DISENO-DE-ESTRUCTURAS-DE-ACERO-CON-PERFILES-TUBULARES-pdf.pdf
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unlc::cn
---- ---~~-----------------------~
----
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
Manual de Disefio de Estructuras de Acero con Perfiles 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
Consideraciones generales para el diseno CAPITULO I
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
CAPITULO I Consideraciones generales para el diseno
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
Consideraciones generales para el diseno CAPITULO I
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
CAPITULO I Consideraciones generales para el diseno
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
Consideraciones generales para el diseno CAPITULO I
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
unlc:on Manual de Diseno de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
CAPITULO I Consideraciones generales para el diseno
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
Consideraciones generales para el diseno CAPITULO I
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
CAPITULO I Consideraciones generales para el diseno
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
Consideraciones generales para el diseno CAPITULO I
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•
unlc:on Manual de Diseno de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
CAPITULO I Consideraciones generales para el diseno
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
Consideraciones generales para el diseno CAPITULO I
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
CAPITULO I Consideraciones generales para el diseno
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
Consideraciones generales para el diseno CAPITULO I
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
CAPITULO I Consideraciones generales para el diseno
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
Consideraciones generales para el diseno CAPITULO I
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
CAPITULO I Consideraciones generales para el diseno
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.
Manual de Diseno de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
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
Consideraciones generales para el diseno CAPITULO I
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
CAPITULO I Consideraciones generales para el diseno
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
Consideraciones generales para el diseno CAPITULO I
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".;'
unlcon Manual de Diseno de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
,
CAPITULO I Consideraciones generales para el diseno
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
Manual de Diseno de Estructuras de Acero con Perfiles T ubulares
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
Consideraciones generales para el diseno
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
Consideraciones generales para el diseno CAPITULO I
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 <.' <.'
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'"
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
CAPITULO I Consideraciones generales para el diseno
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
Consideraciones generales para el diseno CAPITULO I
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
CAPITULO I Consideraciones generales para el diseno
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
- - -=--~--
Consideraciones generales para el diseno CAPITULO I
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
CAPITULO I Consideraciones generales para el diseno
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
- - - =--'----
Consideraciones generales para el diseno CAPITULO I
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
unlcon Manual de Diseno de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
CAPITULO I Consideraciones generales para el diseno
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
Manual de Diseno de Estructuras de Acero con Perfiles T ubulares
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
Consideraciones generales para el diseno CAPITULO I
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
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64,27 90,19 105,30 130,92 154,21 217,75 248,39
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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
CAPITULO I Consideraciones generales para el diseno
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
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12,81
11 ,35
9,92
8,57
7,31
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5,49
4,83
4,28
3,81
3,42
3,09
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3,00
2,66
2,37
2,13
32,64 42,02
30,75 I 40,00
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20,78 28,94
18,85 26,71
17,00 24,53
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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
unlcon Manual de Diseno de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
CAPITULO I Consideraciones generales para el diseno
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
Consideraciones generales para el diseno CAPITULO I
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 :
i) Secciones circulares :
F 1,6E
cr = --;::::==~
~ ( ~)t
ii) Secciones cuadradas y rectangulares:
Para: h/t~ 2,45 J E Fy
Manual de Diseno de Estructuras de Acero con Perfiles T ubulares
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
Consideraciones generales para el diseno
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
i) Secciones circulares :
Fer = es el mayor valor entre los valores abajo indicados y no mayor de 0,60Fy
F = 1,23E
cr J ~ ( ~)t y
ii) Secciones cuadradas y rectangulares:
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
unlcon Manual de Diseno de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
CAPITULO I Consideraciones generales para el diseno
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
Consideraciones generales para el diseno CAPITULO I
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: +
unlcon Manual de Diseno de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
CAPITULO I Consideraciones generales para el diseno
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
Manual de Disefio de Estructuras de Acero con Perfiles T ubulares unlc::on
Consideraciones generales para el diseno CAPITULO I
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.)
unlcon Manual de Disefio de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
CAPITULO I Consideraciones generales para el disefio
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.)
Manual de Diseno de Estructuras de Acero con Perfiles T ubulares
Consideraciones generales para el diseno CAPITULO I
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
Manual de Diseno de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
CAPITULO I Consideraciones generales para el disefio
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
Consideraciones generales para el diseno CAPITULO I
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 ~
Consideraciones generales para el diseno
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
Manual de Disefio de Estructuras de Acero con Perfiles T ubulares unlc::on
Consideraciones generales para el diseno CAPITULO I
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
CAPITULO I Consideraciones generales para el diseno
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
Consideraciones generales para el diseno CAPITULO I
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
CAPITULO I Consideraciones generales para el diseno
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.
unlcon Manual de Diseno de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
-
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
Consideraciones generales para el d iseno CAPITULO I
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
CAPITULO I Consideraciones generales para el diseno
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
Consideraciones generales para el diseno CAPITULO I
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.
