circulares.

TABLA

Limitaciones dimensionales

Excentricidad: -0,550 ~ e ~ 0,250

Angulo: e~30°

O/t ~ 50 conexiones Y y T, O/t < 40 conexiones cruzadas.

OJtb ~50 miembros tracci6n, OJtb:5 0,05E/Fy compresi6n

0,2:5 OJO ~ 1 ,0 en general , 0,4 :5 OJO~ 1,0 K-espaciadas

Conexiones espaciadas: g > ~, + ~2

Conexi ones solapadas: 25% ~ 0 . :5100%

• ffl Limitaciones dimensiones. Seccion Circular

FIGURA Conexiones entre perfiles • ii' tubulares circulares

Designac.ion Diametro Espe.sor Excentricidad 0 general 0 K-espaciada Comerclal Externo Nommal b b

0 0 e emiR e mu min min pulg mm mm mm mm pulg pulg NPS

3 76,20 2,25 -42 19 3 3

31/2 88,90 2,25 -49 22 3 3

41/2 114,30 2,50 -63 29 3 3

5 127,00 3,00 -70 32 3 3

51/2 139,70 3,40 -77 35 3 3

6 152,40 4,00 -84 38 3 3

6 5/8 168,30 4,30 -93 42 3 3

7 5/8 193,70 4,50 -107 48 3 3

8 5/8 219,10 5,50 -121 55 3 31/2

9 518 244,50 5,50 -134 61 3 31/2

9 518 244,50 7,00 -134 61 3 41 /2

103/4 273,10 7,00 -150 68 3 4112

103/4 273,10 9,00 -150 68 3 41 /2

123/4 323,85 9,00 -178 81 3 5

123/4 323,85 11 ,00 -178 81 3 5 NPS: Designacion comercial del producto en pulgadas Nota: Valores negativos de excentricidad se refieren a que esta medida par encima del eje del cordon principal.

Manual de Diseno de Estructuras de Acero con Perfiles T ubulares unlc::on

a. Conexiones Y (incluye conexiones T) y Conexiones Cruzadas (incluye conexiones X)

La resistencia de diserio <!>P n' sera la menor entre los siguientes estados Ifmites:

Db IT p=-D

I I I I I

CAPITULO I

I 4- 4-+ -++ -++ --+ D i y =-

2t

i) Plastificacion del cordon

ii) Punzonado; (solo si p:5 (1-1/y))

unlc:on

i i ii<7 Conexi6n Y Conexi6n T Conexi6n X

FIGURA. . • il:1 Conexlones entre perfiles tubulares circulares, una rama

Conexiones Y (T)

<!> = 0,90

Conexiones cruzadas (X)

<!> = 0,95

Armaduras tridimensionales

en techo de edificacion comercial .

Region Insular de Venezuela

i

Manual de Disefio de Estructuras de Aoero con Perfiles Tubulares

CAPITULO I Consideraciones generales para el disefio III TABLA 'fi8' Capacidad para conexiones Y y T . Seccion Circular

Cordon Espesor Diagonal <jlPn (Kgf) principal nominal montante

D e Db 8 (grados)

pulg mm pulg

I I NPS NPS 30 40 45 50 60 70 80 90

3 2,25 3 9.256 7.200 6.545 6.041 5.344 4.925 4.699 4.628

31/2 2,25 3 7.433 5.782 5.256 4.852 I 4.291 3.955 3.774 3.717

31/2 9.546 7.425 6.750 6.231 5.511 5.079 4.847 4.773

41 /2 2,50 3 6.510 5.064 4.604 4.249 3.759 3.464 3.305 3.255

31 /2 8.135 6.328 5.752 5.310 4.697 4.329 4.130 4.067

41 /2 12.134 9.439 8.580 7.920 7.006 6.456 6.161 6.067

5 3,00 3 8.020 6.238 5.671 5.234 4.630 4.267 4.072 4.010

31/2 9.886 7.690 6.990 6.452 5.707 5.260 5.019 4.943

41 /2 14.479 11 .263 10.238 9.450 8.359 7.704 7.351 7.239

5 17.206 13.384 12.167 11 .230 9.934 9.155 8.736 8.603

51 /2 3,40 3 9.094 7.074 6.431 5.936 5.251 4.839 4.617 4.547

31 /2 11 .063 8.606 7.823 7.221 6.387 5.887 5.617 5.532

41 /2 15.910 12.376 11.250 10.385 9.186 8.466 8.078 7.955

5 18.788 14.614 13.285 12.263 10.847 9.997 9.539 9.394

51 /2 21 .969 17.089 15.534 14.339 12.684 11 .689 11 .154 10.984

6 4,00 3 11.212 8.721 7.928 7.318 6.473 5.966 5.692 5.606

31/2 13.467 10.4 76 9.523 8.790 7.775 7.166 6.837 6.734

41/2 19.020 14.795 13.449 12.414 10.981 10.120 9.656 9.510

5 22.316 17.359 15.780 14.566 12.884 11 .874 11 .330 11.158

51/2 25.960 20.193 18.356 16.944 14.988 13.813 13.180 12.980

6 29.951 23.298 21 .178 19.549 17.292 15.936 15.206 14.975

65/8 4,30 3 11.720 9.116 8.287 7.650 6.766 6.236 5.950 5.860

3 1/2 13.869 10.788 9.807 9.052 8.007 7.379 7.041 6.934

41 /2 19.158 14.903 13.547 12.505 11.061 10.194 9.727 9.579

5 22.299 17.346 15.768 14.555 12.874 11 .865 11 .322 11 .150

51 /2 25.771 20.046 18.223 16.821 14.879 13.712 13.084 12.885

6 29.573 23.003 20.911 19.302 17.074 15.735 15.014 14.786

65/8 34.799 27.069 24.606 22.713 20.091 18.516 17.668 17.399

75/8 4,50 3 11.454 8.910 8.099 7.476 6.613 6.094 5.815 5.727

3 1/2 13.265 10.318 9.380 8.658 7.658 7.058 6.735 6.632

41/2 17.722 13.785 12.532 11 .567 10.232 9.430 8.998 8.861

5 20.369 15.844 14.403 13.295 11.760 10.838 10.342 10.184

51/2 23.294 18.120 16.471 15.204 13.449 12.395 11 .827 11 .647

6 26.498 20.612 18.737 17.295 15.299 14.099 13.453 13.249

65/8 30.902 24.037 21 .851 20.170 17.841 16.443 15.689 15.451

7 5/8 38.843 30.214 27.466 25.353 22.426 20.668 19.721 19.421

85/8 5,50 3 15.236 11 .852 10.774 9.945 8.797 8.107 7.736 7.618

31 /2 17.318 13.471 12.246 11 .303 9.998 9.215 8.793 8.659

41 /2 22.442 17.457 15.869 14.648 12.957 11 .941 11 .394 11 .221

5 25.485 19.824 18.020 16.634 14.714 13.560 12.939 12.742

51 /2 28.848 22.440 20.398 18.829 16.655 15.350 14.646 14.424 6 32.531 25.304 23.003 21 .233 18.782 17.309 16.516 16.265

65/8 37.593 29.243 26.583 24.537 21 .705 20.003 19.087 18.797

Manual de Disefio de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares unlc:on

TABLA .fiS' Capacidad para conexiones Y y T. Seccion Circular (continuacion)

Cordon Espesor Diagonal <pP (K f) principal nominal montante n g

D e D. e (grados)

pulg mm NPS

85/8 5,50

95/8 5,50

pulg

I 40 45 50 60 70 80 90 NPS 30

75/8 46.722 36.344 33.038 30.496 26.975 24.861 23.722 23.361

85/8 57.133 I

44.441 40.399 37.291 32.986 30.400 29.007 28.566

3 14.413 11.212 10.192 9.408 8.322 7.669 7.318 7.207

31 /2 16.122 12.541 11.400 I 10.523 9.308 8.578 8.185 8.061

41 /2 20.328 15.813 14.374 13.268 11.737 10.816 10.321 10.164

5 22.826 17.755 16.140 14.898 13.178 12.145 11 .589 11 .413

51/2 25.586 19.902 18.092 16.700 14.772 13.614 12.990 12.793

6 28.609 22.254 20.230 18.673 16.518 15.223 14.525 14.305

65/8 32.765

I 25.487 23.168 21 .386 18.917 17.434 16.635 16.382

75/8 40.258 31 .315 28.467 26.277 23.243 21.421 20.440 20.129

85/8 48.803 37.962 34.509 31 .854 28.177 25.968 24.778 24.402

95/8 58.400 45.427 41.295 38.118 33.717 31.074 29.650 29.200 95/8 7,00 3 22.248 17.306 15.732 14.521 12.845 11.838 11 .295 11 .124

31 /2 24.885 19.357 17.597 16.243 14.368 13.241 12.635 12.443 41 /2 31 .378 24.408 22.188 20.481 18.116 16.696 15.931 15.689

5 35.233 27.406 24.913 22.997 20.342 18.747 17.888 17.616 51 /2 39.494 30.721 27.926 25.778 22.802 21 .014 20.051 19.747

6 44.160 34.351 31 .226 28.824 25.496 23.497 22.421 22.080

65/8 50.575

I

39.340 35.762 33.010 29.199 26.910 25.677 25.287

75/8 62.141 48.337 43.940 40.560 35.877 33.065 31.550 31 .071

85/8 75.331 58.597 53.267 49.169 43.492 40.083 38.246 37.665

95/8 90.144 70.119 63.741 58.837 52.044 47.964 45.767 45.072 103/4 7,00 3 21 .263 16.540 15.035 13.879 12.276 11.314 10.796 10.632

31/2 23.425 18.221 16.564 15.289 13.524 12.464 11 .893 11 .712

41/2 28.745 22.360 20.326 18.762 16.596 15.295 14.594 14.373

5 31 .904 24.817 22.560 20.824 18.420 16.976 16.198 15.952

51/2 35.395 27.533 25.028 23.103 20.436 18.834 17.971 17.698

6 39.219 I

30.507 27.732 25.599 22.643 20.868 19.912 19.610

65/8 44.476 34.596 31 .449 29.030 25.678 23.665 22.581 22.238

75/8 53.954 I 41.969 38.151 35.216 31 .150 28.708 27.393 26.977

85/8 64.762 50.376 45.794 42.271 37.391 34.459 32.881 32.381

95/8 76.901 I 59.818 54.377 50.193 44.399 40.918 39.043 38.450

103/4 9,00

103/4 92.160

I

71 .688 65.167 60.153 53.209 49.037 46.791 46.080

3 33.426 26.001 23.636 21.818 19.299 17.786 16.971 16.713

31 /2 36.824 28.644 26.039 24.035 21 .260 19.594 18.696 18.412

4 1/2 45.188 35.150 31 .953 29.494 26.089 24.044 22.943 22.594

5 50.154 39.013 35.464 32.736 28.956 26.686 25.464 25.077

51 /2 55.643 I 43.282 39.345 36.318 32.125 29.607 28.251 27.821

6 61 .654 47.958 43.596 40.242 35.596 32.805 31.303 30.827

65/8 69.917 I 54.386 49.439 45.635 40.367 37.202 35.498 34.959

75/8 84.817 65.976 59.975 55.360 48.969 45.130 43.063 42.409

85/8 101 .808 I 79.193 71 .989 66.450 58.779 54.171 51.689 50.904

95/8 120.890 I 94.036 85.482 78.905 69.796 64.324 61 .377 60.445

TABLA 'ffl l Capacidad para conexiones Y y T. Seccion Circular (continuacion)

Cordon Espesor Diagonal <l>P (K f) principal nominal montante n g

0 e Db e (grados)

pulg mm pulg

I I NPS NPS 30 40 45 50 60

103/4 9,00 103/4 144.878 112.695 102.444 94.563 83.646

123/4 9,00 3 31.773 24.715 I

22.467 20.739 I 18.344

31/2 34.273 26.660

I 24.235 22.370 19.788

41 /2 40.428 31.447 28.587 26.387 I 23.341

5 44.081 34.289 31 .170 28.772 25.450

51/2 48.120 37.431 I 34.026 31.408 27.782

6 52.543 40.871

I

37.154 34.295 30.336

65/8 58.623 45.601 41.453 38.264 33.846

75/8 69.587 54.129 49.205 45.419 40.176

85/8 82.089 63.854 I 58.045 53.580 47.394

95/8 96.129 74.775 67.973 62.744 I 55.500

103/4 113.780 88.505 80.454 74.264 65.691

123/4 149.902 116.603 105.997 97.842 86.546

123/4 11 ,00 3 45.597 35.468 32.242 29.761 26.325

31 /2 49.185 38.259 34.779 32.103 28 .397

41 /2 58.016 45.128 41 .023 37.867 33.496

5 63.260 49.207 44.731 41 .290 36.523

51 /2 69.055 53.715 48.829 45.073 39.869

6 75.403 58.653 53.318 49.216 43.534

65/8 84.128 65.440 59.487 54.911 48.571

75/8 99.861 77.678 70.612 65.180 57 .655

85/8 117.802 91 .634 83.299 76.890 68.013

95/8 137.951 107.307 97.546 90.041 79.646

103/4 163.281 127.010 115.457 106.574 94 .270

123/4 215.119 I 167.333 152.112 140.409 I 124.199

NPS: Designaci6n comercial del producto en pulgadas Propiedades mecanicas segun Especificaciones ASTM A572 - Grado 50: F, = 3.515 Kgflcm' - F" = 4.360 Kgflcm' Los valores reportados en la tabla corresponden a la maxima carga en Tracci6n mayorada p", resistida por el perfil circular. en Kgf Nota: En caso de compresi6n. multiplicar los valores de la tabla par el factor de interacci6n de esfuerzos Q, = 1,0 - 0,3U(1 + U) U = abs(PJ A"F, + Mj SF,)


I 70 80 90

77.088 73.557 72.439

I 16.906 16.132 15.887

18.237 17.401 17.137

21 .511 20.526 20.214

23.455 22.381 22.041

25.604 24.431 24.060

27.958 26.677 26.272

31 .193 29.764 29.312

37.026 35.330 34.793

43.678 41 .677 41 .044

51 .149 48.806 48.064

60.541 57.767 56.890

79 .761 76.107 74.951

24.262 23.150 22.798

26.171 24.972 24.592

30.870 29.455 29.008

33.660 32.118 31.630

36.744 35.060 34.528

40.121 38.283 37.701

I 44.764 42.713 42.064

53.135 50.701 49.931

62.681 59.810 58.901

73.402 70.040 68.975

I

86.880 82.900 81.640

114.462 109.219 107.559

unlc::on


TABLA I fifJ Capacidad para conexiones X. Seccion Circular

Cordon Espesor Diagonal ,f,P (K f) principal nominal montante '!' n g

D

pulg NPS

3

31/2

(*)

41/2

(*)

5 (*)

51 /2

(*)

6

(*)

65/8

(*)

75/8

(*)

85/8

(*)

e mm

2,25

2,25

2,50

3,00

3,40

4,00

4,30

4,50

5,50

pulg NPS

3

3

31 /2

3

31/2

41 /2

3 31/2

41 /2

5

3

31/2

41 /2

5

51 /2

3

31/2

41 /2

5

51 /2

6

3

31/2

41 /2

5

51 /2

6

65/8

3

31 /2

41 /2

5

51 /2

6

65/8

75/8

3

31/2

41 /2

5

51 /2

6

30

8.311

5.165

8.311

4.238

5.269

10.260

5.462

6.483

10.359

14.775

6.460

7.442

10.691

13.677

18.978

8.388

9.461

12.715

15.356

19.381

26.267

9.107

10.080

12.819

14.835

17.602

21.639

30.354

9.270

10.054

12.100

13.470

15.1 90

17.414

21 .323

33.244

13.136

14.055

16.340

17.786

19.513

21 .612

e (grados)

6.465 5.877 5.425 4.798 4.422

4.018 3.652 3.371 2.982 2.748

6.465 5.877 5.425 4.798 4.422

3.297 2.997 2.766 2.447 2.255

4.098 3.726 3.439 3.042 2.804

7.981 7.255 6.697 5.924 5.459

4.248 3.862 3.565 3.153 2.906

5.043 4.584 4.232 3.743 3.450

8.058 7.325 6.761 5.981 5.512

11.493 10.448 9.644 8.530 7.862

5.025 4.568 4.216 3.730 3.437

5.788 5.262 4.857 4.296 3.960

8.316 7.560 6.978 6.172 5.689

10.639 9.671 8.927 7.896 7.277

14.762 13.419 12.387 10.957 10.098

6.524 5.931 5.475 4.843 4.463

7.359 6.690 6.175 5.462 5.034

9.891 8.991 8.299 7.341 6.766

11 .945 10.858 10.023 8.866 8.171

15.076 13.705 12.650 11.190 10.313

20.432 18.573 17.144 15.165 13.976

7.084 6.440 5.944 5.258 4.846

7.841 7.1 28 6.579 5.820 5.364

9.972 9.065 8.367 7.401 6.821

11 .539 10.490 9.683 8.565 7.893

13.692 12.447 11.489 10.163 9.366

16.832 15.301 14.124 12.493 11 .514

23.612 21.464 19.812 17.525 16.151

7.211 6.555 6.051 5.352 4.933

7.821 7.109 6.562 5.805 5.350

9.412 8.556 7.897 6.986 6.438

10.478 9.525 8.792 7.777 7.167

11 .816 10.741 9.915 8.770 8.083

13.546 12.314 11 .366 10.054 9.266

16.587 15.078 13.918 12.311 11 .346

25.859 23.507 21 .698 19.193 17.689

10.218 9.289 8.574 7.584 6.990

10.933 9.938 9.174 8.114 7.478

12.710 11 .554 10.665 9.434 8.694

13.835 12.577 11 .609 10.269 9.464

15.179 13.798 12.737 11 .266 10.383

16.811 15.282 14.106 12.478 11.499

19.427 17.660 16.301 14.419 13.289

CAPITULO I

4.220

2.622

4.220

2.152

2.675

5.209

2.773

3.292

5.259

7.501

3.280

3.778

5.428

6.944

9.635

4.259

4.803

6.456

7.796

9.840

13.336

4.624

5.118

6.509

7.532

8.937

10.986

15.411

4.707

5.105

6.143

6.839

7.712

8.842

10.826

16.878

6.669

7.136

8.296

9.030

9.907

10.973

12.680

90

4.155

2.583

4.155

2.119

2.634

5.130

2.731

3.242

5.179

7.388

3.230

3.721

5.345

6.839

9.489

4.194

4.730

6.358

7.678

9.691

13.133

4.554

5.040

6.410

7.417

8.801

10.820

15.177

4.635

5.027

6.050

6.735

7.595

8.707

10.662

16.622

6.568

7.027

8.170

8.893

9.757

10.806

12.487 65/~ 24.974 --~----~------~----~------~----~----

un.con Manual de Diseno de Estructuras de Acero con Perfiles T ubulares


TABLA Capacidad para conexiones X. Seccion Circular (continuacion) ""' ... ~

Cordon Espesor Diagonal 4>P (K f) principal nominal montante n g

D e Db 8 (grados)

pulg mm pulg I I NPS NPS 30 40 45 50 60 --r 70

85/8 5,50 75/8 33.235 25.852 23.501 21 .693 19.188 17.684

(*) 85/8 49.660 38.629 I

35.115

95/8 5,50 3 12.622 9.818 8.925

I (*) 31/2 13.374 10.403 I 9.457

41/2 15.186 11.812 10.738

32.414 28.671 26.424

8.238 7.287 6.716

8.730 7.722 7.116

9.912 8.768 8.080

5 16.289 12.670 11 .518 10.632 9.404 8.667

51/2 17.565 13.663

I 12.420

6 19.057 14.824 13.475

11.464 10.141 9.346

12.439 11.003 10.140

65/8 21 .326 16.589 15.080 13.920 12.313 11.347

75/8 26.334 20.485 18.621 17.189 15.204 14.012

85/8 34.418 26.772

I

24.337

I 95/8 49.660 38.629 35.115

95/8 7,00 3 20.445 15.903

I

14.457

31/2 21 .664 16.852 15.319

41/2 24.598 19.134 17.394

I 5 26.385 20.524 18.657

51 /2 28.452 22.131 20.118

22.464 19.871 18.313

32.414 28.671 26.424

13.345 11 .804 10.879

14.140 12.508 11 .527

16.055 14.202 13.089

17.222 15.233 14.039

18.570 16.427 15.139

6 30.869 24.012 21.828 20.149 17.822 16.425

65/8 34.544 26.871 24.427 22.547 19.944 18.381

75/8 42.657 I

33.182 30.163

85/8 55.751 43.366 39.422

27.843 24.628 22.698

36.389 32.188 29.664

95/8 80.442 62.573 56.881 52.505 46.443 42.802

103/4 7,00 3 19.747 15.360

I

13.963

I (*) 31/2 20.757 I 16.146 14.677

41/2 23.123 17.986 16.350

12.889 11.401 10.507

13.548 11.984 11 .045

15.092 13.350 12.303

5 24.520 19.073 17.338 16.004 14.157 13.047

51/2 26.097 20.300 18.453 17.034 15.067 13.886

6 27.891 21.695 19.722 18.204 16.103 14.840

65/8 30.517 23.738 21 .579 19.919 17.619 16.238

75/8 35.920 27.941 25.399

85/8 43.648 33.952 I 30.864

23.445 20.739 19.113

28.489 25.200 23.225

95/8 55.613 43.259 39.324 36.299 32 .108 29.591 103/4 80.442 62.573 56.881 I 52.505 46.443 42.802

103/4 9,00 3 32.643 25.391 23.082 21 .306 18.846 17.369 3 1/2 34.313 26.690 24.263 22.396 19.810 18.257

41 /2

I

38.223 29.732 27.028

5 40.533 31 .529 28.661

51 /2 43.140 33.557 30.505

24.948 22.068 20.338

26.456 23.402 21 .567

28.158 24.907 22.954

6 46.105 35.864 32.601 30.093 26.619 24.532

65/8 50.447 39.241 35.671 32.927 29.125 26.842 75/8

I 59.378 46.188 41 .987

85/8 72.153 56.125 51.020

38.756 34.282 31 .595

47.095 41 .658 38.392 95/8 91 .932 71 .510 65.006 60.004 53 .077 48.916

80 T 90

16.874 16.617

25.213 24.830

6.408 6.311

6.790 6.687

7.710 7.593

8.270 8.144

8.918 8.782

9.676 9.529

10.827 10.663

13.370 13.167

17.474 17.209

25.213 24.830

10.380 10.223

10.999 10.832

12.489 12.299

13.396 13.193

14.445 14.226

15.673 15.435

17.539 17.272

21 .658 21 .329

28.305 27.875

40.841 40.221

10.026 9.873

10.539 10.378

11.740 11 .561

12.449 12.260

13.250 13.049

14.161 13.945

15.494 15.259

18.237 17.960

22.161 21 .824

28.235 27.807

40.841 40.221

16.573 16.321

17.421 17.156

19.406 19.112

20.579 20.267

21 .903 21.570

23.408 23.053

25.612 25.223

30.147 29.689

36.633 36.077

46.675 45.966

Manual de Disefio de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares - -- --- -- - ....:........---.:..--=-------------------.:..::....----.!:=:!!!!!!!!:....-..:!

TABLA 'fJfJ Capacidad para conexiones X. Seccion Circular (continuacion)

Cordon Espesor Diagonal p ( f) principal nominal montante <V n Kg

D

pulg NPS

103/4

123/4

123/4

e mm

9,00

9,00

11 ,00

pulg NPS

14 103

3

311

411

5

51 /

2

2

2

6

65/

751

85/

95/

103

123

8

8

8

8

14

14

3

3 11

411

5

51 /

2

2

2

8

6

651

75/

851

951

103

123

8

8

8

14

/4

30

132.975

I 31.214

I 32.489

I 35.380

I 37.027

I 38.834 I 40.828

43.632 I 49.009

I 55.897 I 65.038

I 79.718 I 132.975

46.629

48.533

52.851

55.311

I I 58.012

I 60.990

I 65.178

73.211 I 83.501 I

97.156

I 119.085 I 198.642

e (grados)

40 45 I 50 60

103.436 94.028 86.793 76.773

24.280 22.072 I

20.374 18.022

25.272 22.973 21 .206 18.758

27.521 25.017 I 23.092 20.426

28.802 26.182 24.167 21 .377

30.208 I

27.460 I

25.347 22.421

31.758 28.870 26.649 23.572

33.940 I 30.852 I

28.479

I 25.191

38.122 34.654 31.988 28.295

43.480 I 39.525 I 36.484 32.272

50.591 45.989 42.451 37.550

62.009 I 56.369

I 52.032 46.025

103.436 94.028 86.793

I

76.773

36.271 I 32.972 I

30.435 26.921

37.752

I 34.318

I

31.678 28.021

41 .111 37.371 34.496 30.514

43.025 39.111 36.102 31.934

45.125 41.021 37.865 33.493

47.442 43.126 39.808 35.212

50.700 46.088 42.542 37.631

56.948

I

51.768 47.785 42.268

64.952 59.044 I 54.501 48.209

75.574 68.700 63.414 56.093

92.631 I 84.205 77.727 68.754

154.516 I 140.461 129.654 114.686

NPS: Oesignaci6n comercial del producto en pulgadas Propiedades mecimicas segun Especificaciones ASTM A572 - Grado 50: F, = 3.515 Kgflcm' - Fo = 4.360 Kgflcm' Los valores reportados en la tabla corresponden a la maxima carga en Tracci6n mayorada Po, resist ida por el perfil circular, en Kgf Nota: En caso de compresi6n, multiplicar los valores de la tabla por el factor de interacci6n de esfuerzos a, = 1,0 - 0,3U(1 + U) U = abs(P jAgF, + MjSF,) Nota: Los perfiles senalados con (0) , no cumplen con la limitaci6n geomiltrica Olt < 40

70

70.755

16.609

17.287

18.825

19.701

I 20.663

21 .724

23.216

26.077

29.742

34.606

I 42.417

70.755

24.811

25.824

28.121

29.431

30.868

32.452

34.681

38.955

44.430

51 .696

63.364

105.695

- -.- ._"--

CAPITULO I

80 90

67.513 66.488

15.848 15.607

16.495 16.245

17.963 17.690

18.799 18.513

19.717 19.417

20.729 20.414

22.152 21.816

24.882 24.504

28.380 27.949

33.021 32.519

40.474 39.859

67.513 66.488

23.674 23.314

24.641 24.267

26.833 26.426

28.082 27.656

29.453 29.006

30.965 30.495

33.092 32.589

37.170 36.605

42.394 41 .750

49.327 48.578

60.461 59.542

100.853 99.321

b. Conexi ones K (incluye conexiones N)

La resistencia de diseno ~Pn' sera la menor entre los siguientes estados limites :

o y=-

2t

Conexi6n K

" " " ~ " ~ " " ~ "

~ " ~ " ~ " ~ "

Conexi6n N

FIGURA. . . • fA' Conexlones entre perfiles tubulares clrculares, dos ramas

i) Plastificaci6n del cord6n

Pnsen9 = Fl[ 2,0 + 11,33DJD]Qg Qf

Db : miembro en compresi6n

[

0,024y1 .2 Q

g = yO.2 1+

( 0·5g.1 .33)

e t +1

Donde: 9 > 0

g=q<O Conexiones espaciadas

Conexi ones solapadas

ii) Punzonado (s610 en conexiones espaciadas)

Pnsen9 = 0,6Fy htDb [ (1+sen9)/2Sen 29]

En todos los casos, Qf = 1,0

Qf = 1,0 - 0,3U (1 +U)

U =1 Pj AFy + MjSFyl

(en tracci6n) (en compresi6n)


 = 0,90

 = 0,95

unlc:on

Consideraciones generales para el diseFio

TABLA • Capacldad para c onexi ones K. Seccion Circular

Cordon Espesor Diagonal "'P (K f) principal nominal montante 'I' n g

D

pulg NPS

3

31 /2

41 /2

5

51 /2

6

65/8

75/8

85/8

e mm

2,25

2,25

2,50

3,00

3,40

4,00

4,30

4,50

5,50

pulg NPS

3

3

31 /2

3

31 /2

41 /2

3 31 /2

41 /2

5

3

31 /2

41 /2

5

51 /2

3

31 /2

41 /2

5

51 /2

6

3

31 /2

41 /2

5

51 /2

6

65/8

3

31 /2

41 /2

5

5 1/2

6

65/8

75/8

3

31 /2

41 /2

5

51 /2

6

65/8

30

9.500

9.142

10.406

10.290

11 .645

14.103

13.283

14.993

18.172

19.316

15.759

17.743

21.474

22.903

24.346

19.715

22.143

26.774

28.675

30.587

32.166

21 .684

24.284

29.255

31 .321

33.399

35.140

37.785

23.024

25.673

30.727

32.811

34.910

36.655

39.332

43.928

30.356

33.712

40.190

43.006

45.839

48.336

51.933

40

7.390

7.111

8.094

8.004

9.059

10.970

10.332

11 .663

14.136

15.025

12.258

13.802

16.704

17.816

18.938

15.336

17.225

20.827

22.305

23.792

25.021

16.867

18.890

22.757

24.363

25.980

27.334

29.392

17.910

19.970

23.902

25.522

27.155

28.512

30.595

34.170

23.612

26.223

31 .262

33.452

35.657

37.599

40.397

T 45

6.718

6.464

7.358

7.276

8.235

9.972

9.392

10.602

12.850

13.659

11 .143

12.546

15.185

16.195

17.215

13.941

15.658

18.932

20.276

21 .628

22.745

15.333

17.172

20.687

22.147

23.617

24.848

26.718

16.281

18.154

21.728

23.201

24.685

25.919

27.812

31 .062

21.465

23.838

28.418

30.410

32.413

34.179

36.722

8 (grados)

50

6.201

5.967

6.792

6.716

7.601

9.205

8.670

9.786

11 .861

12.608

10.286

11 .581

14.016

14.949

15.891

12.868

14.453

17.476

18.716

19.964

20.995

14.153

15.850

19.095

20.443

21 .800

22.936

24.663

15.028

16.757

20.056

21 .416

22.786

23.925

25.672

28.672

19.813

22.004

26.232

28.070

29.920

31 .549

33.897

60

5.485

5.278

6.008

5.941

6.724

8.142

7.669

8.656

10.492

11 .152

9.098

10.244

12.398

13.223

14.056

11 .382

12.785

15.458

16.555

17.659

18.571

12.519

14.021

16.891

18.083

19.283

20.288

21.815

13.293

14.822

17.740

18.943

20.155

21 .163

22.708

25.362

17.526

19.463

23.204

24.829

26.465

27.907

29.983

70

5.055

4.864

5.537

5.475

6.196

7.504

7.068

7.978

9.669

10.278

8.385

9.441

11.426

12.187

12.954

10.490

11.782

14.246

15.257

16.275

17.115

11 .538

12.921

15.567

16.665

17.771

18.698

20.105

12.251

13.660

16.350

17.458

18.575

19.504

20.928

23.374

16.152

17.938

21 .385

22.883

24.391

25.719

27.633

CAPITULO I

80

4.823

4.642

5.283

5.224

5.913

7.160

6.744

7.612

9.226

9.807

8.001

9.008

10.903

11.628

12.361

10.010

11 .243

13.594

14.558

15.529

16.331

11 .009

12.329

14.853

15.902

16.957

17.841

19.184

11.690

13.035

15.601

16.658

17.724

18.610

19.969

22.303

15.412

17.116

20.405

21 .835

23.273

24.541

26.367

1 90 4.750

4.571

5.203

5.145

5.823

7.052

6.641

7.497

9.086

9.658

7.879

8.871

10.737

11.452

12.173

9.857

11 .072

13.387

14.337

15.293

16.083

10.842

12.142

14.628

15.660

16.700

17.570

18.893

11 .512

12.837

15.364

16.405

17.455

18.327

19.666

21 .964

15.178

16.856

20.095

21.503

22.920

24.168

25.966



TABLA Capacidad para conexiones K. Seccion Circular (continuacion)

Cordon Espesor Diagonal P (K f) principal nominal montante tV n g

D

pulg NPS

85/8

95/8

95/8

e mm

5,50

5,50

7,00

10314 I 7,00

103/4 9,00

pulg NPS

75/8

85/8

3

31 /2

41 /2

5 51 /2

6

65/8

75/8

85/8

95/8

3

31 /2

41 /2

5

51 /2

6

65/8

75/8

85/8

95/8

3

31 /2

41 /2

5

51 /2

6

65/8

75/8

85/8

95/8

103/4

3

31 /2

41 /2

5

51 /2

6

65/8

75/8

85/8

95/8

30

57.984

62.492

30.525

33.773

40.017

42.686

45.377

47.708

51 .132

56.931

61 .091

63.721

42.389

46.899

55.701

59.709

63.737

67.456

72.549

80.967

87.964

93.587

42.570

46.916

55.371

59.177

63.006

66.506

71 .357

79.412

85.955

91 .042

95.290

60.318

66.475

78.585

84.274

89.984

95.413

102.615

114.382

124.852

134.064

----r 40

45.103

48.610

23.744

26.271

31 .1 28

33.204

35.297

37.110

39.774

44.284

47.520

49.566

32.973

36.481

43.328

46.446

49.579

52.472

56.433

62.981

68.424

72.798

33.114

36.494

43.071

46.031

49.010

51.732

55.506

61 .772

66.861

70.818

74.122

46.919

51.708

61 .128

65.553

69.996

74.218

79.820

88.973

97.117

104.283

45

41.001

44.188

21 .584

23.881

28.297

30.184

32.086

33.735

36.156

40.256

43.198

45.057

29.974

33.163

39.387

42.221

45.069

47.699

51 .300

57.252

62.200

66.176

30.101

33.174

39.153

41 .844

44.552

47.027

50.457

56.153

60.779

64.376

67.380

42.651

47.005

55.568

59.590

63.629

67.467

72.560

80.880

88.284

94.798


e (grados)

50

37.846

40.789

19.924

22.044

26 .1 20

27.862

29.617

31 .139

33.374

37.159

39.874

41 .591

27.668

30.611

36.356

38.972

41 .602

44.029

47 .353

52.847

57.414

61 .085

27.786

30.622

36.141

38.625

41 .124

43.408

46.575

51 .833

56.103

59.423

62.196

39.370

43.389

51 .292

55.006

58.733

62.276

66.977

74.657

81.491

87.504

60

33.477

36.080

17.624

19.499

23.104

24.645

26.198

27.544

29.521

32.869

35.271

36.789

24 .473

27.077

32.159

34.473

36.799

38.946

41 .886

46.746

50.786

54.033

24.578

27.087

31 .969

34.166

36.377

38.397

41 .198

45.849

49.626

52.563

55.016

34 .824

38.379

45.371

48.655

51.953

55.087

59.245

66.038

72.083

77.402

70

30.852

33.251

16.242

17.970

21 .293

22.713

24.144

25.385

27.207

30.292

32.506

33.905

22.555

24.955

29.638

31 .771

33.914

35.893

38.602

43.081

46.804

49.797

22.651

24.963

29.462

31 .487

33.525

35.387

37.968

42.254

45.735

48.442

50.703

32.094

35.371

41 .814

44.841

47.880

50.768

54.600

60.861

66.432

71.334

80

29.439

31 .728

15.498

17.147

20.317

21 .672

23.038

24.222

25.961

28.905

31 .017

32.352

21 .522

23.811

28.280

30.315

32.360

34.248

36.834

41 .108

44.660

47.515

21 .613

23.820

28.113

30.045

31 .989

33.766

36.229

40.319

43.640

46.223

48.380

30.624

33.750

39.898

42.787

45.686

48.442

52.099

58.073

63.389

68.066

1 90

28.992

31 .246

15.263

16.886

20.009

21 .343

22.688

23.854

25.566

28.466

30.546

31 .860

21 .195

23.450

27.851

29.855

31 .869

33.728

36.274

40.483

43.982

46.794

21 .285

23.458

27.686

29.588

31 .503

33.253

35.679

39.706

42.977

45.521

47.645

30.159

33.238

39.292

42.137

44.992

47.706

51 .307

57.191

62.426

67.032

unlc:on


TABLA Iftl Capacidad para conexiones K. Seccion Circular (continuacion)

Cordon Espesor Diagonal Ij>Pn (Kgf) principal nominal montante

D e Db 8 (grados)

pulg mm pulg NPS NPS 30 40 45 50 60 70 80 90

103/4 9,00 103/4 143.090 111 .304 101.180 93.395 82.613 76.137 72.649 71 .545

123/4 9,00 3 60.735 47.243 42.946 39.642 35.065 32.316 30.836 30.367

31 /2 66.518 51.742 47.036 43.417 38.404 35.394 33.772 33.259

41 /2 77.853 60.559 55.051 50.815 44.949 41.425 39.527 38.927

5 83.111 64.649 58.768 54.247 47.984 44.222 42.196 41 .555

51 /2 88.396 68.760 62.505 57.696 51.035 47.034 44.880 44.198

6 93.368 72.627 66.021 60.941 53.906 49.680 47.404 46.684

65/8 100.050 77.825 70.746 65.303 57.764 53.235 50.797 50.025

75/8 111 .020 86.358 78.503 72.463 64.097 59.072 56.366 55.510

85/8 120.556 93.776 85.246 78.688 69.603 64.147 61.208 60.278

95/8 128.715 100.123 91.015 84.013 74.314 68.488 65.350 64.358

103/4 136.436 106.128 96.475 89.052 78.771 72.596 69.270 68.218

123/4 152.072 118.291 107.531 99.258 87.799 80.916 77.209 76.036

123/4 11 ,00 3 80.319 62.477 56.794 52.425 46.372 42.737 40.779 40.160

31 /2 87.968 68.427 62.203 57.417 50.788 46.807 44.662 43.984

41 /2 103.056 80.163 72.872 67.265 59.499 54.835 52.323 51 .528

5 110.232 85.746 77.946 71 .949 63.643 58.653 55.966 55.116

51 /2 117.435 91.348 83.039 76.650 67.801 62.486 59.623 58.718

6 124.360 96.735 87.936 81 .170 71.799 66.170 63.139 62.180

65/8 133.438 103.796 94.355 87.095 77.040 71 .001 67.748 66.719

75/8 148.202 115.281 104.795 96.732 85.565 78.857 75.244 74.101

85/8 161.698 125.779 114.338 105.541 93.356 86.038 82.096 80.849

95/8 173.977 135.330 123.020 113.556 100.446 92.571 88.331 86.989

103/4 186.493 145.065 131.870 121.724 107.672 99.231 94.685 93.246

123/4 210.357 163.629 148.745 137.301 121.450 111.929 106.801 105.179

NPS: Designaci6n comercial del producto en pulgadas Propiedades mecanicas segun Especificaciones ASTM A572 -Grado 50: F, = 3.515 Kgffem' - F, = 4.360 Kgffcm' Los valores reportados en la tabla estan expresados en Kgf y deben multiplicarse p~r el factor de interacci6n de esfuerzos Of = 1 ,0-0,3U (1 + U) donde U = abs(P j A,F, + Mj SF ,) para determinar la capacidad maxima de la diagonal 0 montante en compresi6n y en tracci6n. Se asume: Conexi6n K-espaciada con g=2*t" con diagonales y montantes iguales.


CAPITULO I Consideraciones generales para el diserio ------ ----------------------------------------------

2. Secciones Cuadradas y Rectangulares

TABLA

Limitaciones dimension ales

Excentricidad : -0,55H :5 e:5 0,25H

Angulo: 8 ~30°

B/t:5 35 conexi ones Y, T, cruzadas y K-espaciadas

B/t:5 30 conexiones K-solapadas

Bj~ :5 35 miembros tracci6n

Miembros compresi6n: Bj~ :5 min [ 1 ,25(E/F/ ·5 ; 35]

conexi ones Y, T, cruzadas y K-espaciadas

Bj~ :5 1,1 (E/F/ 5 - conexiones K-solapadas

BjB~0 ,25 conexiones Y, T, cruzadas y K-solapadas

BjB~0 ,35 conexiones K-espaciadas

0,5 :5 H/B:5 2,0 Y 0,5:5 Hj B.:5 2,0

Conexiones solapadas: 25% :5 0 . :5100%

1 H L v~~~

1 B . 1

t

FIGURA Conexiones entre perfiles tubulares, Itt,. cuadrados y rectangulares

Iff) Limitaciones dimensionales. Seccion Cuadrada

Designacion Espesor E t""d d B. B. Comercial Nominal xcen rlCI a general K-espaciada

HxB e em1n em ... HxB HxB mm mm mm mm min min ON

60 X 60 2,25 -33 15 60 X 60 60 X 60

70 X 70 2,25 -39 18 60 x60 60 x60

90 X 90 2,50 -50 23 60 X 60 60 X 60

100 X 100 3,00 -55 25 60 X 60 60 x60

110 X 110 3,40 -61 28 60 X 60 60 X 60

120 X 120 4,00 -66 30 60 X 60 60 X 60

135 X 135 4,30 -74 34 60 X 60 60 X 60

155 X 155 4,50 -85 39 60 x60 60 x60

175 X 175 5,50 -96 44 60 X 60 70 X 70

200 X 200 5,50 -110 50 60 X 60 70 X 70

200 X 200 7,00 -110 50 60 X 60 70 X 70

220 X 220 7,00 -121 55 60 x60 90 X 90

220 X 220 9,00 -121 55 60 X 60 90 X 90

260 X 260 9,00 -143 65 70 X 70 100 X 100

260 X 260 11 ,00 -143 65 70 X 70 100 X 100 DN: Designaci6n comercial del producto en milimetros Nota: Valores negativos de excentricidad est1in medidos par encima del eje del cord6n principal.


