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JORNADAS DE ACTUALIZACIÓN TÉCNICA - ESTRUCTURAS METÁLICAS SISMORRESISTENTES
JORNADAS DE ACTUALIZACIÓN TÉCNICA
ESTRUCTURAS METÁLICAS SISMORRESISTENTES
MÓDULO 1: Situación reglamentaria.
Construcciones sismorresistentes de acero
Ing. Francisco Javier Crisafulli
Ing. Eduardo Daniel Quiroga
Ushuaia, 21 y 22 de Setiembre de 2017
Provincia de Tierra del Fuego, A. e I. del A. S.
Ministerio de Obras y Servicios Públicos
Auspician:
JORNADAS DE ACTUALIZACIÓN TÉCNICA - ESTRUCTURAS METÁLICAS SISMORRESISTENTES
MODULO 1
Situación reglamentaria. Aspectos principales de los Reglamento
CIRSOC para estructuras de acero
Construcciones sismorresistentes de acero. Aspectos generales,
ventajas y desventajas. El acero como material estructural. Tipos de
acero y perfiles.
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JORNADAS DE ACTUALIZACIÓN TÉCNICA - ESTRUCTURAS METÁLICAS SISMORRESISTENTES
SITUACIÓN REGLAMENTARIA:
Desde el comienzo de los años 2000, la normativa argentina para
estructuras de acero se basa, en general, en los reglamentos
preparados por AISC (American Institute of Steel Construction).
Esos reglamentos y bibliografía adicional pueden descargarse
gratuitamente de: https://www.aisc.org/.
Las dos referencias principales son:
• ANSI/AISC 360-16: Specification for Structural Steel Buildings.
• ANSI/AISC 341-16: Seismic Provisions for Structural Steel
Buildings.
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JORNADAS DE ACTUALIZACIÓN TÉCNICA - ESTRUCTURAS METÁLICAS SISMORRESISTENTES
SITUACIÓN REGLAMENTARIA:
CIRSOC 301 - 2005
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• Aplicable a elementos estructurales de acero
laminado o armados con perfiles laminado y/o
chapas, y sus uniones.
• También elementos formados por tubos con
costura de sección circular, a excepción de sus
uniones.
• En estructuras de edificios con diversos
destinos, sean provisorias o permanentes,
incluyendo marquesinas, carteles o similares.
• No es aplicable a puentes ferroviarios o
carreteros.
JORNADAS DE ACTUALIZACIÓN TÉCNICA - ESTRUCTURAS METÁLICAS SISMORRESISTENTES
SITUACIÓN REGLAMENTARIA:
CIRSOC 302 - 2005
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• Aplicable a elementos estructurales de acero
realizados con tubos estructurales con y sin
costura (de sección circular, CHS, y rectangular,
RHS), y sus uniones.
• En estructuras de edificios con diversos
destinos, sean provisorias o permanentes,
incluyendo soportes de tuberías, marquesinas,
carteles o similares.
• Los tubos rectangulares incluyen a los de
sección rectangular y cuadrada con esquinas
redondeadas.
JORNADAS DE ACTUALIZACIÓN TÉCNICA - ESTRUCTURAS METÁLICAS SISMORRESISTENTES
SITUACIÓN REGLAMENTARIA:
CIRSOC 303 - 2009
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• Aplicable a elementos estructurales con
secciones abiertas conformadas o plegadas en
frio a partir de chapas de acero al carbono o de
baja aleación de no mas de 25.4 mm de
espesor.
• En estructuras de edificios con diversos
destinos, sean provisorias o permanentes,
incluyendo soportes de tuberías, marquesinas,
carteles o similares.
• Estructuras sometidas a cargas
predominantemente estáticas.
• Incluye un caso de secciones armadas:
• Otras secciones no incluidas se podrán usar si
las resistencias de diseño y su rigidez son
avaladas por apropiadas teorías y corroboradas
por ensayos realizados según las
especificaciones del Capítulo F.