Manual de Disefio de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
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
Consideraciones generales para el diseno
Conexiones de perfiles tubulares cuadrados
y rectangulares , soldados directamente,
sin elementos de refuerzo
unlcon
- ---." --- -
Consideraciones generales para el diseno CAPITULO I
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.
unlcon Manual de Diseno de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
CAPITULO I Consideraciones generales para el diseno
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 <I> 0,60 Fwls con <I> ~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:
Manual de Diseno de Estructuras de Acero con Perfiles T ubulares unlcon
- - - - ~- -"-- -
Consideraciones generales para el diseno CAPITULO I
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
CAPITULO I Consideraciones generales para el diseno
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
Consideraciones generales para el diseno CAPITULO I
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
unlcon Manual de Disefio de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
CAPITULO I Consideraciones generales para el diseno
A) Conexi6n circular
Zona de Garganta
B) Conexi6n rectangular inclinada
Garganta dela soldadura
Transici6n de esquina
Zona de lado
C) Conexi6n rectangular calificada
Garganta dela soldadura
/~
/
/
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
Manual de Diseno de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
Corte e inglete a O< 60°
Garganta dela soldadura
Garganta dela soldadura
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
Manual de Diseno de Estructuras de Acero con Perfiles T ubulares
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
Consideraciones generales para el diseno CAPITULO I
/ /
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
Transicion de esquina
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
Transicion de esquina
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.
un Icon Manual de Diseno de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
CAPITULO I Consideraciones generales para el diseno
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
Consideraciones generales para el diseno CAPITULO I
I Of
( 1 - 0,81 ~ ) <I> = 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 <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.
Manual de Diseno de Estructuras de Acero con Perfiles T ubulares
CAPITULO I Consideraciones generales para el diseno
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
Manual de Diserio de Estructuras de Acero con Perfiles T ubulares
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
Consideraciones generales para el diseno CAPITULO I
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
unlcon Manual de Diseiio de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
CAPITULO I Consideraciones generales para el diseno
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
Consideraciones generales para el diser'io CAPITULO I
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
CAPITULO I Consideraciones generales para el diseno
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
Manual de Diseno de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares unlcon
Consideraciones generales para el diseno CAPITULO I
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
CAPITULO I Consideraciones generales para el diserio
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
Consideraciones generales para el diseno CAPITULO I
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
CAPITULO I Consideraciones generales para el diseno
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
Consideraciones generales para el diseno
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
Consideraciones generales para el diseno CAPITULO I
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
unlcon Manual de Disefio de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
CAPITULO I Consideraciones generales para el diseno
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,)
Manual de Diseno de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
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
Consideraciones generales para el diseno
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
CAPITULO I Consideraciones generales para el diseno
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 - -- --- -- - ....:........---.:..--=-------------------.:..::....----.!:=:!!!!!!!!:....-..:!
Consideraciones generales para el diseno
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
unlcon Manual de Disefio de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
CAPITULO I Consideraciones generales para el diseno
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)
Manual de Disefio de Estructuras de Acero con Perfiles T ubulares
<I> = 0,90
<I> = 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
unlc:on Manual de Diseno de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
CAPITULO I Consideraciones generales para el diseno
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
Manual de Diseno de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
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
Consideraciones generales para el diser'io CAPITULO I
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.
unlcon Manual de Disefio de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
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.
Manual de Diseno de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares unlcon
-- - - --
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
unlcon Manual de Diseno de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
CAPITULO I Consideraciones generales para el diseno
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
Manual de Diseno de Estructuras de Acero con Perfiles T ubulares unlc:on
Consideraciones generales para el diseno CAPITULO I
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
Manual de Diseno de Estructuras de Acero con Perfiles T ubulares
CAPITULO I Consideraciones generales para el diserio
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
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13.614 11 .801
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I 4.010 I 3.572
13.721 13.721
I 18.113 15.980
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18.200 18.200
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28.914 27.838
74'UI91 05 8.915
69
111.238
--~-
Manual de Diserio de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
80
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6.714
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4.451
6.143
7.628
10.172
24.925
unlc::on
Consideraciones generales para el diseno
TABLA Capacidad para conexiones Y y T, conexiones X Seccion Cuadrada (continuacion)
Cordon Espesor Diagonal "'P (K f) principal nominal montante 'I' n g
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
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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
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110 x 110
120 x 120
135 x 135
155 x 155
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60 x 60
70 x 70
90 x 90
100 x 100
110 x 110
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135 x 135
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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
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200 x 200
60 x 60
70 x 70
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28.771
T 40
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13.972
15.726
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6.731
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17.306
23.296
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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
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17.876
19.845
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50
34.987
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7.559
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11.514
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11 .025
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13.634
14.763
16.077
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34.987
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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
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15.112
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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
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36.905