-- - - --

Consideraciones generales para el diseFio CAPITULO I

Limitaciones dimensionales. Seccion Rectangular

HxB e em1n em .. HxB HxB em1n emax HxB mm mm mm mm min min mm mm min ON

Base del perfil Altura del perfil

80 x 40 2,25 -22 10 40 40 -44 20 100 x 40 2,25 -22 10 40 40 -55 25 120 x 60 2,50 -33 15 40 40 -66 30 140 x 60 3,00 -33 15 40 40 -77 35 160 x 65 3,40 -36 16 40 40 -88 40

180 x 65 4,00 -36 16 40 40 ·99 45 200 x 70 4,30 -39 18 40 40 -110 50 220 x 90 4,50 -50 23 40 40 ·121 55 260 x 90 5,50 -50 23 40 40 -143 65 300 x 100 5,50 -55 25 40 40 ·165 75 300 x 100 7,00 -55 25 40 40 -165 75 320 x 120 7,00 -66 30 40 40 -176 80 320 x 120 9,00 -66 30 40 60 -176 80 350 x 170 9,00 -94 43 60 60 -193 88 350 x 170 11 ,00 -94 43 60 60 -193 88

ON: Oesignaci6n comercial del producto en milimetros Nota: Valores negativos de excentricidad estan medidos per encima del eje del cord6n principal

a. Conexiones Y (incluye conexiones T) y Conexiones Cruzadas (incluye conexiones X)

La resistencia de diseno <j>P n' sera la menor entre los siguientes estados IImites :

N 11 =

B

B y = -

2t

40 40 40 40 40

60 60 60 70 80 80 80 80 90 90

FIGURA Conexiones entre perfiles tubulares cuadrados y rectangulares, una rama

i) Plastificaci6n del cord6n (s610 si ~ < 0,85)

~ = 1,00

ii) Punzonado; (s610 si ~ $ (1-1 Iy) 6 ~~ 0,85 y Bit ~ 10)

~ = 0,95

HxB min

40 40 60 60 60 70 70 80 90 90 90 90 90 90 90


iii) Resistencia de la pared lateral; (excepto ~ = 1,0)

- Para fuerzas de tracci6n:

~ = 1,00 Donde: k = radio de esquina externo del perfil tubular,

es permitido tomar k=1 ,5t si no es conocido

- Para fuerzas de compresi6n; el menor valor entre la anterior expresi6n para fuerzas de tracci6n y el

siguiente valor: Conexiones Y y T

~ = 0,75

Conexi ones cruzadas

Pnsen8 = [48tl/(H-3t)] (EFl 5

Of ~ = 0,90

iv) Cedencia local debido a distribuci6n de carga no uniforme (s610 ~~ 0,85)

Pn= Fy4.[2Hb +2be-44.] ~ = 0,95

b. Conexi ones K (inciuye conexiones N) espaciadas

La resistencia de diseno ~Pn ' sera la menor entre los siguientes estados Ifmites :

B y =-

2t

Conexi6n K

Limitaciones dimensionales adicionales:

BJ B ~ (0,1 + y/50)

~. ~0 , 35

i;; ~0 , 5 (1-~e)

9 > 4., + 4.2

Bb minima > 0,63 Bb maximo

Conexi6n N

FIGURA . . Conexlones entre perfiles tubulares cuadradas y rectangulares, dos ramas


i) Plastificaci6n del cord6n

Pnsen8 = Fl [ 9,8P. r ]Of ~ = 0,90

ii) Punzonado; (s610 si Bb < (B-2t) 6 secci6n rectangular)

Pnsen8 = 0,6FytB [ 2TJ + P + P. ] ~ = 0,95

iii) Cedencia por corte en el espaciado del cord6n ;

Para secci6n rectangular, comprobando la capacidad al corte de secci6n .

iv) Cedencia local debido a distribuci6n carga no uniforme (s610 si Bit < 156 secci6n rectangular)

Pn= Fyt" [2Hb + Bb + b. - 4t,,] ~ = 0,95

c . Conexiones K (incluye conexi ones N) solapadas

La resistencia de diseno <!>Pn, depende del porcentaje de solapamiento segun:

Para: 50% ~ Ov < 80%

Para: 80%~Ov~ 100%

<l> = 0,95

~ = 0,95

bei = [lO/(B/t)] (tit,,) Bb ~ Bb

bev = [lO/(BJt,,)] Bb~ Bb

En todos los casos:

/ Of = 1,0 (en traccion)

,

--+ I

r

~ p n-e

FIGURA Conexiones solapadas 'tS' entre perfiles tubulares

unlc:on

Of = 1,3 - O,4U/P ~ 1 (com presion conexiones Y, T Y cruzadas)

Of = 1,3 - O,4U/P. ~ 1 (com presion conexi ones K-espaciadas)

,

+--I

U = I Pj AFy + Mj SFy I 1

Debido a la diferencia en la flexibilidad relativa de la pared del miembro , la longitud de soldadura efectiva La,

sera:

Para conexiones Y, T y cruzadas

Para: 50°< 8< 60° usar interpolaci6n lineal.

Para conexiones K-espaciadas.

L. = 2 (Hb - 1,2to) sene

con e~ 60°

L = 2 (Hb - 1,2to) + 2(8b _ 1,2to) con e $ 50° • sene

L = 2 (Hb - 1,2to) +(8 _ 1 2to) con e~ 60° • sene b'

Para: 50°< 8< 60° usar interpolaci6n lineal .

TABLA Capacidad para conexiones Y y T, conexi ones X Ilfl' Seccion Cuadrada

Cordon Espesor Diagonal q,P (K f) principal nominal montante n g

HxB e Bb mm mm mm ON

60 x 60 2,25 60 x 60

70 x 70 2,25 60 x 60

70 x 70

90 x 90 2,50 60 x 60

70 x 70

90 x 90

100 x 100 3,00 60 x 60

70 x 70

90 x 90

100 x 100

110 x 110 3,40 60 x 60

70 x 70

90 x 90

100 x 100

110 x 110

120 x 120 4,00 60 x 60

70 x 70

90 x 90

100 x 100

110 x 110

120 x 120

135 x 135 4,30 60 x 60

70 x 70

90 x 90

100 x 100

110 x 110

120 x 120

I

30

8.092

8.051

9.490

5.673

8.545

13.614

6.744

9.104

13.721

18.113

7.544

9.582

19.245

18.200

22.561

9.395

11 .476

19.457

28.989

22.741

28.889

9.631

11 .324

16.783

21 .680

30.237

28.914

I

I

I

40

8.092

8.051

9.490

3.887

5.727

13.614

4.679

6.199

13.721

18.113

5.285

6.604

12.784

18.200

22.561

6.635

7.986

13.118

19.187

22.741

28.889

6.870

7.971

11.501

14.644

20.1 01

28.914

I

I

I

I

I

e (grados)

45

8.092

8.051

9.490

3.382

4.940

13.614

4.089

5.380

13.721

18.113

4.636

5.757

10.988

18.200

61

37

87

40

68

41

89

65

04

22.5

5.8

6.9

11 .3

16.4

22.7

28.8

6.0

7.0

10.0

12.6

I

I

I

I

50

8.092

8.051

9.490

3.014

4.371

13.614

3.658

4.784

13.721

18.113

4.159

5.139

9.694

18.200

22.561

5.250

6.256

10.053

14.510

22.741

28.889

5.471

6.293

17.2 83 15.250

28.9 14 28.914

60 70

8.092 7.565

8.051 7.298

9.490 8.514

I 2.533 2.262

3.635 3.222

13.614 11 .801

3.093 2.771

I 4.010 I 3.572

13.721 13.721

I 18.113 15.980

3.532 3.174

4.332 3.874

8.024 7.090

18.200 18.200

22.561 20.047

4.474 4.030

5.297 4.750

8.385 7.446

11 .989 10.580

22.741 22.741

28.889 26.158

4.683 4.229

5.356 4.819

9.382 8.337

12.629 11 .162

28.914 27.838

74'UI91 05 8.915

69

111.238

--~-


80

6.969

6.714

7.833

2.120

3.009

10.845

2.604

3.346

13.225

14.695

2.987

3.635

6.609

16.763

18.439

3.797

4.465

6.961

9.855

22.068

24.075

3.991

4.539

6.273

7.796

10.406

25.611

90

6.785

6.535

7.624

2.076

2.942

10.551

2.551

3.275

12.869

14.299

2.929

3.561

6.460

16.313

17.944

3.724

4.376

6.810

9.630

21.480

23.433

3.916

4.451

6.143

7.628

10.172

24.925

unlc::on


TABLA Capacidad para conexiones Y y T, conexiones X Seccion Cuadrada (continuacion)


HxB mm ON

135 x 135

155 x 155

175 x 175

200 x 200

200 x 200

220 x 220

e mm

4,30

4,50

5,50

5,50

7,00

7,00

mm

135 x 135

60 x 60

70 x 70

90 x 90

100 x 100

110 x 110

120 x 120

135 x 135

155 x 155

60 x 60

70 x 70

90 x 90

100 x 100

110 x 110

120 x 120

135 x 135

155 x 155

175 x 175

60 x 60

70 x 70

90 x 90

100 x 100

110 x 110

120 x 120

135 x 135

155 x 155

175 x 175

200 x 200

60 x 60

70 x 70

90 x 90

100 x 100

110 x 110

120 x 120

135 x 135

155 x 155

175 x 175

200 x 200

60 x 60

70 x 70

90 x 90

100 x 100

110 x 110

30

34.987

9.401

10.707

14.425

17.222

21 .179

27.250

34.938

42.152

12.914

14.403

18.346

21 .048

24.522

29.175

40.219

42.530

58.034

11.946

13.087

15.940

17.762

19.959

22.668

28.185

40.851

57.815

66.574

19.351

21.199

25.820

28.771

32.331

36.719

45.656

66.172

58.763

67.657

18.443

19.994

23.753

26.067

28.771

T 40

34.987

6.776

7.627

10.042

11 .849

14.394

18.279

34.938

42.152

9.382

10.356

12.925

14.677

16.924

19.921

26.994

42.530

58.034

8.748

9.495

11.359

12.545

13.972

15.726

19.284

27.398

57.815

66.574

14.170

15.381

18.399

20.321

22.632

25.473

31 .237

44.380

58.763

67.657

13.574

14.592

17.051

18.561

20.321

45

34.987

6.004

6.731

8.787

10.324

12.483

15.771

34.938

42.152

8.337

9.168

11.359

12.851

14.761

17.306

23.296

42.530

58.034

7.794

8.433

10.024

11 .036

12.251

13.743

16.765

23.638

57.815

66.574

12.626

13.661

16.238

17.876

19.845

22.262

27.157

38.289

58.763

67.657

12.116

12.986

15.088

16.375

17.876

8 (grados)

50

34.987

5.431

6.069

7.869

9.211

11.095

13.958

34.938

42.152

7.559

8.289

10.209

11.514

13.183

15.404

20.622

42.530

58.034

7.083

7.644

9.039

9.925

10.989

12.294

14.933

20.919

57.815

66.574

11.473

12.382

14.642

16.077

17.801

19.914

24.189

33.886

58.763

67.657

11 .025

11 .789

13.634

14.763

16.077

60

34.987

4.669

5.192

6.664

7.758

9.290

11.612

34.938

42.152

6.519

7.119

8.691

9.758

11.120

12.927

17.161

42.530

58.034

6.128

6.589

7.734

8.459

9.329

10.395

12.544

17.402

57.815

66.574

9.926

10.673

12.528

13.703

15.112

16.838

20.320

28.188

58.763

67.657

9.558

10.186

11 .701

12.627

13.703 s

r 70

31 .318

4.228

4.687

5.977

6.934

8.272

10.295

32.143

36.905

5.916

6.442

7.822

8.757

9.948

11 .527

15.218

42.530

51.777

5.572

5.977

6.983

7.619

8.381

9.314

11 .193

15.427

50.382

57.580

9.025

9.682

11.311

12.342

13.576

15.087

18.130

24.990

58.763

67.657

8.701

9.254

10.585

11.397

12.342

CAPITULO I

I so 28.813

3.996

4.422

5.619

6.506

7.744

9.615

29.550

33.928

5.597

6.087

7.368

8.234

9.338

10.801

14.213

42.186

47.629

5.277

5.654

6.588

7.179

7.886

8.751

10.491

14.407

46.299

52.913

8.548

9.159

10.672

11 .629

12.774

14.175

16.994

23.337

58.763

67.657

8.247

8.761

9.998

10.752

11 .629

90

28.041

3.923

4.339

5.507

6.373

7.580

9.404

28.752

33.011

5.497

5.975

7.226

8.071

9.148

10.575

13.902

41 .055

46.352

5.185

5.553

6.465

7.042

7.732

8.575

10.273

14.090

45.042

51 .476

8.399

8.995

10.472

11.406

12.524

13.890

16.640

22.824

58.763

67.657

8.104

8.607

9.814

10.551

11.406



TABLA Capacidad para conexi ones Y y T, conexiones X Seccion Cuadrada (continuacion)

Cordon Espesor Diagonal cjlP (K f) principal nominal montante n g

HxB mm ON

220 x 220

220 x 220

260 x 260

260 x 260

I

e mm

7,00

9,00

9,00

11 ,00

B. mm

120 x 120

135 x 135

155 x 155

175 x 175

200 x 200

220 x 220

60 x 60

30

31 .977

38.100

50.343

72.695

67.399

92.819

30.488

70 x 70 33.051

90 x 90 39.266

100 x 100 43.091

110 x 110 47.560

120 x 120 52.860

135 x 135 62.982

155 x 155 83.220

175 x 175 120.169

200 x 200 69.080

220 x 220 94.668

60 x 60

70 x 70

90 x 90

100 x 100

110 x 110

120 x 120

135 x 135

155 x 155

175x175

200 x 200

220 x 220

28.371

30.303

34.792

37.425

40.383

43.732

49.688

60.081

75.013

106.675

158.575

260 x 260 140.659

60 x 60 42.382

70 x 70

90 x 90

100 x 100

110 x 110

120 x 120

135 x 135

155 x 155

175 x 175

200 x 200

220 x 220

260 x 260

45.267

51,974

55.907

60.325

65.328

74.225

89.750

112.057

159.355

236.884

142.969 _..L' __

ON: Oesignaci6n comercial del producto en milimetros

T 40 I 45

22.403 19.649

26.366 23.021

34.249

48.539

67.399

92.819

22.439

24.121

28.187

30.682

33.591

37.033

43.585

56.616

80.237

69.080

94.668

21 .048

22.317

25.261

26.984

28.916

31.100

34.974

41.710

51 .342

71 .632

104.628

140.659

31.442

33.338

37.736

40.310

43.196

46.458

52.245

62.307

76.695

107.006

156.296

142.969

29.712

41 .805

67.399

92.819

20.028

21 .467

24.941

27.070

29.550

32.482

38.055

49.116

69.106

69.080

94.668

18.838

19.924

22.442

23.914

25.563

27.426

30.728

36.461

44.642

61 .831

89.690

140.659

28.140

29.763

33.524

35.723

38.187

40.970

45.903

54.466

66.688

92.365

133.981

142.969

8 (grados)

50

17.630

20.577

26.417

36.943

67.399

92.819

18.225

19.489

22.537

24.404

26.577

29.143

34.016

43.669

61.069

69.080

94.668

17.178

18.134

20.345

21 .637

23.083

24.717

27.608

32.623

39.767

54.742

78.942

140.659

25.662

27.088

30.392

32.321

34.482

36.922

41 .242

48.733

59.406

81 .775

117.925

142.969

60

14.972

17.378

22.131

30.662

67.399

92.819

15.799

16.839

19.342

20.872

22.652

24.750

28.728

36.584

50.685

69.080

94.668

14.938

15.724

17.542

18.603

19.790

21.128

23.496

27.591

33.412

45.565

65.114

140.659

22.315

23.489

26.205

27.790

29.563

31 .562

35.098

41 .217

49.911

68.067

97.269

142.969

Propiedades mecfmicas segun Especificaciones ASTM A572 - Grado 50: F, = 3.515 Kgf/cm' - F, = 4.360 Kgf/cm Los valores reportados en la tabla corresponden a la maxima carga en Tracci6n mayorada P" resistida por el perfil circular, en Kgf Nota. En caso de compresi6n , multiplicar los valores de la tabla por el factor de interacci6n de esfuerzos Q, = 1,3 - O,4U/Il 1,0 U = abs (PJ F, + Mj SF,) 13 = B,IB


70

13.454

15.560

19.712

27.142

67.399

83.064

14.383

15.297

17.497

18.841

20.401

22.240

25.722

32.584

44.867

69.080

94.668

13.625

14.317

15.916

16.848

17.891

19.065

21.141

24.728

29.816

40.412

57.400

128.629

20.353

21 .387

23.776

25.168

26.725

28.480

31 .581

36.939

44.540

60.368

85.746

142.969

r 80

12.661

14.613

18.457

25.325

67.399

76.418

13.633

14.483

16.527

17.774

19.223

20.929

24.156

30.510

41 .863

69.080

94.668

12.927

13.571

15.058

15.924

16.892

17.983

19.909

23.235

27.948

37.748

53.430

118.419

19.311

20.273

22.494

23.788

25.234

26.864

29.741

34.709

41 .749

56.389

79.815

142.969

90

12.413

14.318

18.067

24.761

67.399

74.372

13.397

14.227

16.223

17.441

18.855

20.520

23.669

29.866

40.932

69.080

94.668

12.708

13.337

14.789

15.634

16.580

17.645

19.525

22.770

27.367

36.921

52.200

115.275

18.984

19.923

22.092

23.355

24.767

26.358

29.167

34.015

40.881

55.154

77.978

142.969

unlC::on


... jiiiiii. Capacidad para conexiones K

.......... Seccion Cuadrada

--_._----- - ---- -"'="-'==-=--=---=--=:::.:....::--

CAPITULO I


Hx B mm ON

60 x60

70 x 70

90 x 90

100 x 100

110 x 110

120 x 120 I

135 x 135

155 x 155 1

175 x 175

I 1

e mm

2,25

2,25

2,50

3,00

3,40

4,00

4,30

4,50

5,50

unlc:on

mm

60 x 60

60 x60

70 x 70

60 x 60

70 x 70

90 x 90

60 x 60

70 x 70

90 x90

100 x 100

60 x 60

70 x 70

90 x 90

100 x 100

110 x 110

60 x60

70 x 70

90 x 90

100 x 100

110 x 110

120 x 120

60 x 60

70 x 70

90 x 90

100 x 100

110 x 110

30

3.585

2.845

3.319

2.540

2.963

3.809

3.420

3.990

5.131

5.701

4.054

4.730

6.081

6.757

7.432

5.341

6.231

8.012

8.902

9.792

10.683

5.363

6.257

8.045

8.939

9.833

120 x 120 10.727

135 x 135 12.068

60 x 60 I 4.884

70 x 70 5.698

90 x 90 7.326

100 x 100 8.140

110 x 110

120 x 120

135 x 135

155 x 155

60 x 60

70 x 70

90 x 90

100 x 100

110 x 110

120 x 120

135 x 135

8.955

9.769

10.990

12.618

6.724

7.844

10.086

11 .206

12.327

13.448

15.129

2.213

2.582

1.975

2.305

2.963

2.661

3.104

3.991

4.434

3.153

3.679

4.730

5.256

5.781

4.155

4.847

6.232

6.925

7.617

8.310

4.172

4.867

6.258

6.953

7.649

8.344

9.387

3.799

4.433

5.699

6.332

6.965

7.599

8.548

9.815

5.230

6.102

7.845

8.717

9.589

10.460

11.768

e (grados)

70 80 90

1.908 1.820 1.793

2.012 1.857 1.643 1.514 1.444 1.422

2.347 2.166 1.916 1.766 1.685 1.660

1.796 1.658 1.466 1.351 1.289 1.270

2.095 1.934 1.711 1.576 1.504 1.481

2.694 2.486 2.199 2.027 1.934 1.905

2.419 2.232 1.975 1.820 1.737 1.710

2.822 2.605 2.304 2.123 2.026 1.995

3.628 3.349 2.962 2.730 2.605 2.565

4.031 3.721 3.291 3.033 2.894 2.850

2.867 2.646 2.341 2.157 2.058 2.027

3.344 3.087 2.731 2.517 2.401 2.365

4.300 3.969 3.511 3.236 3.087 3.040

4.778 4.410 3.901 3.595 3.430 3.378

5.255 4.851 4.291 3.955 3.773 3.716

3.777 3.486 3.084 2.842 2.712 2.671

4.406 4.067 3.598 3.316 3.164 3.116

5.665 5.229 4.626 4.263 4.068 4.006

6.295 5.810 5.140 4.737 4.520 4.451

6.924 6.392 5.654 5.210 4.972 4.896

7.554 6.973 6.168 5.684 5.424 5.341

3.792 3.501 3.097 2.854 2.723 2.682

4.425 4.084 3.613 3.329 3.177 3.129

5.689 5.251 4.645 4.281 4.085 4.023

6.321 5.834 5.161 4.756 4.538 4.469

6.953 6.418 5.677 5.232 4.992 4.916

7.585 7.001 6.193 5.708 5.446 5.363

8.533 7.877 6.967 6.421 6.127 6.034

3.454 3.188 2.820 2.599 2.480 2.442

4.029 3.719 3.290 3.032 2.893 2.849

5.181 4.782 4.230 3.898 3.720 3.663

5.756 5.313 4.700 4.331 4.133 4.070

6.332 5.845 5.170 4.765 4.546 4.4 77

6.907 6.376 5.640 5.198 4.960 4.884

7.771 7.173 6.345 5.847 5.580 5.495

8.922 8.236 7.285 6.714 6.406 6.309

4.754 4.389 3.882 3.578 3.414 3.362

5.547 5.120 4.529 4.174 3.983 3.922

7.132 6.583 5.823 5.367 5.121 5.043

7.924 7.314 6.470 5.963 5.690 5.603

8.717 8.046 7.117 6.559 6.259 6.164

9.509 8.777 7.764 7.155 6.828 6.724

10.698 9.875 8.735 8.050 7.681 7.564 ~----~~~~-~~~~-~~----


CAPITULO I

TAB1..i Capacidad para conexiones K ·""1·' Seccion Cuadrada (continuacion)


Cordon Espesor Diagonal $P (K f) principal nominal montante n g

HxB e B. mm mm mm ON

30 40 45

175x175 5,50 155 x 155 17.370 13.511 12.282

175x175 19.611 15.255 13.867

200 x 200 5,50 60 x60 5.503 4.281 3.891

70x 70 6.421 4.994 4.540

90 x 90 8.255 6.421 5.837

100 x 100 9.172 7.135 6.486

110 x 110 10.090 7.848 7.134

120 x 120 11.007 8.562 7.783

135 x 135 12.383 9.632 8.756

155 x 155 14.217 11 .059 10.053 I 175 x 175 16.052 12.486 11.350

200 x 200 18.345 14.270 12.972

200 x 200 7,00 60 x 60 10.057 7.823 7.111

70 x 70 11.733 9.127 8.297

90 x 90 15.085 11.734 10.667

100 x 100 16.762 13.038 11 .852 110 x 110 18.438 14.342 13.037

120 x 120 20.114 15.646 14.223

135 x 135 22.628 17.602 16.001

155 x 155 25.981 20.209 18.371

175 x 175 29.333 22.817 20.741

200 x 200 33.523 26.076 23.705 220 x 220 7,00 60 x60 8.717 6.781 6.164

70 x 70 10.170 7.911 7.191

90 x 90 13.076 10.171 9.246

100 x 100 14.529 11.301 10.273

110 x 110 15.982 12.431 11.301

120 x 120 17.434 13.562 12.328

135 x 135 19.614 15.257 13.869

155 x 155 22.520 17.517 15.924

175 x 175 25.425 19.777 17.978

200 x 200 29.057 22.603 20.547

220 x 220 31 .963 24.863 22.601

220 x 220 9,00 60 x 60 16.340 12.710 11 .554

70 x 70 19.063 14.828 13.479

90 x 90 24.509 19.065 17.331

100 x 100 27.233 21.183 19.256

I 110 x 110 29.956 23.301 21 .182

120 x 120 32.679 25.420 23.108

135 x 135 36.764 28.597 25.996

155 x 155 42.210 32.834 29.847 175 x 175 47.657 37.071 33.699

200 x 200 54.465 42.366 38.513


e (grados)

I 50 60

11.337 10.029 ~;42 1 80 90

8.819 8.685

12.800 11.323 I 3.592 3.177

4.191 3.707

5.388

I

4.766

5.987 5.296

6.585 5.825

7.184 I

6.355

8.082 7.149

9.280 I

8.208

10.477 9.267

11.974 10.591

6.564 5.806

7.658 6.774

9.846 8.710

10.940 9.677

12.034 10.645

13.128 I

11 .613

14.770

I

13.064

16.958 15.000

19.146 16.935

21.881 19.355

5.690 5.033

6.638 5.872

8.535 7.549

9.483 8.388

10.431 9.227

11.380 10.066

12.802 11 .324

14.699 13.002

16.595 14.679

18.966 16.776

20.862 18.454

10.665 9.434

12.442 11 .006

15.997 I 14.150

17.775 15.723

19.552 17.295

21 .330 18.867

23.996 21.226

27.551 24.370

31.106

J 27.515

35.550 31.445

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

2

2

2

0.435

2.928

3.416

4.392

4.880

5.369

5.857

6.589

7.565

8.541

9.761

5.351

6.243

8.027

8.919

9.811

0.702

2.040

3.824

5.608

7.837

4.638

5.411

6.958

7.731

8.504

9.277

0.436

1.982

3.528

5.461

7.007

8.694

0.143

3.041

4.490

5.939

7.388

9.562

2.460

5.358

8.980

9.957

2.794

3.260

4.191

4.657

5.123

5.588

6.287

7.218

8.150

9.314

5.106

5.957

7.659

8.510

9.361

10.212

11 .489

13.191

14.893

17.020

4.426

5.163

6.639

7.376

8.114

8.852

9.958

11.433

12.909

14.753

16.228

8.296

9.678

12.444

13.826

15.209

16.592

18.666

21.431

24.196

27.653 --'------'-

9.806

2.752

3.210

4.128

4.586

5.045

5.503

6.191

7.109

8.026

9.172

5.028

5.867

7.543

8.381

9.219

10.057

11 .314

12.990

14.666

16.762

4.359

5.085

6.538

7.264

7.991

8.717

9.807

11.260

12.713

14.529

15.982

8.170

9.531

12.255

13.616

14.978

16.340

18.382

21.105

23.828

27.233

un Icon

TABLA Capacidad para conexiones K Seccion Cuadrada (continuacion)

Cordon Espesor Diagonal <jlP (K f) principal nominal montante n g

HxB e Bb

f

e (grados)

mm mm mm 1 ON 30 40 45 50 60

220 x 220 9,00 220 x 220 59.912 46.603 42.364 39.105 34.590

260 x 260 9,00 60 x 60 12.718 9.893 8.993 8.301 7.343

70 x 70 14.837 11.542 10.492 9.684 8.566

90 x 90 19.077 14.839 13.489 12.451 11 .014

100 x 100 21 .196 16.488 14.988 13.835 12.238

110 x 110 23.316 18.137 16.487 15.218 13.462

120 x 120 25.436 19.785 17.986 16.602 14.685

135 x 135 28.615 22.259 20.234 18.677 16.521

155 x 155 32.854 25.556 23.232 21.444 18.969

175 x 175 37.094 28.854 26.229 24.211 21.416

200 x 200 42 .393 32.976 29.976 27.670 24.476

220 x 220 46.632 36.273 32.974 30.437 26.923

260 x 260 55.111 42 .869 38.969 35.971 31 .818

260 x 260 11 ,00 60 x 60 21.003 16.338 14.852 13.709 12.126

70 x 70 24.504 19.061 17.327 15.994 14.147

90 x 90 31.505 24.507 22.277 20.563 18.189

100 x 100 35.006 27.230 24.753 22.848 20.211

110 x 110 38.506 29.953 27.228 25.133 22.232

120 x 120 42.007 32.675 29.703 27.418 24.253

135 x 135 47.258 36.760 33.416 30.845 27.284

155 x 155 54.259 42.206 38.367 35.415 31.326

175 x 175 61.260 47.652 43.317 39.985 35.368

200 x 200 70.011 54.459 49.505 45.697 40.421 J

1 220 x 220 77.012 59.905 54.456 50.266 44.463

260 x 260 91 .015 70.797 64.357 59 .406 52 .547

DN: Designaci6n comercial del producto en milfmetros Propiedades mecimicas segun EspecificacionesASTM A572 - Grado 50: F, = 3.515 Kgf/cm' - F, = 4.360 Kgf/cm' Los valores reportados en la tabla corresponden a la maxima carga en Tracci6n mayorada P" resistida por el perfil circular, en Kgf Nota: En caso de compresi6n, multipllcar los val ores de la tabla por el factor de inleracci6n de esfuerzos 0 , = 1,3 - O,4U/~. $ 1,0 U = abs (P,IA,F, + M,ISF,) ~. = 5~/y$~ P = Sb/S

CAPITULO I

70 80 90

31 .878 30.418 29.956

6.767 6.457 6.359

7.895 7.533 7.419

10.151 9.686 9.538

11.278 10.762 10.598

12.406 11.838 11 .658

13.534 12.914 12.718

15.226 14.528 14.308

17.481 16.681 16.427

19.737 18.833 18.547

22.557 21.523 21 .196

24.812 23.676 23.316

29.324 27.980 27.555

11.176 10.664 10.502

13.038 12.441 12.252

16.763 15.996 15.753

18.626 17.773 17.503

20.489 19.550 19.253

22.351 21.327 21.003

25.145 23.993 23.629

28.870 27.548 27.129

32.596 31 .102 30.630

37.252 35.546 35.006

40.977 39.100 38.506

48.428 46.209 45.507

unlcon Manual de Diseiio de Estructuras de Acero con Perfiles T ubulares

1.3.1.9. Conexiones directas entre perfiles tubulares sometidos a momentos

Se refiere a las conexiones directamente soldadas de uno 0 mas miembros secundarios que como ramas

convergen a un miembro 0 cord6n principal , que pasa continuo a trav8s de la conexi6n , transmitiendo

principalmente momentos flectores . Estas conexiones pueden desarrollarse en un plano 0 configurando

multiplanos y encuentran su principal aplicaci6n en conexi ones a momenta de estructuras aporticadas 0 en vigas

Vierendeel verfigura 1.44.

l~ q

r - ~ ~ FIGURA

Esquema tipico Viga Vierendeel

FIGURA Conexiones entre perfiles tubulares circulares a momento

1. Secciones Circulares

Limitaciones dimensionales:

Angulo: 8 ~ 30°

O/t ~ 50 conexi ones Y y T, O/t < 40 conexiones cruzadas

OJtb ~ 50 miembros traccion, OJ tb ~ 0,05 E/Fy compresion

0,2:S DJD :S 1 ,0

Manual de Diseno de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares unlc::on

Consideraciones generales para el diserio CAPITULO I

a. Conexiones Y (incluye conexiones T) y Conexiones Cruzadas (incluye conexiones X) con momentos

flectores en el plano .

- +

+ X !-----"-rr~" 4 4 + -+-

ir-----~--i ~---------4i ~i~-.~~~------~i

x: Conexi6n X Conexi6n Y Conexi6n T

FIGURA . . Itttl Conexlones entre perfiles tubulares, una rama a momento

La resistencia de diseno <pM n, sera la menor entre los siguientes estados Ifmites:

i) Plastificacion del cordon

$ = 0,90

ii) Punzonado ; (solo si P :5 (1-1 /y)

$ = 0,95

b. Conexiones Y (incluye conexiones T) y Conexiones Cruzadas (incluye conexiones X) con momentos

flectores fuera del plano

La resistencia de diseno <pMn, sera la menor entre los siguientes estados Ifmites:

i) Plastificacion del cordon :

$ = 0,90

Ii) Punzonado; (solosi p:5(1-1 /y)

$ = 0,95

a. Conexiones Y (incluye conexiones T) y Conexiones Cruzadas (incluye conexiones X) con momentos

flectores y fuerza axial

En todos los casos, Of = 1 ,0 (en tracci6n)

Of = 1,0 - Q,3U(1 +U) (en compresi6n)

U = I PJAFy + MJSFy I

CAPITULO I

2. Secciones Cuadradas y Rectangulares .

Limitaciones dimensionales:

Angulo: e = 900

Bit ~ 35 conexiones T y cruzadas

BJtp ~ 35 miembros traccion

Miembros compresi6n:

BJ~ ~ min [1 ,25(E/Fy)o.5 ; 35)

BJB ~ 0,25 conexiones

0,5 ~ H/B ~ 2,0 y 0 , 5~ HJBb ~2 ,0


! H L

IA --y

:

tb - -1 1 1 1

t - c--

1-1 - B - ----j

FIGURA C 0 rf°l b I . onexlones entre pe I es tu u ares cuadrados y rectangulares a momenta

a. Conexiones T y Conexi ones Cruzadas con momentos flectores en el plano

La resistencia de diserio ~Mn' sera la menor entre los siguientes estados Ifmites :

i) Plastificacion del cordon (solo si P < 0,85) + <l> = 1,00 II ,

ii) Punzonado; (solo si P ~ 0,85) --- + +---, ,

<l> = 1,00 ,

Conexi6n T

a = 1,00 para conexiones T a = 0,80 para conexi ones cruzadas

iii) Cedencia local debido a distribucion de carga no uniforme (solo P ~ 0,85)

<l> = 0,95

b. = [1 O/(B/t) ] (t!~) Bb ~ Bb

b. Conexiones Ty Conexiones Cruzadas con momentos flectores fuera del plano .

La resistencia de diserio ~Mn' sera la menor entre los siguientes estados Ifmites:

Consid erac iones generales para el diseno

i) Plastificacion del cordon (solo si P ~ 0,85)

~ = 1,00

ii) Punzonado ; (solo si P~ 0,85)

~ = 1,00

a = 1,00 para conexiones T a = 0,80 para conexi ones cruzadas

iii) Cedencia local debido a distribucion de carga no uniforme (solo P ~ 0,85)

~ = 0,95

b. = [ 1 O/(B/t)] (U~) Bb~ Bb

iv) Fal la por distorsion del cordon

Mn =2Fy t[ Hbt+[BHt(B+H)] O,5] ~= 1,00

c. Conexiones T y Conexiones Cruzadas con momentos flectores y fuerza axial

/.3.1.10. Conexiones multiplano

_ u_ + _ u_x +...:..:..:!!L <10 ( P ) (M ) (M ) ~~ ~M_ ~M~ - ,

En todos los casos,

Of = 1,0 (en tracci6n)

Of = (1 ,3 - 0,4U/p)~1(en compresi6n)

U = I PJAFy + MJ8F)

CAPITULO I

Las conexiones multiplano se presentan frecuentemente en estructuras tridimensionales, por ejemplo , torres ,

vigas triangulares 0 cuadrangulares, etc. Dependiendo de los tipos de conexiones que se configuren en cada

plano se designan como conexiones KK , TT, XX, etc.

Conexi6n KK Conexi6n XX

FIGURA c ' • " • rf"' b • I,p' onexlones mu tip ana con pe I es tu u ares


Siguiendo las recomendaciones del CIDECT, el diseno de las conexiones multiplano se fundamenta en las

expresiones desarrolladas para conexiones planas , con los coeficientes de correcci6n que se indican a

continuaci6n .

TABLA If&' Coeficiente de correccion de las conexiones multi plano

Coeficiente de Correcci6n Tipo de Conexi6n (respecto al nodo plano)

TT "' 8 / V

~ ~- .. ---l----+

t xx -+ -

t

KK "' 8 / V


60·S 0 S90·

1,00

N2 1,00 + O,33N ,

0,90

unlcon


Armadura tridimensional con perfiles tubulares circulares

unlcon

CAPITULO I

Edificaci6n para transporte publico,

construida con perfiles tubulares Unicon

Caracas, Venezuela



1.3.2. Conexiones empernadas

Inicialmente podemos resaltar que las conexiones empernadas se efectuan regularmente a traves de elementos

auxiliares representados en su mayoria por planchas 0 placas metalicas de acero y angulos . Su utilizacion, con

respecto a los perfiles tubulares, es mas marcada cuando se usan las secciones circulares, debido a la ausencia

de caras planas. Sin embargo, existen sistemas de pernos auto-taladrados y patentes como el Flowdrill System,

Ultra-Twist Bolt, etc. que permiten el desarrollo de eficientes conexi ones empernadas para perfiles tubulares de

acero de seccion cuadrada y rectangulares. En el mismo orden de ideas, nos permitimos mencionar que estos

dos sistemas pueden ser combinados-,- con la finalidad de lograr estructuras mas livianas y de facil y rapido

ensamblaje 0 montaje, seguras y econ6micas.

Diversas conexiones empernadas conform an el techo del gimnasio techado

Las conexiones empernadas son especial mente convenientes para uniones en obra de subconjuntos

prefabricados en taller. Estas conexi ones aprovechan las virtudes de la combinacion de los dos metodos de

conexion, con pernos y soldadura. Entre las conexiones empernadas que encuentran usos mas frecuentes en las

estructuras metalicas, destacan las conexiones con bridas, las de apoyos articulados y las de plancha base para

columnas, por supuesto, esto no quiere decir que no se esten planteando otros tipos de soluciones creativas que

estan surgiendo en las obras nacionales e internacionales, que seran en el corto y mediano plazo soluciones

tfpicas para este tipo de perfiles . Los metodos de calculo son similares a los utilizados para la construccion de

estructuras de acero con perfiles convencionales de secci6n abierta, con algunas modificaciones especfficas

cuando se utilicen conexiones empernadas directamente sobre los tubulares. Los aspectos mas resaltantes de

estos metodos se presentan a continuacion , sin embargo, para mayor informacion sobre los metodos y casos

especiales, es conveniente consultar el capitulo J de las especificaciones de la ASIC (AISC 2005) , asi como su

comentario y cualquier otra especificaci6n asociada.



1.3.2.1 Pernos y partes roscadas

CAPITULO I

Conexiones empernadas . Garantizan la

soldadura en taller, en un ambiente

controlado, e instalaci6n rapida y segura en obra

Los pernos se alta resistencia mas utilizados en la industria de la construcci6n y metalmecanica para conexiones ,

son los denominados ASTM A325 Y A490 , en las tablas 1.30 e 1.31 se presentan las minimas pretensiones de cada

designaci6n , para los diametros estandar.

unlcon

TABLA Pretension minima de los pernos . • fit. Designacion en pulgadas

Diametro nominal ArE~a Pernos A325 Pernos A490 del perno nom mal

dp Ab pulg em' kgf kgf

1/2" 1,27 5.440 6.800

SIS" 1,98 8.620 10.900

3/4" 2,85 12.700 15.900

7/S" 3,88 17.700 22.200

1" 5,07 23.100 29.000

1 1/S" 6,42 25.400 36.300

1 1/4" 7,92 32.200 46.300

1 3/S" 9,58 38.600 54.900

1 1/2" 11,4 46.700 67.100

Igual a 0.70 (redondeado) de las resistencias minimas especificadas a la tracci6n de los pernos.



TABLA Pretension minima de los pernos. liSI Designacion en sistema metrico

Diametro nominal ArE~a Pernos A325 Pernos A490 del perno nommal

dp Ab kgf kgf

metrico em'

M16 2,01 9.280 11 .600

M20 3,14 14.500 18.250

M22 3,80 18.000 22.500

M24 4,52 21 .000 26.200

M27 5,73 27.200 34.000

M30 7,07 33.200 41 .600

M36 10,20 48.400 60.700

Igual a 0,70 (redondeado) de las resistencias minimas especificadas a la tracci6n de los pernos.

TABLA Minimas distancias a bordesa y separaciones minimas I if I entre centros de pernosb

• Designacion en pulgadas

Diametro nominal Area Sep. entre Dist. borde Dist. borde del perno 0 conector nominal pernos cizallado soplete C

dp dp Ab 3db pulgadas mm em' mm mm mm

1/2" 12,7 1,27 38 22 19

SIS" 15,9 1,98 48 29 22

3/4" 19,1 2,85 57 32 25

7/S" 22,22 3,88 67 38 d 29

1" 25,4 5,07 76 44d

32

1 1/S" 2S,6 6,41 86 51 38

1 1/4" 31,S 7,92 95 57 41

Diametros por encima de 1 1/4", el incremento es obtenido por: 1,75dp 1,25dp

1 3/S"

I

34,9

I

9,58

I

105 61 44

1 1/2" 3S,1 11,4 114 67 48

a. Menores distancias son permitidas siempre y cuando sean saisfechas las condiciones J3.1 ° de AISC. b. Para agujeros de gran tamano a con ranuras, vease Tabla 1.3.5 de AISC. c. Todas las distancias al borde mencionadas en esta columna se pueden reducir en 3 mm, cuando el agujero este situado en

el punto donde la resistencia requerida no exceda del25 % de la maxima resistencia admisible en el elemento. d. Son permitidos valores de 32 mm, en los extremos de conexiones de vigas, can angulos y planchas de cabeza.



TABLA Minimas distancias a bordes a y separaciones minimas • IS' entre centros de pernos b. Designacion en sistema metrico

Diametro nominal Area Sep. entre Dist. borde Dist. borde del perno 0 conector nominal pernos cizallado soplete C

dp dp A · • 3d • m~trico mm em' mm mm mm

M16 16 2,01 48 28 22

M20 20 3,14 60 34d

26

M22 22 3,80 66 38d

28

M24 24 4,52 72 42 d 30

M27 27 5,73 81 48 34

M30 30 7,07 90 52 38

M36 36 10,20 108 64 46

Diametros por encima de M36, el incremento es obtenido por: 1,75dp 1,25dp

a. Menores distancias son permitidas siempre y cuando sean saisfechas las condiciones J3.1 0 de AISC. b. Para agujeros de gran tamaiio 0 con ranuras, vease Tabla J3.5M de AISC c. Todas las distancias al borde mencionadas en esta columna se pueden reducir en 3 mm, cuando el agujero este situado en

el punto donde la resistencia requerida no exceda del 25 % de la maxima resistencia admisible en el elemento. d . Son permitidos valores de 32 mm, en los extremos de conexiones de vigas, con angulos y planchas de cabeza.

En la tabla 1.34 se presentan las resistencias de los pernos y partes roscadas , en donde tambien estan incluidos

los pernos A307, los cuales pueden ser utilizados en estructuras sometidas a cargas estaticas y miembros

secundarios de las mismas tales como : largueros , vigas de techos y pisos, entre otros miembros.

if n Resistencias de los pernos y partes roscadas

Descripcion del Conector Esfuerzo de Tra~cion Esfuer~o de corte por Fnll Kgf/cm Aplastamlento Fnv. Kgf/cm2

Pernos A307

Pernos A325, cuando las roscas

no estan excluidas de los pianos de corte.


estan excluidas de los pianos de corte.





Partes roscadas que reunan los requerimientos

de la secci6n A.3.4 de AISC, cuando las roscas


Partes roscadas que reunan los requerimientos

de la secci6n A.3.4 de AISC, cuando las roscas


a. Sujeto al apendice 3 de la especificaci6n de AISC.

3160

6330 '

6330 '

7940 '

7940 '

0,75Fu •• d

0,75Fu • • d

1690

3370 '

4220 '

4220 '

5270 '

0,40F"

0,50Fu

b. Para pernos A30710s valores tabu lad os se reduciran en 1 % porcada 2mm de espesor de la conexi6n, por encima de 5 diametros. c. Las roscas son permitidas en los pianos de corte. d. La resistencia a tracci6n de la parte roscada de una barra recalcada, basad a en el area transveral del mayor diametro de su rosca, sera mas grande

que el area del cuerpo nominal de la barra, antes que el recalcado, por F,. e. Para pernos A325 y A490 sometidos a fatiga por cargas a tracci6n, vease el apendice 3 de AISC. d. Cuando se usen conexiones de aplastamiento para empalmar miembros en tracci6n, y la disposici6n del conector tiene una longitud, para lela a la

direcci6n de la fuerza , que excede de 1270mm, los valores tabulados se reduciran en un 20%



1.3.2. 1. 1 Resistencia a tracci6n v corte de pemos

~ = 0,75

Donde:

Fn = esfuerzo de tracci6n nominal Fnl 0 esfuerzo de corte Fnv

Fnl = 0,75Fu partes roscadas que reunan ciertos requisitos

Fnv = 0,40Fu partes roscadas que reunan ciertos requisitos,

cuando las roscas no estan excluidas de los pianos de corte.

Fnv = 0,50Fu partes roscadas que reunan ciertos requisitos,

cuando las roscas estan excluidas de los pianos de corte.

A b = area nominal no roscada del cuerpo del perno 0 la parte roscada .

En las tablas 1.35 e 1.36 se muestran las resistencias de diseno a tracci6n y en las 1.37 e 1.38 las resistencias de

corte por aplastamiento.

TABLA Pernos en Traccion - Resistencia de Disefio • fto) Designacion en pulgadas

Diametro nominal Area Pernos Pernos Pernos del perno 0 conector nominal A30r A325 A490

d p d p A. Kgf Kgf Kgf

pulgadas mm em'

1/2" 12,7 1,27 3.010 6.029 7.563

SIS" 15,9 1,98 4.693 9.400 11 .791

3/4" 19,1 2,85 6.755 13.530 16.972

7/S" 22,22 3,88 9.196 18.4~0 23.105

1" 25,4 5,07 12.016 24.010 30.192

1 1/S" 2S,6 6,41 15.192 30.431 38.172

1 1/4" 31,S 7,92 18.770 37.600 47.164

1 3/S" 34,9 9,58 22.705 45.481 57.049

1 1/2" 3S,1 11,4 27.018 54.122 67.887

Valores de $Rnll con $ = 0,75

a. Su uso esta dirigido a estructuras sometidas a cargas estaticas y miembros secundarios como largeros. vi gas de techos y pisos. etc


Consideraciones generales para el d iseno

TABLA Pernos en Traccion - Resistencia de Diseiio Designacion en sistema metrico

Diametro nominal del perno 0 conector

d. d.

metrico mm

M16 16

M20 20

M22 22

M24 24

M27 27

M30 30

M36 36

Area I Pernos I Pernos I Pernos nominal A307' A325 A490

Ab Kgf Kgf Kgf

em'

2,01 4.764 9.542 11.970

3,14 7.442 14.907 18.699

3,80 9.006 18.041 22.629

4,52 10.712 21.459 26.917

5,73 13.580 27.203 34.122

7,07 16.756 33.565 42.102

10,20 24.174 48.425 60.741

Valores de ~Rnt' con ~ = 0,75

a. Su uso esta dirigido a estructuras sometidas a cargas estaticas y miembros secundarios como largeros, vigas de techos Y PISOS, etc.