JORNADAS DE ACTUALIZACIÓN TÉCNICA - ESTRUCTURAS METÁLICAS SISMORRESISTENTES
SITUACIÓN REGLAMENTARIA:
CIRSOC 304 - 2007
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• Requerimientos para el diseño, fabricación y
montaje de estructuras de acero con
conexiones soldadas.
• Incluye requerimientos relacionados con la
elaboración de procedimientos de soldadura y
su calificación.
• Aplica para las estructuras de acero
comprendidas en los reglamentos CIRSOC 301,
302, 303 y 308
• Inspección y control de calidad. Criterios para la
inspección visual de juntas soldadas.
JORNADAS DE ACTUALIZACIÓN TÉCNICA - ESTRUCTURAS METÁLICAS SISMORRESISTENTES
SITUACIÓN REGLAMENTARIA:
CIRSOC 305 - 2007
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• Requerimientos para el diseño de uniones
abulonadas y la instalación e inspección de los
medios de unión.
• Bulones de alta resistencia ASTM 325, ASTM
490, ISO 8.8 e ISO 10.9
• Pasador: conjunto formado por bulón, arandela
y tuerca que sirve para trasmitir fuerzas.
JORNADAS DE ACTUALIZACIÓN TÉCNICA - ESTRUCTURAS METÁLICAS SISMORRESISTENTES
SITUACIÓN REGLAMENTARIA:
CIRSOC 306 - 2014
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• Requisitos para el diseño, cálculo, construcción
y montaje de estructuras de acero para antenas
o soportes de antenas.
• Incluye criterios para la determinación de
acciones de viento y nieve y métodos de
análisis.
• No es de aplicación para estructuras que
soportan antenas pero han sido diseñadas
principalmente para otras aplicaciones
(tanques, torres de trasmisión, puentes, etc.)
JORNADAS DE ACTUALIZACIÓN TÉCNICA - ESTRUCTURAS METÁLICAS SISMORRESISTENTES
SITUACIÓN REGLAMENTARIA:
CIRSOC 308 - 2007
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• Aplicable a elementos estructurales de acero,
armados con:
(i) cordones y planos de celosía formados por
barras de sección circular maciza, o
(ii) cordones de perfiles L o T laminados en
caliente y planos de celosía formados por
barras de sección circular maciza,
y sus uniones.
• En estructuras de edificios con diversos
destinos, sean provisorias o permanentes,
incluyendo marquesinas, carteles, soportes o
similares.
• No es aplicable al caso de elementos
estructurales sometidos a efectos de fatiga.
JORNADAS DE ACTUALIZACIÓN TÉCNICA - ESTRUCTURAS METÁLICAS SISMORRESISTENTES
SITUACIÓN REGLAMENTARIA:
INPRES-CIRSOC 103, IV - 2005INPRES-CIRSOC 103, I - 2013
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INPRES-CIRSOC 103, V – 2015: Soldadura de estructuras de acero sismorresistentes
JORNADAS DE ACTUALIZACIÓN TÉCNICA - ESTRUCTURAS METÁLICAS SISMORRESISTENTES
Proyectos CIRSOC en Discusión Pública Nacional durante 2016-2017
• Proyecto de Reglamento CIRSOC 301-2017- Reglamento Argentino
de Estructuras de Acero para Edificios.
• Proyecto de Comentarios al Reglamento CIRSOC 301-2017-
Reglamento Argentino de Estructuras de Acero para Edificios.
• Proyecto de Recomendación CIRSOC 301-1- Recomendación para
el Proyecto de Pórticos de Acero con Elementos de Altura de Alma
Variable.
• Proyecto de Ejemplos de Aplicación del Reglamento CIRSOC 301-
2017- Reglamento Argentino de Estructuras de Acero para
Edificios.