5.916
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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
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58.763
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8.701
9.254
10.585
11.397
12.342
CAPITULO I
I so 28.813
3.996
4.422
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14.213
42.186
47.629
5.277
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7.886
8.751
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14.407
46.299
52.913
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9.159
10.672
11 .629
12.774
14.175
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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
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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
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16.640
22.824
58.763
67.657
8.104
8.607
9.814
10.551
11.406
unlc:on Manual de Diseno de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
CAPITULO I Consideraciones generales para el diseno
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
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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
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175x175
200 x 200
220 x 220
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30.303
34.792
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70 x 70
90 x 90
100 x 100
110 x 110
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200 x 200
220 x 220
260 x 260
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55.907
60.325
65.328
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89.750
112.057
159.355
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142.969 _..L' __
ON: Oesignaci6n comercial del producto en milimetros
T 40 I 45
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69.080
94.668
21 .048
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26.984
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34.974
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51 .342
71 .632
104.628
140.659
31.442
33.338
37.736
40.310
43.196
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41 .805
67.399
92.819
20.028
21 .467
24.941
27.070
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38.187
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142.969
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50
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36.943
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48.733
59.406
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142.969
60
14.972
17.378
22.131
30.662
67.399
92.819
15.799
16.839
19.342
20.872
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36.584
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69.080
94.668
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26.205
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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
Manual de Diseno de Estructuras de Acero con Perfiles T ubulares
70
13.454
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57.400
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r 80
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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
Consideraciones generales para el diseno
... jiiiiii. Capacidad para conexiones K
.......... Seccion Cuadrada
--_._----- - ---- -"'="-'==-=--=---=--=:::.:....::--
CAPITULO I
Cordon Espesor Diagonal "'P (K f) principal nominal montante 'I' n g
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 ~----~~~~-~~~~-~~----
Manual de Diseno de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
CAPITULO I
TAB1..i Capacidad para conexiones K ·""1·' Seccion Cuadrada (continuacion)
Consideraciones generales para el diseno
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
Manual de Diseno de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
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
Consideraciones generales para el diseno
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
CAPITULO I Consideraciones generales para el diserio
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
unlcon Manual de Diseno de Estructuras de Acero con Perfiles T ubulares
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
Consideraciones generales para el diseno
! 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:
Manual de Diseno de Estructuras de Acero con Perfiles T ubulares unlc:on
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
un Icon Manual de Diseno de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
CAPITULO I Consideraciones generales para el diseno
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
Manual de Disefio de Estructuras de Acero con Perfiles T ubulares
60·S 0 S90·
1,00
N2 1,00 + O,33N ,
0,90
unlcon
Consideraciones generales para el diseno
Armadura tridimensional con perfiles tubulares circulares
unlcon
CAPITULO I
Edificaci6n para transporte publico,
construida con perfiles tubulares Unicon
Caracas, Venezuela
Manual de Diseno de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
CAPITULO I Consideraciones generales para el diseno
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.
Manual de Diseno de Estructuras de Acero con Perfiles T ubulares unlcon
Consideraciones generales para el diseno
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.
Manual de Diseno de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
CAPITULO I Consideraciones generales para el diseno
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.
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Consideraciones generales para el diseno CAPITULO I
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.
Pernos A325, cuando las roscas
estan excluidas de los pianos de corte.
Pernos A490, cuando las roscas
no estan excluidas de los pianos de corte.
Pernos A490, cuando las roscas
estan excluidas de los pianos de corte.
Partes roscadas que reunan los requerimientos
de la secci6n A.3.4 de AISC, cuando las roscas
no estan excluidas de los pianos de corte.
Partes roscadas que reunan los requerimientos
de la secci6n A.3.4 de AISC, cuando las roscas
estan excluidas de los pianos de corte.
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%
unlc:on Manual de Diseno de Estructuras de Acero con Perfiles T ubulares
CAPITULO I Consideraciones generales para el diseno
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
Manual de Diseno de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares unlc:on
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 .
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CAPITULO I Consideraciones generales para el diseno
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
Consideraciones generales para el diser'io CAPITULO I
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
CAPITULO I Consideraciones generales para el diseno
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
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 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
Consideraciones generales para el diseno
..=.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
Pernos A325 Pernos A490
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
unlcon Manual de Diseiio de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
CAPITULO I Consideraciones generales para el diseno
TABLA Pernos en conexiones con deslizamiento critico Resistencia de diseno en corte simple bajo nivel de resistencia 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
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
Manual de Diseno de Estructuras de Acero con Perfiles T ubulares
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
Consideraciones generales para el diseno CAPITULO I
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
CAPITULO I Consideraciones generales para el diseno
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
Consideraciones generales para el diseno
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
Consideraciones generales para el diseno CAPITULO I
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
CAPITULO I Consideraciones generales para el diseno
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
- - =---"-" --"----
Consideraciones generales para el diser'io CAPITULO I
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:
n = numeros de pernos
unlcon Manual de Diseno de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
CAPITULO I Consideraciones generales para el diseno
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
n = numeros de pernos
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 .