TABLA Pernos a Corte por Aplastamiento - Resistencia de Diseno Designacion en pulgadas

CAPITULO I

Diametro nominal I Area Pernos Pernos I Pernos I Pernos I Pernos del perno 0 conector nominal A307' A325b A325c A490b A490c

Kgf Kgf Kgf Kgf Kgf pulgada. mm em'

1/2" 12,7 1,27 1.610 3.210 4.020 4.020 5.020

5/S" 15,9 1,98 2.510 5.004 6.267 6.267 7.826

3/4" 19,1 2,85 3.612 7.203 9.020 9.020 11 .265

7/S" 22,22 3,88 4.918 9.807 12.280 12.280 15.336

1" 25,4 5,07 6.426 12.814 16.047 16.047 20.039

1 1/S" 2S,6 6,41 8.125 16.201 20.288 20.288 25.336

1 1/4" 31 ,S 7,92 10.039 20.018 25.067 25.067 31 .304

13/S" 34,9 9,58 12.143 24.213 30.321 30.321 37.865

1 1/2" 3S,1 11,4 14.450 28.814 36.081 36.081 45.059

Valores de ~R"" con ~ = 0,75

a. Las roscas son permitidas en los planas de corte b. No estan excluidas las roscas del perno en los planas de corte. c. Estan excluidas las roscas del perno en los planas de corte .



TABLA Pernos a Corte por Aplastamiento - Resistencia de Diseiio Designacion en sistema metrico

Diametro nominal Area Pernos Pernos Pernos Pernos Pernos del perno 0 conector nominal A307· A32Sb A32Sc A490b A490c

d. d. Ab Kgf Kgf metrico mm em'

M16 16 2,01 2.548 5.080

M20 20 3,14 3.980 7.936

M22 22 3,80 4.817 9.605

M24 24 4,52 5.729 11.424

M27 27 5,73 7.263 14.483

M30 30 7,07 8.961 17.869

M36 36 10,20 12.929 25.781

Valores de ~Rnt ' con ~ = 0,75

a. Las roscas son permitidas en los pianos de corte. b. No estim exciuidas las roscas del perno en los pianos de corte. c. Estan exciuidas las roscas del perno en los pianos de corte

1.3.2. 1.2 Combinaci6n de tracci6n ~ corte gernos ~ gartes roscadas

Donde:

f, = esfuerzo cortante requerido. A" = area nominal no roscada del

cuerpo del perno 0 la parte roscada.

1.3.2. 1.3 Resistencia al deslizamiento crftico

Donde: 11 =coeficiente de deslizamiento promedio

Kgf Kgf Kgf

6.362 6.362 7.945

9.938 9.938 12.411

12.027 12.027 15.020

14.306 14.306 17.865

18.135 18.135 22.648

22.377 22.377 27.944

32.283 32.283 40.316

~ = 0,75

~ = 1,00 LImite de servicio ~ = 0,75 Nivel de resistencia

11 =0,35 Superficies Clase A: Superficies no pintadas libres de oxido de laminacion 0 superficies Clase A con revestimientos limpiados con chorros a presion y galvanizadas en cal iente 0 superficies rugosas.

11 =0,50 Superficies Clase B: Superficies no pintadas de acero limpiadas con chorros a presion 0 superficies Clase B con revestimientos limpiados con chorros a presion .

Du = relacion entre la pretension media del perno instalado a la pretensi6n minima de un perno = 1,13. hoc =factor por perforacion .

(a) para agujeros estandar (b) para agujeros agrandados y de ranura corta (c) para agujeros de ranura larga Tb = pretension minima del conectorvertabla. N. = numero de pianos de deslizamiento.

hsc = 1,OO hoc =0,85 hoc =O,70

En aras de sistematizar la informaci6n correspondiente al deslizamiento critico, se elaboraron las tab las 1. 39 a la 1.46 en elias se podra encontrar las resistencias para cada tipo de caso que se pudiera presentar en el diseno de una conexion.

Manual de Diseno de Estructuras de Acero con Perfiles T ubulares unlc:::on


TABLA Pernos en conexiones con deslizamiento critico liP. Resistencia de diseflo en corte simple bajo cargas de servicio Superficie Clase A. Designacion en pulgadas

i I I ':; 1 . Pe~nos A325 I' ~; Pernos A490 Di~~ooomiMl l A~~ 1---.-,: -I---------T-iP-o-d-e-a-g-~-~-ro-------------

d I I • I .' e~rno i n~~ I---' -~ -'--I-----!-----.-----!-----i-----

. _ . Estandar ,Agrandado 0 l Ranura larga , Estandar I Agrandado 0 I Ranura larga , I \ . ,MJ ~. ,.~I,., 'II!lm ... .,'~ I t .ranuralcorta ., ., • " l '. I . ". I ranura corta I I I • I i \ .,,,, • • :.,~ .. '):J ~MDt"l:~1 iH';' •. .il ldiJf. t~ . I ! l: r 1 ~ I .~. ! [ l ~ ~

dp dp Ab kgf kgf kgf kgf kgf

pulgadas mm em'

1/2" 12,7 1,27 2.152 1.829 1.506 2.689 2.286

5/S" 15,9 1,98 3.409 2.898 2.386 4.311 3.664

3/4" 19,1 2,85 5.023 4.269 3.516 6.288 5.345

7/S" 22,22 3,88 7.000 5.950 4.900 8.780 7.463

1" 25,4 5,07 9.136 7.766 6.395 11 .470 9.749

1 1/S" 2S,6 6,41 10.046 8.539 7.032 14.357 12.203

1 1/4" 31,S 7,92 12.735 10.825 8.915 18.312 15.565

1 3/S" 34,9 9,58 15.266 12.976 10.686 21.713 18.456

1 1/2" 3S,1 11,40 18.470 15.699 12.929 26.538 22.557

Valores de 4>R" con 4> = 1, ).! = 0,35, 0 , = 1,13, N, = 1

TABLA Pernos en conexi ones con deslizamiento critico Itie. Resistencia de diseflo en corte simple bajo cargas de servicio Superficie Clase A. Designacion en sistema metrico

Pernos A325 PernosA490

Diametro nominal Area Tipo de agujero nominal

kgf

1.883

3.018

4.402

6.146

8.029

10.050

12.818

15.199

18.577

del perno Estanda'r Agrandado 0 Ranura larga Estandar Agrandado 0 Ranura larga

ranura corta ranura corta I

dp dp Ab kgf kgf kgf kgf kgf kgf

metrleo mm em'

M16 16 2,01 3.670 3.120 2.569 4.588 3.900 3.211

M20 20 3,14 5.735 4.875 4.014 7.218 6.135 5.053

M22 22 3,80 7.119 6.051 4.983 8.899 7.564 6.229

M24 24 4,52 8.306 7.060 5.814 10.362 8.808 7.253

M27 27 5,73 10.758 9.144 7.530 13.447 11.430 9.413

M30 30 7,07 13.131 11 .161 9.191 16.453 13.985 11.517

M36 36 10,20 19.142 16.271 13.400 24.007 20.406 16.805

Valores de 4>R" con 4> = 1, ).! = 0,35, 0 , = 1,13, N, = 1

unlc:on Manual de Diserio de Estructuras de Acero con Perfiles T ubulares


TABLA Pernos en conexiones con deslizamiento critico IIfC' Resistencia de diseno en corte simple bajo cargas de servicio

Superficie Clase B. Designacion en pulgadas

Pernos A325 Pernos A490

Diametro nominal Area Tipo de agujero del perno nominal

Estandar Agrandado 0 Ranura larga Estandar Agrandado 0 Ranura larga ranura corta ranura corta

dp dp Ab kgf kgf kgf kgf kgf kgf

pulgadas mm em'

1/2" 12,7 1,27 3.074 2.613 2.152 3.842 3.266 2.689

5/S" 15,9 1,98 4.870 4.140 3.409 6.159 5.235 4.311

3/4" 19,1 2,85 7.176 6.099 5.023 8.984 7.636 6.288

7/S" 22,22 3,88 1 0.001 8.500 7.000 12.543 10.662 8.780

1" 25,4 5,07 13.052 11 .094 9.136 16.385 13.927 11.470

1 1/S" 2S,6 6,41 14.351 12.198 10.046 20.510 17.433 14.357 1 1/4" 31,S 7,92 18.193 15.464 12.735 26.160 22.236 18.312

1 3/S" 34,9 9,58 21.809 18.538 15.266 31.019 26.366 21.713

1 1/2" 3S,1 11 ,40 26.386 22.428 18.470 37.912 32.225 26.538

Valores de ~R", con ~ = 1, f.l = 0,50, D, = 1,13, N, = 1

TABLA Pernos en conexiones con deslizamiento critico Ilffj Resistencia de diseno en corte simple bajo cargas de servicio

Superficie Clase B. Designacion en sistema metrico


Diametro nominal Area Tipo de agujero del perno nominal


dp d p Ab kgf kgf kgf kgf kgf kgf

metrico mm em'

M16 16 2,01 5.243 4.457 3.670 6.554 5.571 4.588

M20 20 3,14 8.193 6.964 5.735 10.311 8.765 7.218

M22 22 3,80 10.170 8.645 7.119 12.713 10.806 8.899

M24 24 4,52 11 .865 10.085 8.306 14.803 12.583 10.362

M27 27 5,73 15.368 13.063 10.758 19.210 16.329 13.447

M30 30 7,07 18.758 15.944 13.131 23.504 19.978 16.453 M36 36 10,20 27.346 23.244 19.142 34.296 29.151 24.007

Valores de ~R", con ~ = 1, f.l = 0,50, D, = 1,13, N. = 1

Manual de Disefio de Estructuras de Acero con Perfiles T ubulares unlc:on


..=.iiiiiiiiii_ Pernos en conexiones con deslizamiento critico --=--=-_ Resistencia de diseno en corte simple bajo nivel de resistencia

Superficie Clase A. Designacion en pulgadas

Pernos A325 : Pernos A490 -------------------------------------------------------------

Diametro nominal Area Tipo de agujero del perno nominal ----------~. ------------------.-----------------,-----

Estandar i Agrandado 01 Ranura larga 1 Estandar Agrandado 0 I Ranura larga . ! ranura corta : I . ranura corta ;

dp d p Ab kgf kgf kgf kgf kgf

pulgadas mm em'

1/2" 12,7 1,27 1.829 1.554 1.280 2.286 1.943

5/S" 15,9 1,98 2.898 2.463 2.028 3.664 3.115

3/4" 19,1 2,85 4.269 3.629 2.989 5.345 4.543

7/S" 22,22 3,88 5.950 5.058 4.165 7.463 6.344

1" 25,4 5,07 7.766 6.601 5.436 9.749 8.287

1 1/S" 2S,6 6,41 8.539 7.258 5.977 12.203 10.373

1 1/4" 31,S 7,92 10.825 9.201 7.577 15.565 13.230

13/S" 34,9 9,58 12.976 11.030 9.083 18.456 15.688

1 1/2" 3S,1 11,40 15.699 13.344 10.990 22.557 19.174

Valores de 4lR., con 4l = 0,85, ~ = 0,35, 0 , = 1,13, N, = 1

TABLA Pernos en conexiones con deslizamiento crit ico Resistencia de diseno en corte simple bajo nivel de resistencia Superficie Clase A. Designacion en sistema metrico


Diametro nominal Area Tipo de agujero

kgf

1.600

2.565

3.742

5.224

6.824

8.542

10.895

12.919

15.790

del perno nominal Estandar Agrandado 0 Ranura larga Estandar Agrandado 0 Ranura larga

ranura corta ranura corta

d p dp Ab kgf kgf kgf kgf kgf kgf

metrieo mm em'

M16 16 2,01 3.120 2.652 2.184 3.900 3.315 2.730

M20 20 3,14 4.875 4.143 3.412 6.135 5.215 4.295

M22 22 3,80 6.051 5.143 4.236 7.564 6.429 5.295

M24 24 4,52 7.060 6.001 4.942 8.808 7.487 6.165

M27 27 5,73 9.144 7.772 6.401 11.430 9.715 8.001

M30 30 7,07 11.161 9.487 7.813 13.985 11.887 9.789

M36 36 10,20 16.271 13.830 11 .390 20.406 17.345 14.284

Valores de 4lR., con 4l = 0,85, ~ = 0,35, 0 , = 1,13, N, = 1



TABLA Pernos en conexiones con deslizamiento critico Resistencia de diseno en corte simple bajo nivel de resistencia Superficie Clase B. Designacion en pulgadas


Diametro nominal Area Tipo de agujero del perno nominal '


d p dp Ab kgf kgf kgf kgf kgf

pulgadas mm em'

1/2" 12,7 1,27 2.613 2.221 1.829 3.266 2.776

SIS" 15,9 1,98 4.140 3.519 2.898 5.235 4.450

3/4" 19,1 2,85 6.099 5.184 4.269 7.636 6.491

7/S" 22,22 3,88 8.500 7.225 5.950 10.662 9.062

1" 25,4 5,07 11 .094 9.430 7.766 13.927 11.838

1 1/S" 2S,6 6,41 12.198 10.369 8.539 17.433 14.818

1 1/4" 31 ,S 7,92 15.464 13.144 10.825 22.236 18.900

1 3/S" 34,9 9,58 18.538 15.757 12.976 26.366 22.411

1 1/2" 3S,1 11,40 22.428 19.064 15.699 32.225 27.391

Valores de $R" con $ = 0,85, ~ = 0,50 , D, = 1,13, N, = 1

TABLA Pernos en conexiones con deslizamiento critico Resistencia de diseno en corte simple bajo nivel de resistencia Superficie Clase B. Designacion en sistema metrico

dp dp Ab kgf kgf kgf kgf kgf

metrico mm em'

M16 16 2,01 4.457 3.788 3.120 5.571 4.735

M20 20 3,14 6.964 5.91 9 4.875 8.765 7.450

M22 22 3,80 8.645 7.348 6.051 10.806 9.185

M24 24 4,52 10.085 8.572 7.060 12.583 10.695

M27 27 5,73 13.063 11 .103 9.144 16.329 13.879

M30 30 7,07 15.944 13.553 11 .161 19.978 16.982

M36 36 10,20 23.244 19.757 16.271 29.151 24.778

Valores de $R" con $ = 0.85, ~ = 0,50 , D, = 1,13, N, = 1


kgf

2.286

3.664

5.345

7.463

9.749

12.203

15.565

18.456

22.557

kgf

3.900

6.135

7.564

8.808

11.430

13.985

20.406

unlc::on

1.3.2.1.4 Combinaci6n de tracci6n y corte can deslizamiento critico

Cuando la conexi6n con deslizamiento crftico esta sometida a tracci6n , se reduce la resistencia, por esta raz6n la

resistencia por perno de la secci6n anterior, debera ser multiplicada por el factor Ks.

Donde:

Nb = numero de pernos que cargan la tracci6n aplicada. Tb = pretensi6n minima del conector, vertabla. Tu = tracci6n ultima.

1.3.2. 1.5 Resistencia al aplastamiento de los aqujeros de los pemos

1. Para un solo perno en una conexi6n con agujeros estandar, agrandados y ranuras cortas ,

independientemente de la direcci6n de la carga, 0 un agujero de ranura larga con la ranura paralelamente a

la direcci6n de la fuerza de aplastamiento :

a) Cuando la deformaci6n en el agujero del perno, en carga de servicio , es una consideraci6n de diseno.

b) Cuando la deformaci6n en el agujero del perno, en carga de servicio, es una consideraci6n de diseno.

2. Para un solo perno en una conexi6n con agujeros de ranuras largas , con la ranura perpendicular en la

direcci6n de la fuerza :

Donde:

dp = diametro nominal del perno. Fu = resistencia de agotamiento del material conectado (plancha). Lc = distancia libre, en la direcci6n de la fuerza , entre el extremo 0 borde del agujero

y el extremo del agujero adyacente 0 el extremo de la plancha . t = espesor del material conectado.

3. Para conexiones hechas usando pernos que atraviesan completamente a un perfil tubular.

a) Perforaci ones taladradas

<p = 0,75

Donde:

A"., = proyecci6n del area de aplastamiento (Diametro del perno multiplicado por el espesor de disefio del perfil tubular).

Fy = tensi6n cedente minima del tubular.

b) Perforaci ones auto-taladradas

<p = 0,75

Donde:

d = diametro del perno. 1= longitud de aplastamiento.

u n lco n Manual de Diseno de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares


1.3.2.2. Elementos de conexi6n y partes afectadas de los miembros

Esta secci6n se aplica para el dimensionado de los elementos de los miembros y elementos auxiliares de las

conexiones, tales como: planchas, angulos, entre otros.

1.3.2.2. 1. Resistencia de los elementos en tracci6n

La resistencia en tracci6n sera el menor valor obtenido de los estados limites de cedencia y rotura.

a) Cedencia en tracci6n de elementos conectados

~ = 0,90

Donde:

~ = area gruesa Fy = tension cedente minima.

b) Rotura en tracci6n de elementos conectados

~ = 0,75

Donde:

A. = area neta efectiva, para empalmes con pernos A. =A" ~O,85~ Fy = tension cedente minima.

1.3.2.2.2 Resistencia de los elementos a corte

La resistencia a corte del elemento afectado por la uni6n sera el menor valor obtenido de los estados limites de

cedencia y rotura a corte .

a) Cedencia por corte de los elementos conectados

~ = 1,00

Donde:

~= area gruesa. Fy = tension cedente minima.

b) Rotura por corte de los elementos conectados

~ = 0,75

Donde:

A". = area neta sometida a corte. Fu = resistencia de agotamiento del material conectado.

1.3.2.2.3 Resistencia par el bloque de corte de los elementos conectados

La rotura del bloque de corte es un estado limite en el cual la resistencia esta determinada por la suma de la

resistencia al corte en una linea (0 lineas) de falla y de la resistencia a la tracci6n en un segmento perpendicular. La

resistencia a corte del elemento afectado por la uni6n sera el menor valor obtenido de los estados limites de

cedencia y rotura a corte .

~ = 0,75

Manual de Disefio de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares unlc:::on


Donde:

Ag,,= area gruesa sometida a cortante. A"t= area neta sometida a tracci6n. A"v= area neta sometida a cortante. F, = tensi6n cedente minima del material conectado. Fu = resistencia de agotamiento del material conectado. Cuando el esfuerzo a tracci6n es uniforme Ubs=1 , y cuando no es uniforme Ubs=O,5.

1.3.2.2.4 Resistencia de los elementos a compresion

CAPITULO I

La resistencia a compresi6n de los elementos conectados para los estados limites de cedencia y pandeo debera

ser determinado de la siguiente forma.

Para: KUr ::; 25 Donde: A" = area gruesa . Fy = tensi6n cedente minima del material conectado.

Para: KUr > 25 Se debe aplicar el procedimiento regular para miembros 0 elementos en compresion, mencionado en este manual u otra bibliografia equivalente, en los casos especiales que no estan desarrollados en este documento.

1.3.2.3 Grupos de pernos cargados excentricamente

1.3.2.3. 1 Excentricidad en el plano de la superficie de empalme

Las excentricidades ocurren regularmente en el plano de la superficie de empalme de las conexiones

empernadas , por tal motivo los pernos deben ser disenados para resistir el efecto combinado del corte directo

de la carga (PJ y el introducido por el momenta (Pue). Para resolver esta situacion existen dos metod os de

analisis, el metodo del centro instantaneo de rotacion y el metodo elastico. EI primer metodo es el mas

aproximado, pero generalmente necesita el uso de valores tabulados 0 de una solucion iterativa. EI metodo

elastico es mas simplificado, sin embargo este metodo es mucho mas conservador, debido a que es

despreciada la ductilidad del grupo de pernos y la potencial redistribucion de la carga .

/. 3. 2. 3. 1. 1 Metodo del centro instantfmeo de rotacion

La excentricidad produce rotaci6n y traslaci6n de un

elemento de conexion con respecto al otro, la

combinacion de estos efectos es equivalente a la

rotacion alrededor de un punto Ilamado centro

instantaneo de rotacion (CIR), como es ilustrado. La

localizacion del mismo depende la geometrfa del grupo

de pernos , asf como de la direccion y punto de aplicacion

de la carga .

FIGURA

o 0 + CG

o 0

o 0

Centro instantaneo de rotacion (CIR)

un Icon Manual de Diseno de Estructuras de Acero con Perfiles T ubulares

CAPITULO I Consideraciones generales para el diseno III

R = R (1_e-106) 0,55 ult

Donde:

R = resistencia nominal a corte de un perno en una deformaci6n 6. RUII = resistencia ultima a corte de un perno.

6 =deformaci6n total ; incluyendo corte, aplastamiento y deformaci6n por flex i6n en el perno y deformaci6n por aplastamiento del elemento conectado.

e =2,718 ... , base dellogaritmo natural.

La resistencia a corte nominal del perno mas lejano del CIR puede ser determinada aplicando la maxima

deformaci6n ~max para el perno. La figura que mostraremos a continuaci6n se observa la re laci6n carga

deformaci6n basada sobre una data obtenida experimental mente para pernos de %''ASTM A325, donde

RUlt = 74kips = 33,6tony ~max = 0,34 in = 8,64 mm .

Las resistencias nominales de corte de los restantes pernos en la junta, pueden ser determinadas aplicando una

deformaci6n ~ la cual varia linealmente con la distancia al CIR. De esta manera tendremos la resistencia del grupo

de pernos, que sera la sumatoria de las resistencias individuales de todos los pernos .

R kips

80

70

60

50

40

30

20

10

0

0

FIGURA

0,1

R = R (1_e-10l'l ) O,55 ult

0,2 ~ in

0,3 0,4

Ilfi' Relacion de carga deformacion de un perno de %" de diametro, ASTM 325

Manual de Diserio de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares unlc:on


La res istencia individual de cada perno se asume que actua perpendicular a la linea radial que pas a por el CIR y el

centro del perno, como se muestra en la siguiente figura. Si el CIR ha sido seleccionado correctamente las

ecuaciones de equilibrio estatico en el plano deberfan ser satisfechas, (LFx=O; IFy=O y IM =0) .

iiil Fuerzas sobre un grupo de pernosj caso simplificado 8=0'.

1.3.2.3. 1.2 Metoda elastica

En la figura que ilustra este metodo, pod em os observar una fuerza aplicada (Pu), esta fuerza excentrica representa

el corte , que actua directamente en el centro de gravedad (CG) del grupo de pernos y el momenta que ella

introduce debido a la excentricidad (Pue). Cada perno se asume resiste una parte igual del cortante directo y una

parte del momento, proporcional a la distancia del centro de gravedad al centro del perno.

y L~ e

-ElJ- --E&-

E9- -E!j

CG

-B1-- -ElJ x

e -9

FIGURA II . . I ' d I . . '"..il ustraclon para e meta 0 e astJco.

u n lcon Manual de Diserio de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares


La sumatoria de la resultante vectorial de esas fuerzas representa la resistencia necesaria que debe poseer el

perno (Ru)'

EI corte por perno debido a la fuerza concentrica sera igual a:

Donde:

Pu R =p n

n = numeros de pernos

Cuando la carga aplicada tenga una inclinaci6n 8 con respecto a la vertical , la resultante de cada perno puede ser

determinada, mediante la obtenci6n de las componentes ; horizontal Rpx Y vertical Rpy.

Donde:

Rpx = Rpsen9 y Rpy = Rpcos9

EI corte sobre el perno mas lejano del CG debido al momenta (Pue) es Rm el cual se determinara de la siguiente

manera:

Donde:

c = distancia radial desde el CG hasta el perno mas lejano. Ip = Ix + Iy mor:nento polar inercia del grupo de pernos.

Para determinar la fuerza resultante sobre el perno de mayor esfuerzo, Rm se deben determinar las componentes;

horizontal Rpx Y vertical Rpy.

Rmx PUecy

Ip

Rmy Puecx

Ip

Donde:

Cx Y Cy = son las distancias horizontal y vertical de la diagonal c.

Entonces la resistencia necesaria del perno (Ru) sera:

1.3.2.3.2 Excentricidad normal al plano de la superficie de empalme

La excentricidad normal al plano de la superficie de empalme produce tracci6n por encima del eje neutro y

compresi6n por debajo. La carga excentrica (Pu) produce el corte directo en la superficie de empalme y momenta

normal al plano de la superficie de empalme (Pu.). Cada perno se asume resiste una parte igual de la fuerza

concentrada, y el momenta es resistido por la tracci6n de los pernos por encima del eje neutro y compresi6n por

debajo del eje neutro (ver Figura 1.54)

Manual de Diseno de Estructuras de Acero con Perfiles T ubulares unu=on

- - =---"-" --"----


e

FIGURA C . 0 I I rf° 0 d I . arga excentnca norma a a supe ICle e empa me ... ..a

Para resolver este caso existen dos alternativas : Caso I en donde el eje neutro no es tomado del CG y el caso II , en

el cual eje neutro es tomado en el centro de gravedad .

Caso I:

-e- !! -0 II

-e- ;; -0

-e- + -e-

x

I ~::~ I

CG grupo de pernos en traccion

1 y

J X Eje neutro d = h/6

1--------<> 21\t

EN

a) Aproximacon inicial del eje neutro. b) Diagrama de fuerza con la posicion final del EN .

EI corte par perno debido a la fuerza concentrica sera igual a:

Donde:


Se recomienda colocar el eje neutro a un sexto de la altura total del elemento de conexi6n tipo T 0 similar, como

prueba inicial. Para proveer una adecuada rigidez flexional del elemento de conexi6n el ancho efectivo del bloque

de compresi6n bell deberfa ser :

Donde:

t. = menor espesor del elemento de conexi6n . bf= ancho del elemento de conexi6n .

La ubicaci6n asumida del eje neutro puede ser evaluada mediante equilibrio estatico asumiendo una distribuci6n

de esfuerzos elastica. Igualando el momenta del area de los pernos arriba del eje neutro y con el momenta

producido por el area bloque de compresi6n por debajo.

Donde:

LA" = sumatoria de todas las areas de los pernos por encima del eje neutro y = distancia del eje neutro al CG del grupo de pernos por encima del eje neutro. d = altura del bloque de compresi6n .

EI valor de d podrfa ser ajustado hasta un valor razonable .

Una vez el eje neutro ha sido localizado la tracci6n por perno (Rut) se puede determinar de esta forma:

Donde:

c = distancia del eje neutro al perno mas lejano del grupo. I, = momento de inercia combinado del grupo de pernos y del bloque de compresi6n por debajo del eje neutro. Los perr;os por encima del eje neutro son sometidos a fuerza de corte , tracci6n y el efecto del punzonado y los pernos que estan por debajo estan sometidos a corte solamente.

Caso II:

Este proceso en mas directo pero mas conservador que el anterior.

EI corte por perno debido a la fuerza concentrica es igual al caso I:

Donde:

Pu Ruv =-n


EI eje neutro se asume que esta localizado en el CG del grupo de pernos . Los pernos por encima del eje neutro

estaran en tracci6n y por debajo , se dice que estan en compresi6n . Si se quiere obtener mayor aproximaci6n en el

resultado , una distribuci6n plastica puede ser asumida. En consecuencia la fuerza en tracci6n de cad a perno (Rut)

por encima del eje neutro debido al momenta producido por la carga (Pue) sera:

Donde:

n' = numero de pernos por encima del eje neutro. dm = brazo del momento entre la fuerza resultante en tracci6n y la fuerza resultante en compresi6n .


Consideraciones generales para el disefio CAPITULO I

Los pernos por encima del eje neutro son sometidos a fuerza de corte , tracci6n y el efecto del punzonado y los

pernos que estan por debajo estan sometidos a corte solamente.

T 0 e 2~t II

I I CG grupo de pernos en tracci6n

0 0

I II

7 II CD h ' ,

dm II

I I

1 EN (0 II 0 II

ED 0 II CG grupo de pernos

0 I I 0 en compresi6n

~bf~ FIGURA L I' . . d I . I II d . t' • &il oca Izaclon e eJe neutro para e caso e carga excen rica

1.3.2.4. Conexiones con bridas

EI diseno de las conexiones con bridas esta fundamental mente dirigido a la determinacion del espesor de la brida

y numero de pernos . La separacion entre los pernos y el perfil tubular debe ser el minima posible de manera que

permita su apropiada instalacion , limitando el efecto de apalancamiento que puede incrementar hasta un 30% las

solicitaciones sobre los pernos.

un Icon

Conexion tipo Brida rigidizada para

columnas ci rculares


CAPITULO I Consideraciones generales para el dlseno

Para perfiles tubulares de secci6n cuadrada 0 rectangular, siguiendo el procedimiento recomendado en el Manual

AISC (AISC, 2005c) secci6n 9, se tiene :

Au = Area del perno

Ft = Esfuerzo maximo tracci6n del pernoo

~Rt = Capacidad resistente del perno, ~~ = ~(Ft Ab)

N = Numero de pernos, N > P j~Rt

Ru = Carga mayorada actuante por perno, Ru = Pj N

Dimensionado plancha de cabeza:

a = Distancia eje perno-borde plancha

b = Distancia eje perno-cara perfil

dp = Diametro perno

d' = Diametro Perforaci6n

p = Ancho tributario por perno ( ~ b)

Fup = Esfuerzo ultimo de la plancha de cabeza

a'= a + d/ 2 ~ 1 ,25 b + d/ 2

b'= b - d/ 2 = 4 -1 ,9/2 = 3,05 cm

p = b'/a'

8 = 1 - d'lp

/3 = (~R/Ru -1)/p

n' = [/3/( 1-/3 )]/8

EI espesor minimo requerido para la plancha de cabeza sera:

Calculo de la soldadura:

t = p

4,44Ru bO

pFup(1+8uO

)

Fw = 0,60 Fe""

Empleando soldadura de filete alrededor del perfil , L = 4 B

D = P J(Fw 0,707l)

 = 0,75

EI diseno y fabricaci6n de bridas para secciones tubulares circulares, aplicadas a edificaciones, tambien se

estipulan en las recomendaciones del CIDECT, las cuales se fundamentan en las especificaciones contenidas en

las normas japonesaso

Manual de Diseno de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares unlC::cn


Empleando su propia nomenclatura se tiene:

Espesor de la brida:

Numero de pernos :

4 = J O,7N fF yp

N[1-..1.+ 1 ] n ~ f fln(r,lr,)

r1 = 0/2 + 2e 1

r2 = 0/2 + e1

0,60 Tu

Tu = Resistencia ultima a tracci6n del perno

f = Parametro adimensional , (grafico anexo)

e1 = Oistancia del eje del perno al tubo.

e2 = Oistancia del eje del perno a borde de la brida

Parametro adimensional f

/ /

./ V

~ /'

,,--o

o 0 ,2 0,4 0 ,6 0 ,8

(di-ti)/ (di-ti + 2e1 )

FIGURA . Bridas, parametro f

-1 t

o 0

o 0

FIGURA B -d .. n a taplca



La expresi6n anterior supone que ocurre la plastificaci6n de las bridas antes que la rotura en tracci6n de los

pernos , y las mismas reconocen un incremento en 1/3 de la fuerza por efecto de palanca. En este sentido se

recomienda mantener la dimensi6n e, tan baja como sea posible para minimizar el efecto de palanca.

Bridas en columnas de edificaci6n deportiva ubicada al sur del pais

1.3.2.5. Apoyos y extremos arliculados '1

A continuaci6n se presentan una serie de ilustraciones de apoyos y extremos articulados. Los metodos de calculo

son similares a los utilizados para la construcci6n de estructuras con perfiles convencionales de secci6n abierta

con las consideraciones presentadas en este manual aplicable a cada caso.

Manual de Disefio de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares unlc::on


,n + iJ---------------------:l

::It------------------------------:l t:-----------==:--------------- II~

------------------------------- t: mnnmmn'mnmmJ ·

FIGURA • Sd" Conexiones para apoyos y extremos articulados

1.3.2.6. Plancha base de columnas

Conexi6n articulada entre la estructura

y la fundaci6n. Conexi6n de

miembros con bridas

Normalmente la forma mas comun de uni6n entre la estructura de acero y el sistema de fundaci6n , son las

planchas 0 placas bases, estas permiten la distribuci6n de las cargas de la columna sobre una area mayor de

apoyo con 10 cual reducen las concentraciones de tensiones en la superficie de soporte. Del mismo modo, estas

planchas de transici6n , entre la columna y la zona de apoyo, se fijan al sistema de fundaci6n mediante pernos de

anclaje, los cuales atraviesan la plancha por medio de perforaciones apropiadamente espaciadas .


CAPITULO I

Planchas bases circulares entre el sistema de fundaci6n y estructura metalica. Medio convencional para la transmisi6n de las cargas a las fundaciones


EI diseno se fundamenta en la determinaci6n del numero de pernos y diametros , espesor de la plancha, entre

otros elementos, que pudieran ser necesarios para cumplir la funci6n especffica planteada.

A continuaci6n se presentan los lineamientos basicos para el diseno de la plancha base de columnas con perfiles

tubulares sometidas a cargas axiales de compresi6n , basado en las recomendaciones de las especificaciones

ANSI/AISC 360-05 (AISC , 2005), las cuales pueden ser ampliadas y complementadas en la Gufa de Diseno No.1

(AISC, 2006) .

@I B I@ @I ' 0 I@

D 0 -@ @ @ @

1 m IO,95B1

m m 1 0,80 1

m

FIGURA • Kif! I Esquema tipico de plancha base de columnas con perfiles tubulares


Capacidad resistente de apoyo sobre concreto:

A, ... Area de la plancha base A2 ... Area de la superficie de so porte 0 pedestal f c ... Resistencia especifica del concreto del soporte

Espesor de la plancha base

Para perfiles cuadrados 0 rectangulares , los val ores de m y n seran calculados asumiendo una linea de cedencia a

0,95 veces la dimensi6n externa del perfil .

m = (M - 0,958)/2 n = (N - 0,95H)/2 ---- I = max(m,n)

Para perfiles circulares, los valores de m y n seran calculados asumiendo una linea de cedencia a 0,80 veces el

diametro externo del perfil.

m = (M - 0,800)/2 n = (N - 0,800)/2 ---- I = max(m,n)

Cuando la dimensi6n del perfil es grande com parada con la extensi6n de la plancha base, 10 conservador es

considerar como area efectiva de carga (Aef) , la superficie comprendida una distancia m 6 n desde las paredes del

perfil , es decir, excluyendo la porci6n no efectiva de la plancha base dentro del perfil.

A = A (8 - 2t - 2m)2 ef 1 si (8 - 2t)/2 > m

Aef =A1 si (8 - 2t)/2 ~ m

EI esfuerzo bajo la plancha base (fpu), asumiendo distribuci6n uniforme de esfuerzo, sera:

Igualando el momenta de la porci6n en volado de la plancha base con la capacidad resistente a flexi6n de la

plancha, se determina el espesor minimo de la plancha base como :

unlc:on

t = p <Pb = 0,90

M, N Dimensiones de la plancha base S, H Dimensiones nominales del perfil cuadrado 0 rectangular o Diametro nominal del perfil circular t Espesor de diseno del perfil tubular t., Espesor minima requerido para la plancha base F yp Esfuerzo cedente de la plancha base

Manual de Oisetio de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares

CAPITULO I

Gimnasio techado con multiples planchas base. Conexion tfpica para toda estructura metalica que descansa sobre sistema de fundacion de concreto



Plancha base para columna circular de una estructura para

un gimnasio techado. Esta plancha fue nivelada con tuercas en su parte inferior, ademas se puede observar

que el encofrado es metalico para la culminacion del cabezal ,

posteriormente al fraguado del concreto, la columna se puede retirar con la finalidad de hacer

ajustes adicionales, asi como para la colocacion de las arandelas y demas elementos de interes .

Existen varias ideas de como hacer esta instalacion ,

todo ello dependera de la necesidad y la importancia de cada obra.

unlc::on ......,"'"'"""'=-::-=-cc=-=-----c==------~= __ . _____ ~~ _ _____________ ________ _=

CAPITULO II APLICACIONES EN SISTE AS NO RESISTENTES A SISMOS

Manual de Diseiio de Estructuras de Acero con Perfiles T ubulares

Generalidades

11.1.1.lntroduccion

EI objetivo de esta secci6n es desarrollar ejemplos de algunas de las principales aplicaciones de los Tubos

Estructurales Conduven ECO en configuraciones estructurales que no forman parte del sistema

sismorresistente ; es decir, aquellos componentes estructurales sometidos a cargas, predominantemente

estaticas, tales como : los sistemas de pisos y techos , vigas de piso y auxiliares, celosias planas y espaciales,

conexi ones con planchas , etc.

La idea es familiarizar al usuario de este manual sobre el uso de las tablas de diseno presentadas, para facilitar la

apropiada selecci6n de los perfiles tubulares en funci6n de las condiciones de carga actuantes y mostrar la amplia

versatilidad de las aplicaciones de los perfiles tubulares en la soluci6n de problemas practicos de la ingenieria

estructural , en contraposici6n a la habitual soluci6n en base a planchas y perfiles abiertos , haciendo especial

enfasis en los desarrollos y detalles de las conexiones soldadas y empernadas .

Finalmente se destaca, que varias de las soluciones mostradas mas adelante, pueden ser aplicadas en el sistema

resistente a sismos , tomando por supuesto las recomendaciones necesarias para garantizar el correcto

funcionamiento, para mayor informaci6n consultar el Capitulo III y las referencias senaladas en este manual.

11.1.2. Organizacion de las aplicaciones

A los fines de sistematizar la presentaci6n de las aplicaciones en sistemas no resistentes a sismos, esta parte del

manual esta estructurada en las siguientes secciones :

i. Ejemplos de selecci6n de miembros estructurales . Esta secci6n esta orientada a mostrar el uso de las tablas

desarrolladas para la selecci6n de miembros estructurales sometidos a tracci6n , compresi6n , flexi6n , corte ,

torsi6n y flexocompresi6n , de perfiles con secci6n circular, cuadrada y rectangular.

ii. Aplicaciones en sistema de pisos y techos . A traves de ejemplos practicos se muestra aplicaciones

convencionales de los perfiles tubulares a flexi6n , empleados como vigas en sistema de piso y techo.

iii. Aplicaciones en celosias y otros arreglos. En esta secci6n se muestran ejemplos de diseno de celosias planas y

multiplanares (espaciales), asi como aplicaciones en vigas "Vierendeel ", entre otras , con tubos estructurales

circulares, cuadrados y rectangulares , haciendo especial enfasis en el diseno de sus conexiones .

iv. Aqui tambien se muestra la forma mas comun de uni6n entre la estructura de acero y el sistema de fundaci6n ,

es decir, la plancha base de las columnas mediante pernos de anclajes. Del mismo modo se presenta la conexi6n

con planchas extremas empernadas 0 bridas para los circulares, las cuales son muy utiles cuando se requieren

hacer empalmes y su procedimiento de instalaci6n es muy sencillo en obra. Adicionalmente se presenta el diseno

de conexi ones empernadas a corte , las cuales son usadas regularmente en la construcci6n , de igual forma estas

conexiones tam bien suelen ser disenadas completamente soldadas (ver catalogo de conexiones soldadas en el

Capitulo IV) , para ello es recomendable que se tomen en consideraci6n los controles de calidad necesarios para

garantizar el completo funcionamiento.

11.1.3. Consideraciones generales de diseno

AI disenar estructuras con perfiles tubulares es importante que el proyectista tome en consideraci6n desde el

principio, en la fase conceptual del proyecto, todos los aspectos relativos al comportamiento y detalle de las


Aplicaciones en sistemas no resistentes a sismos CAPITULO II

conexiones , incluso la facilidad y factibilidad de su implementacion en talleres y en campo, prestando especial

atenci6n a los limites de excentricidades establecidos por las normas de diseno y las condiciones de ejecucion.

En estructuras de celosia, se prefieren configuraciones de nodos con espaciamiento frente a los nodos con

recubrimiento parcial 0 total , ya que su fabricacion es mas facil en 10 que respecta a corte, ajuste, soldadura e

inspeccion. En los nodos con espaciamiento, general mente se requiere un corte simple de bisel , facilitando el

ajuste y tolerancia de los elementos y la soldadura, mientras que en las configuraciones de nodos con

recubrimiento parcial 0 total , a pesar de ser mas eficientes estructuralmente, requieren cortes complejos de doble

biselado con limitada flexibilidad en el ajuste de los elementos. En ambos casos, si las excentricidades se

encuentran dentro de los rangos recomendados, pueden utilizarse los esquemas de calculo habitual mente

empleados en vigas de celosia, que asumen que las barras estan articuladas en sus extremos , despreciandose

los momentos flectores secundarios causados por la rigidez real del nodo.

Durante la fabricacion , los cortes de perfiles que deben ajustarse a otros tubulares se hacen normal mente

mediante corte automatico con soplete, aunque si no se dispone de este equipamiento, pueden emplearse cortes

pianos simples , dobles 0 triples, sobre todo cuandq se emplean perfiles de pequeno tamano. En general , las

conexiones con perfiles tubulares de seccion circular son mas costosas que con perfiles cuadrados y

rectangulares, ya que precisan de cortes especiales cuando son unidos directamente entre sf. Otra ventaja que

ofrecen los perfiles cuadrados y rectangulares es la facilidad de adosar planchas de reforzamiento en las

conexiones y la comodidad y eficiencia de su apilamiento.

Para el diseno de los miembros de las vigas de celosia soldadas , debe reconocerse que tanto los cordones como

los montantes y diagonales comprimidos estan parcial mente empotrados en los nodos, siendo procedente hacer

una reduccion de la longitud teorica del elemento para obtener la longitud efectiva de pandeo. En este sentido, EI

Eurocodigo 3 recomienda tomar como coeficiente de longitud de pandeo, K=0,90 para cordones y K= 0,75 para

montante y diagonales, siempre que estas ultimas esten soldadas a los cordones a 10 largo del perimetro

completo, sin despuntamientos 0 aplastamientos en los extremos del elemento. Asimismo, las recomendaciones

del CIDECT establecen que en el caso de cordones comprimidos sin soporte lateral (por ejemplo, cordon inferior

de cubiertas sometidas a cargas ascendentes) la longitud de pandeo sera 0,32 veces la longitud total del cordon .

En el caso de estructuras tubulares que deben soportar directamente paneles 0 cubiertas de entrepiso 0 techo,

los perfiles rectangulares ofrecen superficies mayores de apoyo que los perfiles de secci6n circular, facilitando la

conexi6n de la cubierta.

Mega estructura disenada con diversidad de productos tubulares, presentes en celosias, vigas, columnas, entre otros miembros

u n lc:on Manual de Diseno de Estructuras de Aoero con Perfiles Tubulares

CAPITULO II Aplicaciones en sistemas no resistentes a sismos

II!l Ejemplos de selecci6n de miembros estructurales

11.2.1. Diseno de miembros a tracci6n

Ejemplall.2.1.1.

Disenar un miembro de 8,00 m de longitud empleando un Tuba Estructural Canduven ECO de secci6n circular

que debe soportar una carga permanente de 12.500 Kgf Y una carga variable de 7.500 Kgf en tracci6n. EI extremo

del miembro sera conectado par soldadura de filete a una plancha concentrica de 12mm de espesor que penetra

20cm.

E a a ro

FIGURA

a N ci

L..

~ :J u L..

G 0 0 W

• i 8' Miembros a traccion con seccion circular, posible conexion con plancha.

Calculo de la resistencia requerida:

Pu = 1,2 (12.500 Kgf) + 1,6 (7.500 Kgf) = 27.000 Kgf

Selecci6n preliminar segun estado limite de cedencia:

De la Tabla 1.7.1., de capacidad de miembros a tracci6n de secci6n circular en el estado limite de cedencia.