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JORNADAS DE ACTUALIZACIÓN TÉCNICA - ESTRUCTURAS METÁLICAS SISMORRESISTENTES
ESTRUCTURAS SISMORRESISTENTES DE ACERO
El acero como material estructural
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JORNADAS DE ACTUALIZACIÓN TÉCNICA - ESTRUCTURAS METÁLICAS SISMORRESISTENTES
Bibliografía
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JORNADAS DE ACTUALIZACIÓN TÉCNICA - ESTRUCTURAS METÁLICAS SISMORRESISTENTES
Bibliografía
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JORNADAS DE ACTUALIZACIÓN TÉCNICA - ESTRUCTURAS METÁLICAS SISMORRESISTENTES
Bibliografía
http://www.construccionenacero.com/sites/
construccionenacero.com/files/publicacion/
diseno_sismorresistente_de_construccion
es_de_acero-4ta_ed.pdf 16
JORNADAS DE ACTUALIZACIÓN TÉCNICA - ESTRUCTURAS METÁLICAS SISMORRESISTENTES
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Material con alta resistencia a fluencia y rotura
Secciones esbeltas, posibilidad de cubrir grandes luces, diversidad de formas, etc.
JORNADAS DE ACTUALIZACIÓN TÉCNICA - ESTRUCTURAS METÁLICAS SISMORRESISTENTES
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Material con alta resistencia a fluencia y rotura
Secciones esbeltas
Pandeo global y local.
Problemas de inestabilidad
JORNADAS DE ACTUALIZACIÓN TÉCNICA - ESTRUCTURAS METÁLICAS SISMORRESISTENTES
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Secciones esbeltas
Material con alta resistencia a fluencia y rotura
Problemas de inestabilidad
Pandeo lateral-torsional (en miembros flexionados).
JORNADAS DE ACTUALIZACIÓN TÉCNICA - ESTRUCTURAS METÁLICAS SISMORRESISTENTES
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Proceso constructivo industrializado:
• Reducción en los tiempos de obra.
• Es conveniente modular para optimizar el diseño y la construcción.
JORNADAS DE ACTUALIZACIÓN TÉCNICA - ESTRUCTURAS METÁLICAS SISMORRESISTENTES
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Proceso constructivo industrializado:
• Estructuras versátiles para solucionar distintos problemas y adaptarse a situaciones diversas.
Ontario College of Art and Design. Ampliación
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22
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
0 200 400 600 800 1000
Temperatura (oC)
Varl
or
rela
tiv
oProblemas estructurales del acero expuesto al fuego
A temperaturas elevadas (del orden de 300-400 °C), la resistencia y rigidez del acero disminuyen.
Fy / Fy 20ºC
E / E20ºC
JORNADAS DE ACTUALIZACIÓN TÉCNICA - ESTRUCTURAS METÁLICAS SISMORRESISTENTES
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Problemas estructurales del acero expuesto al fuego
Soluciones para proteger el acero:
1. Recubrimiento o relleno con hormigón.
2. Recubrimientos con spray o morteros proyectables: materiales con base cementicia y agregados de fibras de vidrio. Conductividad térmica: 0.12 W/mK
3. Pinturas intumescentes (con o sin esmaltes ignífugos).
JORNADAS DE ACTUALIZACIÓN TÉCNICA - ESTRUCTURAS METÁLICAS SISMORRESISTENTES
Protección contra el fuego: pinturas intumescentes
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JORNADAS DE ACTUALIZACIÓN TÉCNICA - ESTRUCTURAS METÁLICAS SISMORRESISTENTES
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Estructuras compuestas (o mixtas) acero-hormigón:
1. Miembros compuestos embebidos 2. Miembros compuestos rellenos
(a)
(b)
JORNADAS DE ACTUALIZACIÓN TÉCNICA - ESTRUCTURAS METÁLICAS SISMORRESISTENTES
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Estructuras compuestas (o mixtas) acero-hormigón:
3. Vigas compuestas con conectores de corte
4. Losas compuestas
El reglamento AISC 360-16 incluye las estructuras mixtas. En Argentina se incorporarán en el reglamento CIRSOC 309 (en preparación).
