Diseno_CONEXIONES

Proyecto Ejecutivo del Cárcamo deBombeo y Emisor de Aguas Residualespara Nogales, Sonora.

No. de Contrato CONTA08-019Tarea II

Sección 5:Proyecto Estructural

DISEÑO DE CONEXIONESTipo de Viga: HOJA: 1 de 4

Diseño: IPRMaterial: CÁLCULO: 1

AceroFECHA:

CONEXIONES ATORNILLADAS:

Las conexiones que transmiten esfuerzos calculados, se diseñaran para soportar no menos de 3000 Kg.Excepto que se indique de otra manera, el uso de tornillos de alta resistencia se hará conforme a las disposiciones de las especificaciones para juntas estructurales con tornillos ASTM A-325 ó A-490.

TABLA 1. Esfuerzo cortante último en sujetadores

Para las conexiones de los perfiles IPR Trabe-Columna se emplearán tornillos de alta resistencia ASTM A-325de 1/2" x 2" de longitud galvanizado tipo I con dos rondanas planas endurecidas, apretados según las normasAISC vigentes y serán de tensión controlada. La soldadura se hará con electrodos de la serie E-7018 según.las normas AWS vigentes. La placa utilizada será de acero laminado de 3/8" de espesor.

DATOS:

Tornillos A-325Área (At) 1.27Díametro (d): 1.27 cm (1/2")Longitud: 5.08 cm (2.0")Cantidad: 3.00 Pzas.Díam. Barrenos: 1.59 cm (5/8")Resistencia Fy: 2530

Placa de acero laminadoEspesor (t): 0.95 cm (3/8")Ancho de placa: 18.00 cm

Carga P = 4000.00 Kg (Carga neta de Trabajo)

ESFUERZOS PERMISIBLES:

1).- Cortante simple: fv = 1054.002).-Aplastamiento: fa = 1.35 Fy = 3415.503).- Tensión: ft = 1518.00

cm²

Kg/cm²

Kg/cm²Kg/cm²Kg/cm²






AceroFECHA:

Área Neta: An = Ag - Ab = 13.02

Donde:Ag = Area de la placa = (Ancho de placa)(Espesor t) = 17.1

4.08

1.43 cm

FIGURA 1. Detalle de conexión

REVISIÓN DE ESFUERZOS PERMISIBLES:

1).- Cortante: fv = P/Av = 1049.87 1054

Av = área de tornillos = 1.27 x 3 = 3.81

2).- Aplastamiento: fa = P/Ap = 1105.13 3415.50

Ap = (No tornillos)(diámetro)(t) = 3.62

3).- Tensión: ft = P/An = 307.11 1518.00

An = área Neta = 13.02

cm²

cm²Ab = área de los Tornillos = (No pzas)(Ø + 0.16)(t) = cm²

Holgura = Ø + 1/16" =

Kg/cm² < Kg/cm²

cm²

Kg/cm² < Kg/cm²

cm²

Kg/cm² < Kg/cm²

cm²




DISEÑO DE MARCOS (PENDIENTE-DEFLEXIÓN)Tipo de Viga: HOJA: 3 de 4


AceroFECHA:

Cargas límite para producirse la falla:

1).- Cortante: P = (fv)(Av) = 4015.74 Kg > 4000.00 Kg

2).- Aplastamiento: P = (fa)(Ap) = 12362.40 Kg > 4000.00 Kg

3).- Tensión: P = (ft)(An) = 19771.19 Kg > 4000.00 Kg

RESISTENCIAS DE DISEÑO:

1).- Cortante: ФRn = Ф fv (At) = 9644.06 Kg > 4000.00 Kg

0.75fv = Resistencia última a cortante = 3375 (Para A-325-N, Tabla 1)

2).- Aplastamiento:

Para el cálculo de la resistencia por aplastamiento se determina el diámetro aproximado del barrenocorrespondiente al diámetro del tornillo a utilizar:

Díametro de barrenos: Db = 1.43 cm ≈ 5/8" = 1.59 cm

Aplastamiento en barrenos: Lc = Le - (Db/2) = 2.21 cm

Le = Distancia mínima al borde entre tornillo y placa = 3.00 cm (Figura 1)