ECO 5" -- <PI Pn = 34.440 Kgf > 27.000 Kgf

Chequeo par estado limite de rotura:

o = 127 mm e = 3mm I = 200 mm 110= 1,58> 1,30 U = 1,0

A. = An = A - 2 (tp + 3mm) (0,93 X e )

A. = An = 10,89-2 (12 + 3) (2,79) / 100 = 10,05 cm2 = 0,92 A

De la Tabla 1.7.1., miembros a tracci6n de secci6n circular en el estado limite de rotura.

ParaAe = 0,90Asetiene:

<PI Pn = 32.040 Kgf> 27.000 Kgf

Manual de Disena de Estructuras de Acero con Perfiles T ubulares unlc:on

--=------------------------------------------------------------

Aplieaeiones en sistemas no resistentes a sismos

Verificaei6n relaci6n esbeltez del miembro :

Ejemp/o 11.2. 1.2.

L = 800 em r = 4,39 em

Llr = 800/4 ,39 = 182 < 300

CAPITULO II

Repetir el ejemplo 11 .2.1.1., empleando un Tubo Estructural Conduven ECO de secci6n rectangular.

o N ci

'-cu ::J

E 0>

0 C cu o . .......

c:o () Q)

n:: H 0 0 w

FIGURA Miembros a traccion con seccion rectangular, posible conexion con plancha

Calculo de la resistencia requerida :

Pu = 1,2 (12 .500 Kgf) + 1,6 (7.500 Kgf) = 27.000 Kgf

Selecci6n preliminar segun estado limite de cedencia :

De la Tabla 1.7.3. , de capacidad de miembros a tracci6n de secci6n rectangular en el estado limite de cedencia.

ECO 140x60 -- <1>1 Pn = 33.470 Kgf> 27.000 Kgf

Chequeo par estado limite de rotura :

H = 140 mm 8 = 60 mm I = 200 mm e = 3 mm

I>H

unlc:on

x= 8 2 + 28H 4 (8 + H)

x= 602

+ 2(60)(140) = 25 5 4 (60 + 140) ,

u = 1- xii = 1 - 25 ,5/200 = 0,873

A. = U An = U [A- 2 (tp + 3mm) (0 ,93 X e)]

A.= 0,873 [10 ,58 - 2 (12 + 3) (2,79) /100] = 8,51 cm2 = 0,80A

De la Tabla 1.7.3. , de capacidad de miembros a tracci6n de secci6n rectangular en el estado limite de rotura.

ParaAe = O,SOAsetiene ~t Pn

= 27 .680 Kgf > 27.000 Kgf

Verificaci6n relaci6n esbeltez del miembro:

L = SOO cm

r = ry = 2,56 em

L1r = 800/2,56 = 312,5> 300

EI requisito de esbeltez no es mandatorio .. . se acepta la soluci6n .

11.2.2. Diseiio de miembros a eompresion

Ejempla 11.2.2. 1.

Disenar un miembro de 4,00 m de longitud empleando un Tuba Estructural Canduven ECO de secci6n circular

que debe soportar una carga permanente de 10.000 Kgf Y una carga variable de 6.000 Kgf en compresi6n . La

base del miembro esta empotrada y su extremo superior libre de rotar.


Pu = 1,2 (10 .000 Kgf) + 1,6 (6.000 Kgf)

Pu = 21.600 Kgf

Longitud efectiva de pandeo:

K = 0,80 L =4,00 m KL = 3,20 m

De la Tabla I.S.1., de capacidad de

miembros a compresi6n de secci6n circular,

para KL = 3,25 m

ECO 5" -- ~c Pn = 23.350 Kgf> 21.600 Kgf

o = 127 mm

e =3 mm

Verificaci6n re laci6n esbeltez del miembro

L =400 em

r =4,39 cm

KLlr = 0,8 x 400/4,39 = 72,9 < 200


FIGURA

E o o ~

()

o () w

Miembro circ ular a com presion

unlcon

Ejemplo 11.2.2.2.

Comprobar que un Tuba Estructural cuadrado Gonduven EGO 120x120x4 de 4,00 m de longitud articulado en

sus extremos es capaz de soportar una carga axial de compresi6n mayorada de 30 Ton.

Propiedades de la secci6n (Tabla 1.4.2)

ECO 120x120

H=B=120mm

e=4mm

Longitud efectiva de pandeo :

K = 1,00

L =4,00 m

KL =4,00 m

De la Tabla 1.8.2. , de capacidad de

miembros a compresi6n de secci6n

cuadrada, para KL= 4,00 m

<Pc Pn = 31.910 Kgf> 30.000 Kgf

FIGURA

E o o ~

~ >< o

N ~

>< o N ~

o u w

lit' Miembro cuadrado a compresion.

Determinar, para las condiciones anteriores , un perfil rectangulary uno circular equivalente.

De la Tabla 1.8.3., de capacidad de miembros a compresi6n de secci6n rectangular, para KL = 4,00 m

ECO 220x90x4,5 -- <Pc Pn = 34.290 Kgf > 30.000 Kgf ~

De la Tabla 1.1.8., de capacidad de miembros a compresi6n de secci6n ci rcular, para KL =4,00mm

ECO 6"x4mm-- <Pc Pn = 36.450 Kgf> 30.000 Kgf

CAPITULO II Apiicaciones en sistemas no resistentes a sismos

Ejemplo 11.2.2.3.

Determinar la capacidad maxima a compresi6n de un Tubo Estructural rectangular Gonduven EGO 320x120x7

de 6,00 m de longitud , articulado en sus extremos y que presenta un punto de soporte lateral intermedio en la

direcci6n de su plano debil.

,..... X

0 N T'""

E X - 0 0

N 0 ("I') <0

0 U w

FIGURA

1---,.--- - -

I E o o ('I')

f- b-1

AREA EFECTIVA DE LA SECCI6N

• i , .. Miembro rectangular a compresion con soporte lateral

Propiedades de la secci6n (Tabla 1.4.3) ECO 320x120x7

H =320 mm

B = 120 mm

e = 7mm

A = 54,14 cm2

rx = 11,05 cm

ry = 5,13 cm

Verificaci6n relaci6n ancho-espesor elementos comprimidos . (Tabla 1.5)

t = 0,93 e = 6,51mm

bit = (120 - 5 x 6,51)/6 ,51 = 87,4516,51 = 13,43 < 34,22 = 1,40J E Elemento compacto Fy

hit = (320 - 5 x 6,51 )/6,51 = 287,45/6,51 = 44,16> 34,22 Elemento esbelto

Manual de Diseno de Estructuras de Aooro con Perfiles Tubulares

Aplicaciones en sistemas no resistentes a sismos

Determinacion area efectiva de la seccion :

be = 1,92x6,51 2.100.000 [ 1 0,38 3.515 (44 ,16)

2.100.000 ] = 241,25 mm 3.515

Ae! =A - 2 t (h-be) = 54,14- 2 (0,651)(32,0 - 5 X 0,651- 24,125) = 48 ,12 cm2

0= A./A = 48,12 1 54,14 = 0,889

4.71J E = 4 71 OF ' y

2.100.000 = 122,1 O,889x3.515

Longitud efectiva de pandeo:

Plano fuerte :

Plano debil :

K = 1,00 L =6,00 m KL =6,00 m

KLlrx = 600/11 ,05 = 54,30 < 122,1

F = _ n2_E_ = n2x2 .100.000 = 7.030 K f/cm2

e (KLlr)2 (54,3)2 9

F C( = 0 0,658 F. Fy = 0,889 0,658 7.030 3.515 = 2.594 Kgf/cm2

[9S ] [ 0,889 x 3.515 ]

O,90xF er A = 0,90 x 2,594 x 54,14 = 126.395 Kgf

K = 1,00 L =3,00 m KL =3,00 m

KLlry = 300/5 ,13 = 58,48 < 122,1

F = ~ = n2x2.100.000 = 6.061 e (KLlr)2 (58,48)2

Fer = 0 0,658 F. Fy = 0,889 0,658 6.061 3.515 = 2.518 Kgf/cm 2 [ 9S] [ 0,889 x 3.515 ]

0,90xFer A= O,90x2.518x54,14 = 122.690 Kgf

CAPITULO II

o bien , directamente de la Tabla 1.8.3., de capacidad de miembros a compresi6n de secci6n rectangular, que

asume pandeo alrededor del plano debil , para KL= 3.00 m, se obtiene <PcPn = 122.690 Kgf < 126.395 Kgf. De

manera que la capacidad maxima a compresi6n esta gobernada por el pandeo alrededor del plano debil , a pesar

de contar la columna con un punto de soporte lateral intermedio .

Ejemp/o 11.2.2.4.

Determinar la capacidad maxima a compresi6n de un tubo estructural circular fabricado bajo la norma ASTM A-

500 grado C y con acero ASTM A-572 grado 50, Conduven ECO 12 3/4"x11 relleno con concreto sin acero de

refuerzo de peso normal con f'c=250 Kgf/cm2 de 3,25 m de longitud . Para este caso asumimos que la condici6n de

los extremos es articulada. Esta columna se pretende utilizar como columna central de una edificaci6n de 8 .. niveles. La carga es transferida eficientemente al miembro de secci6n mixta en el nivel de planta baja. La carga

permanente que deoe soportar la secci6n mixta es de CP = 155 Ton y la variable es de CV = 90 Ton.

~

~

_x E ~ -L()

('"t")

N N ('"t")

~

0 U w

FIGURA I' 8i1 Miembro circular relleno de concreto a com presion


Pu = 1,2 (155Ton) + 1,6 (90Ton) = 330 Ton Kgf

Este ejercicio 10 podemos resolver directamente tomando la informaci6n de la tabla 1.8.5 capacidad de miembros

en compresi6n re llenos de concreto de secci6n circular con:

f 'c=250 Kgf/cm2, con KL = 3,25 se obtiene <PcPn = 368,40 Ton> 330 Ton

Tambien este ejercicio puede ser resuelto utilizando la formulaci6n suministrada en el capitulo I de este manual ,

diseno de miembros a compresi6n rellenos de concreto , como 10 resolveremos a continuaci6n .

Manual de Disefio de Estructuras de Acero ron Perfiles Tubulares unlcon

Caracteristicas y propiedades de los materiales :

Tubulares:

ASTM-500 Gr. C

Fy = 3.515Kgf/cm2

Fu = 4 .360Kgf/cm2

E = 2.100.000 Kgf/cm2

A = 100,79 cm2

Ix = Iy = 12.405,34 cm4

Geometria del tubular:

Columna:

o = 323,85 mm

t = 0,93e

O/t = 31 ,66

Secci6n del concreto:

Area del concreto :

Inercia del concreto :

Concreto:

f c = 250 Kgf/cm2, Para concretos de peso normal, puede eonsiderarse:

Ec = 15.100vr:-= 15.100V250 = 238.751,96 Kgf/cm2

Se verifica si la columna es apta para ser rellena se concreto,

con respeeto al pandeo local de la secei6n de acero.

A,= 015~=015 2.100.000 =8962>3166 , Fy , 3.515 ' ,

Cum pie satisfactoriamente

Ac = 7t (% r donde Dc =0-2t = 30,339 em; Ac = 722,924 em2

I = ~ (~)4 . I = 41 588 66 cm4 c 4 2 'c • ,

Se verifica si el poreentaje de area de acero es superior al1 % de la secci6n de la columna, si es asi, la secci6n de

acero es competente para ser rellena se concreto.

Por otra parte la resistencia del concreto se encuentra dentro de los parametros establecidos, es decir,

21 OKgf/cm2 < fie < 700 Kgf/cm2; para concreto de peso normal . o. k.

Calculo de la resistencia a compresi6n :

C2=0,95 para seeeiones eireulares.

No hay presencia de acero de refuerzo :

Po =AFy+A.,Fyr+C2Alc; Po = 100,79x3515+0xO+0,95x722,924x250 = 525,98Ton

As 100,79 C3 = 0,6+2 ~ + A. $ 0,9; C3 = 0,6+2 722,924 + 100,79 = 0,84473 < 0,9

unlcon Manual de Oiseno de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares

Eleff = 2.1 00.000x12.405,34+0xO+0,84473x238 .751 ,96x41 .588,66 = 3,44388x1010

n2(3,44388x1010)

= = 3.217,96 Ton> 0,44Po (325)2

Po = p. [ 0 ,658 ~ 1 = 491 ,20 Ton ~c = 0,75 ~c Pn= 368,40 Ton> 330 Ton _

-De esta manera Ilegamos al mismo resultado de la tabla 1.8.5 del Capitulo I.

Ejemp/o 11.2.2.5.

Determinar la capacidad maxima a compresi6n de un tubo estructural circular fabricado bajo la norma ASTM A500

grado C y con acero ASTM A572 grado 50, Conduven ECO 260x260x11 relleno con concreto sin acero de refuerzo

de peso normal con f'c= 250 Kgf/cm2 de 3,25 m de longitud. Para este caso asumimos que la condici6n de los

extremos es articulada. Esta columna se pretende utilizar en una edificaci6n de 8 niveles, como columna lateral. La

carga es transferida eficientemente al miembro de secci6n mixta en el nivel de planta baja. La carga permanente

que debe soportar la secci6n mixta es de CP= 130 Ton y la variable es de CV= 85 Ton.

FIGURA

--tl--

IT ' .. ...... t .' . . :....

~. '" : . .. , .

H h .... ... ... . .

11 .', : .. ': : .. : .. ~ ...

I r-- ~ ----1 I

E L{') N C'f)

~

~

>< o <0 N >< o

<0 N o o w

• i &. Miembro cuadrado relleno de concreto a com presion

Ap licaciones en sistemas no resistentes a sismos CAPITULO II

CaJculo de la resistencia requerida:

Pu = 1,2 (130Ton) + 1,6 (85Ton) = 292 Ton

Este ejercicio 10 podemos resolver directamente tomando la informaci6n de la tabla 1.8.9 capacidad de miembros

en compresi6n rellenos de concreto de secci6n cuadrada con:

f e=250Kgf/cm2, can KL = 3,25 se obtiene <PePn = 324,83 Ton> 292 Ton

Tambien este ejercicio, al igual que el anterior puede ser resuelto utilizando la formulaci6n suministrada en el

capitulo I de este manual , diseno de miembros a compresi6n rellenos de concreto, como 10 resolveremos a

continuaci6n.

Caracterfsticas y propiedades de los materiales:

Tubulares:

ASTM A500 Gr. C

Fy = 3.515Kgf/cm2

Fu = 4.360Kgf/cm2

Concreto:

f e = 250 Kgf/cm2,

Para concretos

E = 2.100.000 Kgf/cm2 de peso normal ,

puede considerarse: Ee =238.751 ,96 Kgf/cm2

A = 98,61 cm2

Ix = Iy = 10.052,33 cm4

Geometrfa del tubular:

Columna:

H =260 mm

B =260 mm

t = 0,93e

h = H - 5t

b = B - 5t

hit = bit = 20,42

Secci6n del concreto:

Area del concreto:

h, = 23,954 cm

h2 = 23,954 cm

rj = 1,535 em


Se verifica si la columna es apta para ser rellena de concreto , con

respecto al pandeo local de la seccion de acero.

A = 2 26~ = 2 26 2 .100.000 = 55 24 > 20 42 , F ' 3.515 ' ,

y

Cumple satisfactoriamente

A e = h,h2 - 0,858rj 2; donde h,=B-2t; h2=H-2t; rj=1 ,5t radio interno

A e = 571 ,772 cm2

Ie = I, + 212 + 213; I, = Cuadrado: 12 = Rectangulos; 13 = Cuartos de cfrculos

CAPITULO II Aplicaciones en sistemas no res istentes a sismos

r. I

H :rr:

t h1 =B-2r

- I - I I .. B

FIGURA I' !:. Determinacion de parametros de la seccion de concreto

h (h -3t)3 11

= 1 2 = 18.184,45cm4

12

(h -3t)(1 5t)3 ~ h )2 1 , + (h _ 3t)(1 5t) _ 2 - 0 75t = 4.167 63 cm4

12 1 , 2 ' ,

I = r4 - - - + - -- + -- -r. = 455 82 cm (rc 8) (rj

2rc )( h 2 4rj )2 4 3 I 8 9rc 2 2 3rc I ,


Ie = 27.431 ,36 cm4

Se verifica si el porcentaje de area de acero es superior al1 % de la secci6n de la columna, si es as!, la secci6n de

acero es competente para ser rellena de concreto .

Por otra parte la resistencia del concreto se encuentra dentro de los parametros establecidos, es decir,

210Kgf/cm2 < f e < 700 Kgf/cm 2 para concreto de peso normal

A = 98,61 cm 2 > 0,01 (A+AJ = 6,70 cm 2

Calculo de la resistencia a compresi6n :

C2=O,85 para secciones cuadradas y rectangulares

No hay presencia de acero de refuerzo:

Po =AFy+A.rFyr+C2Al e; Po = 98,61x3515+0xO+O,85x571 ,772x250 = 468,12Ton

(A) 98,61

C3 = 0,6+2 Ae +sAs ~ 0,9; C3 = 0,6+2 571 ,772 + 98,61 = 0,894196 < 0,9

Eleff = 2.100.000x10.052 ,33+0xO+0,894196x238.751 ,96x27.471 ,36 = 2,6966x1010

= 2.519,70 Ton> 0,44P 0

Po = p. [ 0,658 : : 1 = 433,10 Ton

<Pc = 0 ,75

De esta manera Ilegamos al mismo resultado de la tabla 1.8.9

11.2.3. Diseno de miembros a flexion

Ejemplo 11.2.3. 1.

Disenar una viga simplemente apoyada de 6,00 m de longitud empleando un Tubo Estructural Conduven EGO

de secci6n rectangular que debe soportar una carga permanente uniforme distribuida de 2.400 Kgf/m y una carga

variable uniforme distribuida de 2.800 Kgf/m. Limite de deflexi6n admisible para la carga variable es U300 .

I Wu

--

g ECO Rectangular ( ) "

"

I- 6,00 m ~ I FIGURA • i tpl Perfil rectangular utilizado como viga


W u = 1,2 (2.400 Kgf/m) + 1,6 (2.800 Kgf/m) = 7.360 Kgf/m

Mu = 7.360 Kgf/m x (6,00 m)2/8 = 33.120 Kgf.m

I


Caleulo del minimo momenta de inereia requerido:

Seleccion del perfil tubular:

~max = Ll300 = 600 em / 300 = 2,00 em

Garga variable w = 2.800 Kgf/m

Imin = 5wL 4/384E~max = 11 .250 em4

De la Tabla 1.4.3. , de propiedades estaticas para secciones rectangulares

EGO 350x170x9 --- Ix = 12.737 em4 > 9.000 em4

Comprobacion de la capacidad resistente del miembro :

De la Tabla 1.9.3., de capacidad de miembros a flexion para secciones rectangulares :

EGO 350x170x9 --- ~b Mn = 28.770 Kgf.m<33.120 Kgf.m 0 Tomando el perfil siguiente ,

EGO 350X170X11--- ~b Mn = 34.314 Kgf.m > 33.120 Kgf.m

Ej emplo 11. 2.3.2.

Resolver el ejemplo 11.2.3.1 ., empleando dos perfiles Conduven ECO de seccion rectangular en paralelo.

Del ejemplo anterior.

Mu = 33.120 Kgf.m

Seleccion del perfil tubular :

De la Tabla 1.4.3., d,e propiedades estaticas para secciones rectangulares :

EGO 320x120x7 --- Ix = 6.606 em4 > 5.625 em4

Comprobacion de la capacidad resistente del miembro:

MJ2 = 16.560 Kgf.m

De la Tabla 1.9.3., de capacidad de miembros a flexion para secciones rectangulares:

EGO 320x120x7--- ~bMn = 16.724 Kgf.m > 16.560 Kgf.m 9 So/uci6n: 2 perfiles EGO 320x120x7 dispuestos en para/eta.

Manual de Diseno de Estrueturas de Acero con Perfiles T ubulares unlcon

Aplicaciones en sistemas no resi stentes a sismos

11.2.4. Diseno de miembros a corte

Ejemp/o 11.2.4.1.

Verificar la capacidad resistente al corte de los ejemplos 11.2.3.1. y 11.2.3.2.


Wu = 1,2 (2.400 Kgf/m) + 1,6 (2.800 Kgf/m) = 7.360 Kgf/m

Vu = 7.360 Kgf/m x (6,00 m)/2 = 22.080 Kgf

Comprobaci6n de la capacidad resistente del miembro

CAPITULO II

De la Tabla 1.9.3. , de capacidad de miembros a corte para secciones rectangulares, para corte en la direcci6n y-y:

ECO 350x170x11--- ~vVn = 124.004 Kgf» 22.080 Kgf.m

De la Tabla 1.9.3. , de capacidad de miembros a corte para secciones rectangulares , para corte en la direcci6n y-y:

ECO 320x120x7--- ~vVn = 74.256 Kgf» 22.080 Kgf.m

11.2.5. Diseno de miembros a torsion

Ejemp/o 11.2.5.1.

Determinar la capacidad resistente a torsi6n de un tuba estructural Conduven de secci6n ci rcular ECO 7 5/8"

espesor 4,5mm.

De la Tabla 1.9.1., de lacapacidad de miembros a torsi6n parasecciones ci rculares :

ECO 7 5/8" x 4,5mm

<PrTn = 4.387 Kgf.m

unlc::on

FIGURA 118 [,I Miembro circular a torsion

CAPITULO II Aplicaciones en sistemas no resistentes a sismos III 11.2.6. Diseno de miembros a solicitaciones combinadas

EjempJolI.2.6.1.

Verificar la capacidad resistente de un Tubo Estructural Gonduven EGO 320x120x7 de secci6n rectangular para

soportar como voladizo de 2,00 m de longitud , una carga permanente uniformemente distribuida de 3.000 Kgf/m y

una carga variable uniformemente distribuida de 1 .200 Kgf/m , con una excentricidad de 20 cm respecto su eje.

t

FIGURA

ECO 320x120x7

2,00 m

j · i

ct Wun

~ B ~ 118' I Miembro rectangular sometido a solicitaciones combinadas


Wu = 1,2 (3.000 Kgf/m) + 1,6 (1 .200 Kgf/m) = 5.520 Kgf/m

Vu = 5.520 Kgf/m x 2,00 m = 11 .040 Kgf

Mu = 5.520 Kgf/m x (2,00 m)2/2 = 11.040 Kgf.m

Tu = 5.520 Kgf/m x 2,00 x 0,20m = 2.208 Kgf.m

H

De la Tabla 1.9.3., de capacidad de miembros a flexi6n , corte y torsi6n para secciones rectangulares :

EGO 320x120x7

4>b Mn = 16.724 Kgf.m

4>v Vn = 74.256 Kgf

4>T Tn = 8.756 Kgf.m

Para:

T)4>TTn = 2.208/8.756 = 0,252 ~ 0,20

( 11.040) (11.040 2.208)2 2

0+ 16.724 + 74.256 + 8.756 = (0,66)+(0,149+0,252) = 0,82:::1



Ejemplo 11.2.6.1.

Diser'iar un miembro de 4,00 m de longitud articulado en sus extremos empleando un Tubo Estructural Conduven

ECO de secci6n circular que debe soportar una carga permanente de 18.000 Kgf Y una carga variable de 6.000

Kgf en compresi6n con excentricidades de 0,40 m en direcci6n X y 0,20 m en direcci6n Y.

0,40 m

6:~o~m

FIGURA 115 fJ Miembro circular sometido a solicitaciones combinadas


Pu = 1,2 (18.000 Kgf) + 1,6 (6.000 Kgf) = 31.200 Kgf

Mux = 31.200 Kgfx 0,40 m = 12.480 Kgf.m

Muy = 31.200 Kgf x 0,20 m = 6.240 Kgf.m

Tomando ECO 12 3/4"x9mm

K=1,0

L=4,OO m

KL=4,OOm

De la Tabla 1.1 .8., de capacidad de miembros acompresi6n de secci6n circular, para KL = 4,00 m

ECO 12 3/4"x9mm -- ~c Pn = 239.550 Kgf

PJ~c Pn = 31 .200/239.550 = 0,130

De la Tabla 1.10.1., de capacidad de miembros en flexo-compresi6n de secci6n circular, ECO 12 3/4"x9mm

Para: Pj~c Pn = 0,1 Mu = 25.042 Kgf.m

Para: Pj~c Pn = 0,2 Mu = 23.724 Kgf.m

Interpolando linealmente :

Para: Pj~c Pn = 0,1 30 Mu = 24.646 Kgf.m > 18.720 Kgf.m

unlc:on Manual de Disefio de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares


Ej empla 11. 2.6.3.

Resolver el ejemplo 11.2 .6.2., empleando un Tuba Estructural Ganduven EGO de secci6n cuadrada.

0,40 m

yl I L

[JPUQ

0,20 m

+ x T

o "0 ro ~

"0 E roo ::JO 0"o:::t o o w

FIGURA d I" '" b ' d Ii 8 PI Miembro cuadrado someti 0 a so ICltaclones com Ina as

Tomando ECO 260x260x9mm

Pu = 31 .200 Kgf

Mux = 12.480 Kgf.m

Muy = 6.240 Kgf.m

K= 1,0

L=4,00m

KL=4,00m

De la Tabla 1.8.2., de capacidad de miembros a compresi6n de secci6n cuadrada, para KL = 4,00 m

ECO 260x260x9mm -- 4>c Pn = 232.080 Kgf

PJ4>cPn = 31 .200/232.083 = 0,134

De la Tabla 1.1 0.2., de capacidad de miembros en flexo-compresi6n de secci6n cuadrada, ECO 260x260x9mm

Para: PJ4>c Pn = 0,1 Mu = 22.651 Kgf.m

Para: PJ4>c Pn = 0,2 Mu = 21.458 Kgf.m

Interpolando linealmente:

Para: PJ4>c Pn = 0,134 Mu = 22.245 Kgf.m > 18.720 Kgf.m



II!) Aplicaciones en sistema de pisos y techos

Aplicaciones convencionales de los perfiles tubulares a flexi6n , empleados comunmente como vigas de techo,

pi so y auxiliares. En esta secci6n se hace hincapie en la utilizaci6n de los perfiles rectangulares , perfil ECOT y

ECOZ como vigas , con diferentes tipos de encofrados y cubiertas de techo.

Sistemas de techo (vigas y columnas)

con perfiles tubulares y conexiones empernadas

11.3.1. Diseno de vigas de piso 0 correas

Ejemp/o 11.3. 1. 1.

Disenar las vigas de pi so 0 correas de un entrepiso destinado a oficina que debe soportar una carga permanente

uniforme de 450 Kgf/m2 y una carga variable de 250 Kgf/m2. Las correas tienen una luz de 4,00 m y estan

separadas 1 ,50 m. Limite de deflexi6n admisible para la carga variable es U300 .

unlc::on

1, 50 m

--

~ 4,00 m I

Viga de Piso (correa)

J Viga de Piso (correa)

4-

ECO Rectangular

1----- 4,00 m

®

fl= ~ 'x " 4:

'" Ol

:>

,

t Li-

FIGURA d . . Miembros rectangulares en sistemas e pIS os; viga de PISO


CAPITULO II Apiicaciones en sistemas no resistentes a sismos

Calculo del minima momenta de inercia requerido :

Selecci6n del perfi l tubular:

~max = Ll300 = 400 em I 300 = 1,33 em

Carga variable w = 250 x 1,50 = 375 Kgf/m

Imin = 5wL 4/384E~max = 446,4 em4

De la Tabla 1.4.3. , de propiedades estaticas para secciones rectangulares .

ECO 180x65x4

Ix = 655,96 em4 > 446,4 em4 Peso: PP = 14,45 Kgf/m (Tabla 1.3.3. )


qu = 1,2 (450 Kgf/m2) + 1,6 (250 Kgf/m2) = 940 Kgf/m2

Ancho tributario de la viga: S = 1,50 m

Wu = qu X S + 1,2 PP = 940 Kgf/m2 x 1,50 m + 1,2 x 14,45 = 1.428 Kgf/m

Mu = 1.428 Kgf/m x (4,00 m)2 I 8 = 2.855 Kgf.m


De la Tabla 1.9.3. , de capacidad de miembros a flexi6n

ECO 180x65x4 --- ~b Mn = 2.967 Kgf.m > 2.855 Kgf.m

11.3.2. Diseiio de vigas auxiliares

Ejemp/o 11.3.2. 1.

Disenar las vigas auxiliares del ejemplo 11.3.1 .1, que so porta las vigas de piso sabiendo que tiene una luz de 6,00 m.

R i • 1,50m

• ~R IR ,

,£ 0: D D ~!~ ECO Rectangular

I • 6,00 m

FIGURA liS17, Miembros rectangulares en sistemas de pisosj viga auxiliar

Viga de piso: ECO 180x65x4 PP = 14,45 Kgf/m (Tabla 1.3.3.)

Wu = qu X S + 1,2 PP = 940 Kgf/m2 x 1,50 m + 1,2 x 14,45 = 1.428 Kgf/m

Manual de Diseno de Estrueturas de Acero con Perfiles T ubulares unlc:on

- - - -- --


Reacci6n de la viga de piso sobre la viga auxiliar :

Vu = 1.428 Kgf/m x 4,00m/2 = 2 .856 Kgf

Asumiendo que convergen dos vigas de pi so sobre la viga auxiliar:

R = 2Vu = 5.712 Kgf

Carga uniforme equivalente : Q = R/S + 1,2 PPTomando PP= 60 Kgf/m

Q = 5.712 Kgf 11 ,50 m + 1,2 x 60 Kgf/m = 3.880 Kgf/m

Mu = 3.880 Kgf/m x (6,00 m)2/8 = 17.460 Kgf.m


De la Tabla 1.9.3. , de capacidad de miembros a flexi6n

ECO 320x120x9 --- <Pb Mn =20.880Kgf.m > 17.460 Kgf.m

Ix = 8.159,90 em4

Comprobaci6n de la deflexi6n admisible:

Carga variable : w = 250 x 4 ,00 = 1.000 Kgf/m

L1 = 5wL4/384Elx = 0,98 em < 2,00 em = 6001300 = Ll300

11.3.3 Diseiio de entrepiso

Ejemplo 11.3.3.1.

Verificar los componentes del entrepiso indicado a continuaci6n :

Caracteristicas generales:

Uso: Vivienda

Sistema de Piso: Sofito metalico colaborante -lamina calibre 22, espesor 10 cm (concreto normal)

Piso: Acabado de Ceramica

Paredes : Bloques arcilla 1 0/15 cm - friso ambas caras.

Techo: Plafones de yeso. Analis is de cargas (segun COVENI N 2002-88) :

o 0 ® 0 ® ® f-I -- 5,00 ----+-I -- 5,00 ----+-1 -- 4,00 - --+-1 -- 5,00 ---111---- 5,00 ---I

EC0220x90x45 EC0220x90x4 5 EC0220x90x4 5 EC0220x90x4 5 EC0220x90x4 5

l 'T

®

o III ..f

"' i 0

'" " 0 N N 0 u w

+ "' i 0

~ 0 N N 0

~

"' ~ '" x 0 N N 0 U w

~20X90X4 '5 EC0220~ EC0220x90x4,5

EC0220x90x4,S

EC0220x90x4,S

EC0220x9Ox4,S

/ ~90X4'5

EC0220x90x4,S

COL. ECO 220x220x7 (TIP.)

Analisis de cargas :

Cargas Permanentes:

Cargas Variables:

EC0220~ "' EC0220x90x4,5 "' EC0220x90x4,5 :;} EC0220x90x4,5 "' on on on

~ ~ ~ ~ h ~ 0 0 0 0 CD CD CD CD

~ EC0220x90x4,5 ~ EC0220x90x4,5 ~ EC0220x90x4,5 ~ EC0220x90x4,5 'T

,~20X90X4 '5 w w

EC0220/. ~

EC0220x90x4,5 EC0220x90x4,S 'T

"' EC0220~ "' ~220X90X4 'S "' ~ on on on ~ EC0220x90x4,S g " 0 EC0220x90x4,S 'T '" '"

CD CD CD

~ N N IE~RAOO~I S N

0 0 0 , ~ ~

CAL 22 .=lOcm U ~ 'T

-l- <' ""I

EC/ ",_

EC0220x90x4,S ~X4 'S EC0220x90x4,S ~

"'. "'. "'- 'T EC0220x90x4,5 0

'" ~ EC0220x90x4,S ~ EC0220x90x4,S ~ EC0220x90x4,S ~

" 0 0 0 0 ~ '{ ~ CD CD ~ N N

U EC0220x90x4,S u EC0220x90x4,5 ~ EC0220x90x4,S U ECO~ w w w

EC0220x90x4,S EC0220x90x4,S EC0220x90x4,5 EC0220x90x4,S

COL. ECO 220x220x7

FIGURA 115 tf' Entrepiso configurado con perfiles tubulares

Sofito metalieo colaborante , e = 10 em

Acabado de piso y base de piso, e = 5 em

Plafones de yeso

Tabiquerfa sobre entrepiso

Total Carga Permanente:

175 Kgf/m2

120 Kgf/m2

35 Kgf/m2

150 Kgf/m2

480 Kgf/m2

Sobrecarga en areas privadas de viviendas 175 Kgf/m2

Total Carga Variable 175 Kgf/m2

(TIP .)

Caleulo de la resistencia requerida :

qu = 1,2 (480 Kgf/m2) + 1,6 (175 Kgf/m2) = 856 Kgf/m2

Viga de piso: ECO 220x90x4,5

Peso: 20,72 Kgf/m (Tabla 1,3.3.) - Luz calculo: 5,00 m

Ancho tributario: S = 1,50 m

Wu = qu X S +1 ,2 PP = 856 Kgf/m2

x 1,50 m +1 ,2 x 20 ,72 Kgf/m = 1.310Kgf/m

Mu = 1.310 Kgf/m x (5,00 m)2/8 = 4.090 Kgf.m

"' i ~ " 0

N N

. 0 u w

"' i ~ 0 N N 0

~

"' " " ~ 0 N N ,8 w

Manual de Diseno de Estrueturas de Acero con Perfiles T ubulares unlc:on

Comprobaci6n de la capacidad resistente de la viga de piso:

De la Tabla 1.9.3., de capacidad de miembros a flexi6n.

ECO 220x90x4,5 --- ~b Mn = 5.329 Kgf.m > 4.090 Kgf.m

Comprobaci6n de la capacidad resistente de las vigas , a carga gravitacional.

ECO 260x90x5,5 Caso critico: viga V2(A-B)

Del analisis estructural se obtiene: Mu' = 6.350 Kgf.m Mu + = 4.670 Kgf.m

De la Tabla 1.9.3., de capacidad de miembros a flexi6n

ECO 260x90x5,5 --- ~b Mn = 8.394 Kgf.m > 6 .350 Kgf.m

ECO 220x90x4,5: Caso critico: viga V1 (A-B)

Del anal isis estructural se obtiene: Mu' = 3.222 Kgf.m Mu + = 2.090 Kgf.m

De la Tabla 1.9.3., decapacidad de miembros a flexi6n :

ECO 220x90x4 ,5 - ~b Mn = 5.329 Kgf.m > 3.222 Kgf.m

Peso total perfiles tubulares: 6,52 Ton.

Ejemplo 11.3.3.2.

Verificar los componentes del entrepiso del ejemplo 11.3.3.1., con la estructuraci6n mostrada a continuaci6n:

o 8) ® ® 1---- 5,00 ---1--- 5,00 - -+1 ~- 4,00 - --1-1 -- 5,00 --+1-- 5,00 ---il

@

0

'" "

© 0

'" " ®

0

'" "

EC0220x90x4 5 EC0220x90x45 EC0220x90x45 EC0220x90x4 5 EC0220x90x45 -l- I

'" ~~ "'. '" EC0140x60x3 "'. '" EC0220x90x4,5 ~ EC0140x60x3 "'. '" EC0140x60x3 0 '" i " " " i

N 0

~ ~ 0

~

~3 0 g. 0

~ ~ en ~ ~ ~ 0 0 0 >< 0 0 N N 0 N 0 0 N EC0140x60x3 EC0140x60x3

N N EC0220x90x4,5 S EC0140x60x3 gj N N

T N

N ~ ~ 0 0 N N O . 0 u I ~ w

,~6 I ~ w w

~, &l &

u w w

EC02f x90x5,5 90x5,5 EC0260x90x5,5 EC026 x5,5 EC026 90x5,5 T

~~3 -

'" '" '" N '" '" '" '" ~ '" i i " i " " i i ~ >< >< ~ ><

~ EC0140x60x3 0 EC0140x60x3 g 0 EC0220x90x4,5 g 0 EC0140x60x3 0

T 0

en en en en en ~ 0

N N N

& 0

N N N N N N N N N N N

IE~AAOO CCUBCWWmI () N N N N

0 0 0 0 0 0 0 0 0

&t u u u ~ CAL 22 a=1Ocm U U &t

u T Jil w w w < -- ~ w w

EC02f x90x5,5 EC026 / EC0260x90x5,5

~ 90x5,5 EC026 90x5,5 ~

"'. '" -~ / 1.('). lO. I§. "'. "'. T '" j . "'- "'- i ><

,

~ & 0 EC0140x60x3 0

A ~40x60x3 0 EC0220x90x4,5 ~ EC0140x60x3 0 EC0140x60x3 0 0

~ ~ ~ 0

~ en en ~ >< ><

0 0 0 ~ 0 0 0 -~

0 ~ N N N N N

J N N N gj ~ N

~ S 0 N N

0

U

7 r:D U EC0140x60x3 I ~ U EC0220x90x4,5 ~ EC0140x60x3 ~ U EC0140x60X3-- N U

w w w w w

I EC0220x90x4.5 EC0220x90x4,5 EC0220x90x4,5 EC0220x90x4,5 \ , EC0220x90x4,5

COL. ECO 220x220x7 COL. ECO 220x220x7

(TIP.) (TIP.)

FIGURA 118 fM Entrepiso configurado con perfiles tubulares, con vigas auxliares

unlcon Manual de Diseno de Estructuras de Aoero con Perfiles Tubulares

Comprobacion de la capacidad resistente de las vigas de piso:

Viga de piso ECO 220x90x4,5 entre ejes 3-4 L=4,00 m

Del anal isis estructural se obtiene: Mu T = 4.670 Kgf.m

De la Tabla 1.9.3., de capacidad de miembros a flexion

ECO 220x90x4,5 --- <Pb Mn = 5.329 Kgf.m > 4.670 Kgf.m

Viga de piso ECO 140x60x3.0 entre ejes 1-2 L=2,50 m

Del anal isis estructural se obtiene: Mu+ = 970 Kgf.m

De la Tabla 1.9.3. , de capacidad de miembros a flexion

ECO 140x60x3,0 --- <Pb Mn = 1.466 Kgf.m > 970 Kgf.m

Comprobacion de la capacidad resistente de la viga auxiliar

ECO 220x90x4,5: Caso crftico -- viga aux(A-B)

Del analisis estructural se obtiene: Mu+ = 4.912 Kgf.m


Comprobacion de la capacidad resistente de las vigas a carga gravitacional .

ECO 260x90x5,5: Caso crftico -- viga VB(1-2)

Del analisis estructural : Mu' = 6.720 Kgf.m Mu+ = 5.012 Kgf.m

De la Tabla 1.9.3., de capacidad de miembros a flexion


ECO 220x90x4.5: Caso crftico -- viga V3 (A-B)

Del analisis estructural: Mu' = 4.160 Kgf.m Mu+ = 2.696 Kgf.m

De la Tabla 1.9 .3 ., de capacidad de miembros a flexion .

ECO 220x90x4.5 --- <Pb Mn = 5.329 Kgf.m > 4.160 Kgf.m

Peso total perfiles tubulares : 6,33 Ton .

11.3.4. Diseiio de vigas de piso con perfil ECO T

Ejemplo 11.3.4.1 .

Verificar las vigas de piso de seccion mixta de un entrepiso destinado a uso residencial , confeccionado con perfiles

ECO T-1 00 , espaciados a 61 cm , empleando paneles de poliestireno expandido y loseta de 5 cm, que debe soportar

una carga permanente uniforme (incluido su peso propio) de 500 Kgf/m2 y una carga variable de 175 Kgf/m2. Las

vigas de piso tienen una luz de 4,50 m. Limite de deflexion admisible para la carga variable es U360 .

Malia eleetrosoldada

/ Loseta Concreto

5 em ~ II -0 L' Q, q :::0 <'

<' " <' <'

q q "

<I <'

l U t Panel de Poliestireno l 0 ~ ... Expandido (Anime) ~",.

ECO T-100 ECO T-100

61 em

FIGURA 1181:. Configuracion de losas con el perfil ECOT y poliestireno expandido

Caleulo del minimo momenta de inereia requerido :

~max = L/360 = 450 em/360 = 1 ,25 em

Carga variable por nervio w = 175 x 0,61 = 106,75 Kgf/m

Imin = 5wL4/384E~max = 5x1 ,0675(450)4/(384x2.100 .000x1 ,25) = 217,1 em4

Verifieaeion del perfil

De la Tabla 1.1 0.5., de eapaeidad de miembros a flexion y corte para Perfiles ECO T en seeeion mixta.

ECO T-1 00 de 20 em espesor con loseta de 5 em y panel de 15 em

Ix = 680,98 em4 > 217,1 em4

Caleulo de la resisteneia requerida:

qu = 1,2 (500 Kgf/m2) + 1,6 (175 Kgf/m2) = 880 Kgf/m2

Aneho tributario de viga: S = 0,61 m

Wu = qu X S = 880 Kgf/m2 x 0,61 m = 537 Kgf/m

Mu = 537 Kgf/m x (4,50 m)2/8 = 1.359 Kgf.m

Vu = 537 Kgf/m x 4,50 m/2 = 1.208 Kgf

Comprobaeion de la eapaeidad resistente del miembro

De la Tabla 1.1 0.5. , deeapacidad de miembros a flexion yeorte para Perfiles ECOTen seeeion mixta

ECO T-1 00 de 20 em espesor eon loseta de 5 em y panel de 15 em

<Pb Mn = 1.161 Kgf.m < 1.359 Kgf.m 0 Tomando la eonfiguraeion siguiente :

ECO T-1 00 de 25 em espesor eon loseta de 5 em y panel de 20 em

<Pb Mn = 1.484 Kgf.m > 1.359 Kgf.m 0 <Pv Vn = 6.454 Kgf> 1.208 Kgf.m.

unlc:on Manual de Diserio de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares


11.3.5. Diseiio de correas de techo con perfil ECO Z

Ejemplo 11 .3.5.1.

Perfil ECO T empleado en sistemas de

entrepisos con paneles de poliestireno

expandido

Disenar las vigas de un techo plano de una nave industrial que debe soportar una cubierta liviana de 10 Kgf/m2. Las

vigas tienen una luz de 5,0 m y estan separadas 1,20 m. Sobrecarga normativa 40 Kgf/m2. Asumir que la cubierta de

techo proporciona soporte lateral Lu = 1,00 m.

Gubierta Liviana (10 Kgf/m

2)

Perfil EGO Z Perfil EGO Z

I • 1,20 m ~ I

FIGURA I i I VI Perfil ECOZ e n s is t emas de t ech os. Vigas para tech os livianos


q u = 1,2 (10 Kgf/m2) + 1,6 (40 Kgf/m2) = 76 Kgf/m2

Perfil ECO Z-170: Peso: 5,87 Kgf/m Luz calculo: 5,00 m

Ancho tributario de viga: S = 1,20 m

Wu = q u X S + 1,2 PP = 76 Kgf/m2 x 1,20 m + 1,2 x 5,87 = 98,25 Kgf/m

Mu = 98,25 Kgf/m x (5,00 m)2/8 = 307 Kgf.m


Comprobaci6n de la capacidad resistente del miembro :

De la Tabla 1.1 0.6., de capacidad de miembros a flexi6n y corte:

Perfil ECO Z

Para : Lb = 1,00 m

Perfil ECO Z-170

11.3.6. Diseno de escaleras

Ejemplo 11.3.6.1.

