CONEXIONES A CORTANTE VIGAS A TRABES VIGAS A · PDF fileVIGAS A COLUMNAS. 3-2 ... Tipo III...

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  • 3-1

    SESIN 3

    CONEXIONES A CORTANTE

    VIGAS A TRABES

    VIGAS A COLUMNAS

  • 3-2

    CURVA MOMENTO ROTACIN

    Tipo I Conexiones a momento

    Tipo III Conexiones a momento

    Tpica lnea de la viga

    Tipo II Conexiones a cortante simple

    Rotacin

    Mom

    ento

    M

  • 3-3

    CONEXIONES TIPO

    Placa de extremo a cortante

    Doble ngulo Simple ngulo

    Placa sencilla en cortante (placa de oreja)

    T (cortada de un perfil W o IR)

    ngulos de asiento, atiesados y no atiesados

  • 3-4

    PLACA EXTREMO A CORTANTE

    Ventajas:Sencilla pocas partesLa viga no lleva agujeros

    Desventajas:Se requiere cortar la viga a un largo exacto

    Comentario:

    En los E.U. no es frecuente, es comn en Europa y en Australia

  • 3-5

  • 3-6

    CONEXIONES CON DOS NGULOS

    Ventajas:La longitud de la viga puede variarSe puede atornillar o soldar a la viga

    Desventajas:En patines de columna deben instalarse de ladoPor alma da problemas en montaje

  • 3-7

  • 3-8

  • 3-9

    DONLE NGULO

    2 ngulos

  • 3-10

  • 3-11

    DOBLE NGULO

    2 ngulos

  • 3-12

    DOBLE NGULO

    2 ngulos

    Conexin de navaja con dos ngulos

  • 3-13

    VentajasElimina problemas de montajePocas partes

    DesventajasRequiere ngulo gruesoMayor cantidad de tornillos o soldadura

    ComentariosNo se recomienda si las vigas no estn contraventeadas

    CONEXIN CON UN NGULO

    Alternativamente soldada o atornillada

  • 3-14

  • 3-15

    CONEXIN DE PLACA SENCILLA O SHEAR TAB

    VentajasSencilla pocas partesNo hay soldadura en la viga

    DesventajasAtiesa mas que otros tiposRequiere un diseo cuidadoso

    ComentariosExisten dos modelos de diseo con muy diferentes resultados

  • 3-16

  • 3-17

    CONEXIN CON UNA T RECORTADA

    VentajasPor un solo lado

    DesventajasLa T puede ser muy pesadaRequiere mas atiesamiento excepto la conexin de placa sencilla

    ComentariosBsicamente se usa para conectar a un muro de concreto o alguna construccin ya existente

    Muro

    Tee

  • 3-18

    CONEXIN DE ASIENTO NO ATIESADO

    VentajasPocas partesPocos tornillos

    DesventajasRequiere ngulo de estabilidadResistencia limitada

    ComentariosUsada para conectar la viga al alma de la columna

  • 3-19

    CONEXIN DE ASIENTO ATIESADO

    Placa de asientoAtiesadorOpcional

    ComentariosComnmente usada para conectar al alma de una columna

    VentajasPocas partesPocos tornillos

    DesventajasRequiere ngulo de estabilidadIntroduce en la columna un estado lmite

    Sujetador

    Sujetador alternativo

  • 3-20

  • 3-21

    CONSIDERACIONES DE DISEO

    Dnde esta la articulacin?

  • 3-22

    CONSIDERACIONES DE DISEO

    Respuesta: En el lado extremo mas flexible

  • 3-23

    CONSIDERACIONES DE DISEO

    Donde esta la articulacin?