JORNADAS DE ACTUALIZACIÓN TÉCNICA - ESTRUCTURAS METÁLICAS SISMORRESISTENTES
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Propiedades del acero: curva tensión-deformación
Tensión
Límite de proporcionalidad
Módulo de elasticidad, E (pendiente de la recta)
Resistencia a la tracción o
tensión última
Deformación máxima, εu
Tensión de fluencia
Deformación de fluencia, εy
Rotura por tracción
Deformación
JORNADAS DE ACTUALIZACIÓN TÉCNICA - ESTRUCTURAS METÁLICAS SISMORRESISTENTES
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Propiedades del acero:
• Módulo de elasticidad, E: 200.000 MPa.
• Tensión de fluencia, Fy
• Resistencia a la tracción, Fu
• Deformación de fluencia, εy
• Deformación máxima, εu
• Ductilidad: es la capacidad del material de deformarse en rango inelástico y se define como la relación entre la deformación máxima y la de fluencia:
μ = εu / εy.
Esta propiedad es muy importante para construcciones sismorresistentes de acero, dado que en estos casos los códigos de diseño usualmente admiten que la estructura se deforme en rango inelástico.
Tensión
Deformación
Ductilidad, μ
εy εu
JORNADAS DE ACTUALIZACIÓN TÉCNICA - ESTRUCTURAS METÁLICAS SISMORRESISTENTES
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Sobrerresistencia del material
Ry: relación entre la tensión de fluencia esperada y la especificada (nominal), con valores entre 1.1 y 1.5.
AISC 341-16 también incluye Rt: relación entre la resistencia a la tracción esperada y la especificada (nominal), con valores entre 1.1 y 1.2.
Tensión
Deformación
Resistencia a la tracción
Tensión
de fluencia
Ry
Rt
Respuesta esperada
Respuesta mínima especificada
JORNADAS DE ACTUALIZACIÓN TÉCNICA - ESTRUCTURAS METÁLICAS SISMORRESISTENTES
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Deplazamiento
Fuerza sísmica
Ry
Acción sísmica
Columna: Elemento dúctil. Rótula plástica en la base
Unión tipo empotramiento
Base de fundación
Efecto de la sobrerresistencia del material
Zona de formación de rótula plástica
JORNADAS DE ACTUALIZACIÓN TÉCNICA - ESTRUCTURAS METÁLICAS SISMORRESISTENTES
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Efecto Bauschinger: cuando las cargas se aplican en forma cíclica, luego de incursionar en rango plástico, el paso de la rama de carga o recarga a la rama de fluencia se produce en forma gradual, sin mostrar un quiebre marcado del diagrama.
Tensión, F
Deformación,
E
Fy
-Fy
E
E
Efecto
Bauschinger
Efecto
Bauschinger
JORNADAS DE ACTUALIZACIÓN TÉCNICA - ESTRUCTURAS METÁLICAS SISMORRESISTENTES
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Ensayo de Charpy: mide la energía requerida para fracturar la probeta (con entalladura) mediante la medición de la altura inicial y final de un péndulo que impacta sobre la misma.
10mm
10m
m
55mm
Probeta
Ensayo
Hf
Hi
Cuando se usan perfiles pesados (con espesores iguales o mayores a 38 mm) o placas de acero con espesores iguales o mayores de 50 mm , las especificaciones sísmicas requieren que se realicen ensayos de Charpy sobre probetas con muesca en V
Debe verificarse que la energía absorbida en el impacto sea mayor que 27 J a 21 oC.
JORNADAS DE ACTUALIZACIÓN TÉCNICA - ESTRUCTURAS METÁLICAS SISMORRESISTENTES
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JORNADAS DE ACTUALIZACIÓN TÉCNICA - ESTRUCTURAS METÁLICAS SISMORRESISTENTES
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Factores que afectan la ductilidad
• Desgarramiento laminar (lamellar tearing)
• Fatiga de bajo ciclaje
• Otros: problemas derivados de la soldadura (calentamiento-enfriamiento, fragilización por hidrógeno) y las técnicas de fabricación (corte, perforación, etc).