Manual de Diseno de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
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
Manual de Diseno de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
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(<I>Fw 0,707l)
<I> = 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
Consideraciones generales para el diseno
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
unlcon Manual de Disefio de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
CAPITULO I Consideraciones generales para el diseno
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
Consideraciones generales para el d iseno CAPITULO I
,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 .
unlc:on Manual de Diseno de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
CAPITULO I
Planchas bases circulares entre el sistema de fundaci6n y estructura metalica. Medio convencional para la transmisi6n de las cargas a las fundaciones
Consideraciones generales para el diseno
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
Manual de Diseno de Estructuras de Acero con Perfiles T ubulares
Consideraciones generales para el diseno CAPITULO I
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
Manual de Diseno de Estructuras de Acero con Perfiles T ubulares
Consideraciones generales para el diseno
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
Manual de Diseno de Estructuras de Acero con Perfiles T ubulares unlc:on
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
Manual de Diseno de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
CAPITULO II Aplicaciones en sistemas no resistentes a sismos
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.
Calculo de la resistencia requerida:
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
Manual de Disefio de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
FIGURA
E o o ~
()
o () w
Miembro circ ular a com presion
unlcon
Aplicaciones en sistemas no resistentes a sismos CAPITULO II
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
unlcon Manual de Diseiio de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
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
unlcon Manual de Diseno de Estructuras de Acero con Perfiles T ubulares
CAPITULO II Aplicaciones en sistemas no resistentes a sismos
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
Calculo de la resistencia requerida :
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
Aplicaciones en sistemas no resistentes a sismos CAPITULO II
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
CAPITULO II Aplicaciones en sistemas no resistentes a sismos
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
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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
Inercia del concreto :
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
Manual de Diseno de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
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 ,
Inercia del concreto :
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
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Aplicaciones en sistemas no resistentes a sismos CAPITULO II
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
Calculo de la resistencia requerida:
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
unlcon Manual de Diseiio de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
I
CAPITULO II Aplicaciones en sistemas no resistentes a sismos
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.
Calculo de la resistencia requerida :
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
Manual de Diseno de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
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
Calculo de la resistencia requerida :
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
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Aplicaciones en sistemas no resistentes a sismos CAPITULO II
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
Calculo de la resistencia requerida :
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
CAPITULO II Aplicaciones en sistemas no resistentes a sismos
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
Manual de Disefio de Estructuras de Acero con Perfiles T ubulares unlc:on
Aplicaciones en sistemas no resistentes a sismos CAPITULO II
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
Manual de Disefio de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
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. )
Calculo de la resistencia requerida :
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
Comprobaci6n de la capacidad resistente del miembro
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
- - - -- --
Aplicaciones en sistemas no resistentes a sismos CAPITULO II
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
Comprobaci6n de la capacidad resistente del miembro
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) :
unlc:on Manual de Diseno de Estructuras de Acero con Perfiles T ubulares
CAPITULO II Aplicaciones en sistemas no resistentes a sismos
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
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~ 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 '" '"
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'" ~ 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
Aplicaciones en sistemas no resistentes a sismos CAPITULO II
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
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EC0220x90x4 5 EC0220x90x45 EC0220x90x45 EC0220x90x4 5 EC0220x90x45 -l- I
'" ~~ "'. '" EC0140x60x3 "'. '" EC0220x90x4,5 ~ EC0140x60x3 "'. '" EC0140x60x3 0 '" i " " " i
N 0
~ ~ 0
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N N EC0220x90x4,5 S EC0140x60x3 gj N N
T N
N ~ ~ 0 0 N N O . 0 u I ~ w
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EC02f x90x5,5 90x5,5 EC0260x90x5,5 EC026 x5,5 EC026 90x5,5 T
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~ EC0140x60x3 0 EC0140x60x3 g 0 EC0220x90x4,5 g 0 EC0140x60x3 0
T 0
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EC02f x90x5,5 EC026 / EC0260x90x5,5
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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
CAPITULO II Aplicaciones en sistemas no resistentes a sismos
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
ECO 220x90x4,5 --- <Pb Mn = 5.329 Kgf.m > 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 260x90x5,5 --- <Pb Mn = 8.394 Kgf.m > 6.720 Kgf.m
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 .
Manual de Diseiio de Estructuras de Acero con Perfiles T ubulares unlcon
Aplicaciones en sistemas no resistentes a sismos CAPITULO II
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
CAPITULO II Aplicaciones en sistemas no resistentes a sismos
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
Calculo de la resistencia requerida:
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
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Aplicaciones en sistemas no resistentes a sismos
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
Manual de Diserio de Estructuras de Acero con Perfiles T ubulares
CAPITULO II Aplicaciones en sistemas no resistentes a sismos
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
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CAPITULO II Aplicaciones en sistemas no resistentes a sismos
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:
Manual de Diseno de Estructuras de Acero con Perfiles T ubulares unlcon
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)
Manual de Diseno de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
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
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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
unlc:on Manual de Diseno de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
CAPITULO II Aplicaciones en sistemas no resistentes a sismos
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
Manual de Diseno de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
Techo con diseno arquitectonico (diseno Ifquido
can fromas libres) fabricado con
perfiles tubulares, en la region oriental del pais
unlc:on
Aplicaciones en sistemas no resistentes a sismos
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
Manual de Diseno de Estructuras de Acero con Perfiles T ubulares
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
Aplicaciones en sistemas no resistentes a sismos
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
@
Manual de Diseno de Estructuras de Acero con Perfiles T ubulares
CAPITULO II Aplicaciones en sistemas no resistentes a sismos
Calculo de la resistencia requerida:
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
Manual de Diseno de Estructuras de Acero con Perfiles T ubulares unlc:on
Aplicaciones en sistemas no resistentes a sismos
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"
Calculo de la soldadura:
~ = 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
unlcon Manual de Diseno de Estructuras de Acero con Perfiles T ubulares
CAPITULO II Aplicaciones en sistemas no resistentes a sismos
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 .