Entonces tenemos que: 2d = 2.54 cm

Sí, Lc < 2d, entonces la resistencia para un barreno en el extremo será:

ФRn = Ф(1.2 Lc t Fu) = 3186.11 Kg

Fu = Resistencia mínima a la tensión = 1690

Para los otros 2 barrenos:

Lc = S - Db = 4.41 cm

S = separación entre barrenos = 6.00 cm (Figura 1)

Si Lc > 2d, entonces tenemos que:

7340.35 Kg

Ф = factor de resistencia = Kg/cm²

Kg/cm²

ФRn = Ф(2.4 d t Fu)2 =




DISEÑO DE MARCOS (PENDIENTE-DEFLEXIÓN)Tipo de Viga: HOJA: 4 de 4


AceroFECHA:

Por lo tanto la Resistencia Total será: 10526.46 Kg > 4000.00 Kg

3).- Tensión sobre el área neta:

ФRn = Ф Fu An = 16508.55 Kg > 4000.00 Kg


No. de Contrato CONTA08-019 Tarea II




AceroFECHA:

CONEXIONES SOLDADAS:

Las soldaduras más usadas en las construcciones de acero son los electrodos E-7018 y la E-6010 junto conel acero A-36. Los dos primeros números se refieren a la resistencia de la soldadura:

Los siguientes criterios de diseño para estados límite rigen para las conexiones soldadas usadas en miembrosestructurales de acero formados en frío, en los cuales el espesor de la parte conectada más delgada es de46 mm ó mayor.

Para las conexiones de los perfiles IPR Trabe-Columna se emplearán tornillos de alta resistencia ASTM A-325de 1/2" x 2" de longitud galvanizado tipo I con dos rondanas planas endurecidas, apretados según las normasAISC vigentes y serán de tensión controlada. La soldadura se hará con electrodos de la serie E-7018 según.las normas AWS vigentes. La placa utilizada será de acero laminado de 3/8" de espesor.

Requisitos de las soldaduras:

2.- Longitud mínima = 4 veces la dimensión del filete3.- El grueso máximo del filete = et = (espesor de placa - 1/16")4.- Para placas de 1/4", el filete será de 1/4"

Se va a diseñar una soldadura de filete para la unión entre vigas y columnas de perfiles estructurales. En estetipo de soldaduras el cordón esta formado en su sección transversal por un ángulo diedro, y se emplea paraunir dos piezas alineadas entre si.

Figura 1. Soldadura de filete

La soldadura tipo filete es la mas utilizada y es el tipo de soldadura que se utilizará en la resolución deproblemas que invlucran conexiones soldadas. Su anáilisis se basa en la suposición teórica de que la seccióntransversal de la soldadura conforma un triángulo rectángulo de 45°. No se considerará para el cálculocualquier refuerzo adicional fuera de la hipotenusa que conforma el triángulo formado con dicho ángulo.

E-7018; la cual tiene una resistencia de 70,000 lb/plg² = 4922 Kg/cm²E-6010; la cual tiene una resistencia de 60,000 lb/plg² = 4219 Kg/cm²

1.- fs = 1476 Kg/cm²






AceroFECHA:

Datos:Placa de acero laminado:Espesor (t): 0.95 cmAncho de placa: 18.00 cmFuerza o carga P = 4000.00 Kg

910 (Según AWS)

Garganta Efectiva: Ge = (es)(cos 45°) = 0.56 cm

Tamaño de Filete: es = (t - 1/16") = 0.79 cm (5/16") > 0.5 cm (Ok)

Longitud de cordón: Lc = 4es = 3.16 cm

Área de la soldadura = As = Ge x Lc = 1.77 cm²

Por lo tanto la carga de tracción admisible es igual al producto de la tensión de trabajo en cortante y el áreaque lo resiste:

9150.10 Kg > 4000.00 Kg (Satisfactorio)

No de cordones = 5.70

estas soldaduras de filete están sometidas evidentemente a tensiones de flexión, así como de tracción ademásde las anteriormente consideradas tensiones cortantes. En general no se tienen en cuenta porque el fallo seproduce por cortante en la garganta.

Tensión de trabajo de soldaduras: σ = Kg/cm²

Carga P = (σ)(As)(# cordones) =

E-70

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