<PbMn = 483 Kgf.m > 307 Kgf.m

CAPITULO II

Diseriar la escalera de un m6dulo de circulaci6n vertical de un edificio multifamiliar que cuenta con un ancho de 1 ,25

my distancia entre apoyos de 3,50 m. Los escalones tienen 28,0 cm de huella y 15,3 cm de contrahuella.

Anal isis de cargas :

Cargas Permanentes :

Cargas Variables :

Carga mayarada:

Carga par viga:

Peso Propio loseta de concreto e = 5 cm

Marco de angulos 65x65x6

Barandas y otros accesorios

Total Carga Permanente

125 Kgf/m2

75 Kgf/m2

50 Kgf/m2

250 Kgf/m2

Sobrecarga de uso (escalera vivienda) 300 Kgf/m2

Inclinaci6n: tana = 15,3/28 ,0 ~ a = 28,6°

qu = 1,2 (250 Kgf/m2) + 1,6 (300 Kgf/m2) = 780 Kgf/m2

W = [S x qu / 2 + 1,2 PP]/cosa = [1,25 x 780/2 + 1,2 x 10]/cos (28,6°) = 570 Kgf/m

Mu = W L2/8 = 570 x (3 ,50)2/8 = 873 Kgf.m

De la Tabla 1.9.3., de capacidad de miembros a flexi6n .

ECO 120x60x2,5 --- <PbMn = 974 Kgf.m > 873 Kgf.m

Verificaci6n de flecha :

W = wev = [S x qJ 2]/cos a = [1 ,25 x 300/2]/cos (28,6°) = 214 Kgf/m

unlcon

~max = L1300 = 350 cm I 300 = 1 ,1 7 cm

Imin = 5wL 4/384E~max = 170 cm4

De la Tabla 1.4.3., de propiedades estaticas para secciones rectangulares.

Se tomaran dos perfiles:

r 9@0, 153=1,375

ECO 120x60x2,5 --- Ix = 149,4 cm4 < 170 cm4 0

ECO 140x60x3,0 --- Ix = 257,47 cm4

3,50 -------- ---1

1,25 - ----1-1-0--- 8@0,28=2,25

2 E CO 140x60x3

FIGURA II fJ .• Miembros rectangualres en escaleras

Escalera metalica disefiada con

perfiles rectangulares

Manual de Diseno de Estructuras de Acero con Perfiles T ubulares unlC:::on

II:!] Aplicaciones en celosias y otros arreglos

Los cordones y barras de relleno (montantes y diagonales) de una viga de celosia soldada, estan parcial mente

empotrados en sus nodos aunque por 10 general , el calculo estatico de las fuerzas en los elementos se hace

suponiendo que las uniones son articuladas . Las excentricidades nod ales entre los ejes de las barras que se unen

en un nodo deberian mantenerse, preferiblemente, dentro de los limites recomendados para conexiones directas

entre perfiles tubulares sometidos a fuerzas axiales ; esto es , -0,550::: e::: 0,250 para perfiles circulares y

-0,55H ::: e ::: 0,25H para perfiles cuadrados y rectangulares. Los momentos secundarios debidos a estas

excentricidades pueden , en general , despreciarse siempre que las excentricidades se encuentren dentro de los

limites antes prescritos, no asi, los momentos primarios, que pueden ocurrir en los cordones debido a cargas

transversales aplicadas fuera de los nodos. En este caso y para fines de analisis , la viga de celosia puede

modelarse considerando los cordones continuos y las barras de relleno articuladas . Para fines de diseno y como

consecuencia de la restricci6n parcial a la rotaci6n impuesta por la uni6n soldada, se permite una reducci6n de la

longitud te6rica del elemento (L) para obtener la longitud efectiva de pandeo (Lb) , de manera que el coeficiente de

longitud efectiva K < 1,00.

Galp6n industrial ados aguas con perfiles tubulares

Las recomendaciones del Euroc6digo 3 establecen que las longitudes de pandeo, para perfiles tubulares en una

viga de celosia, cuyas barras de relleno esten soldadas a los cordones a 10 largo del perimetro completo, sin

despuntamientos 0 aplastamientos , puede ser determinada como:

Apl icaciones en s istemas no resistentes a s ism os CAPITULO II

Cordones:

En el plano de la celosia : Lb = 0,9 x (Iongitud te6rica entre nod os)

Perpendicular al plano: Lb = 0,9 x (Iongitud entre soportes laterales)

Montantes y Diagonales:

En ambos pianos: Lb = 0,75 x (Iongitud te6rica entre nodos)

En el caso que la relac i6n entre el diametro externo 0 ancho de la barra de relleno al menor cord6n sea menos 0 ,60

(P < 0,60, siendo P = DblD 6 BJ B 6 DJ B segun el caso) , el coeficiente de longitud efectiva para la barra de relleno

esta por 10 general comprendido entre 0,50 ~ K ~ 0,75, segun :

. Coeficiente de Cordon Barra Relleno longitud efectiva K

Rectangular Rectangular (

B 2 )0.25 2 30 _ b_

, LB

Rectangular Rectangular 235 _b_ ( 0 2)°.25

, LB

Circular ( 0 2 )0.25

220 _ b_

, LD Circular

L = Longitud te6rica entre nodos

En el caso de largos cordones comprimidos sin soporte lateral , como por ejemplo, una viga de celosia sometida a

cargas ascendentes (debida a la succi6n de viento en techo livianos) , pasarelas peatonales, etc ., la longitud

efectiva del cord6n solicitado a compresi6n depende de la variaci6n de carga en el cord6n , la rigidez de las barras

de relleno , la rigidez torsional del cord6n a tracci6n , de la uni6n correa-celosia , la rigidez a flexi6n de las correas ,

entre otros . En este caso, las barras de relleno actuan como soportes elasticos locales en cada nodo y la longitud

efectiva de pandeo del cord6n comprimido puede ser considerablemente menor que la longitud entre apoyos.

11.4.1. Diseiio de celosia plana

Ejemplo 11.4.1 .1.

Disel'iar la celosia plana mostrada en la Figura 11.21 , empleando Tubos Estructura/es Gonduven EGO de secci6n

circular.

Luz = 36,00m

Separaci6n de celosias = 12,00 m

Separaci6n de Correas = 6,00 m

u nlc::on

Altura de celosia ~ U15 = 36/15 = 2,40 m

Celosia tipo Warren con nodos en K espaciados

Carga mayorada por nodo P = 10,8 Ton

(Incluye carga transmitida por las correas y peso de la celosia)

CAPITULO II A plicaciones en s istem as no res istentes a sism os

6,00 - ---11--- 6,00 -~-+--- 6,00 - ------ii--- 6,00 -~-+--- 6,00 -~-+--- 6,00 -l

FIGURA 118'1 I Geometria de la celosia plana

Resultados del analisis de la celosia con suposici6n de nodos articulados (val ores positivos indican tracci6n)

-33,5 -86,6 -113,4

66,8 106,8 120,1

i. Cord6n superior

K = 0,9

KL= 5,40m

L = 6,00 m (soporte lateral proporcionado por las correas)

Pu = 113,4 Ton (compresi6n)

De la Tabla 1.1 .8., capacidad de miembros a compresi6n de secci6n circular:

Para : KL = 5,50

ECO 9-5/8" - e = 7,00mm --- ~Pn = 113,7 Ton> 113,4 Ton

ii. Cord6n inferior

Pu = 120,1 Ton (tracci6n)

De la Tabla 1.7.1. , decapacidad de miembros a tracci6n de secci6n circular,

ECO 9-5/8" - e = 5,50mm ~tPn = 121,69 Ton> 120,1 Ton

iii . Diagonales a compresi6n

K = 0,75

KL = 2,88 m

De la Tabla 1.1 .8, capacidad de miembros a compresi6n de secci6n circular :

Para : KL = 3,00


Aplicaciones en sistemas no res istentes a sismos

ECO 5-1/2"

(*) ECO 3-1/2"

3,40

2,25 9,17 8,6

(*) Para el cordon principal de 9-5/8"x7mm, las limitaciones dimensionales de la Tabla 1.22., restringen el diametro

minimo de las diagonales en conexiones K-espaciadas a 4-1 /2"

iv. Diagonales a traccion

CAPITULO II

Para conexiones soldadas continuamente alrededor del perimetro de la seccion An = A Y U = 1,0.

De la Tabla I. 7.1., capacidad de miembros a traccion de seccion circular:

Perfil Espesor (mm) <P'Pn (Kgf) Pu (Kgf)

ECO 6"

ECO 5-1/2"

(*) ECO 3-1/2"

4,00

3,40

2,25

54,97

42,91

18,05

42,9

25,8

8,6

(*) Para el cordon principal de 95/8"x7mm, las limitaciones dimensionales de la Tabla 1.22., restring en el diametro

minimo de las diagonales en conexiones K-espaciadas a 4-1 /2"

v. Verificacion capacidad de Conexiones

De la Tabla 1.24. - Conexion K-espaciado e = 40 grados:

Nodo Tipo Cordon Diagonal Pu Q, <jlPn Situacion

1 K-esp. 9-5/8"x7 6"x4,0 42,9 1,00 52,47 o.k.

2 K-esp. 9-5/8"x7 6"x4,0 -42,9 0,64 33,65 x

5 1/2"x3,4 25,8 1,00 49,58 o.k.

3 K-esp. 9-5/8"x7 5 1/2"x3,4 -25,8 0,75 37,18 o.k.

4 1/2"x2,5 8,6 1,00 43,33 o.k.

4 K-esp. 9-5/8"x7 4 1/2"x2 ,5 -8,6 0,88 38,28 o.k.

4 1/2"x2 ,5 8,6 1,00 43,33 o.k.

5 K-esp. 9-5/8"x5,5 6"x4,0 42,9 1,00 37,11 x

6"x4,0 -42,9 0,64 23,75 x

6 K-esp. 9-5/8"x5,5 5 1/2"x3,4 25,8 1,00 35,29 o.k.

5 1/2"x3,4 -25,8 0,75 26,45 o.k.

7 'J<-esp. 9-5/8"x5,5 4 1/2"x2,5 8,6 1,00

I

31 ,12 o.k.

4 1/2"x2 ,5 -8,6 0,88 27,38 o.k.

Las cargas transmitidas en los nodos 2 y 5 supera la capacidad resistente de la conexion directa entre los perfi les

tubulares seleccionados. Para solventar esta situacion es posible :

i) Emplear conexiones solapadas que aumentan la eficiencia de la conexion.

ii) Aumentar el diametro de las diagonales y/o el espesor del cordon principal.

iii) Reforzar la conexion. En este caso, la solucion adoptada consiste en aumentar el espesor del cordon principal a

7,00 mm y cambiar los perfiles de 6"x4,00mm por perfiles 65/8"x4,30mm.

La Figura 11 .23. , muestra los perfiles Conduven ECO final mente adoptados


6,00 6,00 6,00

CORD6N SUPERIOR: ECO 9-5/8"x7,OOmm

CORD6N INFERIOR: ECO 9-5/8"x7,OOmm

FIGURA II fil Perfiles Conduven ECO adoptados para la armadura

Armadura para techo con variadas inciinaciones, con perfiles tubulares


Techo con diseno arquitectonico (diseno Ifquido

can fromas libres) fabricado con

perfiles tubulares, en la region oriental del pais

unlc:on


11 .4.2. Diseno de celosia espacial

Ejemplo 11.4.2.1 .

CAPITULO II

Diseriar el ejemplo 11.4.1 .1., empleando una celosia espacial con Tubas Estructurales Ganduven EGO de secci6n

circular

Luz=36,00m

Separaci6n de celosias = 12,00 m

Separaci6n de Correas = 6,00 m

Altura de celosia Ll15 = 36/15 = 2,40 m

Celosia espacial tipo KK con nodos espaciados

Carga mayorada por nodo P = 5,4 Ton

(Incluye carga transmitida por las correas y peso de la celosia)

FIGURA Ilftl Geometria de la celosia espacial

Resultados del anal isis de la celosia con suposici6n de nodos articulados (valores positivos indican tracci6n) .

-168 , -43,3 -567 ,

66,8 120,1

FIGURA II ffj Cargas axiales en los miembros (Ton-

ARJAN. C.A,

unlcon Manual de Diseno de Estructuras de Aoero con Perfiles Tubulares

CAPITULO II Apl icaciones en sistemas no resistentes a sismos

i. Cordon superior

K = 0,9 L = 6,00 m (so porte lateral proporcionado por las correas)

KL=5,40m Pu =56,7Ton (compresion)

De la Tabla 1.1 .8., capacidad de miembros acompresion de seccion circular :

Para : KL = 5,50

ECO 8-5/8" - e = 5,50mm --- ~c Pn = 74,77 Ton> 56,7 Ton

ii . Cordon inferior Pu = 120,1 Ton (traccion)

De la Tabla 1.7.1 ., de capacidad de miembros a traccion de secci6n circular:

ECO 9-5/8" - e = 5,50mm --- ~t Pn = 121,69 Ton> 120,1 Ton

iii . Diagonales a compresi6n

K=0,75 L=4,10 m

KL=3,08m

De la Tabla 1.1.8., capacidad de miembros a compresi6n de secci6n circular :

Para : KL = 3,50

Perfil Espesor (mm) <PcPn (Kgf) Pu (Ton)

ECO 5-1/2"

ECO 4-1/2"

(*)ECO 3-112"

3,40

2,50

2,25

29,55

14,86

7,18

22,8

13,8

4,8 '"--------'--------

(*) Para el cord6n principal de 9-5/8"x5.5mm. las limitaciones dimensionales de la Tabla 1.22 .. restringen el

diametro minimo de las diagonales en conexiones K-espaciadas a 3-1 /2" ... o.k.

iV. Diagonales a tracci6n

Para conexiones soldadas continuamente alrededor del perimetro de la secci6n A" = Ay U = 1,0.

De la Tabla 1.7.1., capacidad de miembros a tracci6n de secci6n circular,

Perfil Espesor (mm) <P'Pn (Kgf) Pu (Ton)

ECO 5-1/2

ECO 4-1/2"

(*)ECO 3-1/2"

3,40

2,50

2,25

42,91

25,87

18,05

22,8

13,8

4,8

(*) Para el cord6n principal de 9-5/8"x5 ,5mm, las limitaciones dimensionales de la Tabla 1.22., restringen el

diametro minimo de las diagonales en conexiones K-espaciadas a 3-1 /2" ... O.k.

V. Verificaci6n capacidad de Conexiones

De la Tabla 1.29. , el coeficiente de correcci6n para conexiones KK es 0,90.

De la Tabla 1.24. - Conexi6n K-espaciado 8 = 40 grados.

Manual de Diseiio de Estructuras de Acero oon Perfiles T ubulares unlcon

Apiicaciones en sistemas no resistentes a sismos

Nodo Tipo Cordon Diagonal Pu Of !jlPn Situacion

1 K-esp. S-5/S"x5,5 5 1/2"x3,4 22,S 1.0 32,10 o.k.

2 K-esp. S-5/S"x5,5 5 1/2"x3,4 -22,S 0,79 25,30 o.k.

4 1/2"x2 ,5 13,S 1,0 2S,13 o.k.

3 K-esp. S-5/S"x5,5 4 1/2"x2 ,5 -13,S 0,79 22,22 o.k.

3 1/2"x2 ,25 4,S 1,0 23,60 o.k.

4 K-esp. S-5/S"x5,5 3 1/2"x2 ,25 -4,S 0,91 21,47 o.k.

31/2"x2,25 4,S 1,0 23,60 o.k.

5 K-esp. 9-5/S"x5 ,5 5 1/2"x3,4 22,S 1,0 31,76 O.k.

51 /2"x3,4 -22,S 0,79 25,10 O.k.

6 K-esp. 9-5/S"x5 ,5 41/2"x2 ,5 13,S 1,0 2S,00 O.k.

41/2"x2 ,5 -13,S 0,79 22,12 o.k.

7 K-esp. 9-5/S"x5 ,5 3 1/2"x2 ,25 4,S 1,0 23,64 O.k.

3 1/2"x2 ,25 -4,S 0,91 21 ,51 O.k.

La Figura 11.26, muestra los perfiles Conduven ECO finalmente adoptados

2,76 6,00

60· 6 · . CD U,... <D V 2.40

unlcon

6,00

CORD6N INFERIOR: ECO 9-5/8"x5,50mm

6,00

Armaduras espaciales en volado con

diversos tamanos. Techo curvo

CAPITULO II Aplicaciones en s istem as no resistentes a s ismos

m Aplicaciones en conexiones empernadas

11.5.1. Plancha Base de Columna

Ejemplo 11.5.1.1.

Disenar la plancha base de una columna Conduven ECO 155x155x4,5 de secci6n cuadrada que soporta una

carga axial permanente de 60 Ton y una carga axial variable de 24 Ton . La columna esta soportada por un pedestal

de concreto f'c = 210 Kgf/cm2 de 60x60 cm de lado.

l(')

~ x

l(') l(')

x l(') l(') ..--0 u w

1 tp 1'1 1'1

~ d ,.

, d ' ',. . . d , . . ' . .. ~ .. . . . .'. 11 , .. '. , ,

v 1----- 0,60 m ----1

FIGURA

. , . , . .

. ,. . :} d 4 GC'

'" .. -@- 0

G-.

' d

d , • d . ,

.. d .0

" @- ®- . .. d 4 ~

' . . d .

d, d . 0,60 m

II fi' Columna tubular cuadrada con plancha base

T 0,60 m

1 Siguiendo el procedimiento establecido en la Guia de Diseno No. 1 del AISC, relativa al diseno de planchas base de

columnas, se tiene:

Calculo de la res istencia requerida:

Pu = 1,2 (60 .000 Kgf) + 1,6 (24.000 Kgf) = 110.400 Kgf

Adoptando una separaci6n de aproximadamente 5 cm entre el eje de los pernos de anclaje respecto la cara del

perfil y el borde de la plancha base, se predimensiona la plancha base de 35x35 cm.

Verificaci6n aplastamiento concreto:

Espesor de la plancha base :

A 1=35 x 35=1.225 em2

A2=60 x 60=3.600 em2

Pp=0,85 f CA1(Ai AS/2

Pp=0,85x21 Ox1 .225(3 .600/1 .225)1/2 = 374.850 Kgf

Pu :5 <\>P p = 0,60 x 374.850 = 224.910 Kgf> 110.400 Kgf

m = (35-0,95x15,5)/2 = 10,14 em

m = n = 10,14 cm > (15,5-2x0,45)/2 = 7,30 em

Manual de Diseno de Estrueturas de Acero con Perfiles T ubulares unlcon


Toda el area de la plancha base (incluida la porci6n dentro del perfil) es efectiva.

Por 10 tanto: A.f = A1 = 1.225 cm2

11.5.2. Conexi6n con brida

Ejemplo 11.5 .2.1.

fpu = P jA.f = 110.400/1 .225 = 90,12 Kgf/cm2

La plancha base sera 350x350x1 %" Acero A36

CAPITULO II

Distribuci6n de cargas, de la estructura

de una edificaci6n, al sistema de fundaci6n ,

a trav8s plancha base

Disenar una conexi6n a traves de plancha de cabeza empernada (brida) para transmitir una carga axial de tracci6n

de 24 Ton (carga permanente) y 8 Ton (carga variable), empleando un perfil tubular de secci6n cuadrada, pernos

A325 y pianchaA36 (Fy=2.500 Kgf/cm2- Fu= 4.060 Kgf/cm2)

unlc:on

@ -

FIGURA Conexion empernada con planchas para miembro • i f]:1 tubular cuadrado semetido a traccion

@


Pu = 1,2 (24.000 Kgf) + 1,6 (8.000 Kgf) = 41.600 Kgf

Seleeei6n del perfil

De la Tabla 1.7.2., de eapacidad de miembros a traeei6n de seeei6n euadrada en el est ado limite de eedeneia.

ECO 11 Ox11 Ox3.4 --- $t Pn = 41 .660 Kgf > 41 .600 Kgf

b=110mm

t = 3,4 mm

Siguiendo el proeedimiento reeomendado en el Manual AISC seeci6n 9.

Pernos de eonexi6n :

Empleando perno $3/4"- A325

Ab = 2,85 em2 -- Ft = 6.330 Kgf/em2

$Rt = $(Ft Ab) = 0,75 x 6.330 x 2,85 = 13.530 Kgf

N > P)$Rt = 41.600/13.530 = 3,07 Se emplean 4 pernos

Ru = PJN = 41.600/4 = 10.400 Kgf

Dimensionado planeha de eabeza:

Adoptando una separaei6n de 4 em entre el eje del perno y la eara del perfil y el borde de la planeha.

Bp = 11 + 4x4 = 27 em (270mm)

Distaneia eje perno-borde planeha a = 4 em

Distancia eje perno-cara perfil b = 4 em

Diametro perno 3/4" dp = 1,90 em

Diametro Perforaci6n 7/8" d' = 2,22 em

a'= a + d/ 2 :S: 1,25 b + d/ 2 = 4 + 1,9/2 = 4,95 em < 1,25 x 4 + 1,9/2 = 5,95 em

b'= b - d/2 = 4-1 ,9/2 = 3,05 em

p = b'/a' = 3,05/4,95 = 0,616

8 = 1- d'/b = 1- 2,22/11 = 0,80

P = ($R/Ru-1)/p = (13.530/10.400-1)/0,616 = 0,489

a' = [P/(1-P)]/8 = [0,489/(1-0,489)]/0,80 =1.196


t = p

4,44 Ru b'

bFup (1+8a') =

4,44x1 0.40 Ox3,05 11 x4 .060 (1 +0,80x1.196) = 1,29 em.

Plancha de cabeza sera 270x270x5/8"


~ = 0,75

Empleando electrodos E70XX - Fexx = 70 ksi = 4.900 Kgf/cm2

F w = 0,60 x 4.900 = 2.940 Kgflem 2

L = 4 b = 4 x 11 = 44 em

Empleando soldadura de filete alrededor del perfil

L = 4 b = 4 x 11 = 44 em

o = PJ(~Fw 0,707L) = 41.600/(0 ,75x2.940xO ,707x44) = 0,61 em

Soldadura filete 6mm alrededor del perfil .

CAPITULO II

Conexi6n mediante bridas reforzadas con

rigidizadores en pasarela peatonal


11.5.3. Conexi6n empernada a corte a cara de columna

Ejemplo 11.5.3.1.

Diseftar una conexi6n de corte simple empernada entre una columna ECO 120x120x7,2 y una viga EC0260x90x5,5

la cual posee una plancha de cabeza. La carga a transmitir a corte es de 3 Ton (carga permanente) y 7,7 Ton (carga

variable) . Los pernos recomendados son A325 y las planchas A36. Considere la conexi6n como flexible .

N f'...

,

(

>< o N

© E C0260x90x5, 5

~

>< o N ~

o () w

,:L

Calidad de los materiales :

Tubulares : ASTM-500 Gr. C

Plancha: A-36

@ -- [:.::]~~ + ©

FIGURA C . . d rf·. b • II f;:' onexlon em perna a entre pe I es tu u ares

Geometria de los tubulares

Viga: H=260mm B = 90 mm t = 5,50mm hIt = 45,83 Y bIt = 12,60

Columna: H = B = 120 mm t = 7,20mm hIt = bIt = 12,92

Se verifica si la columna es adecuada para la conexi6n simple con plancha en la cara de la misma. Es decir, la pared

o cara expuesta a la conexi6n , de la columna, no puede ser esbelta.

l. = 1,40 ~ : , = 1,40 2.100.000 = 34 22> 12 92 Compacta 3.515 ' ,

Dado que la pared de la columna tubular no es esbelta, podemos utilizar la conexi6n simple a corte sin refuerzo .


Pu = 1,2 (3.000 Kgf) + 1,6 (7.700 Kgf) = 15.920 Kgf

Manual de Diseiio de Estructuras de Acero con Perfiles T ubulares unlc:on

Maximo espesor de plancha:

Tomando en cuenta 10 mencionado en la secci6n 1.3.1 .1 letra c, determinamos el espesor maximo de la plancha:

tpmax = FutlFyp = 4.360xO,67/2.500 = 1,17 em, entonces iniciamos con tp = 8 mm

Resistencia de los pernos:

Iniciamos con 3 pernos de 3/4" A325

Resistencia al corte simple, las roscas no estan excluidas del plano de corte:

<j>Rn = <j>Fnvdb = 0,75x3.370x2,85 = 7.203 Kgf 3 pernos = 21 .609 Kgf> Pu 0

Resistencia al aplastamiento del perno basado sobre la distancia al borde:

Lev = 35mm > minimo borde cizallado 22 mm

Lc = Lev - d/ 2 = 35 - 20 ,6/2 = 24,7 mm

<j>Rn = 0,75x1 ,2(2,47)xO,8x4060 :5 0,75x2,4x1 ,91xO,8x4060

<j>Rn = 7.220 Kgf :5 11.167 Kgf

Resistencia al aplastamiento del perno basado sobre la separaci6n :

s= 75mm > 3x19, 1 mm minimo espaciamiento entre pernos 57,3 mm

Lc = s - dh = 54,4 mm

<j>Rn = 0, 75x1 ,2(5,44 )xO,8x4.060 :5 0,75x2,4x1 ,91 xO,8x4.060

<j>Rn=15.902Kgf > 11.167Kgf se toma el menor

7.203 Kgf < 7.220 Kgf < 11 .167 Kgf ... por 10 tanto domina el corte en los pernos ...

Tomando en consideraci6n las recomendaciones del manual de la AISC, con respecto a la excentricidad para una

fila de pernos , determinamos el coeficiente Cm;n de la siguiente manera:

e m;n = PJ<j>Rn = 15.920 Kgf/7 .203 Kgf =2,21

Y de la tabla 7-7 del mismo manual para una e = 50mm y s = 75mm interpolando C = 2,24 > Cm;n cumple la fila de

tres (3) para esa condici6n de excentricidad.

La longitud de la plancha de conexi6n nos queda entonces:

Lp = 35x2 + 2x75 = 22 em asumimos 25 em aumentando la distancia al borde de Lev = 50mm


-.---------~--.------------------------------------------------~

Chequeo de la resistencia de plancha a corte

Cedencia:

Ruptura:

Bloque de corte:

<j> = 1 ~ = 25xO,8 = 20 cm2

<j>Rn = 1xO,6x2.500x20 = 30.000 Kgf> Pu

<j> = 0,75

Anv = (Lp-n(dh+O,15))t = (25- 3x(2,06+0,15))xO,8 = 14,70 cm2

<j>Rn = 0,75xO,6x4.060x14,70 = 26.857 Kgf> Pu

<j> = 0,75

Anv = (Lp-n(dh+O,15) - Lev+(dh+O,15)/2)t

Anv = (25-3x(2,06+0, 15)-5+(2,06+0, 15)/2)xO,8= 11 ,58 cm2

Ant = (4-2,06/2)xO,8 = 2,38 cm2

Agv = (25-5) X 0,8 = 16 cm2

<j>Rn =0,75(0,6x4.060x11 ,58+4.060x2,38) ~ 0,75(0,6x2.500x16+4.060x2,38)

<j>Rn = 28.440 > 25.247 > Pu = 15.920 Kgf

De esta forma nos queda que las dimensiones de las plane has de eonexi6n son:

PL25cmx90cmx8mm

Calculo de la soldadura :

1. Soldadura de filete en los extremos de las planchas, hacia la cara de la columna y hacia, la plancha de cabeza.


<j> = 0,75 Fw = 0,60Fexx <j>Fw = 0,75xO,60x4.900 = 2.205 Kgf/cm2

Con 0 = 5 mm, obtenemos la longitud neeesaria de la soldadura de fi lete. Garganta efeetiva ts = 0,7070

Lnec = Pj (<j>Fw ts) = 15.920/778 = 20,46 cm. Lp> Lnec

Empleamos soldadura de filete minima en un solo lado de la planeha, tomando en eonsideraei6n la terminaei6n 0

aeabado de la soldadura.

Chequeo de la resistencia a la ruptura por corte de la soldadura, en un solo lado de la plancha, con respecto al

espesor de la cara de la columna ya la plancha de cabeza .

Aplicaciones en sistemas no resistentes a sismos CAPITULO II III Columna: tmin = 0,60Fexx t/ (0,60Fu) = 0,60x4.900xO,354/(0 ,60x4.360) ==4 mm

tm,n < t del perfil tubular utilizado como columna o. k

Planeha de cabeza : tmin = 0,60Fexx t./(0,60Fu) = 0,60x4 .900xO ,354/(0 ,60x4.060) =4,27 mm

Tambien cumple si utilizamos una plancha de cabeza con 8mm de espesor.

2. Soldadura de filete en la plancha de cabeza.

Empleando soldadura de filete alrededor del perfil con 0 = 3mm. Tomando en cuenta solo los lados rectos del perfil

tubular, siendo conservador.

L = 2b + 2h = 60,2 em.

Lnec = P)(~Fwt.) = 15.920/468 = 34,02 em < 60,2 em Cumple satisfactoriamente

Chequeo de la resistencia a la ruptura por corte de la soldadura de filete, en un solo lado de la pared del perfil

tubular.

~in = 0,60Fexxt/ (0,60FJ = 0,60x4.900xO ,212/(0 ,60x4.360) = 2,38 mm

tm,n < t del perfil tubular utilizado como viga o.k

Para la plancha de cabeza de la viga utilizamos el mismo espesor de la plancha que se ha revisado en el proceso de

diseno. De esta manera nos queda una plancha de cabeza de las siguientes dimensiones: PL 28cmx11 cmx8mm.

e Leh 3

N J'... >< T 0

N E e = 50mm T'"" E >< Lev = 50mm

0 Leh = 40mm N s= 75mm T'""

0 U W

PERNOS 3/4"A-325

24

E C0260x90x5, 5

tpt ITh ~ ~ ----,

i LliJ

FIGURA E d f" "" d I . squema e InltlVO e a conexion empernada , entre una viga rectangular y una columna cuadrada

unlc::on Manual de oiseno de Estrueturas de Acero con Perfiles T ubulares

11.5.4. Conexi6n empernada a corte en ambas caras de la columna

Ejemplo 11.5.3.2.

Disenar una conexi6n de corte simple empernada entre una columna EC0200x200x5,5 y una viga

EC0300x100x5,5 la cual posee una plancha de cabeza. La carga a transmitir a corte es de 3 Ton (carga

permanente) y 8,85 Ton (carga variable). Los pernos recomendados son A325 y las planchas A36. Considere la

conexi6n como flexible .

~ B ~ V

I vf

i EC0300x100x 5,5 L!)

L!) >< o o N >< o o N o <.) w

-------.- .----

© EC0300x100x5,5

@ -

©

-------.--- ---

vf

~ ~

FIGURA C . . I • I I b I Ii i51 onexlon apernada con p ancha que atravlesa a co umna tu u ar

Calidad de los materiales :

Tubulares: ASTM-500 Gr. C

Plancha: A-36

Geometrfa de los tubulares

Viga: H = 300 mm B = 100 mm t = 5,50mm hIt = 53,65 Y bIt = 14,65

Columna: H = B = 200 mm t=5,50mm h/t=b/t=34,10

Se verifica si la columna es adecuada para la conexi6n simple con plancha en la cara de la misma. Es decir, la pared

o cara expuesta ala conexi6n , de la columna, no puede ser esbelta.

~ 2.100.000 1ft. A = 1,40 Vr=: = 1,40 3.515 = 34,22> 34 ,10 Elemento no compacto ~

Dado que la pared de la columna tubular no es esbelta, podemos utilizar la conexi6n simple a corte sin

inconveniente, sin embargo por la cercania de los val ores de esbeltez nos permitimos utilizar la conexi6n en donde

la viga esta unida a una plancha que atraviesa las dos paredes de columna.

r

Aplicaciones en sistemas no resistentes a sismos CAPITULO II III ---------------------------


Pu = 1,2 (3.000 Kgf) + 1,6 (a.a50 Kgf) = 17.760 Kgf

Maximo espesor de plancha:

Tomando en cuenta 10 mencionado en la secci6n 1.3.1.1 letra c, determinamos el espesor maximo de la plancha

tmax= Fu/ Fyp = 4.360xO,512/2.500 = 0,a9cm

entonces para este caso iniciamos con tp = amm

Resistencia de los pernos

Iniciamos con 3 pernos de 3/4" A325

-Resistencia al corte simple, las roscas no estan excluidas del plano de corte:

$Rn = <pFnvdb = 0,75x3.370x2,a5 = 7.203 Kgf 3 pernos = 21.609 Kgf> Pu

Resistencia al aplastamiento del perno basado sobre la distancia al borde :

$Rn = $1 ,2LctFu s 2,4dtFu

Lev = 45mm > minimo borde cizallado 22 mm

Lc = Lev - dh/2 = 50 - 20 ,6/2 = 34,7 mm

$Rn = 0,75x1 ,2(3,47)xO,ax4.060 S 0,75x2,4x1 ,91xO,ax4.060

$Rn = 10.144 Kgf < 11 .167 Kgf

Resistencia al aplastamiento del perno basado sobre la separaci6n:

s= 75mm > 3x19,1 mm minimo espaciamiento entre pernos 57,3 mm 9 Lc = s - dh = 54,4 mm

$Rn = 0,75x1 ,2(5,44)xO,ax4 .060 S 0,75x2,4x1 ,91xO,ax4.060

$Rn = 15.902 Kgf >11.167 Kgf

7.203 Kgf < 10.144 Kgf < 11.167 Kgf ... por 10 tanto domina el corte en los pernos

se toma el menor

Tomando en consideraci6n las recomendaciones del manual de la AISC, con respecto a la excentricidad para una

fila de pernos, determinamos el coeficiente Cmin de la siguiente manera:

e m;n = P/$Rn =17.760Kgf/7.203Kgf = 2,47

y de la tabla 7-7 del mismo manual para una e = 50mm y s = 75mm interpolando C = 2,24 < Cmin no cum pie la fila

de tres (3) para esa condici6n de excentricidad , entonces aumentamos la fila a cuatro (4) pernos.

CAPITULO II Apl icaciones en s istemas no resistentes a sismos

La longitud de la plancha de conexi6n nos queda entonces:

Lp = 45x2+3x75 = 31 ,5 em

Asumimos 32 cm aumentando la distancia al borde de L"v = 4 7 ,5 m

Chequeo de la resistencia de plancha a corte

Cedencia:

Ruptura:

Bloque de corte:

~ = 1 A,. = 32xO,8 = 25,6 em2

~Rn = 1xO,6x2.500x25,6 = 38.400 Kgf > Pu

~ = 0,75

Anv = (Lp-n(dh+0,15))t = (32 - 4x(2,06+0,15))xO,8 = 18,53 em2

~Rn = 0,75x4.060x18,53 = 56.424 Kgf> Pu

~ = 0,75

Anv = (Lp-n(dh+0,15) - Lev+(dh+0,15)/2)t

Anv = (32-4x(2,06+0,15)-4,75+(2,06+0,15)/2)xO,8= 15,61 em2

Ant = (Leh-dh/2)t donde Leh ;?: 2db = 38,20mm :::: 40mm

Ant = (4-2,06/2)xO,8 = 2,38 em2

Agv = (32-4,75)xO,8 = 21,80 cm 2

~Rn = 0, 75(0,6x4.060x15,61 +4.060x2,38) ~ 0,75(0,6x2.500x21 ,80+4.060x2,38)

~Rn = 35.766> 31 .772 > Pu = 17.760 Kgf


1. Soldadura de filete en la planeha que atraviesa la columna.


Chequeo de la resistencia a la ruptura por corte de la soldadura, en los dos lados de la plancha, con respecto al

espesorde la cara de la columna tubular.

De la tabla; Espesor minimo de la pared del tubo con juntas en T, tomando en cuenta la resistencia a la ruptura del

elemento tubular conectado, para D = 3 mm tm,n = 4,77 mm

tmin < t del perfil tubular utilizado como columna o.k.

Manual de Diserio de Estructuras de Acero con Perfiles T ubulares unlc:on

Resistencia requerida de la soldadura por unidad de longitud:

V IU= 17.760(20+5)/20 = 22.200 Kgf

VIU= 22.200/32 = 694 Kgf/em

Resistencia requerida de la soldadura por unidad de longitud:

Donde: ~ = 0,75 Y nw = n° de soldadura

~Rn= 0,75xO,60x4.900xO,212x2x(O,512/0,89) = 538 Kgf/em < 694 Kgf/em 0 Entonces debemos aumentar el tamano de la plancha.

~ec = V,) ~Rn = 22.200/538 = 41 ,26 cm tomamos una longitud de 43 cm.

De esta forma tenemos una plancha con las siguientes dimensiones :

PL43emx32emx8mm

2. Soldadura de filete en la plancha que va perpendicular hacia la plancha de cabeza de la viga tubular.

Con D = 3 mm, obtenemos la longitud necesaria de la soldadura de filete . Garganta efectiva ts = 0,707D, de la tabla

soldadura de filete ; resistencia minorada por unidad de longitud tenemos: 470 Kgf/cm

Lnec = Pj470 = 17.760/470 = 22,83 em. Lp> Lnec 0 Podemos emplear soldadura de filete min ima en un solo lado de la plancha con la longitud total, sin embargo si la

resistencia a la ruptura por corte 10 permite, nos conviene emplearla en ambos lados , por seguridad .

Chequeo de la resistencia a la ruptura por corte de la soldadura, en dos lados de la plancha, con respeeto a la

plancha de cabeza del perfil tubular.

Consideramos utilizar el mismo espesor calculado de la plancha de cabeza que atraviesa la columna, para la

plancha de cabeza del perfil tubular usado como viga.

tm;n = 0,60Fexx t/(0,60FJ = 0,60x4.900xO,212x2/(O,60x4.060) = 5,12 mm < 8 mm _

tm;n<~ _

De esta forma tenemos una plancha de cabeza con las siguientes dimensiones:

PL43emxgemx8mm

3. Soldadura de filete en la plancha de cabeza de la viga tubular.

Empleando soldadura de filete alrededor del perfil con D = 3mm. Tomando en cuenta solo los lados rectos del perfil

tubular, siendo conservador.

L = 2b+2h = 69,4 em

Lnec = PJ470 = 17.760/470 = 34,02 em < 60,2 em

Chequeo de la resistencia a la ruptura par corte de la soldadura de filete , en un solo lado de la pared del perfil

tubular.

De la tabla ; Espesor minimo de la pared del tubo con juntas en T, tomando en cuenta la resistencia a la ruptura del

elemento tubular conectado, para D= 3 mm tm,n = 2,38 mm

tmin < t del perfil tubular utilizado como viga ,

Para la plancha de cabeza de la viga utilizamos el mismo espesor. De esta manera nos queda una plancha de

cabeza de las siguientes dimensiones :

L{) ~

L{)

>< 0 0 N ><

0 0 N 0 () W

-- --- - -----

PL43cmx12cmx8mm

e

-.J

@t en

@1

@

E E a en @) ('t')

3

e = 50mm __._----"-- Lev = 80m m

Leh= 40mm s = 90mm

PERNOS 3/4"A-325

3 42

42

EC0300x100x5,5

FIGURA E d f' .. d I . . d i i ifJ squema e InltJVO e a conexlon emperna a ._ .... _~_iiII_ con perfles tubulares de acero

Manual de Diserio de Estructuras de Acero ron Perfiles Tubulares unlcon

CAPITULO III APLICACIONES EN SISTEMAS RESISTENTES A SIS OS


CAPITULO III

IIIIl Generalidades

111.1.1. Introducci6n

Aplicaciones en sistemas resistentes a sismos

EI sistema resistente a sismos debe cumplir un conjunto de consideraciones particulares, orientadas a garantizar

la capacidad de absorber y disipar energfa bajo acciones de tipo alternantes , haciendo incursiones en el range

inelastico, sin perdida apreciable de resistencia. Esta capacidad , no debe comprometer la estabilidad local 0

global de la edificaci6n y presupone, en funci6n de la naturaleza del sistema estructural empleado, la distribuci6n

en diversos miembros 0 componentes estructurales de zonas de disipaci6n de energfa y la capacidad de las

conexiones de garantizar la transmisi6n de solicitaciones entre los miembros estructurales.

EI uso de los perfiles tubulares, como parte del sistema resistente a sismos , debe acoger estos fundamentos de

diseno sismorresistentes, reconociendo los atributos y las consideraciones particulares de los perfiles tubulares 0

tubos estructurales, en atenci6n a su funci6n dentro del sistema estructural , prestando especial atenci6n a sus

conexiones , como ocurre en la mayorfa de las estructuras metalicas.

111.1.2. Normas aplicables

Siguiendo el espfritu de la norma venezolana COVENIN 1618:1998; "Estructuras de acero para edificaciones.

Metodo de los estados IImites" (COVENIN , 1998), en cuanto a organizaci6n y nomenclatura, y la filosoffa y

fundamentos basicos de diseno contenidos en la norma venezolana COVENIN 1756:2001 ; "Edificaciones

Sismorresistentes" , el presente Manual para el Diseflo de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares de la

serie Conduven ECO, se fundamenta en las vigentes previsiones sfsmicas ANSI/AISC 341-05 (AISC, 2005a) ,

complementada por las especificaciones del Euroc6digo 8 y las recomendaciones del CI DECT

Es importante destacar que la aplicaci6n de las citadas previsiones sfsmicas ANSI/AISC, esta orientada al diseno

de edificaciones con un coeficiente de modificaci6n de la respuesta sfsmica (R) mayor que 3. Los sistemas

estructurales con R menor 0 igual que 3, no requieren la aplicaci6n de las previsiones sfsmicas, y su diseno esta

regulado por las especificaciones ANSI/AISC 360-05 (AISC, 2005).

Por su parte, la norma venezolana COVENIN 1756:2001 (COVEN IN, 2001 ) fija los niveles de diseno requeridos

para las edificaciones en funci6n del uso y la zona sfsmica, estableciendo los valores maximos del factor de

reducci6n de respuesta en funci6n del nivel de diseno establecido , el tipo de estructura y su regularidad .

Asimismo , la falta de conexiones precalificadas con perfiles tubulares para conexi ones viga-columnas de

p6rticos , resistentes a momentos, y de conexiones viga eslab6n-columnas de p6rticos , con diagonales

excentricas, obliga a que la conexi6n deba ser calificada con ensayos de cargas cfclicas , con el prop6sito de

evidenciar que la conexi6n satisface los requisitos de resistencia y rotaci6n inelastica, establecidos en la

normativa antes senalada. Alternativamente , podra utilizarse un sistema estructural que no requiera el uso de

conexi ones precalificadas como los p6rticos ordinarios a momentos, los p6rticos con vigas de celosfas, los

p6rticos con diagonales concentricas e incluso, los p6rticos con diagonales excentricas con eslab6n entre dos

arriostramientos diagonales.

Si bien, las previsiones sfsmicas estan desarrolladas principalmente para su uso con perfiles de secci6n abierta,

con sana juicio y atendiendo las debidas consideraciones particulares del caso, pueden ser extendidas a perfiles

tubulares.


Aplicaciones en sistemas resistentes a sismos CAPITULO III

111.1.3. Especificaciones de los materiales

Los Perfiles Tubulares Estructurales de la Serie Gonduven EGO cumplen con las especificaciones ASTM A500

(Tubos y perfiles tubulares de acero estructural al carbono formados en frio , con y sin costura, Grados B 0 C) y por

tanto satisfacen los requisitos sismorresistentes establecidos por la norma venezolana COVENIN 1618: 1998 para

aceros estructurales que forman parte del sistema resistente a sismos.