Calculo de la resistencia requerida:
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
Aplicaciones en sistemas no resistentes a sismos CAPITULO II
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
unlcon Manual de Diserio de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
-.---------~--.------------------------------------------------~
CAPITULO II Aplicaciones en sistemas no resistentes a sismos
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.
Empleando electrodos E70XX - Fexx = 70 ksi = 4.900 Kgf/cm2
<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 .
Manual de Diseno de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares unlcon
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
CAPITULO II Aplicaciones en sistemas no resistentes a sismos
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.
Manual de Diseno de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares unlc:on
r
Aplicaciones en sistemas no resistentes a sismos CAPITULO II III ---------------------------
Calculo de la resistencia requerida:
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.
un Icon Manual de Diseno de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
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
Calculo de la soldadura:
1. Soldadura de filete en la planeha que atraviesa la columna.
Empleando electrodos E70XX - Fexx = 70 ksi = 4.900 Kgf/cm2
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
Aplicaciones en sistemas no resistentes a sismos CAPITULO II
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
unlcon Manual de Diseno de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
CAPITULO II Aplicaciones en sistemas no resistentes a sismos
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
Manual de Diseno de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
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.
Manual de Diseno de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares unlc:on
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
Manual de Disefio de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
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.
Manual de Diseno de Estructuras de Acero con Perfiles T ubulares unlcon
1111
Aplicaciones en sistemas resistentes a sismos CAPITULO III
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Tubular ECO (HSS)
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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
Aplicaciones en sistemas resistentes a sismos CAPITULO III
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
unlcon Manual de Diserio de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
CAPITULO III Aplicaciones en sistemas resistentes a sismos
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.
Manual de Disefio de Estructuras de Acero con Perfiles T ubulares unlc:on
Aplicaciones en sistemas resistentes a sismos
.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
unlcon Manual de Diserio de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
CAPITULO III Aplicaciones en sistemas resistentes a sismos
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
Manual de Diseno de Estructuras de Acero con Perfiles T ubulares unlc:on
Aplicaciones en sistemas resistentes a sismos
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 <I>,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 <I>,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
Manual de Diserio de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
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
Aplicaciones en sistemas resistentes a sismos CAPITULO III
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
Manual de Diseno de Estructuras de Acero con Perfiles T ubulares
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
Manual de Diseno de Estructuras de Acero con Perfiles T ubulares unlcon
Aplicaciones en sistemas resistentes a sismos
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
CAPITULO III Aplicaciones en sistemas resistentes a sismos
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.
Manual de Diseno de Estructuras de Acero con Perfiles T ubulares unlc:on
Aplicaciones en sistemas resistentes a sismos
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,
unlcon Manual de Diseno de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
CAPITULO III Aplicaciones en sistemas resistentes a sismos
@ @
@ @
@ @
@ @
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
Aplicaciones en sistemas resistentes a sismos CAPITULO III
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
CAPITULO III Aplicaciones en sistemas resistentes a sismos
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
Aplicaciones en sistemas resistentes a sismos CAPITULO III
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
un Icon Manual de Diseno de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
CAPITULO III Aplicaciones en sistemas resistentes a sismos
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
Manual de Diseiio de Estructuras de Acero con Perfiles T ubulares unlcon
Aplicaciones en sistemas resistentes a sismos CAPITULO III
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
unlc:on Manual de Diseno de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
CAPITULO III Aplicaciones en sistemas resistentes a sismos
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 .
Manual de Disefio de Estructuras de Acero con Perfiles T ubulares unlcon
Aplicaciones en sistemas resistentes a sismos CAPITULO III
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) .
unlcon Manual de Diseno de Estructuras de Acero con Perfiles T ubulares
CAPITULO III Aplicaciones en sistemas resistentes a sismos
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
Manual de Diseno de Estructuras de Acero con Perfiles T ubulares unlc:on
Aplicaciones en sistemas resistentes a sismos CAPITULO III
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 .
Manual de Diseno de Estructuras de Acero con Perfiles T ubulares unlcon
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
Manual de Diseiio de Estructuras de Acero con Perfiles T ubulares
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
Manual de Diseno de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
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
Aplicaciones en sistemas resistentes a sismos CAPITULO III
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.
unlc:on Manual de Diseno de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
CAPITULO III Aplicaciones en sistemas resistentes a sismos
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.