  • 3-24

    CONSIDERACIONES DE DISEO

    Consideraciones de ductilidadEspesor del ngulo 5/8 (8.5 mm) (Dobles ngulos)Escantilln amplio (gramil) Amplio espacio vertical para soldar con remates horizontales mnimo

  • 3-25

    CONSIDERACIONES DE DISEO

    Longitud de la viga: Tolerancia 1/4 in

    Al acomodar o ajustar:

    La separacin del canto de la viga al alma de la trabe (setback) en clculos es usual de 1/2

    La distancia al borde se tomar de 1/4 menos que la detallada

  • 3-26

    CONSIDERACIONES DE DISEO

    Tolerancia en longitud de viga

    (setback) separacin del canto de la viga al alma de la trabe

  • 3-27

    CONSIDERACIONES DE DISEO

    Tolerancia en la longitud de la viga (recortada)

    Mnimo 1/4

  • 3-28

    CONSIDERACIONES DE DISEO

    Longitud efectiva de diseo

    Cuando una soldadura se termina al aire la longitud dimensional de ella se reducir en un tamao de la soldadura para los clculos

  • 3-29

    CONSIDERACIONES DE DISEO

    Longitud efectiva de la soldadura

    Placa de extremo en cortante Leff = Lw - 2tw

  • 3-30

    NUEVOS ESTADOS LMITES

    Block de cortante en vigas despatinadas por patn superior

    Atornilladas por alma

    Soldadas por alma

    Resistencia a la flexin en vigas despatinadas

  • 3-31

    BLOCK DE CORTANTE EN VIGAS RECORTADAS

    (a) Conexin atornillada (b) Conexin soldada

    rea en cortante

    rea en tensin

    rea en cortante

    rea en tensin

    n tornillos a s separacin

  • 3-32

    BLOCK DE CORTANTE EN VIGAS RECORTADAS

    Seccin J4.3 (Especificaciones LRFD 1999)

    Resistencia a la ruptura en block de cortante

    Cuando:

    Cuando:

  • 3-33

    BLOCK DE CORTANTE EN VIGAS RECORTADAS

    Rn = Tensin de ruptura Fluencia Opuesta+

    mx. Cortante de ruptura Ruptura opuesta

    mn.

  • 3-34

    VIGAS SIMPLEMENTE DESPATINADAS

    Conexin a cortante simple

    Revisar pandeo aqu

  • 3-35

    VIGAS DOBLEMENTE DESPATINADAS

    Conexin a cortante simple

    Revisar pandeo aqu

  • 3-36

    RESISTENCIA A LA FLEXIN EN VIGAS DESPATINADAS

    Mu = Rue bMnFluencia en flexin

    bMn = 0.90 Fy SnetaSneta = mdulo de seccin neta

    Pandeo local del alma

    bMn = FbcSnetaConexin a cortante simple

    Revisar pandeo aqu

  • 3-37

    RESISTENCIA A LA FLEXIN EN VIGAS DESPATINADAS

    Para vigas simplemente despatinadasLimitacionesc 2ddc d/2Fbc 23590(tw/h0)2 f k 0.9Fyf =2(c/d) para c/d 1.0f =1+(c/d) para c/d > 1.0k =2.2(h0/c)1.65 para c/h0 1.0k =2.2(h0/c) para c/h0 > 1.0

    Conexin a cortante simple

  • 3-38

    RESISTENCIA A LA FLEXIN EN VIGAS DESPATINADAS

    Conexin a cortante simple

    Para vigas doblemente despatinadasLimitaciones

    c 2ddct 0.2ddcb 0.2d

    Fbc = 50840[tw2/(c h0)]fd0.9FyFd=3.5 - 7.5(dc/d)dc = mx(dct , dcb)

  • 3-39

    RESISTENCIA A LA FLEXIN EN VIGAS DESPATINADAS

    Ejemplo: Determinar si es adecuada

  • 3-40

    RESISTENCIA A LA FLEXIN EN VIGAS DESPATINADAS

    Datos:

    W14x30 Acero A992

    d = 13.8 in

    tw = 0.270 in

    h0 = 13.8 3 = 10.8 in

    Sneto = 8.31 in3 Tabla 9.2

  • 3-41

  • 3-42

    RESISTENCIA A LA FLEXIN EN VIGAS DESPATINADAS

    Ejemplo

  • 3-43

    RESISTENCIA A LA FLEXIN EN VIGAS DESPATINADAS

    Es adecuada

  • 3-44

    PLACA DE EXTREMO EN CORTANTE

    Nota: El espesor de la placa extremo estar dentro de los lmites de 1/4 a 3/8 in

  • 3-45

    ESTADOS MINIMOS DE LA PLACA EXTREMO EN CORTANTE

    Viga:1. Fluencia por cortante en la viga2. En vigas despatinadas, resistencia a la flexin3. Resistencia del alma en la zona de la soldadura