Cuando sea requerido , la capacidad resistente de un miembro (conexiones 0 miembros conexos) , debe ser

determinada a partir de la tracci6n cedente y la resistencia de agotamiento esperada del miembro conectado,

utilizando los facto res de modificaci6n indicados a continuaci6n :

Factores de modificaci6n de la tensi6n cedente y resistencia de agotamiento recomendados por ANSI/AISC 341-

05 (AISC, 2005a) para perfiles tubulares que cumplen las especificaciones ASTM A500 (Grado B 0 C) :

Tensi6n cedente esperada:

Resistencia agotamiento esperada:

111.1.4. Clasificaci6n de los elementos de las secciones

La Tabla 1.5. , reproduce los ifmites para las relaciones ancho-espesor de los elementos comprimidos de perfiles

tubularecr, recomendados por las especificaciones AISC 360-05 (AISC, 2005) para clasificar las secciones en

compactas , no compactas 0 esbeltas. Sin embargo, las secciones de los perfiles tubulares que forman parte del

sistema resistente a sismos, deben cumplir con limites de la relaci6n ancho-espesor de los elementos

comprimidos mas exigentes que los antes senalados. En este sentido , las previsiones sismicas AISC 341-05

(AISC, 2005a) , mantienen las relaciones ancho-espesor establecidas en las especificaciones AISC 360-05 (AISC,

2005) para clasificar las secciones de los perfiles tubulares como secciones compactas e introduce un nuevo

limite de las relaciones ancho-espesor, para las secciones sismicamente compactas (Aps) , orientado a garantizar

altos niveles de ductilidad, previniendo el pandeo local incluso en el rango inelastico .

La Tabla 111.1 ., resume las relaciones ancho-espesor de los elementos comprimidos de perfiles tubulares para

secciones sismicamente compactas , segun las previsiones sismicas AISC 341 -05 (AISC,2005a) .

TABLA Limites de la relacion ancho-espesor de los elementos comprimidos 1"81 para perfi les tubulares segiin previsiones sismicas AISC "341-05.

unlcon

Relaci6n '"p. sismicamente compacto Forma de la secci6n

Olt

bIt 6 hIt

0,044 ElF,

(26,29)

0,64J+, , (1 5,64)

Q I -r! h

1 Nola: Valores en parenlesis corresponden a la especificaci6n ASTM A572 grado C


CAPITULO III Aplicaciones en sistemas resistentes a sismos

La secci6n del perfil tubular se clasifica como sismicamente compacta, si la relaci6n ancho-espesor de sus

elementos comprimidos no supera el limite Aps- La designaci6n Aps para secciones sismicamente compactas,

empleada en las previsiones sismicas AISC 341-05 (AISC, 2005a) , es equivalente a la designaci6n Apd empleada

en la norma venezolana COVENIN 1618:1998 para secciones plasticas , donde se esperan importantes

incursiones en el rango inelastico, sin perdida apreciable de resistencia .

Es importante destacar que los valores limites de la relaci6n ancho-espesor de los elementos comprimidos para

perfiles tubulares sismicamente compactos, establecidos en las previsiones AISC 341-05 son menores que los

recomendados en el Euroc6digo 3 (Eurocode 3, 2006) para las Ilamadas secciones Clase 1, Y por tanto mas

conservadores.

Secciones cuadrados comunmente usadas para columnas y -arriostramientos en edificaciones sismorresistentes

En el caso de utilizar perfiles tubulares rellenos de concreto estructural , como se especific6 en el capitulo I

(resistencia especifica f ' C~ 21 0 Kgf/cm2) , los limites de la relaci6n ancho-espesor de los elementos comprimidos de

la secci6n , se reducen significativamente y el diseno de los miembros y sus conexiones , se hara siguiendo los

lineamientos de la Parte II de las previsiones sismicas ANSI/AISC 341-05 (AISC, 2005a) , relativas a miembros

mixtos . En este caso, las secciones se clasifican como sismicamente compactas, cuando la relaci6n b/t de

secciones cuadradas y rectangulares es menor que: 1/4 ~E/Fy Y la relaci6n O/t de secciones circulares es menor

que 0,076E/Fy que corresponden a los limites 34,22 y 45,41 respectivamente , para aceros que satisfacen las

especi ficaciones ASTM A572 Grado 50. Segun los limites de relaci6n ancho 0 diametro espesor presentados , la

mayo ria de las secciones ci rculares cumplen con este requisito y en caso de las cuadradas todas las secciones

cumplen con el requ isito sismorresistente . Y finalmente en el caso de columnas cuadradas 0 rectangulares

rel lenas de concreto, el espesor minimo de pared sera:

_rF:tmin -b V2E

Donde: b = ancho libre de pared del tubular que gobierna, segun sea el caso.


1111


H h

EJ .:.. : . .. , ~ ,"

.-. C/) C/)

I --0 () w 0 c Q)

Q)

0:: .... ro ::J

..0 ::J I-

t 'd, ~ -

d'

d

:

~ B~

~6 v~'"

/'. 6)~

H h

, "

, d, , d'

t d' :: I-

d'

d , , ,

Tubular ECO (HSS)

6),,-

o~"" C ", 0

cs-& " 0 ""

.-. C/) C/)

I --0 () w 0 c Q)

Q)

0:: .... ro ::J

..0 ::J l-

FIGURA Secciones tubulares rellenas de concreto. Una opcion tanto para el refuerzo de estructuras antiguas como una excelente solucion estructural para nuevas edificaciones .

• !! fti , Ademas se presenta una configuracion posible, en donde se plantean arriostramientos y columnas rellenas de concreto

unlc:on Manual de Disefio de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares

Aplicaciones en sistemas resistentes a slsmos

~ Aplicaci6n de los perfiles tubulares estructurales de la serie Conduven ECO ~ como parte del sistema resistente a sismos

Un diser'io sismorresistente supone el cumplimiento de un conjunto de requerimientos minimos, 0 "Requisitos

Sismorresistentes", para lograr el nivel de diseno esperado del sistema estructural. La aplicaci6n de los perfiles

tubulares en los sistemas resistentes a sismos depende del desemper'io esperado del miembro dentro del

sistema estructural y la capacidad de sus conexi ones de garantizar la transmisi6n de solicitaciones entre los

miembros estructurales y la capacidad de experimentar rotaciones inelasticas . En este sentido, tanto el miembro

como sus conexiones deben cumplir con una serie de "Requisitos Sismorresistentes", entre los que destacan,

los limites de las relaciones ancho-espesor, requerimientos de conexiones, soporte lateral de elementos,

relaciones de esbeltez, resistencia minima de diseno, entre otros .

EI cumplimiento de todas estas condiciones permite establecer el nivel de disefio que debe ser compatible con el

uso de la edificaci6n y la zona sismica. Es decir, la norma venezolana COVENIN 1756:2001 (COVENIN , 2001)

establece los niveles de diseno requeridos para las edificaciones en funci6n del uso y la zona sismica,

independientemente del factor de reducci6n empleado. La Tabla 111.2 ., tomada de la citada norma, reproduce los

niveles de diser'io requeridos para cad a caso.

TABLA Niveles de Diseno segun la norma venezolana COVENIN 1756:2001

82

ND1 (*)

ND2

ND3

ND2 (*)

ND3

(*) Valida para edificacianes de hasta 10 pisas 6 30 m de altura (**) Valida para edificacianes de hasta 2 pisas u 8 m de altura.

ND3

ND2 (**)

Para dar cumplimiento a los exigentes requisitos sismorresistentes establecidos en las previsiones sismicas AISC

341-05 (AISC, 2005a) , y en concordancia con las exigencias de la norma venezolana COVENIN 1618:1998 y

COVENIN 1756:2001 , se han desarrollado nuevos productos, cuadrados y circulares, que complementan a la

serie actual de Tubos Estructurales Conduven ECO, los cuales cumplen a cabalidad , como ocurre con el caso de

la mayoria de las secciones rectangulares usadas como miembros a flexi6n en su eje fuerte , con los limites

minimos de las relaciones ancho-espesor exigidos en las normativas vigentes.

Cabe destacar que en el caso de emplear perfiles tubulares estructurales Conduven ECO con relaciones ancho

o diametro espesor inferiores a los limites establecidos rellenos de concreto estructural (resistencia especffica

f' c~21 0 Kgf/cm 2) , todos los perfiles se clasifican como secciones sismicamente compactas , pudiendose emplear

los perfiles tubulares rellenos en cualquier sistema resistente a sismo, siempre y cuando se compruebe a travEls

de ensayos de cargas ciclicas, que la conexi6n satisface los requisitos de resistencia y rotaci6n inelastica exigidos

en las normas, especialmente para las conexiones viga-columnas de p6rticos resistentes a momentos especiales

Manual de Diseno de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares un Icon


intermedios y para las conexi ones viga eslabon-columnas de porticos especiales con diagonales excentricas . En

este caso, el uso de perfiles tubulares rellenos de concreto estructural , debe considerarse como una seccion

mixta, reconociendo el efecto del relleno sobre las propiedades de la seccion y extremando los criterios de analisis

y detallado para cargas mas severas , especial mente en el diseno de las conexiones.

111.2.1 . Productos que complementan a la serie Conduven ECO

Los nuevos productos (cuadrados y circulares) que complementan a la serie Conduven ECO han sido disenados

para cumplir con los limites minimos de las relaciones ancho-espesor de los elementos comprimidos , para

perfiles tubulares segun previsiones sismicas AISC 341-05 (AISC, 2005a) e incluso con los limites contemplados

en el DRAFT "Seismic Provisions for Structural Steel Building" (AISC 341 -10) , en el cual se sustituye la

denominaci6n de miembros sismicamente compactos por dos nuevas categorias ; los miembros de moderada

ductilidad y los miembros de alta ductilidad.

La Tabla 111.3., resume las relaciones ancho-espesor de los elementos comprimidos de perfiles tubulares

empleados en miembros de moderada yalta ductilidad , segun el DRAFT previsiones sismicas AISC 341-1 0 (AISC,

2009) . N6tese que los limites propuestos para miembros con moderada sismicidad son iguales que los limites

para perfiles tubulares sismicamente compactos establecidos en las previsiones sismicas AISC 341 -05, descritos

en la Tabla 111.1.

Secciones tubulares con relaci6n de esbeltez baja. Son excelentes para ser usados como columnas y arriostramientos



TABLA Limites de la relacion ancho-espesor de los elementos • ii" comprimidos para miembros de moderada yalta ductilidad

segun DRAFT previsiones sismicas AISC 341-10.

Ahd / I. md

Relaci6n Miembros con Miembros con Forma de la secci6n

O/t

bIt 6 hIt

alta ductilidad moderada ductilidad

0,Q38 ElF,

(22,70)

0,55*-, (13,44)

0,044 ElF,

(26,29)

0,64*-, (1 5,64)

o f-b-l t I -- 1

h

1 Nota: Valores en paremtesis corresponden a la especificaci6n ASTM A572 Grado C.

111.2.2. Dimensiones nominales y propiedades estilticas de los nuevos perfiles tubulares que

complementan a la serie Conduven ECO.

A continuaci6n se presentan las tablas con las dimensiones nominales de los nuevos perfiles tubulares de secci6n

circular y cuadrada, que se integran a la serie Conduven ECO, desarrollados especial mente para su aplicaci6n

como parte de sistemas sismorresistentes. En todos los casos, la secci6n y peso de los perfiles estan calculados

en funci6n de las dimensiones nominales sin considerar las tolerancias de fabricaci6n . Para fines de diser'io, las

propiedades estaticas de los perfiles tubulares han sido calculadas siguiendo la especificaci6n ANSI/AISC 360-05

(AISC, 2005) resumidas en la secci6n 1.1.5.

Estos nuevos productos Conduven ECO, se limitan a secciones circulares y cuadradas que encuentran sus

principales aplicaciones en las columnas de estructuras tipo p6rtico 0 en los arriostramientos y columnas de

estructuras tipo p6rticos con diagonales concentricas 0 excentricas. Las secciones rectangulares encuentran su

principal aplicaci6n como vigas flectando alrededor del eje fuerte. La mayorfa de los perfiles rectangulares de la

serie estandar, cumplen con los Ifmites ancho-espesor del ala para miembros de alta y moderada ductilidad.

Con la serie Conduven ECO complementada, quedan cubiertos los Ifmites de la relaci6n ancho 0 diametro

espesor de los elementos comprimidos para miembros de alta y moderada ductilidad , liberando en su totalidad

varias de las restricciones actual mente existentes en cuanto al uso de los perfiles tubulares , como parte del

sistema sismorresistente de los diferentes sistemas estructurales contemplados en las norma venezolana

COVENIN 1618:1998; "Estructuras de acero para edificaciones. Metodo de los estados Ifmites" (COVENIN ,

1998), quedando pendiente solamente la calificaci6n de las conexiones , con ensayos de cargas cfclicas para

conexiones viga-columnas de p6rticos resistentes a momentos y de conexiones viga eslab6n-columnas de

p6rticos con diagonales excentricas , con el prop6sito de evidenciar que la conexi6n satisface los requisitos de

resistencia y rotaci6n inelastica establecidos en el apendice F de la citada norma. De esta manera, quedarfa

absolutamente conformada la plataforma necesaria para lograr la integra incorporaci6n de los perfiles de la serie

Conduven ECO, en la actualizaci6n de la norma venezolana COVENIN 1618: 1998.



.Tiis, Di"'!ensiones nominales de.l,os n.uevos perfiles tubulares w ...... -~-." Sene Conduven ECO Secclon Circular

Oesignacion Oiametro Espesor 5eccion I Peso Grados Comercial Externo : Nominal Nominal , Nominal A5TM A500 r 0 0 A P

Serie e Conduv en pulg

mm mm em' Kgf/m NPS ECO

5 127,00 6,00 22,81 17,90 C o 6 152,40 7,20 32,84 25,78 C

L 6 5/8 168,30 8,00 40,29 31 ,63 C

7 5/8 193,70 9,20 53,33 41 ,86 C

8 5/8 219,10 10,50 68,81 54,02 C

9 5/8 244,50 10,50 77,19 60,59 C

NPS: Oesignaci6n comercial del producto en pulgadas FIGURA

y

Longitud est3ndar de despacho: 6,00 y 12,00 mts Tolerancias: Longitud :!: 25mm . Espesor de pared :!: 1 0%

III fl Secci6n circular

TABLA Dimensiones nominales de los nuevos perfiles tubulares Iii i(t .. Serie Conduven ECO Seccion Cuadrada

Oesignacion Espesor I' Radio 5eccion Peso Comercial Nominal Externo Nominal Nominal

r " R H x B R A P

Serie e

Conduven mm mm mm em' Kgf/m

ON ECO

100 X 100 6,00 18,00 21 ,32 16,74 C H 120 X 120 7,20 21 ,60 30,71 24,10 C

l 135 X 135 8,00 24,00 38,44 30,18 C

155 X 155 9,20 27,60 50,75 39,84 C

175 X 175 10,50 31 ,50 65,30 51 ,26 C

200 X 200 10,50 31 ,50 75,80 59,51 C I • ON: Oesignaci6n comercial del producto en milimetros R: Radio de esquina externo maximo segun ASTM A500

FIGURA

y

B • I

.., X

e

X

e

III II Seccion cuadrada Longitud estandar de despacho: 6,00 y 12,00 mts Tolerancias: Longitud :!:25mm . Espesor de pared :!: 1 0%

TABLA Propiedades Estaticas de los nuevos perfiles tubulares Conduven ECO Iii &,1 Seccion Circular Oesignac}on Oiametro Espe.sor ~re!l Relacion Propiedades Estaticas Comerclal Externo Nommal Olseno Esbeltez

0 0 e A O/t I. = Iy 5. = 5y r. = ry z.=Zy J C

pulg mm mm em' em' em' em em' em' em' NPS

5 127,00 6,00 21 ,29 22,76 393,08 61 ,90 4,30 82,32 786,16 123,80

6 152,40 7,20 30,65 22,76 815,09 106,97 5,16 142,25 1.630,18 213,93

6 5/8 168,30 8,00 37 ,60 22,62 1.218,72 144,83 5,69 192,65 2.437,45 289,65

7 5/8 193,70 9,20 49,77 22,64 2.136,91 220,64 6,55 293,49 4.273,82 441,28

8 5/8 219,10 10,50 64 ,22 22,44 3.525,35 321 ,80 7,41 428,22 7.050,69 643,60

9 5/8 244,50 10,50 72 ,01 25,04 4.968,40 406,41 8,31 538,37 9.936,80 812,83

NPS: Oesignaci6n comercial del producto en pulgadas Todas las propiedades est3ticas y relaciones de esbeltez han sido calculadas para el espesor de diseno segun recomendaciones de las especificaciones ANSI/AISC 360·05



TABLA Propiedades Estaticas de los nuevos perfiles tubulares Iii ,,"Wl Serie Conduven ECO Seccion Cuadrada Designac.ion Espe.sor ~re~ Esbeltez Esbeltez Propiedades Estaticas Comerclal Nominal Diseno Ala Alma

HxB e A bIt hIt Ix = Iy 5x = 5y rx = ry Zx = z., J

mm mm em' em' em' em em' em' ON

100 X 100 6,00 20,01 12,92 12,92 288,71 57,74 3,80 69,56 460,87

120 X 120 7,20 28,81 12,92 12,92 598,67 99,78 4,56 120,20 955,65

135 X 135 8,00 36,06 13,15 13,15 950,24 140,78 5,13 169,45 1.515,94

155 X 155 9,20 47,61 13,12 13,12 1.653,25 213,32 5,89 256,80 2.637,68

175 X 175 10,50 61 ,27 12,92 12,92 2.707,78 309,46 6,65 372,81 4.322,42

200 X 200 10,50 71 ,03 15,48 15,48 4.178,12 417,81 7,67 498,88 6.627,14

ON: Oesignaci6n comercial del producto en miifmetros

C

em'

98,30

169,86

239,29

362,67

526,81

700,37

Todas las propiedades estaticas ~ relaciones de esbeltez han sido calculadas para el espesor de diseno segun recomendaciones de las especificaciones ANSI/AISC 360-05

111.2.2.1. Capacidad de miembros a compresion de los nuevos perfiles tubulares que complementan a la

serie Conduven ECO.

Con la finalidad de complementar la informaci6n de las nuevas secciones tubulares, se incluyeron en esta secci6n

las tablas (desde 111.5.3 hasta 111.5.12) de las capacidades de los miembros en compresi6n, tanto para las

secciones vacias como rellenas de concreto , utilizando la misma formulaci6n empleada en el capitulo I. Por

ultimo, mostramos en la siguiente figura 111.4 el comportamiento de un perfil tubular cuadrado relleno de concreto,

bajo cargas altern antes 0 ciclicas . Alii podemos observar que este tipo de miembro estructural mixto, en

especifico, presenta una ductilidad excelente y por ende capacidad de disipar energia en el rango inelastico de

deformaci6n.

300

200

E z 100 ~ -c: CI) 0 E 0 E Cl -100 c: :c c: CI) -200 al

-300 -0.15 -0.10 -0.05 0.00 0.05 0.10 0.15

Total rotation (rad)

FIGURA Relaciones entre momentos y curvaturas para cargas ciclicas de un Iilti perfil cuadrado 200x200x6,3 relleno de concreto. Fuente CIDECT Guia N°S


TABLA Capacidad de miembros Iii &.,~ a c0l!lpre~ion Conduven ECO

Secclon Circular

203,16 227,81

1,00 64,80 94,41 116,37 154,85 200,55 1225,48

1,25 63,41 93,00 114,94 153,42 199,09 224,17

1,50 61 ,76 91 ,31 113,22 1 151 ,69 1 197,33 1222,59

1,75 59,86 89,35 111 ,

231

149,66 195,27 220,74

2,00 57,74 87,14 108,97 147,36 1 192,92 1218,62

2,25 55,43 84,71 106,46 144,79

1

190,28 216,25

2,50 52,96 82,06 103,73 1 141 ,98 187,38 I 213,62

2,75 50,35 79,24 100,79 138,93 184,23 210,76

3,00 47,64 76,26 97,67 1 135,67 1 180,84 1207,66

3,25 44,87 73,14 94,38

1

132,21 177,22 204,35

3,50 42,05 69,92 90,96 128,57 1173,40 200,83 t/)

3,75 39,22 66,62 87,42 0 124,78 169,38 197,12 .... 83,79 1 120,85 1 165,19 1 193,23 Q; 4,00 36,40 63,26

E s::: 4,25 33,63 59,87 80,09 116,79 1 160,84 1 189,17 Q)

76,34 1 ...J 4,50 30,92 56,48 112,65 156,36 184,96 ~ CI:I 4,75 28,29 53,10 72,57 108,42 151 ,75 180,62 >

68,80 I 104,14 1 147,04 1 176,14 ~ 5,00 25,72 49,75 J!! 5,25 23,33 46,46 65,04 99,82 142,25 171 ,56 Q)

"C 5,50 21,26 43,25 61 ,33 \ 95,48 1 137,39 1 166,88 .a .0, 5,75 19,45 40,12 57,66 91 ,14 132,48 162,12 s:::

86,82 1 127,55 \ 157,30 0 6,00 17,86 37,04 54,07 ...J

6,50 15,22 31 ,56 47,15 78,30 1 117,64 147,50 7,00 13,12 27,21 40,69 70,03 107,81 1 137,60

7,50 11 ,43 23,71 35,44 62,12 98,16 127,71

8,00 10,05 20,83 ~~ : ;: I

54,62 88,80 117,93

8,50 8,90 18,46 48,38 79,82 108,33

9,00 7,94 16,46 24,61 43,16 71 ,20 99,00

9,50 7,13 14,77 22,09 38,73 63,90 9002

10,00 6,43 19,94 34,96 57,67 81 ,28

10,50 5,83 12,09 18,08 31,71 52,31 73,72

11 ,00 5,31 11,02 28,89 47,66 67,17

11 ,50 4,86 10,08 15,08 26,43 43,61 61,46

12,00 4,47 9,26 13,85 24,28 40,05 56,44

NPS: Designaci6n comercial del producto en pulgadas. Propiedades mecanicas del acero segun Especificaciones ASTM A572 Grado 50: F, = 3.515 Kgf/cm' · F, = 4.360 Kgf/cm' M6dulo elasticidad: Acero E = 2,1x10' Kgf/cm'. Los valores reportados en la tabla corresponde a ,P" expresados en Toneladas con <1>, = 0,90 Valores con fondo mas claros (superiores a la primera linea) correspond en a pandeo inelastico. Valores sombreados entre las dos Ifneas divisorias correspond en a pandeo elastico. Valores bajo la segunda linea corresponden a KUr > 200

CAPITULO III

TABLA Capacidad de miembros Iii&-!! a c0l!lpresion Conduven ECO

Secclon Cuadrada

DN-HxB ' (mm) 100x100, 120x120 135x135 155x155 175x175 200x200

Espesor 6,00 7,20 8,00 9,20 10,50 I 10,50 e(mm) I I

0,00 63,29 91 ,13 114,08 150,60 193,82 224,71

1,00 60,25 88,07 111 ,05 147,55 190,73 222,01

1,25 58,60 86,39 109,37 145,86 189,01 220,51

1,50 56,65 84,39 107,37 143,83 186,93 218,69

1,75 54,43 82,08 105,04 141 ,46 184,51 216,55

2,00 51 ,98 79,49 102,42 138,77 181 ,75 214,12

2,25 49,33 76,65 99,53 135,79 178,67 211 ,39

2,50 46,53 73,60 96,39 132,53 175,29 208,38

2,75 43,62 70,37 93,04 129,02 171 ,63 205,10

3,00 40,64 67,00 89,50 125,28 167,71 201 ,57

3,25 37,63 63,51 85,81 121 ,34 163,55 197,81

3,50 34,63 59,95 82,00 117,22 159,18 193,82 t/)

3,75 0 .... 31 ,67 56,35 78,09 112,95 154,61 189,62 Q; 4,00 E

28,79 52,74 74,11 108,57 149,87 185,24

s::: Q)

4,25 26,01 49,15 70,10 104,08 144,98 180,68

...J 4,50 ~

23,31 45,61 66,09 99,53 139,97 175,97

CI:I 4,75 >

20,92 42,14 62,10 94,93 134,86 171 ,13 .. 5,00 u 18,88 38,77 58,15 90,31 129,68 166,17 Q)

5,25 -Q) 17,12 35,51 54,27 85,70 124,45 161 ,10 "C 5,50 ::s 15,60 32,35 50,47 81 ,12 119,19 155,96 -.0, 5,75 s:::

14,27 29,60 46,79 76,58 113,92 150,76 0 6,00 ...J 13,11 27,18 43,15 72,12 108,67 145,50

6,50 11,17 23,16 36,77 63,46 98,28 134,93

7,00 9,63 19,97 31,70 55,16 88,18 124,37

7,50 8,39 17,40 27,62 48,05 78,48 113,95

8,00 7,37 15,29 24,27 42,23 69,16 103,77

8,50 6,53 13,55 21,50 37,41 61,26 93,93

9,00 5,83 12,08 19,18 33,37 54,65 84,35

9,50 5,23 10,84 17,21 • 29,95 49,05 75,70

10,00 4,72 9,79 15,53 27,03 44,26 68,32

10,50 4,28 8,88 14,09 24,51 40,15 61,97

11 ,00 3,90 8,09 12,84 22,34 36,58 56,47

11 ,50 3,57 7,40 11,75 20,44 33,47 51 ,66

12,00 3,28 6,80 10,79 18,77 30,74 47,45

DN : Designacion comercial del producto en milimetros Propiedades mecanicas del acero segun Especificaciones ASTM A572 Grado 50: F, = 3.515 Kgf/cm' - F, = 4.360 Kgf/cm' Modulo elasticidad: Acero E = 2,1x10' Kgf/cm'. Los valores reportados en la tabla corresponde a ,P" expresados en Toneladas con <1>, = 0,90 Valores con fondo mas claros (superiores a la primera linea) correspond en a pandeo inelastico. Valores sombreados entre las dos Ifneas divisorias correspond en a pandeo elastico Valores bajo la segunda linea correspond en a KUr > 200

CAPITULO III

TABLA Capacidad de miembros 1liK"!k a compresion Rellenos

ECO Seccion Circular Concreto rc= 210 Kgflcm 2

NPS D (pulg) 5 6 6 5/8 7 5/8 8 5/8 9 5/8

Espesor 6,00 7,20 8,00 9,20 10,50 10,50 e(mm)

0,00 71 ,88 103,51 126,78 167,84 216,10 249,32

1,00 69,02 100,63 123,88 164,93 213,17 246,61

1,25 67,46 99,04 122,27 163,32 211 ,53 245,10

1,50 65,60 97,14 120,34 161 ,36 209,55 243,26

1,75 63,47 94,93 118,10 159,09 207,24 241 ,12

2,00 61 ,09 92,45 115,56 156,50 204,60 238,66 -

2,25 58,51 89,72 112,75 153,62 201 ,65 235,91

2,50 55,75 86,76 109,69 150,46 198,40 232,87

2,75 52,85 83,61 106,41 147,05 194,87 229,55

3,00 49,85 80,28 102,92 143,40 191 ,08 225,98

3,25 46,78 76,81 99,27 139,54 187,04 222,16

3,50 43,68 73,24 95,46 135,48 182,77 218,10 III

3,75 0 ... 40,58 69,59 91 ,54 131 ,25 178,30 213,83 4i 4,00 E

37,50 65,88 87,52 126,88 173,64 209,35

I:: 4,25 34,49 62,15 83,44 122,39 168,81 204,69 Q)

...J 4,50 ~

31 ,55 58,43 79,31 117,79 163,84 199,86

nl 4,75 .~

5,00 tl

28,72 54,74 75,18 113,13 158,74 194,87

25,96 51,10 71 ,05 108,40 153,53 189,75 Q)

5,25 .... Q) 23,54 47,53 66,96 103,65 148,25 184,52 '0 5,50 .a 21,45 44,06 62,91 98,90 142,90 179,18 'c, 5,75 I::

19,63 40,69 58,95 94,15 137,51 173,76 0 6,00 ...J 18,02 37,38 55,07 89,44 132,09 168,28

6,50 15,36 31,85 47,55 80,18 121 ,27 157,18

7,00 13,24 27,46 41 ,00 71 ,25 110,58 146,01

7,50 11,54 23,92 35,72 62,64 100,15 134,89

8,00 10,14 21,02 31,39 55,05 90,08 123,95

8,50 8,98 18,62 27,81 48,77 80,30 113,27

9,00 8,01 16,61 24,80 43,50 71,62 102,95

9,50 7,19 14,91 22,26 39,04 64,28 92,86

10,00 6,49 13,46 20,09 35,23 58,01 I 83,81

10,50

11 ,00

5,89 12,20 18,22 31,961

52,62 J 76,02

5,36 11 ,12 16,60 29,12 47,95 I 69,26

11,50 4,91 10,17 15,19 26,641

43,87 I 63,37

12,00 4,51 9,34 13,95 24,47 I 40,29 I 58,20

NPS: Oesignacion comercial del producto en pulgadas. Propiedades mec1micas del acero segun Especificaciones ASTM A572 Grado 50: F, = 3 .515 Kgf/cm' - F, = 4.360 Kgf/cm' Resistencia del concreto f' 0 = 210 Kgf/cm' Modulo elasticidad: Acero E = 2,1 x1 0' Kgf/cm' : Concreto Eo = 218.819,79 Kgf/cm'

Los valores reportados en la tabla corresponde a $oP" expresados en Toneladas con $, = 0,75 Valores con fondo mas claros (superiores a la primera linea) corresponden a pandeo inelastico. Valores sombreados entre las dos lineas divisorias corresponden a pandeo elastico. Valores bajo la segunda linea corresponden a KUr > 200

Apiicaciones en sistemas resistentes a sismos

TABLA Capacidad de miembros III ifj~ a compresion Rellenos

ECO Seccion Cuadrada Concreto r c= 210 Kgflcm 2

DN-HxB (mm) 100x100 120x120 135x135 155x155 175x175 200x200

Espesor 6,00 7,20 8,00 9,20 10,50 10,50 e(mm)

0,00 63,23 91 ,04 114,24 150,76 193,63 230,61

1,00 60,11 87,90 111 ,12 147,63 190,46 227,77

1,25 58,42 86,18 109,40 145,90 188,70 226,18

1,50 56,43 84,13 107,34 143,80 186,57 224,26

1,75 54,16 81,76 104,95 141 ,37 184,08 222,01

2,00 51 ,65 79,12 102,26 138,61 181 ,26 219,44

2,25 48,95 76,22 99,30 135,55 178,10 216,57

2,50 46,10 73,11 96,09 132,21 174,65 213,40

2,75 43,14 69,82 92,66 128,62 170,90 209,95

3,00 40,11 66,38 89,04 124,79 166,90 206,23

3,25

3,50 III

3,75 0 ... 4i 4,00 E I:: 4,25

37,07

I

62,84

I

85,27 120,76 162,65 202,27

34,04 59,22 81 ,38 116,56 158,18 198,08

31,06 55,57 77,40 112,20 153,52 193,67

28,16 51 ,92 I

73,35 107,73 148,68 189,07

25,37 48,29 69,28 103,16 143,71 184,29 Q)

...J 4,50 ~

22,67 44,72 I 65,21 98,52 138,61 179,35

nl 4,75 .~

5,00 tl

20,35 41 ,23 61 ,17 93,85 133,42 174,28

18,36 37,85 57,17 89,17 128,16 169,08 Q)

5,25 .... Q) 16,66 34,54 53,26 84,49 122,85 163,79 '0 5,50 .a 'c, 5,75 I::

15,18 I

31,47 49,44 79,86 117,52 158,41

13,89 28,79 45,74 75,27 112,19 152,98 0 6,00 ...J 12,75 26,44 42,07 70,77 106,88 147,50

6,50 10,87 I

22,53 I

35,85 62,06 96,40 136,49

7,00 9,37 19,43 30,91 53,76 86,24 125,52 I

7,50 8,16 16,92 26,92 I 46,83 76,51 114,71

8,00

8,50

7,17 14,87 23,66 I 41 ,16 67,28 104,19

6,35 13,18 20,96 36,46 ' 59,60 94,05

9,00

9,50

10,00

10,50

11 ,00

11 ,50

5,67 11 ,75 18,70 32,52 I 53,16 84,18

5,09 10,55 16,78 29,19 I :~:~~ I 75,56

4,59 9,52 15,15 26,34 I 68,19 I

I

4,16 8,63

I

13,74 23,89 I 39,06 61,85

3,79 7,87 12,52 21,77 35,59 56,35

3,47 7,20 11,45 19,92 32,56 51,56

12,00 3,19 6,61 10,52 18,291 29,90 I 47,35

ON : Oesignacion comercial del producto en milimetros. Propiedades mecanicas del acero segun Especificaciones ASTM A572 Grado 50: F, = 3.515 Kgf/cm' - F, = 4.360 Kgf/cm' Resistencia del concreto f' 0 = 210 Kgf/cm' Modulo elasticidad Acero E = 2,1x10' Kgf/cm': Concreto Eo = 218.819,79 Kgf/cm' Los valores reportados en la tabla corresponde a $,P" expresados en Toneladas con $0 = 0,75 Valores con fondo mas claros (superiores a la primera linea) corresponden a pandeo inelastico. Valores sombreados entre las dos lineas divisorias correspond en a pandeo elastico. Valores bajo la segunda linea corresponden a KUr > 200

Manual de Diserio de Estructuras de Acero con Perfiles T ubulares unlcon


TABLA Capacidad de miembros Iii IJ'. a compresion Rellenos

ECO Seccion Circular Concreto r c= 250 Kgflcm2

1,00 71 ,83 104,76 171 ,71 221 ,88 257,74

1,25 70,16 103,06 127,24 169,99 220 ,1 4 256,11

1,50 68,18 101 ,03 125,18 167,91 218,03 254,15

1,75 65,91 98,68 122,78 165,48 215,56 251 ,84

2,00 63,38 96,04 120,08 162,72 212,75 249,21

2,25 60,63 93,13 117,09 159,65 209,60 246,25

2,50 57,70 89,98 113,83 156,29 206,14 242,99

2,75 54,63 86,63 110,34 152,65 202,38 1239,44 3,00 51,45 83,09 106,63 148,77 198,35 235,61

3,25 48,21 79,42 102,75 144,66 1 194,05 231 ,52 3,50 44,93 75,63 98,71 140,35 189,51 1227,17

!II 3,75 41 ,66 71 ,76 94,55 135,86

1

184,76 222,60 e Qj 4,00 38,43 67,85 90,30 131 ,22 179,81 217,81 E c Q)

4,25 35,26 63,91 85,98 126,46 174,68 212,83

...J 4,50 32,19 59,99 81 ,63 121 ,59 169,41 207,67 ~ n:I 4,75 29,23 56,10 77,27 116,65 164,00 202,35

"~ 5,00 26,37 52 ,28 72,92 111 ,67 158,50 196,89 ti C1)

5,25 23,92 48,54 68,62 106,65 152,90 191 ,31 -C1)

'C 5,50 21 ,79 44,91 64,37 101 ,63 147,25 1 185,63 .a "61 5,75 19,94 41 ,34 60,21 96'''1141

,56 179,86

c 0 6,00 18,31 37,97 56,16 91 ,68 135,85 174,03 ...J

6,50 15,60 32,35 48,30 81 ,96 124,45 162,25

7,00 13,45 27,89 41 ,65 72,62 113,22 150,41

7,50 11 ,72 24,30 36,28 63,63 102,27 138,66

8,00 10,30 21 ,36 31 ,89 55,92 91,75 127,11

8,50 9,12 18,92 28,25 49,54 81 ,55 115,88

9,00 8,14 16,87 25,20 44,19 72,74 105,04

9,50 7,30 15,15 22,61 39,66 65,29 94,48

10,00 6,59 20,41 35,79 58,92 85,27

10,50 5,98 12,40 18,51 32,46 53,44 77,34

11 ,00 5,45 11 ,30 16,87 29,58 48,70 70,47

11 ,50 4,98 10,34 15,43 27,061

44,55 64,48

12,00 4,58 9,49 14,17 24,85 40,92 59,22

NPS: Oesignaci6n comercial del producto en pulgadas. Propiedades mecanicas del acero segun Especificaciones ASTM A572 Grado 50: F, = 3.515 Kgf/cm' - F, = 4.360 Kgf/cm' Resistencia del concreto f' , = 250 Kgf/cm' M6dulo elasticidad: Acero E = 2,1 x1 0' Kgf/cm'; Concreto E, = 238.751,96 Kgf/cm' Los valores reportados en la tabla corresponde a q"P", expresados en Toneladas con q" = 0,75 Valores con fondo mas claros (superiores a la primera linea) corresponden a pandeo inelastico. Val ores sombreados entre las dos Ifneas divisorias corresponden a pandeo elastico. Valores bajo la segunda linea correspond en a KUr > 200

unlc:on

TABLA Capacidad de miembros Iii Ij:: a com presion Rellenos

ECO Seccion Cuadrada Concreto r c= 250 Kgflcm2

DN-HxB (rnrn) 100x100 120x120 135x135 155x155 175x175 200x200

Espesor 6,00 7,20 8,00 9,20 10,50 10,50 e (rnrn)

0,00 65,22 93,92 117,89 155,58 199,74 238,87

1,00 61 ,95 90,62 114,61 152,28 196,41 235,86

1,25 60,18 88,82 112,81 150,46 194,57 234,19

1,50 58,09 86,66 110,64 148,26 192,33 232,16

1,75 55,71 84,18 108,14 145,71 189,72 229,78

2,00 53,09 81,41 105,32 142,82 186,76 227,07

2,25 50,26 78,37 102,21 139,61 183,45 224,03

2,50 47,28 75,12 98,84 136,10 179,82 220,69

2,75 44,19 71 ,67 95,25 132,33 175,90 217,05

3,00 41 ,04 68,08 91,47 128,33 171,70 213,13

3,25 37,87 64,38 87,52 124,11 167,25 208,95

3,50 34,72 60,61 83,46 119,71 162,57 204,53 !II

3,75 0 ... 31 ,62 56,81 79,30 115,15 157,70 199,89 Qj 4,00 E

28,62 53,01 75,08 110,48 152,64 195,05

c Q)

4,25 25,74 49,24 70,84 105,71 147,44 190,02

...J 4,50 ~

22,97 45,54 66,60 100,87 142,12 184,82

n:I 4,75 >

20,61 41 ,93 62,40 96,00 136,70 179,49 :;; 5,00 u 18,60 38,43 58,25 91 ,13 131 ,21 174,03 Q)

5,25 -Q) 16,87 34,99 54,19 86,26 125,68 168,47 'C 5,50 .a 15,37 31 ,88 50,24 81,44 120,13 162,83 "61 5,75 c

14,07 29,17 46,41 76,69 114,58 157,13 0 6,00 ...J 12,92 26,79 42,63 72,01 109,06 151 ,39

6,50 11 ,01 22,83 36,32 63,00 98,19 139,87

7,00 9,49 19,68 31,32 54,47 87,66 128,40

7,50 8,27 17,15 27,28 47,45 77,60 117,14

8,00 7,27 15,07 23,98 41 ,70 68,16 106,18

8,50 6,44 13,35 21 ,24 36,94 60,37 95,64

9,00 5,74 11 ,91 18,95 32,95 53,85 85,45

9,50 5,1 5 10,69 17,00 - 29,57 48,33 76,69

10,00 4,65 9,64 15,35 26,69 43,62 69,21

10,50 4,22 8,75 13,92 24,21 39,57 62,78

11 ,00 3,84 7,97 12,68 22,06 36,05 57,20

11 ,50 3,52 7,29 11,60 20,18 32,98 52,34

12,00 3,23 6,70 10,66 18,53 30,29 48,07

ON : Oesignaci6n comercial del producto en milimetros. Propiedades mecanicas del acero segun Especificaciones ASTM A572 Grado 50: F, = 3.515 Kgf/cm' - F, = 4.360 Kgf/cm' Resistencia del concreto f' , = 250 Kgf/cm' Modulo elasticidad: Acero E = 2,1x10' Kgf/cm'; Concreto E, = 238.751 ,96 Kgf/cm' Los valores reportados en la tabla corresponde a q"P", expresados en Toneladas con q" = 0,75 Valores con fondo mas ciaros (superiores a la primera linea) corresponden a pandeo inelastico. Valores sombreados entre las dos lineas divisorias corresponden a pandeo elastico. Valores bajo la segunda linea corresponden a KUr > 200


CAPITULO III

TABLA

NPS

Capacidad de miembros a compresion Rellenos ECO Seccion Circular Concreto f' c= 280 Kgf/cm2

o (pulg) 5 6 6 5/8 7 5/8 8 5/8 9 5/8

Espesor 6,00 7,20 8,00 9,20 10,50 10,50 e(mm)

0,00

1,00

1,25

1,50 I 1,75

2,00

2,25

2,50

2,75 1

3,00

3,25

3,50 II)

3,75 0 ... - 4,00 Q)

E c: 4,25 Q)

..J 4,50 ~ n:I 4,75 > ~ 5,00 ~ 5,25 Q)

"C 5,50 ::J -'0, 5,75 c: 0 6,00 ..J

6,50

7,00

7,50

8,00

8,50

9,00

9,50

10,00

10,50

11 ,00

11 ,50

12,00 I

77,14 1 111 ,08 73,93 107,85

72,18 106,07

70,10 1 103,94 67,73 101,48

65,08 1 98 ,7~ 62,21 95,67

59,15 92,37

136,00 180,06 231,70 269,14

132,75 176,80 228,42 266,08

130,95 174,99 226,59 264,37

128,79 \ 172,80 224,38 262,30

126,29 170,26 221,79 259,87

123,45 167,37 1 218,84 257,09

120,32 164,15 215,54 253,99

116,91 160,63 211 ,92 250,56

55,94 88,86 113,26 156,82 207,98 246,82

52,62 85,17 109,38 152,76 203,76 242,79

49 ,24

1 45,84

42,44

39,08

35,80

32,63

29,53

26,65

24,18

22,03

20,15

18,51

15,77

13,60

11 ,85

10,41

81,33 105,32 148,46 199,26 238,49

143,95 1 194,52 233,92

139,26 189,55 229,12

134,42 184,37 224,09

77,38 101 ,11

73,35 96,77

69,28 92,34

9,22

8,23

7,38

65,19

61 ,11

57,08

53,12

49,25

45,50

41 ,79

38,38

32,70

28,20

24,56

21,59

19,12

17,06

15,31

6,66 13,82

6,04 12,53

87 ,84 129,45 179,02 218,86

83,31 124,38 173,51 213,45

78,78 119,23 167,88 207,87

74,27 114,04 162,13 202,15

69,80 108,82 156,31 196,31

65,41

61 ,10

56,91

48,83

103,61 150,42 190,36

98,42 144,50 184,33

42,10 !---=.:.:..:...,

138,56 178,23

126,73 165,93

115,09 153,59

103,77 141 ,35 36,67

32,23

28,55

25,47

22,86

50,07

44,66

40,09

92,89 129,35

82,43 117,69

73,52 106,48

65,99 95,62

36,18 59,55 86,29

32,81 54,02 78,27

5,51 11,42 L--~~ 29,90 49,22 71,32

5,04 10,45 27,36 45,03 65,25

4,63 9,60 25,12 41,36 59,93

NPS: Oesignaci6n comercial del producto en pulgadas. Propiedades mecanicas del acero segun Especificaciones ASTM A572 Grado 50: F, = 3.515 Kgf/cm' - F, = 4.360 Kgf/cm' Resistencia del concreto j' 0 = 280 Kgf/cm' M6dulo elasticidad: Acero E = 2,1 x1 O' Kgf/cm' ; Concreto Eo = 252.671 ,33 Kgf!cm' Los valores reportados en la tabla corresponde a <PoP" expresados en Toneladas con <Po = 0,75 Valores con fondo mas claros (superiores a la primera linea) corresponden a pandeo inelastico. Valores sombreados entre las dos lineas divisorias correspond en a pandeo elastico Valores bajo la segunda linea corresponden a KUr > 200

Apiicaciones en sistemas resistentes a sismos

TABLA Capacidad de miembros a compresion Rellenos ECO Seccion Cuadrada Concreto f'c= 280 m2