Manual de Diseno de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares unlc::on
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
unlcon Manual de Diseno de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
CAPITULO III Aplicaciones en sistemas resistentes a sismos
~ 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
\
3 10 Ul
8m2 If) N
l'-If)
('()
[I 10m2
I ,bl
- fl--=-
~l <Q l'-
0 12m2 ------"
1,50
D If)
l'- -----"J If)
('()
1 -;-7-25 2,450
U 0 -fl-
EDIFICIO MUL TIFAMILIAR UN ICON
PLANTA GENERAL DE ARQUITECTURA (APARTAMENTO) APARTAMENTOS DE 70M
2aprox.
ITl 11 3 ,07 5
\
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1
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FIGURA dAd Ed·f· " M I"f "I" .11 fD Planta e partamento e I lelo u tl ami lar
Manual de Diserio de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares unlcon
Aplicaciones en sistemas resistentes a sismos CAPITULO III
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i 0 0 .. n o 0 D o n ~ ~ o 0 i , , l ________________ _ __ ___ _______________________________________________________________________________________________________________ J
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
Manual de Diseiio de Estructuras de Acero con Perfiles T ubulares
CAPITULO III Apiicaciones en sistemas resistentes a sismos
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C 1.N/Yel N+2.15 _ .:J 1 [J
I
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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.
Manual de Diseno de Estructuras de Acero con Perfiles T ubulares un Icon
Aplicaciones en sistemas resistentes a sismos CAPITULO III
[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
unlc:on Manual de Diserio de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
CAPITULO III Aplicaciones en sistemas resistentes a sismos
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
Aplicaciones en sistemas resistentes a sismos CAPITULO III
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.
unlc:on Manual de Diseno de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
CAPITULO III Aplicaciones en sistemas resistentes a sismos
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
IW&!o la8lIdb I W6~ IW6~ l8ildb IW~ IW&!o l8ildb IW~ IW&!o IW6~ e.1O a.168 UI8 e •• ' 1.1''' Doell7 e •• 7 9.11e7 MIS e. J68 .809 ... '" ~~ '" a~
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J8IDdb JalX6S JBIliIdb 18I!X6& JalX6S U8& ua~ U85 8.280 ua~ .. .. .. ... .. .. !!!.
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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
Aplicaciones en sistemas resistentes a sismos CAPITULO III
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1 ~ai .,.; z· ~si + .:,'"' z~ ~ai .:,'" z~
LL ~ ~ ~ & Lb.
FIGURA Relacion Demanda/Capacidad Portico 2
'flt}-1Q <rl0).7f1 'flt}-7'6 200)7" 7fiIN-1'6 . '6, IS· II, 1115 /0f'XJ~ z.<ll>X1'6 . 1\,~6 ~,t'96 . RfilfrxJ9 0. \33 0./J;J 0.2t19 0.<89 s s
~ ~~ .. <3> @~ ~;;; " 44'-1'..>
....... ~ ~~ ~~ " 44'-1'..> ~~ ~ ..... ~ '(b/ 7a:i t)i~\ ..... ~ 0'"' -;- .. u ~. 7~ -;- .. '~ ~. '" u u u
220XP0 220X9I! 220XP0 220X9I! ~,~69 ~ , ~69 ~,747 ~ , 747
"" "" ... "" "" '"' x~ '?-~~{}- x~ 81!}..> ~:;: X'" '?-~~~ @~ 81!}..> ~~ ~~ "':;l ,,<» ~~ ~:J: 75 ' .06".0 Z<s ~~ ~.'l. '.0"..> ZlSi ~ ... w ~ ...
220XP0 220X9I! 220XP0 220XPI! 8 . ~69 B . ~69 B.746 6. 746
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220XP0 220X9I! 220XP0 220X9I! ~ , ~69 Fl, ~69 6,747 6.747
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FIGURA Relacion Demanda/Capacidad: Porticos A = J Portico D = G
unlcon Manual de Diseno de Estructuras de Acero con Perfiles T ubulares
CAPITULO III Aplicaciones en sistemas resistentes a sismos
'flfliI-7QJ 2{/0)7" '{lf01-7QJ 2{/0).7fJ ~7'" ",,297 ~ , :?97 <0trxl(j ~~ ~ ,293 ~,29J C08v(j 0. 223 0.?2J 0 .2\7 0.?1l ... 50
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220X90 220X9Il 220X90 220X99 8.70.', B.70.> B.70.> 8.70.',
"" "" co "" CSt '" ~~ ~;:;
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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
Manual de Diseno de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
PERNOS
(A-325)
FIGURA
~ ~
b b
III IPl Conexion diagonal concentrica
unlc:on
Aplicaciones en sistemas resistentes a sismos
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
unlcon Manual de Diseno de Estructuras de Acero con Perfiles T ubulares
CAPITULO III Aplicaciones en sistemas resistentes a sismos
Conexiones empernadas para arriostramientos concentricos con perfiles tubulares cuadrados de acero de alta resistencia
Manual de Disefio de Estructuras de Acero con Perfiles T ubulares
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
Manual de Disefio de Estructuras de Acero con Perfiles T ubulares
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
Manual de Disefio de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
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
Manual de Diseno de Estructuras de Acero con Perfiles T ubulares unlc:on
Catalogo de Conexiones CAPITULO IV
1V.1. 1. 1 Conexiones soldadas para arriostramientos diagonales
'/ /Y -
I
B I -- --------I ~ I
----------- ------------------------~~
// 'y // -
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-----------------
E-:=:::::::- =-:=:::::::- =-=$- ~-~- ~-~- ~-~------------~'--
r-----------------
FIGURA • "A:. Seccion circular con plancha de conexion concentrica
unlc:on Manual de Diseno de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
CAPITULO IV Catalogo de Conexiones
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)
Manual de Diseiio de Estructuras de Acero con Perfiles T ubulares unlcon
Catalogo de Conexiones CAPITULO IV
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
CAPITULO IV Catalogo de Conexiones
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
Catalogo de Conexiones CAPITULO IV
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
CAPITULO IV Catalogo de Conexiones
IV.1.3. Conexiones especiales soldadas para porticos a momento (continuacion)
I I
f---- --I ----------, I I I
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
j- I I I I
1
I I I
I I I I
,fLJ 1
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
Catalogo de Conexiones CAPITULO IV
IV.1.4. Conexiones para ultimo nivel con planchas sobre columna y apoyo de viga.