Desgarramiento laminar
Dire
cción
de
lam
inac
ión
No recomendable Recomendable
Planos con micro-fisuración Ejemplos del control del desgarramiento laminar mediante detalles adecuados
JORNADAS DE ACTUALIZACIÓN TÉCNICA - ESTRUCTURAS METÁLICAS SISMORRESISTENTES
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Fatiga de bajo ciclaje
La fractura se produce luego de la repetición de un número reducido de ciclos en los que se han desarrollado deformaciones plásticas. La falla ocurre a un nivel de deformaciones menor que la deformación última del material obtenida del ensayo monotónico de tracción.
Am
plit
ud d
e d
efo
rmaci
ón,
Número de inversiones de carga, 2 Nf
deformación
elástica
c
b
deformación
plástica
deformación
total
´f
´f
222
pea
cff
b
f
f
a NNE
22 ,
,
Amplitud de deformación:
/E
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Aceros estructurales Las características del acero estructural se definen a partir de su resistencia a fluencia, la cual se determina experimentalmente mediante el ensayo de tracción.En Argentina, las normas IRAM-IAS definen los siguientes aceros:
Perfiles laminados:
F-20
F-24 (similar a DIN St 37 o ASTM A36)
F-26
F-36 (similar a DIN St 52 o ASTM A572 Grado 50)
Chapas:
F-22
F-24
F-26
F-30
F-36
JORNADAS DE ACTUALIZACIÓN TÉCNICA - ESTRUCTURAS METÁLICAS SISMORRESISTENTES
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Aceros estructurales El INPRES-CIRSOC 103, Parte IV presenta los siguientes requerimientos sobre la calidad del acero:
JORNADAS DE ACTUALIZACIÓN TÉCNICA - ESTRUCTURAS METÁLICAS SISMORRESISTENTES
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Aceros estructurales El CIRSOC 303, presenta los siguientes requerimientos sobre la calidad del acero para secciones de chapa plegada:
Fu / Fy 1.10
u 0.12 (Lo=50mm) o u 0.10 (Lo=100 mm)
JORNADAS DE ACTUALIZACIÓN TÉCNICA - ESTRUCTURAS METÁLICAS SISMORRESISTENTES
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Secciones disponibles – Perfiles laminados
Perfil I estándar Perfil I ancho (W) - IPB
x
y
x
y
Ángulo de alas iguales Ángulo de alas desiguales
x
y
x
y
x
y
x
y
Ver TABLAS DE PERFILES editada por CIRSOC:https://www.inti.gob.ar/cirsoc/pdf/publicom/tablas.pdf
JORNADAS DE ACTUALIZACIÓN TÉCNICA - ESTRUCTURAS METÁLICAS SISMORRESISTENTES
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Perfil I soldado Perfil I soldado con alas desiguales
Perfil tipo “cajón”
Perfiles laminados canal soldados
Perfiles laminados canal soldados con chapas
Perfil laminado Ireforzado
JORNADAS DE ACTUALIZACIÓN TÉCNICA - ESTRUCTURAS METÁLICAS SISMORRESISTENTES
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Otros elementos estructurales de acero
• Chapas para cerramiento
• Chapas planas
• Secciones de chapa plegada o secciones conformadas en frio.