1,00 92,66 155,77

1,25

1,50

61 ,50 90,79 115,361

153,88

59,33 88,55 113,11 151 ,60

198,96 240,19

196,64 238,07

1,75 56,87 85,98 110,52 148,95 193,94 235,60

2,00 54,15 83,11 107,59 145,95 190,87 232,77

2,25 51 ,23 79,97 104,37 142,63 187,44 229,61

2,50 48,15 76,60 100,89 139,00 183,69 226,13

2,75 44,96 73,04 97,17 135,10 179,62 222,35

3,00 41 ,71 69,34 93,26 130,95 175,28 218,27

3,25 38,45 65,52 89,18 126,59 170,67 213,93

3,50 35,21 61 ,63 84,98 122,04 165,83 209,34 II)

3,75 0 ... 32,03 57,71 80,69 117,33 160,79 204,51 Qj 4,00 28,95 53,80 76,34 112,50 155,57 199,48 E c: 4,25 Q)

..J 4,50 ~

2599 49,93 71 ,97 107,58 15019 1 19426 23,17 46,12 67,61 102,59 144,70 188,87

n:I >

4,75 20,80 42,41 63,28 97,57 139,11 183,33

~ 5,00 18,77 38,83 59,02 92,55 133,45 177,67 Q)

5,25 -Q)

"C 5,50 ::J -17,03 35,30 54,85 87,54 1 127,75 171 ,91

15,51 32,17 50,79 82,58 122,03 166,07 '0, 5,75 c: 0 6,00 ..J

14,19 29,43 46,87 77,69 116,32 , 160,17 13,04 27,03 43,02 72,90 110,64 154,23

6,50 11 ,11 23,03 36,65 63,65 99,46 142,31

7,00 9,58 19,86 31 ,60 54,971 88,65 130,48

7,50 8,34 17,30 27,53 47,88 78,25 118,86

8,00 7,33 15,20 24,20 42,08 68,77 107,58

8,50 6,50 13,47 21,43 37,28 60,92 96,75

9,00 5,79 12,01 19,12 33,25 54,34 86,33

9,50 5,20 10,78 17,16 29,84 48,77 77,48

10,00 4,69 9,73 15,49 26,93 44,01 69,93

10,50 4,26 8,83 14,05 24,43 39,92 63,43

11 ,00 3,88 8,04 12,80 22,26 36,37 57,79

11 ,50 3,55 7,36 11,71 20,37 33,28 52,88

12,00 3,26 6,76 10,75 18,701 30,56 48,56

ON : Oesignaci6n comercial del producto en milimetros. Propiedades mecanicas del acero segun Especificaciones ASTM A572 Grado 50: F, = 3.515 Kgf/cm' - F, = 4.360 Kgf/cm' Resistencia del concreto j' = 280 Kgf!cm' M6dulo elasticidad ' Acero E = 2,1 x1 O' Kgf/cm'; Concreto E, = 252.671 ,33 Kgf/cm'

Los valores reportados en la tabla corresponde a <PoP" expresados en Toneladas con <Po = 0,75 Val ores con fondo mas claros (superiores a la primera linea) corresponden a pandeo inelastico. Val ores sombreados ent re las dos lineas divisorias corresponden a pandeo elastico. Val ores bajo la segunda linea correspond en a KUr > 200


TABLA Capacidad de miembros lIiljll a compres!,?n R!!lIenos

ECO Secclon Circular Concreto f' c= 350 Kgflcm2

NPS o (pulg) 5 6 6 5/8 7 5/8 8 5/8 9 5/8

Esr,esor e mm)

6,00 7,20 8,00 9,20 10,50 10,50

... : . .. . . 192,27 247,30 288,97

115,05 141 ,60 188,64 1 243,65 1 285,52

76,88 113,07 139,60 186,63

1

241 ,61 283,60

74,57 110,70 137,20 184,19 239,15 281 ,28

1,25

1,50

71 ,93 107,97 134,41 181,36 236,27 278,55

69,00 104,89 131,26 178,15 1232,99 275,44

65,82 101 ,51 127,79 174,58 229,33 271 ,95

1,75

2,00

2,25

2,50 62,44 97,87 124,01 170,67 I 225,31 I 268,11

2,75

3,00

3,25

58,91 93,99 119,

971

166,45 220,95 263,92

55,27 89,92 115,69 161 ,95 216,26 1 259,41

51 ,57 85,69 111 ,21 157,19 211 ,28 254,60

3,50 47,85 81 ,35 106,57 152,22 206,04 249,50 til

3,75 0 ... 44,1 5 76,93 101 ,80 147,04 200,55 244,1 4 - 4,00 Q)

E 40,52 72,48 96,94 141,71 194,84 238,53

c: Q)

4,25 36,97 68,01 92,02 136,25 188,94 232,71

...J 4,50 x: 33,55 63,58 87,07 130,68 182,88 226,69

III >

4,75 30,22 59,21 82,13 125,04 176,68 220,49

~ 5,00 27,27 54,93 77,23 119,36 170,38 214,14 ~ 5,25 Q) 24,74 50,76 72,39 113,67 164,00 207,66 "C 5,50 .a 22,54 46,72 67,64 107,99 157,56 201 ,08 '51 5,75 c: 0 6,00 ...J

20,62 42,76 63,00 102,35 151 ,09 194,41

18,94 39,27 58,49 I 96,78 1 144,62 1 187,69

6,50

7,00

7,50

16,14 \

33,46 49,95 85,90 131,76 174,14

13,91 I

28,85 43,07 75,53 119,15 1 160,60

12,12 25 ,13 37,52 65,80 106,95 147,23

8,00

8,50

I 'I I

10,65 , 22,09 I 32,97 57,83 95,17 134,17

9,44 19,57 29,21 51 ,22 84,31 121 ,54

9,00 8,42 17,45 26,05 45,69 75,20 I 109,24

9,50 7,55 15,66 23,38 41 ,01 67,49 98,04

10,00

10,50

6,82 14,14 21 ,10 37,01 60,91 I 88,49

6,18 12,82 19,14 33,57 55,25 I 80,26

11 ,00

11 ,50

12,00 I

5,63 11 ,68 17,44 30,59 50,34 73,13

5,16

1

10,69 15,961

27,98 46,06 66,91

4,73 9,82 14,65 25,70 42,30 I 61,45

NPS: Designaci6n comercial del producto en pulgadas. Propiedades mecanicas del acero segun Especilicaciones ASTM A572 Grado 50: F, = 3.515 Kgl/cm' - Fo = 4.360 Kgl/cm' Resistencia del concreto I ', = 350 Kgf/cm' M6dulo elasticidad: Acero E = 2 ,1 x1 O' Kgl/cm'; Concreto E, = 282.495,13 Kgl/cm' Los valores reportados en la tabla corresponde a $,P" expresados en Toneladas con $, = 0,75 Valores con londo blanco corresponden a pandeo inelastico. Val ores sombreados entre las dos Ifneas divisorias correspond en a pandeo elastico. Valores bajo la barra horizontal corresponden a KUr > 200

unlcon

CAPITULO III

TABLA Capacidad de miembros IiiJjEJ a com presion Rellenos

ECO Seccion Cuadrada Concreto f'c= 350 Kgflcm2

ON-HxB (mm) 100x100 120x120 135x135 155x155 175x175 200x200

Espesor 6,00 7,20 8,00 9,20 10,50 10,50 e (mm)

0,00 70,22 101,11 127,02 167,61 215,03 259,52

1,00 66,53 97,40 123,33 163,89 211 ,28 256,08

1,25 64,54 95,37 121,29 161 ,84 209,20 254,17

1,50 62,20 92,94 118,86 159,37 206,69 251,85

1,75 59,53 90,16 116,04 156,49 203,75 249,14

2,00 56,60 87,05 112,87 153,24 200,42 246,04

2,25 53,45 83,66 109,38 149,63 196,71 242,58

2,50 50,14 80,02 105,61 145,70 192,64 238,77

2,75 46,71 76,19 101 ,59 141,48 188,24 234,63

3,00 43,23 72,20 97,37 136,99 183,54 230,18

3,25 39,74 68,10 92,98 132,28 178,56 225,43

3,50 36,28 63,93 88,46 127,37 173,34 220,42

32,91 59,73 83,85 122,30 167,89 215,16 til

3,75 0 ... 29,64 55,56 79,18 117,10 162,27 209,67 a.; 4,00

E c: 4,25 26,48 51,43 74,50 111 ,82 156,48 203,99 Q)

23,62 47,39 69,84 106,47 150,57 198,12 ...J 4,50 x: III >

4,75 21 ,20 43,46 65,23 101,09 144,57 192,11

I 19,13 39,67 60,70 95,72 138,50 185,97

17,35 35,98 56,27 90,37 132,39 179,72

\ 15,81 32,78 51 ,98 85,09 126,28 173,40

~ 5,00 ~ 5,25 Q)

"C 5,50 ::::I - 14,46 29,99 47,74 79,89 120,18 167,02 '51 5,75 c:

I 13,28 27,55 43,85 74,80 114,12 160,60

11,32 23,47 37,36 65,03 102,24 147,77

0 6,00 ...J

6,50

7,00 9,76 20,24 32,22 56,03 90,79 135,05

8,50 17,63

I 28,06 48,81 79,74 122,61

7,47 15,50 24,66 42,90 70,08 110,58

7,50

8,00

8,50 6,62 13,73 21 ,85 38,00 62,08 98,91

9,00 5,90 12,24 19,49 33,89 55,38 88,23 I

9,50 5,30 10,99 17,49 30,42 49,70 79,18

10,00 4,78 9,92 15,79 27,45 44,85 71,46

10,50 4,34 8,99 14,32 24,90 40,68 64,82

I 3,95 8,20 13,05 22,69 37,07 59,06

3,62 7,50 11,94 20,76 33,92 54,04

3,32 6,89 10,96 19,07 31 ,15 49,63

11,00

11 ,50

12,00

DN: Designaci6n comercial del producto en milfmetros. Propiedades mecanicas del acero segun Especilicaciones ASTM A572 Grado 50: F, = 3.515 Kgl/cm' - Fo = 4.360 Kgl/cm' Resistencia del concreto I ', = 350 Kgf/cm' M6dulo elasticidad Acero E = 2,1x10' Kgl/cm'; Concreto E, = 282.495,13 Kgf/cm' Los valores reportados en la tabla corresponde a $, PO' expresados en Toneladas con $, = 0,75 Valores con londo blanco corresponden a pandeo inelastico. Valores sombreados entre las dos Ifneas divisorias corresponden a pandeo elastico. Valores bajo la barra horizontal corresponden a KUr > 200

Manual de Disefio de Estructuras de Acero ron Perfiles Tubulares


111.2.3. Requisitos sismorresistentes para porticos

111.2.3.1 Porticos resistentes a momentos

De acuerdo con las prescripciones contenidas en la norma venezolana COVENIN 1618:1998 (COVENIN , 1998) ,

las estructuras tipo portico con nivel de diseno ND3, exigen que las vigas cumplan con los Ifmites para secciones

sfsmicamente compactas y las columnas con los Ifmites para secciones compactas, cuando la relacion de

momentos columna-vigas sea superior que 1,25. Cuando dicha relacion sea menor, las columnas deben cumplir

los Ifmites para secciones sfsmicamente compactas. En los porticos con nivel de diseno ND2, tanto las vigas

como las columnas deben cumplir los Ifmites para secciones compactas , cuando la relacion de momentos

columna-vigas sea superior que 1,25 . Cuando dicha relacion sea menor, las columnas deben cumplir los Ifmites

para secciones sfsmicamente compactas. En ambos casos , debe calificarse la conexion viga-columna para

comprobar que se satisfacen los requisitos de resistencia y rotacion inelastica establecidos mediante ensayos

bajo cargas cfclicas y garantizarse que la relacion de momentos columna-vigas sea superior que 1 ,00.

EM\c = La sumatoria de los momentos en el punto de interseccion de los ejes baricentricos de la viga y la

columna, determinado como la proyeccion de la suma de la resistencia teorica a flexion plastica de la columna en

los extremos superior e inferior de la conexion a momento de la viga, incluyendo las cartelas cuando existan ,

menos las fuerzas norm ales en la columna, se permitira tomar EM* pc = EZc(F yc+ PujA). Donde no coincidan los

ejes de las vigas concurrentes en un mismo plano, se tomara como eje el valor promedio.

EM* pb = Sumatoria de los momentos en el punto de interseccion de los ejes baricentricos de las vigas y la columna

determinado por la proyeccion de la suma de las resistencias esperadas a flexion en la rotula plastica sobre el eje

de la columna, se permitira tomar EM \ b= (1,1 RyMp+ MJ, donde Mv es el momento adicional que se produce al

trasladar el cortante en la rotula plastica al centro de la columna. Alternativamente, se permite tomar EM* pb de los

resultados de ensayos que satisfagan los requisitos de la norma 0 por anal isis basado en los resultados de

ensayos.

Donde:

A = Area de la columna, cm2•

Fyc = Tension cedente mfnima especificada del acero de la columna, kgf/ cm2.

Puc = Solicitacion mayorada de com presion normal de la columna (un numero positivo) , kgf.

Zc = Modulo de seccion plastico de la columna, cm3.

Finalmente , para los porticos con nivel de diseno ND1 , no se establecen limitaciones en cuanto a la relacion

ancho-espesor de los elementos comprimidos de sus miembros , ni calificacion de sus conexiones.



Viga

Viga

Viga

I II

Viga

Viga

Conexiones rigidas

Viga

Zonas de disipaci6n de energia

FIGURA Porticos resistentes a momentos

CAPITULO III

-- Columnas

En base a 10 anterior, en estructuras tipo portico (Tipo I de la norma COVENIN 1756:2001), el uso de los nuevos

Perfiles Tubulares Estructurales de la Serie Conduven ECO, puede emplearse como parte del sistema

resistente a sismos para estructuras con nivel de diseno ND3, equivalente a un portico especial de momenta

(Special Moment Frames - SMFsegun AISC 341-05) , adoptando un factor de reduccion de respuesta R hasta 6,0

en estructuras regulares , sin limitaciones de usa 0 zona sismica, siempre que se cum pia con la totalidad de los

requisitos para porticos de acero con nivel de diseno ND3 de la norma venezolana COVENIN 1618: 1998

(COVENIN, 1998) Y especial mente con la calificacion de la conexion viga-columna para comprobar que se

satisfacen los requisitos de resistencia y rotacion inelastica establecidos mediante ensayos bajo cargas ciclicas

del apendice F de la citada norma, asi como las exigencias relativas al resguardo de la zona del panel en la

conexi6n viga-columna y planchas de continuidad,

Asimismo pod ran utilizarse como parte del sistema resistente a sismos para estructuras con nivel de diseno ND2,

equivalente a un p6rtico intermedio de momento (Intermediate Moment Frames - IMF segun AISC 341-05) ,

adoptando un factor de reducci6n de respuesta R hasta 4,5 en estructuras regulares, limitando su aplicaci6n a

estructuras perteneciente al Grupo 82 , construidas en zonas de alto peligro sismico (zona 5, 6 Y 7) Y hasta 2 pisos

u 8 metros de altura, 0 estructuras pertenecientes al Grupo 82, construidas en zonas de peligro sismico

intermedio (zona 3 y 4) Y hasta 10 pisos 0 30 metros de altura, 0 estructuras construidas en zonas de bajo peligro

sismico (zona 0, 1 Y 2) sin limitaci6n de usa 0 altura, siempre que se cumpla con la totalidad de los requisitos para

p6rticos de acero con nivel de diseno ND2 de la norma venezolana COVENIN 1618:1998 (COVENIN , 1998) Y

especial mente con la calificacion de la conexi6n viga-columna para comprobar que se satisfacen los requisitos de

resistencia y rotaci6n inelastica establecidos mediante ensayos bajo cargas ciclicas del apendice F de la citada

norma,



@ @

@ @

@ @

@ @

FIGURA Conexion a momento empernada sugerida con diafragma externo, 1'18i1 con perfiles tubulares ECO

Por su parte, el uso de Perfiles Tubulares Estructurales de la Serie Gonduven EGO, que no cumplan con los

requisitos establecidos , para columnas , arriostramientos y vigas , como parte del sistema resistente a sismos

debe limitarse al nivel de diseno ND1, equivalente a un portico ordinario de momenta (Ordinary Moment Frames

OMF segun AISC 341-05) , adoptando un factor de reduccion de respuesta R no mayor de 2,5 para estructuras

regulares , perteneciente al Grupo B2, construidas en zonas de bajo peligro sismico (zona 0, 1 Y 2) Y hasta 10 pisos

030 metros de altura.

FIGURA Conexion a momento empernada empleada en Venezuela I" Wi con diafragma externo, con perfiles tubulares ECO

Manual de DiseRo de Estructuras de Acero oon Perfiles T ubulares unlc::on


En todo caso, para sistemas con columnas articuladas en su base , el valor de R sera multiplicado por 0,75. Cabe

destacar, que no es recomendable usar conexiones a momenta viga-columna soldadas directas entre perfiles

tubulares , sin elementos de refuerzo , diafragmas, rigidizadores , etc ., que formen parte del sistema resistente a

sismo para p6rticos, debido a que regularmente esa conexi6n no se comporta, como una conexi6n rigida . Estas

conexi ones son general mente del tipo semi-rigida 0 tambien , segun la configuraci6n de los miembros, pueden ser

tomada como simples (bajo nivel de rigidez) , por ende, este tipo de conexi6n es frecuentemente utilizada para

conectar los miembros diagonales a los cordones principales de las vigas de celosia, 0 en conexiones de

miembros que no forman parte del sistema sismorresistente . La conexi6n viga-columna se hara con pernos de

alta resistencia 0 soldadura, de los tipos rig idas 0 semi-rigidas . Las conexiones rigidas seran disenadas para una

capacidad a flexi6n Mu igual a 1,1 RyMp (Mp es el momenta plastico de la viga) . La capacidad a corte Vu se

determinara de la correspondiente combinaci6n de la carga gravitacional mas el cortante derivado del momenta

Mu antes definido, equivalente a 2[1 ,1 RyMp]/l", donde l" es la distancia entre los puntos de plastificaci6n, en los

extremos de las vigas , dentro de la zona protegida de plastificaci6n . Asimismo, es recomendable que la relaci6n

de momentos en los nodos, sea mayor que la unidad. Especial atenci6n amerita el control de desplazabilidad

para cumplir los val ores Ifmites de derivas de entrepisos impuestos en la norma venezolana COVENIN 1756:2001

(COVENIN ,2001) .

111.2.3.1.1 Porticos resistentes a momentos con secciones tubulares mixtas Ccolumnas tubulares

rellenas)

Una alternativa para mejorar el desempeno estructural de los perfiles tubulares Conduven ECO que no cumplan

con los requisitos de Ifmites de relaci6n ancho 0 diametro espesor, en p6rticos resistentes a momentos ante

acciones sismicas , consiste en rellenar las columnas con concreto estructural (resistencia especffica f'c ~ 210

Kgf/cm2, vercapitulo I) .

unlcon

t

1 ' ,. . '. t

'd

I "

H h 6 "d4

'.:1'"' • d

1 d . , .

~ ~~ I litHi Secciones tubulares tipicas rellena:; de co~creto usadas, ._ ........ _IIiIi'._ generalmente como columnas y arnostramlentos

Manual de Disefio de Estructuras de Acero oon Perfiles Tubulares


En este caso , a falta de conexiones precalificadas con perfiles tubulares para conexiones viga-columnas de

porticos resistentes a momentos, es necesario comprobar mediante ensayos de carga cfclicas que la conexi6n

satisface los requisitos de resistencia y rotacion inelastica exigidos en las normas, con 10 cual el factor de

reduccion de respuesta R se podra aumentar, para estructuras regulares , hasta 6,0 en porticos con nivel de diseno

N03, equivalente a un portico especial a momenta mixto (Composite Special Moment Frames C-SMF, segun

AISC 341-05) Y hasta 4,5 en porticos con nivel de diseno N02, equivalente a un portico intermedio a momenta

mixto (Composite Intermediate Moment Frames CIMF, segun AISC 341-05) , extendiendose el uso a

edificaciones del Grupo A construidas en zonas de peligro sismico elevado (zona 5, 6 Y 7) para los porticos con

N0 3. EI uso de los porticos con N02 estaran limitados a edificaciones del Grupo 82 , a 2 pisos u 8 metros de altura

para las zonas de peligro sismico elevado (zona 5, 6 Y 7) Y a 10 pisos 0 30 metros de altura para las zonas de

peligro sismico intermedio (zona 3 y 4) , mientras que pueden ser empleados en edificaciones hasta del Grupo A

en zonas de peligro-sismico bajo (zona 0, 1 Y 2) sin restriccion de altura. En todo caso, el diseno de los miembros y

sus conexiones se hara siguiendo los lineamientos de la Parte II de las previsiones sismicas ANSI/AISC 341-05

(AISC, 2005a) , relativas a miembros mixtos, complementadas por las especificaciones correspondientes de los

tipos estructurales mixtos acero-concreto de la norma venezolana COVENIN 1618:1998 (COVENIN, 1998).

111.2.3.1.2 Porticos resistentes a momentos con perfiles tubulares v perfiles abiertos

Una condicion , frecuentemente empleada, consiste en combinar Perfiles Tubulares Estructurales de la Serie

Conduven ECO para las columnas y perfiles de ala abierta para las vigas. En este caso, se deben cumplir con los

limites de la relacion ancho-espesor de los elementos comprimidos de las columnas, segun el nivel de diseno

requerido 0 emplear la opcion de rellenar estos perfiles. En todo caso, es necesario comprobar mediante ensayos

de carga cfclica que la conexion viga-columna, satisface los requisitos de resistencia y rotacion inelastica exigidos

en las normas, asi como las exigencias relativas al resguardo de la zona del panel en la conexion viga-columna y

planchas de continuidad.

Una variante ampliamente utilizada de este tipo de configuracion , es el uso de los diafragmas internos de

conexion , que consiste en seccionar el perfil tubular de la columna, en correspondencia con las alas de la viga de

seccion abierta para permitir la colocacion de sendas planchas 0 diafragmas internos de conexion a los cuales

seran soldadas con soldadura de penetracion completa, las alas de las vigas concurrentes. Esta conexion cuenta

hoy, con un amplio respaldo experimental liderado fundamental mente por la experiencia japonesa del proyecto

AIJ-Kinki (1997), demostrando un buen desempeno sismico siempre que el diafragma 0 plancha de continuidad

tenga un espesor no menor al espesor del ala de las vigas concurrentes y este apropiadamente soldado

(preferiblemente con soldadura de penetracion) alrededor del perfil tubular, garantizando un buen detallado, sin

confiar profundamente en la conexion del alma para su ductilidad 0 la capacidad de deformacion cedente de la

zona del panel para su capacidad de rotacion (Fema 3550, 2000) .

Manual de Oiseno de Estructuras de Acero con Perfiles T ubulares


PERFIL TUBULAR

DIAFRAGMA

\

a

FIGURA Conexion con diafragma

PARED COLUMNA PERFIL TUBULAR

ALA DE LA VIGA SECCl6N ABIERTA

ALMA DE LA VIGA

DETALLE

• (planchas que atraviesan total mente la columna)

111.2.3. 1.3 Porticos con vigas de celosias

Los porticos con vigas de celosia que formen parte del sistema resistente a sismos, se disenaran, inspeccionaran

y construiran con el Nivel de Diseno ND3, de manera que la relacion ancho-espesor de los cordones y diagonales

del segmento especial no excederan los Ifmites para secciones sismicamente compactas, mientras que las

columnas y tram os de celosia fuera del segmento especial, se disenaran para que permanezcan elasticos bajo

las fuerzas que generan la cedencia total y la deformacion por endurecimiento del segmento especial. En este

sentido, para porticos donde se emplean vigas de celosia a base de PerfilesTubulares Estructurales Gonduven

EGO que cumplan con los requisitos de limites de relacion ancho 0 diametro espesor y formen parte del sistema

resistente a sismos, se podra adoptar un factor de reduccion de respuesta R hasta 5,0 limitado a edificios de no

mas de 30 ,00 metros de altura, con vigas de celosia de hasta 1,80 metros de altura y 20,00 metros de longitud ,

siempre que se cumpla con la totalidad de los requisitos para porticos de acero resistentes a momento con vigas

de celosia de la norma venezolana COVEN IN 1618:1998 (COVENIN , 1998).

Viga

- Columna

Segmento especial

Elastica Elastica

/ Columna Zona establecida para

la disipacion de energ ia

FIGURA 1118 11' Porticos con vigas de celosia con perfiles tubulares ECO


111.2.4. Requisitos sismorresistentes para porticos con diagonales concEmtricas.

Una de las principales aplicaciones de perfiles tubulares , como parte de los sistemas resistentes a sismos , es en

los arriostramientos diagonales de porticos, debido a su eficiencia en compresion comparado con otros perfiles

estructurales. Investigaciones recientes sugieren , que el uso de arriostramientos de secciones circulares ,

experimentan un mejor comportamiento inelastico que las secciones cuadradas 0 rectangulares y, muy superior,

que las secciones abiertas. En todo caso, las conexiones de los arriostramientos diagonales deben ser detalladas

de manera que puedan resistir tracciones mayores que la resistencia cedente esperada en el arriostramiento

diagonal (RyF !-g).

Viga Viga

--Columnas

Zonas de disipaci6n de energia Arriostramientos

FIGURA Porticos con diagonales conce ntricas c on pe rfiles tubulares ECO, ......... _ dispuestas como cruces, conocidas c omo cruc e s de San Andres

La filosofia de diseiio de los p6rticos con diagonales concentricas como parte del sistema sismorresistente,

supone que los arriostramientos diagonales estan diseiiados para ceder en traccion y pandear en compresion ,

disipando ciciicamente la energia del sistema ante acciones reversibles , 10 cual esta intimamente relacionado con

la forma y relacion ancho 0 diametro-espesor de los elementos de la seccion y la esbeltez del propio

arriostramiento diagonal , que constituyen los parametros con mayor influencia sobre la ductilidad del

arriostramiento.

La relaci6n de esbeltez para los miembros a ser usados como arriostramientos tendra que ser:

Sin embargo hay una excepcion cuando la relacion de esbeltez este dentro de este rango ;

4 J E < KLlr < 200 Fy


En la cualla resistencia de la columna al menos debe ser igual a la maxima carga transferida a ella por la conexion

del arriostramiento, de la estructura, considerando el factor de modificacion de la tension de cedencia (R) en la

determinacion de la resistencia nominal.

Las fuerzas de la columna no superaran las determinadas por analisis inelastico, ni las generadas por efectos de

carga maxima que pueden ser desarrollados por el sistema.

De acuerdo con las prescripciones contenidas en la norma venezolana COVENIN 1618:1998 (COVENIN, 1998),

las estructuras tipo portico, con diagonales concentricas con nivel de diseno ND3, exigen que los elementos

comprimidos de los arriostramientos diagonales y las columnas cum plan con los Iimites para secciones

sismicamente compactas , mientras que los porticos con diagonales concentricas con nivel de diseno ND1 , los

elementos comprimidos de los arriostramientos diagonales deben cumplir los Iimites para secciones compactas

o no compactas, pero no esbeltas .

Viga

Viga

Viga

Viga

Zonas de disipacion de energ ia Arriostramientos

--Columnas

FIGURA Porticos con diagonales concentricas con perfiles tubulares ECO, Iii' f) diagonales simples

En base a 10 anterior, para estructuras tipo portico con diagonales concentricas (Tipo III de la norma COVENIN

1756:2001) , el usa de Perfiles Tubu/ares Estructura/es de /a Serie Conduven ECO que cumplan con los

requisitos de Iimites de relacion ancho 0 diametro espesor, pueden emplearse como parte del sistema resistente a

sismos para estructuras con nivel de diseno ND3, equivalente a un portico especial con arriostramiento

concentrico (Specia/ Concentrically Braced Frame - SCBF segun AISC 341-05) , empleando un factor de

reduccion de respuesta R hasta 4,0 para estructuras regulares , sin limitaciones de uso 0 zona sismica, siempre

que se cumpla con la totalidad de los requisitos para porticos de acero con diagonales concentricas con nivel de

diseno ND3 de la norma venezolana COVENIN 1618:1998 (COVENIN, 1998) .

Por su parte , el uso de Perfiles Tubu/ares Estructura/es de /a Serie Conduven ECO que no cumplan con los

requisitos de limites de relacion ancho 0 diametro espesor que sean parte del sistema resistente a sismos debe

limitarse al nivel de diseno ND1 , equivalente a un portico ordinario con arriostramientos concentricos (Ordinary



Concentrically Braced Frame - OCBF segun AISC 341-05) , adoptando un factor de reducci6n de respuesta R no

mayor de 2,0 para estructuras regulares perteneciente al Grupo 82 , construidas en zonas de bajo peligro slsmico

(zona 0, 1 Y 2) Y hasta 10 pisos 0 30 metros de altura.

Vigas Vigas

-- Columnas

Zonas de disipacion de energfa Arriostramientos

FIGURA Porticos con diagonales concentricas con perfiles tubulares ECO, 'i i 8 E' tipo V invertida.

Una opci6n comunmente empleada y sugerida en las provisiones slsmicas de la AISC 341-05, para cumplir con

los Ilmites de las relaciones ancho-espesor de sus elementos comprimidos de los arriostramientos, consiste en

rigidizar las paredes de los perfiles tubulares de los arriostramientos diagonales con planchas , especialmente

cuando se trata de perfiles cuadrados 0 rectangulares . De esta manera es posible garantizar un mejor

desempeno del arriostramiento ante acciones slsmicas y cumplir con las exigencias requeridas para un nivel de

diseno ND3.

En todo caso , el arriostramiento diagonal y sus conexiones cumpliran con los requisitos de esbeltez, resistencia y

seguridad establecidos en la norma venezolana COVENIN 1618:1998. Las solicitaciones de diseno para las

conexiones de los arriostramientos diagonales sera la menor entre la resistencia te6rica a tracci6n calculada

como RyF ~ (A. .. Area de diseno de la secci6n) , la fuerza en el arriostramiento diagonal obtenida de las

combinaciones 10-9 Y 10-10 de la norma 1618: 1998 con un factor de sobrerresistencia 0.0 = 2,5 y la maxima fuerza

obtenida del analisis estructural. La resistencia minorada a tracci6n del arriostramiento diagonal y sus conexiones

se basara en el estado limite de fractura de la secci6n neta calculada como RuFuAe (Ae ... Area neta efectiva) y de

rotura del bloque de corte .



Arriostramientos en dos niveles consecutivos con perfiles tubulares cuadrados.

Esta soluci6n otorga varias ventajas: menos conexiones por niveles,

menor obstrucci6n para la ubicaci6n de ventanas,

menos variabilidad del tipo de conexiones , entre otras

111.2.4.1 Porticos con diagonales concentricas con secciones mixtas

(columnas y arriostramientos tubulares reI/enos)

Otra alternativa para mejorar el desempeno estructural de los Perfiles Tubulares Estructurales de la Serie

Conduven ECO que no cumplan con los requisitos de limites de relaci6n ancho 0 diametro espesor en p6rticos

con diagonales concentricas ante acciones sismicas , consiste en rellenar los arriostramientos diagonales y las

columnas con concreto estructural (resistencia especifica f ' c ~ 21 0 Kgf/cm2) para cumplir las exigencias del nivel de

diseno ND3, con 10 cual el factor de reducci6n de respuesta R se podra aumentar hasta 4,0 para estructuras

regulares , equivalente a un p6rtico especial mixto con arriostramiento concentrico (Composite Special

Concentrically Braced Frame C-CBF segun AISC 341-05) , extendiendose el uso a edificaciones del Grupo A

construidas en zonas de peligro sismico elevado (zona 5,6 Y 7) .



111.2.4.2 Porticos con diagonales concentricas con arriostramientos de pandeo restringido

Otra alternativa para mejorar el desempeno estructural de los Perfiles Tubulares Estructurales de la Serie

Gonduven EGO, que no cumplan con los requisitos de Ifmites de relacion ancho 0 diametro espesor exigidos en

porticos con diagonales concentricas ante acciones sismicas, consiste en emplear arriostramientos con pandeo

restringido , cuyos resultados experimentales han demostrado un excelente comportamiento inelastico,

proporcionando importantes niveles de ductilidad y ciclos histereticos extensos y estables que permiten incluso

reconocer su efectividad como potencial amortiguador. En este caso, el perfil tubular permite encapsular el relleno

de concreto que contiene un nucleo de acero desvinculado, en forma de plancha y restringido al pandeo, que

concentra el comportamiento inelastico del miembro al ceder en traccion y compresion .

EI arriostramiento con pandeo restringido debe ser calificado mediante un ensayo ciclico con la final idad de

evidenciar que satisface los requerimientos de resistencia y deformacion inelastica exigidos en el apendice T de

las previsiones sismicas AISC 341-05, con 10 cual , el factor de reduccion de respuesta R se podra aumentar, para

estructuras regulares , hasta 6.0 en porticos con nivel de diseno ND3, equivalente a un portico con diagonales de

pandeo restringido (Buckling-Restrained Braced Frames - BRBF segun AISC 341-05) , extendiendose el uso a

edificaciones del Grupo A construidas en zonas de peligro sismico elevado (zona 5, 6 Y 7) para los porticos con

ND3.

En este caso el nucleo de acero debe resistir total mente la fuerza axial del arriostramiento .

La resistencia axial de diseno del arriostramiento ~PySC' en traccion 0 en compresion conforme con el estado limite

de cedencia, debe ser determinado por:

Donde:

P ysc = F YS~Sc ~ = 0,90

Fysc=cedencia minima especificada del nucleo de acero, 0 la determinada por ensayo

~c=area neta del nucleo del acero.

A B C B A I@ @ @I - I@ @ @I

-I@ @ @I I@ @ @J

A B C B A

Tubular ECO Conduven

G +-- D tiP~

I: :: \ ==~-------------------_: ===:,=,," =:::=" =:~I

/+ Plancha

Secci6n A-A Proyecci6n del nucleo

Planch Morter .':'

.. '.

Perfil TUbUI~.

. :.. Restricci6n

que previene el pandeo de la plancha

Secci6n B-B Segmento de transici6n

Planch Morter . : .: . .

.. .. ' ..

Perfil TUbUI~.

.' Restricci6n que previene el pandeo de la plancha

Secci6n B-B Segmento de cedencia

FIGURA Detalles del arriostramiento con pandeo restringido, "IStl can perfiles tubulares ECO, sugerido par la AISC-341-05



Las planchas usadas para el nucleo de concreto deben ser 2= 50 mm 0 mas grandes, para garantizar la minima

tenacidad requerida par la norma, y las conexiones 0 empalmes dentro del nucleo de acero no son permitidas.

FIGURA C " . "b d "t" d" "d IIiSFi onexlon para mlem ros e arrlos ramlento con pan eo restring I 0

111.2.4.3 Conexiones para porticos con diagonales concentricas

La conexi6n comunmente empleada entre el arriostramiento diagonal y la intersecci6n viga-columna, es a traves

de planchas concentricas (Gusset plate), donde la experiencia de ensayos han demostrado una debilidad

manifiesta al inducirse una fractura de la conexi6n para una carga menar que la resistencia cedente esperada del

arriostramiento diagonal , debido a la concentraci6n de tensiones par efecto del retraso del cortante (Figura 11 1.16) ,

por 10 cual, es necesario el reforzamiento de la secci6n neta en la vecindad de la ranura terminal de este tipo de

conexi6n , evitando ranuras extendidas y cortes imprecisos y angulares, que puedan propiciar la generaci6n y

propagaci6n de grietas, a 10 largo del extremo de los arriostramientos diagonal durante un evento sismico,

haciendo necesario, exhaustivos controles de calidad en la conexi6n (ver Figura 111.16)

unlcon

FLUJO DE ESFUERZOS

FIGURA

SECCI6N CRITICA

REDUCCI6N DEL AREA

IIISI9 Concentracion de tensiones por efecto del retraso del cortante

Manual de Diseiio de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares

CAPITULO III Aplicaciones en sistemas resistentes a sismos _ _ II La dificultad de implementar el reforzamiento de perfiles de seccion circular, ha conducido al desarrollo de

conectores especiales para este tipo de arriostramientos diagonales - Cast Steel Connections to Tubular Braces

(Packer, 2006). Una simple alternativa para solventar esta situacion , consiste en prolongar la plancha de conexion

mas alia de la profundidad de penetracion en el perfil tubular (Figura 111 .17) , de manera de evitar la creacion de una

seccion debil (Martinez et al. , 2008) .

FIGURA

I I I I

- ----1-- -I I I I

r- S --l 1---- 1---1

T o

1

1118 f. Prolongacion de la plancha de conexion

Para arriostramientos diagonales de seccion cuadrada 0 rectangular, el reforzamiento es mucho mas simple,

agregando planchas de cubierta a ambos lados del perfil tubular a 10 largo de la seccion critica (Figura 111 .18).

T B L

1--- H -------1

FIGURA

Ip ---l

----------------

11181:l Reforzamiento de perfiles de seccion cuadrada 0 rectangular

Adicionalmente , es importante destacar, que existen diferentes esquemas de detallados de la conexion del

arriostramiento diagonal con la union viga-columna, que favorecen la ductilidad. En particular, el detalle

recomendado por las previsiones sismica del AISC 341-05 (AISC, 2005a) , propone incluir una zona libre de

longitud igual ados veces el espesor de la plancha de conexion , entre el extremo del arriostramiento diagonal y la

linea perpendicular a su eje, que se extiende hasta la conexion 0 restriccion del entrepiso, de manera de permitir la

rotacion fuera del plano, favoreciendo la rotacion inelastica asociada con el pandeo del arriostramiento diagonal

fuera del plano (Figura 111.18), que sera la condicion que gobierna el pandeo cuando se emplean secciones

doblemente simetricas , como los perfiles circulares 0 cuadrados. En este caso, se recomienda tamar un

coeficiente de longitud efectiva de pandeo K = 1,2, para reconocer la extension del elemento sobre la placa de

conexi6n .


Apl icac iones en sistemas resistentes a s ismos CAPITULO III

unlcon

10

Conexi6n "Gusset plate", usada comunmente en arriostramientos tubulares para

diferentes edificaciones sometidas a sismos

t H

~

PLANCHA ESPESOR tp

o

FIGURA Detalle de conexion con arriostramiento con pandeo fuera del plano, con secciones tubulares


CAPITULO III Apiicaciones en sistemas resistentes a sismos

La conexi6n en general y la placa de conexi6n en especial , debe ser capaz de resistir las fuerzas transferidas par

las diagonales . Estas usual mente son conectadas usando soldadura 0 pernos que deben resistir las fuerzas

cortantes transferidas por los arriostramientos diagonales, previniendo cualquier mecanismo de falla fragil en la

vecindad de la conexi6n , para 10 cual es recomendable que la capacidad resistente a rotura de la secci6n neta sea

mayor que la capacidad resistente a cedencia de la secci6n gruesa. (Han et al ., 2007) .

La viga que recibe los arriostramientos debe estar en capacidad de resistir la fuerza desbalanceada asociada con

la tracci6n y compresi6n de los arriostramientos concurrentes. Los arriostramiento deben tener un angulo entre 30

y 60 grados respecto a la horizontal , siendo 45 grados la inclinaci6n 6ptima.

La longitud de soldadura minima recomendada entre el perfil tubulary la plancha concentrica (Gusset plate) es de

1,3 veces el diametro del perfil circular 0 la dimensi6n transversal del perfil rectangular, con un factor de correcci6n

U = 1

En las siguientes figuras se muestran los detalles sugeridos para conexiones de p6rticos con diagonales

concentricas empleando perfiles tubulares soldados :

FIGURA Conexion para arriostramientos tubulares a base de columna

~--------------~~~ ~

~ ~

a b a b

FIGURA Conexion para arriostramientos tubulares a viga doble


I

~ ~

a b a b

I 1 F-'-~-~-=-=--f'-=i~~"-=-9 o I I I I I I

FIGURA Conexion para arriostramientos tubulares a viga-columna

FIGURA Conexion para arriostramientos tubulares viga sencillo

unlcon


111.2.5. Requisitos sismorresistentes para Porticos con Diagonales Excentricas.

Los porticos con diagonales excentricas han adquirido relevancia en las ultimas decadas como sistema

sismorresistente, debido a que han demostrado que proporcionan excelente ductilidad y capacidad de

disipacion de energia bajo cargas sismicas.

La filosofia de diseno de los porticos con diagonales excentricas, como parte del sistema sismorresistente,

supone que los arriostramientos diagonales, las columnas y los segmentos de vigas exteriores a la viga eslabon

(vigas colectoras) permanezcan elasticos al estar sometidos a las fuerzas maximas generadas por los eslabones

que han cedido completamente y se han endurecido por deformacion. La disipacion de energia del sistema se

concentra en la viga eslabon, donde se esperan importantes deformaciones de flexion y corte , de manera que se

debe determinar si la resistencia plastica del eslabon es controlada por el corte 0 la flexion y controlar la rotacion

plastica maxima del eslabon. Figura 111.24 se muestran dos ejemplos de la configuracion de este tipo de sistema.

d

d

d

d

a = Viga eslab6n 0 enlace, Zonas de disipaci6n de energfa b = Segmentos de la viga fuera del eslab6n. Zona elastica c = Arriostramientos. Zona elastica d = Columna

a

d

a

d

FIGURA Porticos con diagonales excentricas con perfiles tubulares ECO (a) Cuando el eslabon esta en el centro de dos arriostramientos

II'""!;' (b) Cuando el eslabon esta entre 'a columna y el arriostramiento

De acuerdo con las prescripciones contenidas en la norma venezolana COVENIN 1618:1998 (COVENIN , 1998),

las estructuras tipo portico, con diagonales excentricas con nivel de diseno ND3, exigen que los elementos

comprimidos de los arriostramientos diagonales cumplan con los limites para secciones compactas, mientras

que los elementos comprimidos de la viga eslabon deben cumplir los limites para secciones sismicamente

compactas.

En tal sentido, para estructuras tipo portico con diagonales excentricas (Tipo Ilia de la norma COVENIN

1756: 2001) , equivalente a un portico con arriostramientos excentricos (Eccentrically Braced Frame. - EBF segun

AISC 341-05) , el uso de Perfiles Tubulares Estructurales de la Serie Gonduven EGO, pueden ser parte del

sistema resistente a sismos, tanto en los arriostramientos diagonales (los cuales pueden ser compactos

simplemente) , las columnas , vigas colectoras e incluso en la viga eslabon , siempre que satisfagan los limites de

las relaciones ancho 0 diametros-espesor antes indicados.



Empleados como viga eslab6n , la principal ventaja que ofrecen los perfiles tubulares en comparaci6n can los

perfiles de secci6n abierta, es su significativa rigidez torsional , haciendo al perfil torsional mente estable y por tanto

innecesario el uso de los arriostramientos laterales de las alas, tradicionalmente exigidas, para perfiles de secci6n

abierta.

d

d

a

d

a

d

a = Viga eslabon 0 enlace , Zonas de disipacion de energfa

b = Segmentos de la viga fuera del eslabon. Zona elastica

c = Arriostramientos. Zona elastica

d = Columna

FIGURA Otras configuraciones para porticos con diagonales Iii ffi excentricas con perfiles tubulares ECO

a

d

a

d

En todo caso , es necesario calificar mediante ensayos bajo cargas cfciicas, la conexi6n viga eslab6n-columna

para comprobar que se satisfacen los requisitos de resistencia y rotaci6n inelastica establecidos. Resultados

experimentales que emplean perfiles tubulares como eslab6n de p6rticos con diagonales excentricas,

demuestran altos niveles de ductilidad y rotaciones inelasticas muy superiores a las exigidas en los criterios de

calificaci6n establecidos en las normas. (Berman y Bruneau , 2007). Esta exigencia no es necesaria para los

p6rticos con diagonales excentricas con eslab6n entre dos arriostramientos diagonales. De esta manera, se

podra adoptar un factor de reducci6n de respuesta R hasta 6,0, para estructuras regulares , perteneciente al

Grupo A, construidas en zonas de alto peligro sismico (zona 5,6 Y 7) .