- --- - -~ --------- t I
fT I I
I
I I
I I
I I
I I
I I
I I
I I I I I
I
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S I i~ il- I E-+-3 II I I II I I II I _L I I I II I I Il )} '''::==== -T- ====::::/
I I +
I I I I I I I
I 1\ ~
unlc:cn Manual de Diseno de Estructuras de Arero con Perfiles T ubulares
CAPITULO IV Catalogo de Conexiones
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
Manual de Diseno de Estructuras de Acero con Perfiles T ubulares un Icon
Catalogo de Conexiones
IV.1.5. Conexiones a corte 0 simple para vigas.
,
I ,
I ,
I ,
L- -------~...-..... ,
I ,
I ,
I
!
I ,
I -+-
I ,
I , ~
FIGURA Conexion simple para vigas con plancha I "'{'I de cabeza y plancha a cara de columna
,
I ,
I ,
I ,
L-,
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I ,
I
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i [ - - - - - ~--~~ - - ~ ~...mzJ)
FIGURA Conexion simple para vigas con plancha I '+'11 a traves de viga a cara de columna
+: I I
i 'I i I I
i I I :----T----' -; ,
; I
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CAPITULO IV
!
I ,
~ I ---------,,~~-- -+-
I ,
I
I ._--.----------------
FIGURA Conexion simple para vi gas con plancha de I "') I cabeza y plancha a dos caras de la columna
r I
'-----t-----' ,
I ,
L-,
I ,
I ,
.J ;
;
; ;
----t------;
i ;
i
l
FIGURA Conexion simple para vigas con plancha I "'t' a traves de viga a dos caras de la columna
unlc:on Manual de Diseno de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
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
,
I ,
I ,
I --+--
I ,
I ,
I ,
~ __ ~ _____________ l I --+---- - t-----------------=---=-
! (----+----J
FIGURA C . . . I . . t b I i "4'f1 onexlon simp e vlga-vlga en re tu u ares
Manual de Disefio de Estructuras de Acero con Perfiles T ubulares unlc:on
Catalogo de Conexiones CAPITULO IV
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
unlc:on Manual de Diseno de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
, ..
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
'-8 H --+-F-=-=-=- -=-'- -=-=- '-="'- -= - 0.=..- =-=- -=-=- =-=- -=-=- -=-'- -=-=- '-="'- -= - 0.=..- -=-=- =-=- =-=- - =-=- -=-'- -=-=- '-="'- -=-=1 ~ ;
I _ B _ I
FIGURA Conexion en K con espaciamiento 'h'WXl
f-------------------------
FIGR RA Conexion en K con solapamiento
','''W'
Manual de Disefio de Estructuras de Acero con Perfiles T ubulares
CAPITULO IV Catalogo de Conexiones
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
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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
Catalogo de Conexiones CAPITULO IV
IV.1.7. Conexi ones directas entre perfiles tubulares para fuerzas axiales (continuacion)
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FIGR RA Conexi6n en K con extremos parcialmente aplastados "',,ct-,
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FIWRA Conexi6n en Neon extremos totalmente aplastados "Jf{;J
unlcon Manual de Diseno de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
CAPITULO IV Catalogo de Conexi ones
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
Catalogo de Conexi ones CAPITULO IV
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(.) ,
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FIGURA Conexion en X a momenta "'tU '
unlcon Manual de Diseno de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
CAPITULO IV
IV.1 .1 O. Conexiones para empalmes entre tubulares.
