CURSO: DISEO DE ESTRUCTURAS DE ACERO

CONTENIDO: ANLISIS y DISEO A TRACCIN

AO: 2015

PROFESOR: JOAQUN VALENZUELA BARBOSA

ENFOQUES DE DISEO

Desde 1920Tensin mxima

A partir de 1970Resistencia mxima del elemento

b) Fibras con concentracin de tensiones, perforaciones.

a) Elemento en flexin.

Ejemplos:

CONCEPTOS DE DISEO

c) Pandeo local de una fibra del alma en una columna en compresin.

d) Pandeo por compresin diagonal en una viga.

Mtodo LRFD:

- Separa la variabilidad de

cargas y materiales.

- Es ms racional cuando se

disea a rotura.

MTODOS DE DISEO AISC 360-2010

Mtodo ASD

/na RR

= 1.67 (fluencia) = 2 (fractura)

Mtodo LRFD

nu RR

= 0.9 (fluencia)

= 0.75 (fractura)

Actualmente la mayora de los diseadores aun utilizan el

mtodo ASD por simplicidad y costumbre.

En el AISC360-2005

finalmente ambos

mtodos son

equivalentes.

AISC 360-10c

Calcular el factor de carga que permite la equivalencia entre ambos

mtodos. Comente, cuando es ms conveniente uno que el otro?

EJERCICIO ASD - LRFD

El factor 1.67 tiene su origen a principios del siglo 20, cuando las

variabilidades de las cargas y de las resistencias se estimaron en un 25%

Estados lmites:

El estado limite con menor

resistencia determina la resistencia

nominal en traccin del elemento.

1. Fluencia en rea bruta

2. Fractura rea neta efectiva

3. Fractura de bloque

DISEO EN TRACCIN AISC 360-10 Cp. D

En perfiles esbeltez < 300 (recomendacin) La excentricidad por conexin puede ser obviada.

Fluencia en seccin bruta Fractura en la seccin neta

Por qu no se considera Fu en rea neta?

Mecanismos de falla:

Disear (ASD Y LRFD) cordones y

diagonales en traccin del puente. Utilizar

perfiles TL, acero ASTM A36.

EJERCICIO FLUENCIA REA NETA

L = 0.5 ton/m2

D = 0.25 ton/m2

Plegados

CATLOGO NGULOS

Laminados

Para la cubierta en voladizo que se muestra en la figura, disear los

arriostramientos (horizontales y verticales). En construcciones livianas se suele

despreciar el aporte de la diagonal comprimida debido a su esbeltez.

TAREA ANLISIS Y DISEO EN TRACCIN

usar perfiles L, (catalogo anterior) acero A270W = 100 kg/m2

Planta

Elevacin

Perspectiva

FRACTURA EN REA NETA

El rea neta es el rea bruta menos las perforaciones

La lnea de fractura tambin puede ser en zigzag

Propuesta emprica

por Cochrane, 1922

( 12% error ) = +

2

4

FRACTURA REA NETA - IMGENES

Por qu se corta en la primera lnea ?

FRACTURA REA NETA - IMGENES

2010 - Maule, Chile

1995 - Kobe, Japn

FRACTURA REA NETA - EJERCICIO

Verificar el diseo del perfil C200x50x5 en traccin, para cada conexin:

1. A priori cual es la trayectoria ms desfavorable.

2. Indicar el modo de falla.

Es mejor desfasar los pernos ?

Acero A270

El mecanismo se distingue porque slo

hay fractura en la zona de

concentracin de tensiones.

FRACTURA REA EFECTIVA - MECANISMO

Considera la reduccin de la seccin

neta debido a la distribucin no

uniforme en la seccin. Cuando no

todas las partes del perfil estn

conectadas.

FRACTURA EN REA EFECTIVA - DISEO

Si todos las partes estn conectadas: U=1 Conservadoramente se puede tomar: U = Ac/Ag Frmula de Munse: U = 1-x/L Para planchas apernadas: Ae= An 0.85 Ag

Formula de Munse y Chesson, 1963:

( 10% error )

Dems casos ver en tabla D 3.1AISC 360-10c

AISC 360-10, D3

x = excentricidad de la conexin. Distancia perpendicular entre el plano de la

conexin y el centroide del elemento.

FRACTURA EN REA EFECTIVA FRMULA DE MUNSE

que hacer si hay un solo perno ?

Determinar la resistencia de diseo y el mecanismo de falla, acero

A270.

FRACTURA REA EFECTIVA - EJERCICIO

FRACTURA DE BLOQUE O DESGARRE

La fractura se da en la lnea de los pernos. Se desprende un pedazo del

perfil. Ubs = 1 para esfuerzo axial.

AISC 360-10, J4.3

Esta falla puede ocurrir tambin en

el gusset, (plancha de conexin).

FRACTURA DE BLOQUE - IMGENES

2010 - Maule, Chile

Astaneh-Asl, Steel Tips, 1998

FRACTURA DE BLOQUE - EJERCICIO

Determinar la resistencia de diseo y el mecanismo de falla, acero

A270.

Determinar:

1. Espesor del perfil cajn de 100x100 (Estados limites: fluencia Ag, fractura Ae)

2. Espesor del gusset (Estados limites: desgarre, fractura An)

3. Realizar un diseo con un mecanismo de falla dctil. (puede que deba volver

a recalcular).

Anlisis:

- Viga superior axialmente rgida

- Acero A270

- Todas las conexiones simples

TAREA DISEO A TRACCIN

Ver tabla D3.1 AISC para factor U en

cajones.

Detalle de la conexin.