Son igualmente aplicables para este tipo de sistemas estructurales , las recomendaciones sobre las conexiones

de los arriostramientos diagonales y la uni6n viga-columna, cuando el eslab6n esta ubicado entre dos

arriostramientos diagonales. Para el diseno del arrostramiento diagonal y la viga colectora, se emplearan las

fuerzas y momentos generados por la resistencia te6rica al corte esperado en la viga eslab6n , incrementadas en

25% y 1 0% respectivamente.


Aplicaciones en sistemas res istentes a sismos CAPITULO III

RIGIDIZADORES

RIGIDIZADOR

e

a

o -[3

Tubular Cuadrado 0 Rectangular ECO (HSS)

....-... ....-... (J) (J) (J) (J)

I I "-'" "-'"

0 0 0 0 w W L- L-

eu eu :::J :::J

..0 ..0 :::J :::J l- I-

FIGURA Detalle recomendado de viga eslabon empleando perfiles tubulares ECO 0 HSS. • Igua lme nte se muestra una configuracion general del sistema con arriostramientos excimtricos


~ Ejemplo de aplicacion de los perfiles tubulares de la ~ serie Conduven ECO en sistemas resistentes a sismos.

Disenar el m6dulo habitacional de un edificio destinado a vivienda multifamiliar de cuatro niveles ubicado en la

ciudad de Caracas , con las siguientes caracteristicas :

0 l'-('()

0 "'t - --l'-

0 l'-('()

9 ,bO

3 ,20 3,20 3,20

] 0: - O --=n II I

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1 -;-7-25 2,450

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EDIFICIO MUL TIFAMILIAR UN ICON

PLANTA GENERAL DE ARQUITECTURA (APARTAMENTO) APARTAMENTOS DE 70M

2aprox.

ITl 11 3 ,07 5

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FIGURA dAd Ed·f· " M I"f "I" .11 fD Planta e partamento e I lelo u tl ami lar


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FIGyRA Planta Edificio Multifamiliar UNICON ,!! "'W' Edificio conformado por tres estructuras metalicas independientes

EI edificio multifamiliar consta de dos m6dulos habitacionales y un m6dulo de circulaci6n vertical , independientes

entre sf. Cuenta con 6 apartamentos por planta de 70 m2 aproximadamente, para un total de 48 apartamentos .

unlc:on

Modulo habitacional:

Dimensiones en planta: 28,80 m x 7,40 m - planta rectangular

Vanos en la direcci6n longitudinal: 9 @ 3,20 m

Vanos en la direcci6n transversal: 2@3,70 m

Altura de entrepiso: 2,75 m


CAPITULO III Apiicaciones en sistemas resistentes a sismos

---=

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'"

I '" ~ " N N

II I

FIGURA Iii fPl Seccion transversal del edificio

Sistema de entrepiso: Vigas de pi so de seccion mixta con perfiles ECO T-100 dispuestos en la direccion

longitudinal , espaciados a 61 cm de separacion , empleando paneles de poliestireno expandido de 10 cm de

espesory loseta superior de 4 cm , apoyados directamente sobre las vigas transversales .

Sistema de techo: Techo inclinado ados aguas con pendiente en la direccion transversal al 17,5%.

Machihembrado de madera con teja de archilla (criolla) soportado por correas longitudinales ECO 80x40x2,25

espaciadas a cada 60 cm. Impermeabilizacion con manto asfaltico 4mm.

Sistema de fundacion: Losa de fundacion sobre suelo denso, clasificado como forma espectral S2 y factor de

correccion ~ = 0,90 segun COVENIN 1756:2001 .

Sistema estructural: Se emplea un sistema estructural a base de porticos con diagonales concentricas ,

responsable de resistir las acciones gravitacionales y sfsmicas que puedan ocurrir a 10 largo de la vida util de la

edificacion . En la direccion longitudinal se disponen arriostramientos diagonales en los porticos 1 y 3, entre los

ejes B-C y H-I. En la direccion transversal se disponen arriostramientos diagonales en los porticos A, 0 , G Y J, entre

los ejes 1-2 y 2-3. Las Figuras 111.30 y 11 1.31 , muestran la distribucion de las diagonales en las direcciones

longitudinal y transversal de la edificacion .

Acabados y cerramientos : Pi so de ceramica. Friso en techo. Paredes exteriores y separacion entre apartamentos

de 15 cm de espesor. Paredes interiores de 10 cm de espesor, todas a base de bloques de arcilla frisadas por

ambas caras.


[II] [I] § [II] [II] L [I] b""H~50 Ii] , [II] [I] § [II] [II] ~L [I]

~. [II] [I] § [II] [II] "Z " [I] FIGURA Iii 8(11) Disposicion de diagonales en direccion longitudinal, en fachadas

2do Nivel N+S.SO

1er Nivel N+ 2.75

P.B N. 0.00

FIGURA Iii is I Disposicion de diagonales en direccion transversal



Descripcion de la estructura:

Se trata de una edificaci6n regular en acero de cuatro niveles , estructurada a base de p6rticos con diagonales

concentricas. Las columnas son perfiles tubulares de secci6n cuadrada de la serie ampliada Gonduven EGO

175x175x10,50. Las vigas son perfiles tubulares rectangulares de la serie estandar Gonduven EGO. Las vigas

transversales (vigas de cargal son perfiles rectangulares ECO 220x90x4,50 en los entrepisos y ECO 200x70x4,30

en el techo. Las vigas longitudinales son perfiles rectangulares ECO 180x65x4,00. Las diagonales son perfiles

tubulares de secci6n circular de la serie ampliada Gonduven EGO 6"x7,20.

Analisis de cargas gravitacionales:

Entrepiso:

Gargas Permanentes:

-Peso propio losa entrepiso (incluye ECO T-1 00)

Piso ceramica y base de piso

Friso

Total carga permanente

Otras cargas permanentes:

30 Kgf/m2

100 Kgf/m2

40 Kgf/m2

280 Kgf/m2

Paredes altura 2.40 m (cargas aplicadas directamente sabre vigas)

Paredes exteriores y separaci6n e= 15 cm 550 Kgf/m

Paredes interiores e= 1 0 cm 430 Kgf/m

Gargas Variables:

Sobrecarga uso residencial

Techo:

Gargas Permanentes:

Peso propio machihembrado madera

Teja criolla con mortero asiento

Impermeabilizaci6n manto asfaltico

Correas metalicas ECO 80x40x2,25

Total carga permanente

Gargas Variables:

Sobrecarga techo sin acceso pend. 17,5%

Consideraciones para anal isis y diseno estructural:

175 Kgf/m2

15 Kgf/m2

100 Kgf/m2

5 Kgf/m2

10 Kgf/m2

130 Kgf/m2

50 Kgf/m2

EI modelo estructural del edificio consta de una sucesi6n de elementos unidimensionales, unidos a traves de una

discretizaci6n en base a nodos ubicados en las intersecciones de las vigas y columnas . Ademas incorpora

elementos pianos para simular la losa. Estos elementos han sido orientados de manera de reproducir el esquema

de flujo de carga impuesto por el sentido del armado de la losa. Las bases de columnas han sido modeladas

como articuladas. Las propiedades estaticas de las secciones y capacidades resistentes de los miembros

considera la reducci6n de espesor (t = 0,93 e) recomendada por AISC 360-05 para perfiles ERW-HSS.

Manual de Diseria de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares unlcon

Para el anaJisis se ha considerado ademas de las acciones gravitacionales debidas a las cargas permanentes y

sobrecargas de uso residencial , las acciones laterales debidas a sismo. En particular se adopto el espectro de

diserio sismico asociado a un perfil de suelo tipo 82, para la zona sismica 5, con aceleracion horizontal A, = 0,30g ,

factor de importancia a = 1,00, factor de correccion ~ = 0,90 Y factor de reduccion de respuesta R = 0,75 x 4,00 =

3,00 apropiado para estructuras de acero del tipo III (portico diagonalizado concentrico) con columnas

articuladas en la base.

: Espectro de diseno segun COVENIN 1756:2001

Zona sismica 5 Factor de importancia (a) 1 Aceleraci6n horizontal (A,) 0,3 Perfil suelo S2 Factor de correcci6n (<p) 0,9 Factor de reducci6n de respuesta (R) 3

~ 2,6 To 0,1 75 T* 0,7 P 1 r+ (prehlTllnar) a I 2

r 0,2 c 1,036

TIPO III Gru~ ~ Nivel de Diserio ND3

Espectro de diseno 1756:2001

0,30 ,.-------------------.,

0,25 -+'I<-~--------------------I

.. l \ :§ 0,20 +----\\,------------------1 ~ 0,15 -+----"""',..---------------____1

Qj ""-~ 0,10 +-------'''''~OO::::--------------I

0,05 i---------=--;;;;;;;;;;;;===::::j 0,00 +-_________________ ---J

0,00 1,00 2,00 3,00 4,00 5,00

Perfodo T (seg)

FIGURA III !fJ Datos para el analisis sismico

EI anal isis sismico se hace a traves del metodo de superposicion modal con tres grados de libertad por planta,

para 10 cual se reconoce la hipotesis de diafragma rigido de los entrepisos. Considera una fraccion de carga viva

del 25% en los entrepiso, 0% en el techo , ademas del1 00% de las cargas permanentes . 8e emplea el espectro de

diserio serialado en la norma COVENIN 1756:2001 , para un factor de amortiguamiento del ~= 5%, combinacion

modal del tipo cac y combinacion direccional de acuerdo al criterio del 100% del valor absoluto de las

solicitaciones debidas a sismo en una direccion mas el 30% en la direccion ortogonal , y viceversa. Debido a las

dimensiones en planta de la edificacion se considera ademas de los efectos dinamicos propios asociados a los

modos de vibracion torsionales , una torsion estatica equivalente accidental normativa equivalente al 6% de la

dimension en planta.


EI modo fundamental de vibraci6n se corresponde con un modo traslacional en la direcci6n longitudinal , con

periodo de 0,48 seg. , mientras que el segundo modo de vibraci6n se corresponde con el modo traslacional en la

direcci6n transversal , con perfodo de 0,28 seg. Finalmente, el tercer modo de vibraci6n corresponde al modo

torsional con periodo de 0,23 seg.

Las derivas de entrepiso de los p6rticos se encuentran por debajo del valor limite de 0,018 establecido para

edificaciones del grupo 82 y el cortante basal de diseno cumple con todas las especificaciones de control minimo

establecidas en la norma COVENIN 1756:2001 , especfficamente las contenidas en art . 7.1 y 9.6.2, incorporando el

numero de modos suficientes para garantizar al menos el 95% de la masa participativa en cad a direcci6n

principal.

FIGURA Iii iFl Vista 3-D del modelo de analisis de la edificacion

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~ FIGURA Iii It! Relacion Demanda/Capacidad Portico 1 = 3

Manual de Disefio de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares unlc:on

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LL ~ ~ ~ & Lb.

FIGURA Relacion Demanda/Capacidad Portico 2

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FIGURA Relacion Demanda/Capacidad: Porticos A = J Portico D = G

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220XP0 220X9Q 220XP0 220X9Q -8.706 B.706 ~,706 ~,706

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FIGURA 11116 Relacion Demanda/Capacidad: Porticos B = I Portico E = F

Detalles para conexiones de porticos con diagonales concentricas empleando perfiles tubulares empernados:

It RIGIDIZACION

FIGURA

PERNOS

L ItCONEXION

L

It CABEZA VIGA

I Ii li:l Conexion corte simple viga-columna


PERNOS

(A-325)

FIGURA

~ ~

b b

III IPl Conexion diagonal concentrica

unlc:on


J( BASE COLUMNA

PERNOS

(A-325)

@

@ @ @ @

@

a

CAPITULO III

Arriostramientos con perfiles tubulares en

edificaci6n multifamiliar

b?-H (U=1 ,0)

b b

2 ft CONEXION (DOBLE)

L



Conexiones empernadas para arriostramientos concentricos con perfiles tubulares cuadrados de acero de alta resistencia


Sistemas de arriostramientos soldados, con pandeo fuera del plano, con miembros circulares

independientes conectados por medio de planchas

unlc:on

CAPITULO IV cArAlOGO DE CONE 10 IS PARA

PERFILES rUBUl RES ES R CrURAlE CONDO E ECO

Manual de Diseno de Estructuras de Acero ron Perfiles Tubulares

. ' .. \ . .' , .

~ ~ -. ... . . ' .

Il!IJ Cabllogo de conexiones soldadas

IV.1.1. Conexiones soldadas para arriostramientos en sistemas con diagonales concentricas

r[3

~e

H

PLANCHA ESPESOR tp

o

FIGURA Conexion con simple diagonal-viga y columna con • "S I planchas para secciones tubulares ECO 0 HSS

1

i i i ' , / 1/ 1---i i i i i i i I

~ ~

b b

FIGURA Conexion con doble diagonal-viga y columna con • "fJ planchas para secciones tubulares ECO 0 HSS


C R A u A FA ,.A.

unlc:on

Catalogo d e Conexiones CAPITULO IV

IV.1.1. Conexi ones soldadas para arriostramientos en sistemas con diagonales concentricas

(continuacion)

unlc:on

FIGURA Conexion con doble diagonal-viga con planchas para secciones tubulares ECO 0 HSS

/ -------------------;---------------------/

-----L---~~ - ----/

FIGURA Conexion con cuadruple diagonal-viga y con . planchas para secciones tubulares ECO 0 HSS


l

CAPITULO IV Catalogo de Conexiones

IV.1.1. Conexiones soldadas para arriostramientos en sistemas con diagonales concentricas

(continuacion)

T I

I B - ------,---- -I

~~~~

T o ~

/

1

1

Ir-----f-...

1

1

1

1

1 '

1/ "i

1

~

~ b ~ H (U=1 ,0)

b b

ESPESOR tp PLANCHA

FIGURA Conexion especial con simple diagonal-columna • "&1 y plancha base para secciones tubulares ECO 0 HSS


Catalogo de Conexiones CAPITULO IV

1V.1. 1. 1 Conexiones soldadas para arriostramientos diagonales

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I

B I -- --------I ~ I

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r H------j r l-----l FIGURA • ex, Seccion rectangular con doble plancha de conexion adosada

--------------

FIGURA • "6' Seccion rectangular con plancha de conexion concentrica

r-----------------

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r-----------------

FIGURA • "A:. Seccion circular con plancha de conexion concentrica



IV. 1. 1.2 Conexiones soldadas especiales para arriostramientos diagonales

T B L

I I I

I

T ~=---~------------------~----- ------- D

I

I I I

------- -- -----

r- s ------1

I I --------l

1

FtGUM Conector especial para refuerzo de conexion excentrica • "Ai' con seccion circular

Ip ~-----------------

~-----------------

H

FIGURA ,,'&11' Con ector especial para refuerzo de conexion excentrica con seccion cuadrada (Aumento del area neta)



IV.1.2. Conexiones especiales soldadas para sistemas con arriostramientos con diagonales

excEmtricas

RIGIDIZADORES

e

a

a

i ---+--

I

RIGIDIZADOR

flGyRA Conexion especial de viga eslabon empleando perfiles tubulares ECO 0 HSS, • '''' Ij I con diagonales en ambos lados del eslabon

[Tls ~~

RIGIDIZADORES

e

I ---+--

I

RIGIDIZADOR

flMRA Conexion especial de viga eslabon empleando perfiles tubulares ECO 0 HSS, 'Mtd con diagonal en un solo lado del eslabon

unlcon Manual de Diseiio de Estructuras de Acero ron Perfiles Tubulares

IV.1.3. Conexiones especiales soldadas para porticos a momento.

45

I I

.<::::...-----::,..-------- ~I I I T I I I

o FIGURA I ,fl F' Conexion a momento con perfiles tubulares (ECO 0 HSS)

PERFIL TUBULAR

Manual de Diserio de Estructuras de Acero con Perfiles T ubulares unlcon


IV.1.3. Conexiones especiales soldadas para porticos a momento (continuacion)

I

~---: ---------I

FIGyRA Conexion especial a momento con perfiles tubulares ECO 0 HSS Y planchas • ret ... 1 que forman un diafragma alrededor de la columna tubular

I

I f- ---1 ----------

I I

EIGJ?RA Conexion especial a momento con perfiles tubulares ECO 0 HSS Y planchas • ''Ii (;1 que forman un diafragma alrededor de la columna tubular, para esquinas

unlC:::on Manual de Disefio de Estructuras de Acero con Perfiles T ubulares


IV.1.3. Conexiones especiales soldadas para porticos a momento (continuacion)

I I

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I ----+----- - - - - _. -=-----"''''--

I

I I I I I II

I I I I

I I I I I II

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I I I

I I I I

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flGURA Conexi on especial a momento con perfiles tubulares ECO 0 HSS Y planchas "'It' que forman un diafragma alrededor de la columna tubular, para laterales

Manual de Diseno de Estructuras de Acero con Perfiles T ubulares unlccn


IV.1.4. Conexiones para ultimo nivel con planchas sobre columna y apoyo de viga.

- --- - -~ --------- t I

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I I

I I

I I

I I

I I

I I

I I I I I

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I I I I I I I

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unlc:cn Manual de Diseno de Estructuras de Arero con Perfiles T ubulares


IV.1.4. Conexiones para ultimo nivel con planchas sobre columna y apoyo de viga (continuacion)

/;:::======t======::: if 1 1) II I I I II I II I

--- ------- -------T --- -----------II I I If---- ----I I II I

--- ------- ------- --- ----------II I II I I I I II I I II II I JI ,~==== = = ====~/

FIGURA C • • h d" " ." d 1''& p' 0 umna con tapa y p anc a so porte e VI gas, para casos m c Ina os


Catalogo de Conexiones

IV.1.5. Conexiones a corte 0 simple para vigas.

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FIGURA Conexion simple para vigas con plancha I "'{'I de cabeza y plancha a cara de columna

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FIGURA Conexion simple para vigas con plancha I '+'11 a traves de viga a cara de columna

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CAPITULO IV

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FIGURA Conexion simple para vi gas con plancha de I "') I cabeza y plancha a dos caras de la columna

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i

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FIGURA Conexion simple para vigas con plancha I "'t' a traves de viga a dos caras de la columna


CAPITULO IV Catalogo de Conexi ones

IV.1.S. Conexi ones a corte 0 simple para vigas (continuacion)

,

I ,

I

I ,

L-,

I ,

I ,

I ,

FIGURA Conexion simple viga-columna entre tubulares. I ,'It' No debe c onfundirse con una conexi on rigida a momenta

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I ,

I ,

I --+--

I ,

I ,

I ,

~ __ ~ _____________ l I --+---- - t-----------------=---=-

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FIGURA C . . . I . . t b I i "4'f1 onexlon simp e vlga-vlga en re tu u ares



IV.1.6. Conexi ones para fuerzas concentradas.

b-==--= ------~ D[

~ ~ --r ON 0

------ j- {~ B

FIGURA Conexion simple para fuerza concentrada I "fl1 mediante plancha distribuida transversal mente

B

FIGURA Conexion simple para Fuerza concentrada distribuida longitudinalmente, IUD aplicada al centro del diametro y actuando perpendicular al eje del miembro


, ..

CAPITULO III Catalogo de Conexiones

IV.1.6. Conexiones para fuerzas concentradas (continuacion)

N

I 2,5 1

) ) ) ) ) 5tp (" N

B

FIGU~ Conexion simple para fuerza axial en el extremo de un perfil tubular con tapa

Manual de Diseno de Estructuras de Acero oon Perfiles T ubulares unlc:on

Catalogo de Conexi ones CAPITULO IV

IV.1.7. Conexi ones directas entre perfiles tubulares para fuerzas axiales.

D I • • I

unlcon

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I _ B _ I

FIGURA Conexion en K con espaciamiento 'h'WXl

f-------------------------

FIGR RA Conexion en K con solapamiento

','''W'



IV.1.7. Conexiones directas entre perfiles tubulares para fuerzas axiales (continuacion)

A r

I I I I I I I I I I

~,...------ --------- -~

FIGURA 1 "IS. Conexion en Y

FIGURA C . . T 1 "If] onexlon en

8

FIGURA Conexion en X 1 riFt

FIGURA Conexion en N. Se refiere a la 1 ''It' combinacion de una conexion en Y y T

Manual de Diseno de Estructuras de Acero ron Perfiles T ubulares unlc:on


IV.1.7. Conexi ones directas entre perfiles tubulares para fuerzas axiales (continuacion)

I I I I

-d1- mtrf-- 8 ---G-~2

I I d1 max d2 max

FIGR RA Conexi6n en K con extremos parcialmente aplastados "',,ct-,

I I I

I

I

FIWRA Conexi6n en Neon extremos totalmente aplastados "Jf{;J



IV.1.8. Conexiones directas entre perfiles tubulares para fuerzas axiales multi plano.

FIWRA Conexion KK multi plano (3-D) "ift'

FIWRA Conexi6n xx multi plano (3-D)

'''''J;I Manual de Disefio de Estructuras de Acero con Perfiles T ubulares


IV.1 .9. Conexiones directas entre perfiles tubulares a momento.

FU;RRA Conexi ones en T en viga Vierendeel a momenta '\'''£1

FIGURA Conexion en Y. a momenta "'t(.) ,

________ L ________ _ /

----------------------------

FIGURA Conexion en X a momenta "'tU '


CAPITULO IV

IV.1 .1 O. Conexiones para empalmes entre tubulares.

FIGURA Empalme de miembro (columna, puntal, etc.) sin refuerzo

f---- -

L ~/----- - -- - -- - --


FIGURA Empalme de miembro (columna, puntal, etc.) con refuerzo. Dos caras

- t f------- ----------- ------ ------------------ -------- - --

FIGURA Empalme de miembro tipo viga con placa de refuerzo. Dos caras



IV.1.1 O. Conexiones para empalmes entre tubulares (continuacion)

- - . - - - - - - ----- - - - - - - - --

I I

r-t-I

~ - - - - - ------------------- ---------------------------------- I

FIGURA Empalme de miembro tipo viga con placa de refuerzo. Una cara

- - - - - - - - - - - - - - - - - - --

I I

r- t-

FI} WRA Empalme discontinuo de miembro tipo viga 'reSp'

- - - - - - - - - - - - - - --

- ----- -------- ------------- ----------------------------------

FlfYRA Empalme recto de miembro tipo viga

• "eSt'



Il!!l Catalogo de Conexiones Empernadas

IV.2.1. Conexiones empernadas para arr iostramientos en sistemas con diagonales concEmtricas.

b

I b I

I

I

I I

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1 *_ 1

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(A-325)

FigURA Conexi6n con simple diagonal unida con plancha soldada a la '''~f;J columna y empernada a la viga para secciones tubulares ECO 0 HSS

PERNOS

(A-325)

I( BASE COLUMNA

b b

2 ft CONEXION (DOBLE)

a L

FIGURA Conexi6n especial con simple diagonal unida a la columna "ZPl y ala plancha base para secciones tubulares ECO 0 HSS



IV.2.2. Conexiones especiales empernadas para sistemas con porticos a momentos.

A II I 1 1

1 1

1 1

1 1

1 1

1 1

1 1

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FlfYRA Conexi on especial a momento con perfiles tubulares ECO 0 HSS, con planchas que forman d iafragmas '''".1'' alrededor de la columna tubular 0 que atraviesan total mente la columna, y vigas con plancha s de cabeza

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I I

~

FIGURA Conexion especial a momento (columna de arbol) con perfiles tubulares ECO 0 HSS Y perfiles abiert os, -=-__ con planchas que forman diafragmas alrededor de la columna tubular 0 que atraviesan total mente la columna


IV.2.2. Conexiones especiales empernadas para sistemas con porticos a momentos (continuacion)

~ IV

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FIGURA Conexion espacial a momento con perfiles tubulares ECO 0 HSS, con planchas empernadas que forman diafragmas que atraviesan total mente a la columna, y vigas con planchas de cabeza

Manual de Diseno de Estructuras de Aooro con Perfiles Tubulares unlcon



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.FI~G~U~RA~ Conexion especial a momento con perfi les tubulares ECO 0 HSS Y • planchas que forman diafragmas alrededor de la columna tubular,

para esquinas

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CAPITULO IIV Catalogo de Conexi ones


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FIGURA Conexi6n especial a momento con perfiles tubulares ECO 0 HSS Y planchas ",+1;1 que forman diafragmas alrededor de la columna tubular, para esquinas




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I I

FIGURA Conexion especial a momento con perfiles tubulares ECO 0 HSS Y planchas que forman diafragmas alrededor de la columna tubular, para laterales



IV.2.3. Conexiones a corte 0 simple para vigas.

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FigURA Conexion simple con planchas y angulos, sin acceso interior al tubular "'+1:1

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I

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jiSt; Conexion simple con plancha y angulos, con acceso interior al tubular



IV.2.3 . Conexiones a corte 0 simple para vigas (continuacion)

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FIGURA Conexion simple con plancha con acceso interior al tubular, miembros de secciones iguales

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IL'-{----J I I I I I L

FIGURA C . . . I I h db' b d . . I onexlon simp e con p anc a e ca eza, mlem ros e secclones Igua es


IV.2.3. Conexiones a corte 0 simple para vigas (continuacion)

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FIGURA Conexion simple empernada para vigas, con plancha que atraviesa la columna rellena de concreto .'TAHei a dos caras. Esta conexi on es utilizada para introducir 0 t ransferir la carga a la seccion mixta .-•• -"-"':'~~ Propuesta de diseno para conexion con planchas CIDECT, Guia n° 5

Manual de Diseno de Estructuras de Acero con Perfiles T ubulares u nlc:o n



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4J' , , , , , , ,

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FIGURA Conexion simple con plancha de cabeza a tope de la columna y vigas con perfiles tubulares rectangulares

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FIGURA C . , . I I h d b - 'd d . onexlon simp e con p anc a e ca eza con excentnci a ,vlgas

CAPITULO IV

-----=-__ con perfiles rectangular y doble plancha de union a losa de la columna


CAPITULO IV


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I

I

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Cataiogo de Conexiones

I©

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}-FIGURA Conexiones simples con plancha de cabeza a tope de la columna y vigas con perfiles rectangulares, ...... ; .. aplicando sistemas alternativos para el agarre de los per nos al interior del tubular

1 era etapa 2da etapa

[JH~

FIGURA iIiPi ...... Sistema "Flow Drill"; orificios por extraccion 0 sistemas de piezas de insercion

Manual de Diserio de Estructuras de Acero con Perfiles T ubulares unlc:on


IV.2.4. Conexiones para ultimo nivel con planchas a tope de la columna .

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iWX;; Columna con tapa y plancha para soporte de viga, empernada

unlcon Manual de Diseno de Estructuras de Aooro con Perfiles T ubulares

CAPITULO III Catalogo de Conexiones

IV.2.4. Conexiones para ultimo nivel con planchas a tope de la columna (continuacion)

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I I LJ'J FUwaa Columna con tapa y plancha para so porte de viga, empernada para casos inclinados ,,'4' ,


Cata/ogo de Conexi ones CAPITULO IV


ilraM Conexi ones empernadas para perfiles circulares y cuadrados con planchas inclinadas

FIGH1 Columna cuadrada con tapa y viga rectangular empernada con planchas de cabeza , ,'6;];

unlcon Manual de Diseiio de Estructuras de Acero con Perfiles T ubulares



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i'raM Columna con tapa y plancha para soporte de viga, conexiones empernadas



IV.2.S. Conexiones para armaduras 0 miembros compuestos y columnas.

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I I I

FIGURA . . . I ""ilti ConexI on con pla_nchas y /o angulos para la ._ ..... _ .... _r1. columna y dos mlembros de la armadura

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FIGURA C . . I h /. I I "'r£ i onexlon con p a~c as y 0 angulos para a ._ •. "_IiI_". columna y tres mlembros de la armadura

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I I I

I I --------1---------------

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I

FIGURA Diferentes conexiones para empalmar; planchas de apoyo sobre columnas, ....... lI.0II para unir armaduras 0 cerchas, contravientos, arriostramientos, etc.



IV.2.6. Conexiones para empalmes de miembros tubulares.

-+-

FIGURA Conexiones de empalme con bridas 0 planchas extremas, en columnas circulares, cuadradas y rectangulares



IV.2.6. Conexiones para empalmes de miembros tubulares (continuacion)

ill FIGURA Conexiones de empalme para miembros tipo viga con planchas extremas,

con pernos distribuidos en todos lados

------------------- © I

- - ------ © -t-

© I

------------------- I

FIGURA Conexiones de empalme para miembros tipo viga con planchas extremas, con per nos distribuidos en dos lados

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©

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CAPITULO I Catalogo de Conexiones

IV.2.7. Conexiones para planchas bases de columnas.

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FIGURA . . . .. . • Conexlon de planchas bases para columnas tubulares simples 0 ngldlzadas .........

Manual de Diseno de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares un Icon


IV.2.8. Conexiones de apoyo y extremos articulados

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- ~ ----- - . , ==---------------------------:

FIGURA v · d I . d t t· I d , anantes e as eonexlones e apoyo y ex remos ar leu a os, para ., V' armaduras, vigas, entre otros miembros estrueturales a ser eoneetados


IV.2.8. Conexi ones de apoyo y extremos

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' I

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I

I

I , I

FIGURA Conexion para miembros en estructura i "4'2:j existente de acero 0 concreto. Plancha de __ I.I.III_M_il. apoyo con columna corta, para dos ramas

Catalogo de Conexlones

FIGURAC

., i "SZU o.nexlon para dos miembros en estructura __ I.I.III_iIoIi __ • eXlstente de acero 0 concreto, para dos ramas.

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/;,~:~:;,;/' ./

FIGURA Conexion para dos miembros en estructura existente de acero 0 concreto. I ,,,,:!tl Plancha de apoyo reforzada, para dos ramas

Manual de Diseno de Estructuras de Acero ron Perfiles Tubulares unlc:on

SIMBOLOS

A Area total de la secci6n 0 area de diseno. A1 Area de la plancha base de columna. A2 Area de la superficie de soporte 0 pedestal. Ab Area nominal del perno . As Area cargada (secciones mixtas). ASM Area de la secci6n transversal efectiva del metal base. A, Area neta efectiva de la secci6n . A,f Area efectiva de la secci6n . ~ Area gruesa de la secci6n . ~ Area gruesa sometida a corte . A, Area neta de la secci6n . A,v Area neta sometida a corte . A,t Area neta sometida a tracci6n . A"b Proyecci6n del area de aplastamiento. (Diametro del perno multiplicado por el espesor de

diseno del perfil tubular) ~ Area neta del nucleo de acero. (Arriostramiento de pandeo restringido). A,r Area del acero de refuerzo (barras). A., Area del alma de la secci6n. Aw Area de la secci6n efectiva de la soldadura. B Ancho nominal de perfiles de secci6n cuadrada y rectangular. Bb Ancho de elementos secundarios de conexiones directas. Bp Ancho de la plancha conectada al tubular (Fuerzas concentradas sobre tubulares) . C Constante de Torsi6n . C Coeficiente de excentricidad para una fila de pernos. C1 Coeficiente de electrodo. C1 Secci6n circular en compresi6n uniforme. Cv Raz6n de esfuerzo critico de pandeo del alma. CIR Centro instantaneo de rotaci6n . CG Centro de graved ad . CP Carga permanente. CV Carga variable . o Diametro nominal de perfiles de secci6n circular, diametro del cord6n principal de conexiones

directas. D Tamano de soldadura de filete . Db Diametro de elementos secundarios de conexiones directas . Dmax Tamano maximo de soldadura de filete. Du Relaci6n entre la pretensi6n media del perno instalado a la pretensi6n minima de un perno. E M6dulo de elasticidad del acero . Ee M6dulo de elasticidad del concreto. Fer Esfuerzo critico. FSM Resistencia nominal del metal base. Fe Esfuerzo critico de pandeo elastico. Fm( Resistencia minima especificada para el metal de aporte (electrodo) de la soldadura. Fnt Esfuerzo de tracci6n nominal. Fnv Esfuerzo de corte nominal. F' nt Esfuerzo de tracci6n nominal modificada.


SiMBOLOS

Ft Esfuerzo maximo tracci6n del perno. Fy Tensi6n de cedencia del acero. Fye Tensi6n cedente minima especificada del acero de la columna. Fye Tensi6n cedente esperada. Fyp Tensi6n cedente de la plancha. Fy, Tensi6n de cedencia del acero de refuerzo (barras) . Fyse Cedencia minima especificada del nucieo de acero, 0 la determinada por ensayo.

(Arriostramiento de pandeo restringido). Fu Resistencia de agotamiento a tracci6n . Fue Resistencia de agotamiento esperada. Fup Esfuerzo ultimo de la plancha de cabeza. Fw Resistencia nominal del material del electrodo. G M6dulo de corte . Gt Fuerzas laterales debidas a las gruas. Gv Maxima carga por rueda sin impacto. H Alto nominal de perfiles de secci6n cuadrada y rectangular. Hb Alto de miembros secundarios de conexiones directas . I Momento de Inercia. Momento de Inercia de la secci6n tubular. Ie Inercia de la secci6n de concreto. I, Inercia de la secci6n de acero de refuerzo (barras). Ix Momento de Inercia referido al eje x. Iy Momento de Inercia referido al eje y. Ip Momento polar inercia del grupo de pernos. J Momento de Inercia Torsional. K Coeficiente de longitud efectiva para miembros en compresi6n. Ks Factor de reducci6n de resistencia del perno debido a la combinaci6n de tracci6n y corte,

por deslizamiento critico. L Luz de un tramo 0 vano. L Longitud real de la soldadura de filete . L Longitud te6rica para miembros de celosia. Lb Longitud entre puntos de soporte lateral. Lb Longitud de pandeo para miembros de celosia. Le Distancia libre, en la direcci6n de la fuerza, entre el extremo 0 borde del agujero y el extremo

del agujero adyacente 0 el extremo de la plancha. ~ Longitud de soldadura efectiva. ~h Distancia horizontal entre el centro del agujero y el extremo de la plancha. Lev Distancia vertical entre el centro del agujero y el extremo de la plancha. ~ Distancia entre los puntos de plastificaci6n , en los extremos de las vigas , dentro de la zona

protegida de plastificaci6n . Lp Longitud de plancha de refuerzo en la superficie del cord6n para conexiones en K. Lp Longitud de la plancha. ~ Distancia entre corte nulo y corte maximo del miembro. M Ancho de la plancha base de columna. Mn Resistencia nominal a flexi6n . Mp Momento plastico.


51MBOL05

M* pc La sumatoria de los momentos en el punto de intersecci6n de los ejes baricentricos de la viga y la columna, determinado como la proyecci6n de la suma de la resistencia te6rica a flexi6n plastica de la columna en los extremo superior e inferior de la conexi6n a momenta de la viga, incluyendo las cartelas cuando existan , menos las fuerzas normales en la columna.

M* pb Sumatoria de los momentos en el punto de intersecci6n de los ejes baricentricos de las vigas y la columna determinado por la proyecci6n de la suma de las resistencias esperadas a flexi6n en la r6tula plastica sobre el eje de la columna.

Mv Momento adicional que se produce al trasladar el cortante en la r6tula plastica al centro de la columna.

N Largo de la plancha base de columna, largo de plancha. Ns Numero de pianos de deslizamiento de una conexi6n empernada. Nb Numero de pernos que cargan la tracci6n aplicada. N1 Carga axial del primer miembro concurrente en conexiones multi plano. N2 Carga axial del segundo miembro concurrente en conexiones multi plano. Ov Factor de solapamiento. P Carga mayorada por nodo, en armaduras. Pn Resistencia nominal a fuerza axial (tracci6n 0 compresi6n). Pp Capacidad nominal resistente de aplastamiento sobre el concreto . PP Peso propio del perfil de acero. P ysc Resistencia axial de diseno del arriostramiento, en tracci6n 0 en compresi6n conforme con el

estado limite de cedencia. (Arriostramiento de pandeo restringido) . Puc Solicitaci6n mayorada de compresi6n normal de la columna (un numero positivo) . o Factor de reducci6n para miembros en compresi6n con elementos esbeltos. Of Factor de reducci6n . Og Factor de reducci6n . 0 , Efecto de la solicitaci6n 0 caso de carga i. R Radio de esquina externo en perfiles de secci6n cuadrada y rectangular. Factor de reducci6n

de respuesta, segun la norma venezolana para edificaciones sismorresistente. R Resistencia nominal a corte de un perno en una deformaci6n 11. Rn Resistencia nominal. Rp Corte por perno debido a la fuerza concentrica. Rpx Componente horizontal de corte por perno debido a la fuerza concentrica. Rpy Componente vertical de corte por perno debido a la fuerza concentrica. Rm Corte del perno mas lejano debido al momenta producido por la fuerza concentrica. Rmx Componente horizontal del perno mas lejano debido al momenta producido por la fuerza

concentrica. Rmy Componente vertical del perno mas lejano debido al momento producido por la fuerza

concentrica. R, Capacidad resistente del perno (Bridas) . R" Resistencia te6rica 0 nominal. Ru Demanda de resistencia 0 solicitaci6n mayorada. Ruv Corte del perno debido a la fuerza concentrica. RUII Resistencia ultima a corte de un perno. Ru, Tracci6n del perno para conexiones excentricas. Ry Factor de modificaci6n de la tensi6n cedente minima especificada. S M6dulo de secci6n elastico alrededor eje flexi6n.


SiMBOLOS

S Ancho tributario de la viga. Set M6dulo de secci6n efectivo. Tb Pretensi6n minima del conector 0 del perno. Tn Resistencia nominal ala Torsi6n . Tu Resistencia ultima a tracci6n del perno. Tl Espesor del metal base secci6n tubular, para soldaduras abocinadas. T2 Espesor del metal base perpendicular a Tl en la soldadura abocinada. T3 Espesor del metal base paralelo a T, en la soldadura abocinada. U Factor de correcci6n para conexiones a tracci6n. UbS Coeficiente de reducci6n usado para calcular la resistencia del bloque de corte a la ruptura. Vn Resistencia nominal al corte . W Acciones e6licas. Wu Carga mayorada distribuida por metro lineal. Z M6dulo de secci6n plastico. Zc M6dulo de secci6n plastico de la columna. a Distancia eje perno-borde plancha. a' Distancia del borde del perno, mas alejado, al borde plancha. b Ancho libre de pared en perfiles de secci6n cuadrada y rectangular. be Ancho efectivo de pared en perfiles de secci6n cuadrada y rectangular. be, Ancho efectivo de pared del cord6n principal en conexiones directas solapadas. beff Ancho efectivo del bloque de compresi6n . bey Ancho efectivo de pared del miembro concurrente en conexiones directas solapadas.

b, Ancho del elemento de conexi6n . b' Distancia del borde del perno, mas cercano , ala cara de la plancha paralela al perno. c Distancia radial desde el CG hasta el perno mas lejano. c Distancia del eje neutro al perno mas lejano del grupo. cx Distancia horizontal de la diagonal c . cy Distancia vertical de la diagonal c . d Altura del bloque de compresi6n . d Diametro del perno. d' Diametro de perforaci6n . dp Diametro del perno.

db Diametro del perno. dh Diametro del agujero del perno. dm Brazo del momenta entre la fuerza resultante en tracci6n y la fuerza resultante en

compresi6n . e Espesor nominal de la secci6n . e Excentricidad nodal en celosia . e Excentricidad en conexi ones a corte empernada. e 2,718 ... , base dellogaritmo natural. e1 Distancia del eje del perno al tubo . e2 Distancia del eje del perno al borde de la brida f Esfuerzo usado para determinar el ancho efectivo del elemento, el cual luego de iteraci6n se

usa para determinar la capacidad en compresi6n de miembros con elementos esbeltos. Parametro adimensional para el calculo del numero de pernos en bridas, segun metodo del CIDECT.

fie Resistencia especffica a compresi6n del concreto .


SIMBOLOS

fpu Esfuerzo promedio bajo la plancha base. fv Esfuerzo cortante requerido. g Espaciamiento entre perfiles tubulares , en conexiones espaciadas. h Altura libre de pared en perfiles de secci6n cuadrada y rectangular. ho Altura de la secci6n del cord6n principal en conexi ones directas. h1 Altura de la secci6n del primer elemento concurrente en conexiones directas . h2 Altura de la secci6n del segundo elemento concurrente en conexiones directas. hse Factor por perforaci6n , el cual depende del tipo de agujero. k Radio de esquina externo del perfil tubular (cuadrado y rectangular) . I Longitud de la conexi6n en la direcci6n de la carga. m Semi-ancho libre de la plancha base de columna. n Semi-largo libre de la plancha base de columna. n Numero de pernos . nl Numero de pernos por encima del eje neutro. pAncho tributario por perno. p Solapamiento en conexiones directas. q Recubrimiento en conexiones directas solapadas. qu Carga mayorada distribuida por metro cuadrado. r Radio de giro. r1 Distancia del centro del tubular al extremo de la plancha cuando e1 = e2 , en bridas, metodo

CIDECT. r2 Distancia del centro del tubular al centro del perno, en bridas, metodo CIDECT. s Separaci6n entre pernos . t Espesor de diseno (t = 0,93 e) , espesor del cord6n principal de conexiones directas. tf Menor espesor del elemento de conexi6n . tb Espesor de elementos secundarios de conexiones directas. tb1 Espesor de la secci6n del primer elemento concurrente en conexiones directas. tb2 Espesor de la secci6n del segundo elemento concurrente en conexiones directas . tp Espesor de plancha. ts EI espesor de la garganta efectiva de una soldadura de filete . x Excentricidad de la conexi6n . w Carga variable. we Peso unitario del concreto. y Distancia del eje neutro al CG del grupo de pernos por encima del eje neutro. a Angulo de inclinaci6n de pendientes sobre un plano horizontal. a Coeficiente de dilataci6n termica lineal. a Factor de importancia sismica segun la norma venezolana para edificaciones

sismorresistentes) . ~ Relaci6n de dimensiones, para conexiones directas: del diametro 0 ancho del montante

o diagonal con respecto al diametro 0 ancho del cord6n . ~e Parametro efectivo de punzonado. f.. Deflexi6n en miembros. f.. Deformaci6n total ; incluyendo corte , aplastamiento y deformaci6n por flexi6n en el perno y

deformaci6n por aplastamiento del elemento conectado. y Relaci6n de esbeltez del cord6n : entre la mitad del diametro 0 ancho del perfil tubular y su

espesor, para conexiones directas. y, Factor de mayoraci6n de la solicitaci6n .


SIMBOLOS

s Relacion de espacio entre las diagonales en conexiones en K espaciadas con cordones cuadrados 0 rectangulares.

Ahd Limite de la relacion ancho-espesor para secciones de miembros con alta ductilidad. Amd Limite de la relacion ancho-espesor para secciones de miembros con moderada ductilidad . Ap Limite de la relacion ancho-espesor para secciones compactas . Aps Limite de la relacion ancho-espesor para secciones sismicamente compactas . A, Limite de la relacion ancho-espesor para secciones no compactas. J..I. Coeficiente de deslizamiento promedio. ~ Factor de minoracion de resistencia. ~b Factor de minoracion a flexion .

~c Factor de minoraci6n a compresi6n. ~, Factor de minoracion de la resistencia teorica.

~t Factor de minoraci6n a tracci6n . ~T Factor de minoraci6n a torsi6n . ~v Factor de minoraci6n a corte . n Factor de seguridad de la resistencia te6rica. no Factor de sobre-resistencia. p Peso unitario. v Coeficiente de Poisson . <p Factor de correcci6n del coeficiente de aceleraci6n horizontal. 8 Relaci6n de eficiencia. ~ Factor de amortiguamiento. 8 Angulo entre miembros concurrentes . 81 Angulo izquierdo entre miembros concurrentes (diagonal y cord6n) en conexiones en K. 82 Angulo derecho entre miembros concurrentes (diagonal y cordon) en conexiones en K.

unlc::on Manual de Diseno de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares

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