FIGURA Empalme de miembro (columna, puntal, etc.) sin refuerzo
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Catalogo de Conexiones
FIGURA Empalme de miembro (columna, puntal, etc.) con refuerzo. Dos caras
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FIGURA Empalme de miembro tipo viga con placa de refuerzo. Dos caras
Manual de Diseno de Estructuras de Acero con Perfiles T ubulares un Icon
Catalogo de Conexiones CAPITULO IV
IV.1.1 O. Conexiones para empalmes entre tubulares (continuacion)
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FIGURA Empalme de miembro tipo viga con placa de refuerzo. Una cara
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FlfYRA Empalme recto de miembro tipo viga
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unlc:on Manual de Diseno de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
CAPITULO IV Catalogo de Conexiones
Il!!l Catalogo de Conexiones Empernadas
IV.2.1. Conexiones empernadas para arr iostramientos en sistemas con diagonales concEmtricas.
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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)
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2 ft CONEXION (DOBLE)
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FIGURA Conexi6n especial con simple diagonal unida a la columna "ZPl y ala plancha base para secciones tubulares ECO 0 HSS
Manual de Diseno de Estructuras de Acero con Perfiles T ubulares unlc:on
Catalogo de Conexi ones CAPITULO IV
IV.2.2. Conexiones especiales empernadas para sistemas con porticos a momentos.
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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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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
unlcon Manual de Disefio de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
CAPITULO IV Catalogo de Conexi ones
IV.2.2. Conexiones especiales empernadas para sistemas con porticos a momentos (continuacion)
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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
Catalogo de Conexiones CAPITULO IV
IV.2.2. Conexiones especiales empernadas para sistemas con porticos a momentos (continuacion)
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para esquinas
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unlcon Manual de Diseno de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
CAPITULO IIV Catalogo de Conexi ones
IV.2.2. Conexiones especiales empernadas para sistemas con porticos a momentos (continuacion)
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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
Manual de Diseno de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares unlcon
Catalogo de Conexi ones CAPITULO IV
IV.2.2. Conexiones especiales empernadas para sistemas con porticos a momentos (continuacion)
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FIGURA Conexion especial a momento con perfiles tubulares ECO 0 HSS Y planchas que forman diafragmas alrededor de la columna tubular, para laterales
unlc:on Manual de Diserio de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
CAPITULO IV Catalogo de Conexi ones
IV.2.3. Conexiones a corte 0 simple para vigas.
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Manual de Diseno de Estructuras de Acero con Perfiles T ubulares unlcon
Catalogo de Conexiones CAPITULO IV
IV.2.3 . Conexiones a corte 0 simple para vigas (continuacion)
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Manual de Disefio de Estructuras de Acero con Perfiles T ubulares
CAPITULO IV Catalogo de Conexiones
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
Catalogo de Conexiones
IV.2.3. Conexiones a corte 0 simple para vigas (continuacion)
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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
unlcon Manual de Diseno de Estructuras de Acero con Perfiles T ubulares
CAPITULO IV
IV.2.3. Conexiones a corte 0 simple para vigas (continuacion)
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Cataiogo de Conexiones
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1 era etapa 2da etapa
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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
Catalogo de Conexiones CAPITULO IV
IV.2.4. Conexiones para ultimo nivel con planchas a tope de la columna .
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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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Manual de Diseno de Estructuras de Acero con Perfiles T ubulares unlcon
Cata/ogo de Conexi ones CAPITULO IV
IV.2.4. Conexiones para ultimo nivel con planchas a tope de la columna (continuacion)
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
CAPITULO IV Catalogo de Conexiones
IV.2.4. Conexiones para ultimo nivel con planchas a tope de la columna (continuacion)
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i'raM Columna con tapa y plancha para soporte de viga, conexiones empernadas
Manual de Disefio de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares unlcon
Catalogo de Conexiones CAPITULO IV
IV.2.S. Conexiones para armaduras 0 miembros compuestos y columnas.
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FIGURA Diferentes conexiones para empalmar; planchas de apoyo sobre columnas, ....... lI.0II para unir armaduras 0 cerchas, contravientos, arriostramientos, etc.
unlcon Manual de Diseno de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
CAPITULO IV Catalogo de Conexiones
IV.2.6. Conexiones para empalmes de miembros tubulares.
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FIGURA Conexiones de empalme con bridas 0 planchas extremas, en columnas circulares, cuadradas y rectangulares
Manual de Disefio de Estructuras de Acero con Perfiles T ubulares unlcon
Catalogo de Conexiones CAPITULO IV
IV.2.6. Conexiones para empalmes de miembros tubulares (continuacion)
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con pernos distribuidos en todos lados
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FIGURA Conexiones de empalme para miembros tipo viga con planchas extremas, con per nos distribuidos en dos lados
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unlcon Manual de Diseno de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
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
Catalogo de Conexi ones CAPITULO IV
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
unlcon Manual de Diseiio de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
IV.2.8. Conexi ones de apoyo y extremos
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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
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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.
Manual de Diserio de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares unlcon
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.
unlc:on Manual de Diseno de Estructuras de Acero con Perfiles Tubulares
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.
Manual de Disefio de Estructuras de Acero con Perfiles T ubulares unlcon
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 .
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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 .
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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.
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