• Barras de sección maciza circular, cuadrada o rectangular (para tensores)
• Cables
JORNADAS DE ACTUALIZACIÓN TÉCNICA - ESTRUCTURAS METÁLICAS SISMORRESISTENTES
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Chapas gruesas Espesor Peso
pulg. mm N/m2
1/8 3.18 245.4
3/16 4.76 368.1
1/4 6.35 490.9
5/16 7.94 613.6
3/8 9.53 736.3
7/16 11.10 858.0
1/2 12.70 981.7
9/16 14.30 1105.4
5/8 15.90 1229.1
11/16 17.50 1352.8
3/4 19.10 1476.4
13/16 20.60 1592.4
7/8 22.20 1716.1
15/16 23.80 1839.7
1 25.40 1963.4
1 1/4 31.70 2450.4
1 1/2 38.10 2945.1
1 3/4 44.40 3432.1
2 50.80 3926.8
2 1/2 63.50 4908.6
3 76.30 5898.0
No se incluyen chapas finas
• Calibre B.W.G. (Birminghan WireGauge)
• Calibre B.G. (Birmingham Gauge)
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Conexiones
• Conexiones abulonadas:
• Conexiones soldadas:
o filete (fillet weld)o ranura o de penetración (groove
weld)o muesca o tapón (plug or slot weld)o de punto (tack weld)
o tipo aplastamiento (bearing-type)
o de deslizamiento crítico o fricción (slip-critical)
JORNADAS DE ACTUALIZACIÓN TÉCNICA - ESTRUCTURAS METÁLICAS SISMORRESISTENTES
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Método de diseño LRFD (load and resistance factor design)
El método se basa en la evaluación de una serie de estados límites, los que pueden definirse como una condición aplicable a toda la estructura o a uno de sus componentes, más allá de la cual no queda satisfecho el comportamiento requerido o esperado.
Los estados límites se dividen en dos grupos:
1. Estados límites de servicio, ELS: son aquellos vinculados a condiciones de
funcionamiento y su incumplimiento puede afectar el normal uso de la
construcción. Como ejemplo, puede mencionarse el control de deformaciones
excesivas en vigas o de vibraciones en un entrepiso cuando se someten a cargas
de servicio.
2. Estados límites de resistencia (o últimos), ELU: son los relacionados con la
capacidad resistente ante cargas últimas y se vinculan directamente con la
seguridad estructural para prevenir el daño y el colapso. Estos estados varían
según el tipo de solicitación actuante
JORNADAS DE ACTUALIZACIÓN TÉCNICA - ESTRUCTURAS METÁLICAS SISMORRESISTENTES
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Criterio de diseño LRFD para estados límites últimos:
Resistencia requerida, Ru (demanda)
≤Resistencia de diseño, Rd (suministro)
Qi + Qi ≤ Rn - Rn
Qi: efecto producido por el estado de carga i.
Rn: resistencia nominal para el ELU.
El procedimiento considera las incertidumbres (índices de confiabilidad) en la determinación de las cargas actuantes y de la resistencia de los miembros estructurales:
JORNADAS DE ACTUALIZACIÓN TÉCNICA - ESTRUCTURAS METÁLICAS SISMORRESISTENTES
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Criterio de diseño LRFD para estados límites últimos:
Σ λi Qi ≤ Rn
El método esta fundamentado en los siguientes aspectos:
1. Modelos probabilísticos de cargas y resistencias.2. Calibración de los criterios LRFD en comparación con el método de las
tensiones admisibles.3. Evaluación mediante el juicio y la experiencia y el estudio comparativo con
proyectos de estructuras representativas.
El criterio de diseño LRFD puede representarse mediante la siguiente expresión:
λi: factores de carga, que depende del estado de carga considerado y sus combinaciones.
: factor de resistencia, que depende del estado límite considerado (0.75 a 0.9).
JORNADAS DE ACTUALIZACIÓN TÉCNICA - ESTRUCTURAS METÁLICAS SISMORRESISTENTES
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Estados límites últimos (ejemplos)
JORNADAS DE ACTUALIZACIÓN TÉCNICA - ESTRUCTURAS METÁLICAS SISMORRESISTENTES
48
Clasificación de secciones para pandeo local
Miembro
estru
ctura
l
Elemento
rigidizado
Elemento no
rigidizado
t
w
b
t h
Relación ancho-espesor:b/t o h/tw
JORNADAS DE ACTUALIZACIÓN TÉCNICA - ESTRUCTURAS METÁLICAS SISMORRESISTENTES
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Según el tipo de elemento (rigidizado o no rigidizado), las solicitaciones actuantes y el tipo de sección se selecciona el caso en la tabla B5.1 para obtener los límites p o r.