    Soldadura4. Ruptura de la soldadura

  • 3-46

    Placa:1. Fluencia por cortante 1-12. Ruptura por cortante 2-23. Block de cortante 3-34. Penetracin y desgarre 4 y 5

    Tornillos5. Cortante en tornillo

    Trabe o columnaPenetracin y desgarre

    ESTADOS LMITES DE LA PLACA DE EXTREMO EN CORTANTE

  • 3-47

    PLACA DE EXTREMO EN CORTANTE: EJEMPLO

    Determinar Vn para tornillos de:

    3/4 in A325N E70XX

  • 3-48

    PLACA DE EXTREMO EN CORTANTE: EJEMPLO

    Datos: W14x30 Fy= 50 ksi Fu = 65 ksi

    d = 13.84 in tw = 0.27 in

    Vigas estado lmite

    Fluencia por cortante

    Vn = 0.9 (0.6Fy)h0tw

    = 0.9(0.6x50)(10.84)(0.27) = 79 k

  • 3-49

    PLACA DE EXTREMO EN CORTANTE: EJEMPLO

    Viga despatinada resistencia a flexin

    Del ejemplo anterior

    Mn = 374.0 kips

    Con e = longitud del despatinado + espesor de la placa extremo

    e = 8.0 + 0.25 = 8.25 in

    Vn = 374.0/8.25 = 45.3 k

  • 3-50

    PLACA DE EXTREMO EN CORTANTE: EJEMPLO

    Resistencia del alma de la viga en la soldadura

    Placa:

    L = 8.5 in

    tsold = 3/16 in

    Vn = 0.9 (0.6Fy)(L-2tsold)tw

    = 0.9(0.6x50)[8.5-(2 x 3/16)](0.27) = 52.9 k

    La rotura del alma de la viga en la zona de la soldadura no controla

  • 3-51

    PLACA DE EXTREMO EN CORTANTE: EJEMPLO

    Soldadura, Estado Lmite

    3/16 in tamao D de la soldadura (es placa de 1/4)

    Tamao mnimo 3/16 in OK

    Vn = (Dx1.392)(L-2tsold)

    = (2x3x1.392)[8.5-(2 x 3/16)]

    = 67.9 k

  • 3-52

    PLACA DE EXTREMO EN CORTANTE: EJEMPLO

    Placa estado lmite:

    tp =1/4 Acero A36

    Fy = 36 ksi

    Fu = 58 ksi

    Fluencia por cortante en la placaVn = 0.9 (0.6Fy)(2Ltp)

    = 0.9(0.6x36)(2x8.5x1/4) = 82.6 k

  • 3-53

    PLACA DE EXTREMO EN CORTANTE: EJEMPLO

    Placa:

    Ruptura por cortante

  • 3-54

    PLACA DE EXTREMO EN CORTANTE: EJEMPLO

    Placa:

    Block de cortante

    PL x 6 x 0-8

    Ruptura x tensin Fluencia OppRn = +mx. Ruptura x cortante mn. Ruptura Opp

  • 3-55

    PLACA DE EXTREMO EN CORTANTE: EJEMPLO

    Placa:Block de cortanteTensin de rupturaFuAnt= 58(1.25-0.5x7/8)(2x1/4)

    = 23.6 kRuptura por cortante0.6FuAnv= (0.6x58)(7.5-2.5x7/8)(2x1/4)

    = 88.1 kControla la ruptura por cortante

  • 3-56

    PLACA DE EXTREMO EN CORTANTE: EJEMPLO

    Ruptura opuesta

    FuAnt=23.6 k

    Fluencia opuesta

    FyAgt=36(1.25)(2x1/4)

    =22.5 kips

    Controla la fluencia opuesta

  • 3-57

    PLACA DE EXTREMO EN CORTANTE: EJEMPLO

    Placa: Block de cortante

    Vn= 0.75(Ruptura por cortante

    + Fluencia en tensin)

    = 0.75(88.1+22.5)

    = 83.0 k

  • 3-58

    PLACA DE EXTREMO EN CORTANTE: EJEMPLO

    Placa

    Penetracin y desgarre

    Penetraci