JORNADAS DE ACTUALIZACIÓN TÉCNICA - ESTRUCTURAS METÁLICAS SISMORRESISTENTES
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Secciones abiertas conformadas en frio
El reglamento CIRSOC 303 define las relaciones ancho/espesor máximas:
JORNADAS DE ACTUALIZACIÓN TÉCNICA - ESTRUCTURAS METÁLICAS SISMORRESISTENTES
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Clasificación de secciones para pandeo local
Para el caso de estructuras sismorresistentes, el reglamento INPRES-CIRSOC 103, Parte IV, incluye requerimientos especiales según el tipo de estructura y de miembro que se considera.
Estos requerimientos tienen por objeto controlar el pandeo local y permitir que la estructura desarrolle ductilidad.
La ocurrencia del pandeo local produce una brusca disminución de la capacidad resistente de la sección.
JORNADAS DE ACTUALIZACIÓN TÉCNICA - ESTRUCTURAS METÁLICAS SISMORRESISTENTES
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Verificación de miembros traccionados
Área bruta, Ag: es la suma de los
productos de los espesores por
los anchos brutos de cada
elemento de la sección.
Área neta, An: Área bruta
menos el área de los
agujeros (considerando el
diámetro de cálculo)
Ag
An
Ag
An
JORNADAS DE ACTUALIZACIÓN TÉCNICA - ESTRUCTURAS METÁLICAS SISMORRESISTENTES
53
Verificación de miembros traccionados
Área neta efectiva: considera el
debilitamiento de la sección (observado
experimentalmente) como resultado del
retraso de cortante y concentración de
esfuerzos.
Este fenómeno ocurre en los casos en que la fuerza de tracción se trasmite a través de algunos (pero no todos) los elementos de la sección
ne A UA
JORNADAS DE ACTUALIZACIÓN TÉCNICA - ESTRUCTURAS METÁLICAS SISMORRESISTENTES
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Verificación de miembros traccionados
• Para fluencia en la sección bruta:
• Para rotura en la sección neta:
90.0
A F P gyn
75.0
A F P eun
JORNADAS DE ACTUALIZACIÓN TÉCNICA - ESTRUCTURAS METÁLICAS SISMORRESISTENTES
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Verificación de miembros comprimidos- Columnas
Columnas simples• Secciones sin elementos esbeltos• Secciones con elementos esbeltos
Columnas armadasGrupos I, II, III, IV, V
JORNADAS DE ACTUALIZACIÓN TÉCNICA - ESTRUCTURAS METÁLICAS SISMORRESISTENTES
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Verificación de miembros comprimidos- Columnas simples
Ecuación general de verificación:
Pd = Pn = 0.85 Ag Fcr (10-1)
JORNADAS DE ACTUALIZACIÓN TÉCNICA - ESTRUCTURAS METÁLICAS SISMORRESISTENTES
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Verificación de miembros comprimidos- Tensión crítica, Fcr
0
50
100
150
200
250
0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5
Esbeltez, c
Fcr
(MP
a)
Q=1
Q=0.85
Q=0.7
1.5
1.6
3
1.7
9
E
F
1
r
Lkλ
y
c
JORNADAS DE ACTUALIZACIÓN TÉCNICA - ESTRUCTURAS METÁLICAS SISMORRESISTENTES
58
Verificación de miembros comprimidos- Columnas simples
1. Pandeo flexional
Cap. E (E.1 y E.2):
2. Pandeo torsional o flexo-torsional
• Secciones T y doble ángulo en contacto continuo: Cap E (E.3)
Fcr= Fcrft (según ecuación E.3-1) Pd
• Método general: Apéndice E (A-E.3) para secciones doblemente
simétricas, secciones de simple simetría y secciones asimétricas:
Fe (según ecuaciones A-E.3-5, A-E.3-6 o A-E.3-7, dependiendo del caso).
3. Pandeo localNo se considera Q=1
Seccio
nes c
om
pacta
s y
no
co
mp
acta
s
dccr
y
c P )λ(F E
F
1
r
Lkλ f
decr
e
y
e P )λ(F F
F λ 1,Q f
Pd = Pn = 0.85 Ag Fcr (10-1)
JORNADAS DE ACTUALIZACIÓN TÉCNICA - ESTRUCTURAS METÁLICAS SISMORRESISTENTES
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Verificación de miembros comprimidos- Columnas simples
1. Pandeo flexional
Apéndice B (A-B.5.3d):
2. Pandeo torsional o flexo-torsional
• Secciones T y doble ángulo en contacto continuo: Cap E (E.3)
Fcr= Fcrft Pd (Fcrft según ecuación E.3-1, en la cual Fcry se determina
considerando Q<1).
• Método general: Apéndice E (A-E.3) para secciones doblemente
simétricas, secciones de simple simetría y secciones asimétricas:
Fe (según ecuaciones A-E.3-5, A-E.3-6 o A-E.3-7, dependiendo del caso).
Seccio
nes c
on
ele
men
tos e
sb
elt
os
dccr
y
c P ),λ(F E
F
1
r
Lkλ Qf
decr
e
y
e P ),λ(F F
F λ 1,Q Qf
3. Pandeo local
Apéndice B (A-B.5.3): Q= Qa Qs <1
Pd = Pn = 0.85 Ag Fcr (10-1)
JORNADAS DE ACTUALIZACIÓN TÉCNICA - ESTRUCTURAS METÁLICAS SISMORRESISTENTES
60
Verificación de miembros comprimidos- Columnas armadas
Cap. E, Sección E.4.
Ap. E, Sección A-E.4.
JORNADAS DE ACTUALIZACIÓN TÉCNICA - ESTRUCTURAS METÁLICAS SISMORRESISTENTES
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Verificación de miembros comprimidos- Columnas armadas
Resistencia de diseño a compresión axial. Sección E.4.2Para barras armadas comprimidas de los Grupos I, II, III y IV, se aplicarán los criterios válidos para barras simples, utilizando una esbeltez modificada, (kL/r)m para los modos de pandeo que producen esfuerzos de corte en los medios de unión :
a) Para uniones intermedias ejecutadas con bulones en uniones con ajuste sin juego:
b) Para uniones intermedias soldadas o ejecutadas con bulones en uniones pretensadas o de deslizamiento crítico:
(kL/r)o: esbeltez de la columna armada actuando como una unidad.
a/ri: mayor esbeltez de una barra componente
a/rib: la esbeltez de una barra componente relativa a su eje baricéntrico paralelo al eje
de pandeo.
a: la relación de separación h / 2rib
JORNADAS DE ACTUALIZACIÓN TÉCNICA - ESTRUCTURAS METÁLICAS SISMORRESISTENTES
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Verificación de miembros flexionados - Vigas
JORNADAS DE ACTUALIZACIÓN TÉCNICA - ESTRUCTURAS METÁLICAS SISMORRESISTENTES
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Verificación de miembros flexionados - Vigas
La consideración de este ELU se determina a partir de la comparación entre la longitud no arriostrada de la viga, Lb, y dos valores límites Lp y Lr:
Longitud Lb
Mom
ento
Mn
Mp
M r
LpLr
Fy
Cb
Pandeo
inelástico
Pandeo
elástico
Plastificación
JORNADAS DE ACTUALIZACIÓN TÉCNICA - ESTRUCTURAS METÁLICAS SISMORRESISTENTES
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Verificación de miembros flexionados - Vigas
La consideración de estos ELU se determina a partir de la clasificación de secciones, cuando se tienen elementos no compactos y/o esbeltos:
Esbeltez, b/t o h/tw
Mom
ento
Mn
Mp
M r
λp λr
Fy
Vigas con alma esbelta ver Cap. G
Plastificación
FLB o WLB
FLB
Pandeo
inelástico
Pandeo
elástico
Fy
f < Fy