Conexiones a Corte

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Sesión 1: Conexiones a Corte, Parte I 14 Mayo, 2018

PROGRAMA DEL CURSO

14 Ma Mayo, yo, 20 2018 18 Sesión Sesión 1. Concepto Conceptoss Fundame Fundamentale ntales. s. Conexione Conexioness a Corte. Corte. 15 Ma Mayo, yo, 20 2018 18 Sesión Sesión 2.Conexion 2.Conexiones es en Marcos Marcos a Mome Momento nto.. 16 Ma Mayo, yo, 20 2018 18 Sesión Sesión 3. Conexione Conexioness en Marcos Marcos Arriostrado Arriostrados. s. 17 Ma Mayo, yo, 20 2018 18 Sesión Sesión 4. Conexione Conexioness Especiale Especiales. s. 18 Ma Mayo, yo, 20 2018 18 Sesión Sesión 5. Diseño Diseño de Conexione Conexioness empleando empleando MEF MEF, Parte Parte I. 19 Ma Mayo, yo, 20 2018 18 Sesión Sesión 6. Diseño Diseño de Conexione Conexioness empleando empleando MEF MEF, Parte Parte II. II.

Héctor A. Díaz C.

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Sesión 1: Conexiones a Corte, Parte I 14 Mayo, 2018

CONTENIDO 1. Comportamiento Comportamiento y filosofía de diseño. diseño. 2. Clasificación de conexiones según según AISC. AISC. Anál is is y Di seño de Con exi ones en Acer o Sesión 1: Conexiones a Corte, Parte I 14 Mayo, 2018

3. Tipos de conexione conexioness a corte. 4. Consideraciones generales generales de diseño. 5. Conexiones de doble ángulo (Double (Double Angle). Angle). 6. Conexiones de ángulo simple (Single (Single Angle). Angle).

Presentado por: Héctor Díaz C. Ing. Civil, Msc. Consultor Estructural, Soporte CSI.

7. Conexiones de plancha simple (Single (Single Plate). Plate).















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Sesión 1: Conexiones a Corte, Parte I


14 Mayo, 2018

CONTENIDO 1. Comportamiento Comportamiento y filosofía de diseño. diseño. 2. Clasificación de conexiones según AISC AISC.. 3. Tipos de conexione conexioness a corte. 4. Consideraciones generale generaless de diseño. 5. Conexiones de doble ángulo (Double (Double Angle). Angle). 6. Conexiones de ángulo simple (Single (Single Angle). 7. Conexiones de plancha simple (Single (Single Plate). Plate).

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COMPORTAMIENTO COMPORT AMIENTO Y FILOSOFÍA DE DISEÑO AISC 360, B3.4a / J1.2. Con exio nes simp si mples les • Debe Debenn ser diseñ diseñadas adas como flexible flexibles. s. • Se pe perm rmit itee dise diseña ñarl rlas as sola solame ment nte e pa para ra reac reacci cion ones es de cort corte e (no (no

transmiten momentos). • Se pu pued edee supo supone nerr qu que e ha hayy rota rotaci ción ón rela relati tiva v a sin sin rest restri ricc ccio ione ness

entre los elementos conectados ( ririgidez rotacional mu y pequeña). • Deb Deben en poseer poseer sufici suficient ente e capaci capacidad d ad de rotaci rotación ón para para acomod acomodar ar la rotación requerida en el estado límite de agotamiento resistent resistentee de los elem elemento entoss cone conectad ctados. os. • Se permit permitee desarr desarroll ollar a r algo algo de deform deformaci ación ón inelás inelástic tica, a, pero pero autoautolimitante limitante,, para acom acomodar odar dich dichas as rotacion rotaciones. es.















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COMPORTAMIENTO COMPORT AMIENTO Y FILOSOFÍA DE DISEÑO

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Momento en la conexión

Momento y rotación para cargas de servicio

Las caract caracterí erísti sticas c as más import important antes es del com compo porta rtamie miento nto de un una a con conexi exión se pue uede den n rep represe resent ntar ar me medi diaant nte una to rotaci rotación ón (M-θ)

Punto de inflexión

Dependiendo de la posición del punto de inflexión en la v iga, la cone conexi xión ón esta estará rá some someti tida da a cort cortee y mo mome ment ntoo flec flecto torr. La po posi sici ción ón de dell punto punto de inflex inflexión ión depend depende e de la rigid rigidez ez rotaci rotaciona onall de la conexi conexión. ón.















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COMPORTAMIENTO COMPORT AMIENTO Y FILOSOFÍA DE DISEÑO Rotación, θ

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COMPORTAMIENTO COMPORT AMIENTO Y FILOSOFÍA DE DISEÑO ¿Cuál ¿Cuál debería ser la demanda de ductili dad rotacional? Considerando una viga simplemente apoyada con carga uniforme,

Momento, M

Cedencia de la conexión A niv el de ser vic io Puntos de inflexión

En el momento de la cedencia A niv el de co lapso de la v iga Suposición de viga simplemente apoyada

Cuando Cuando se alcanz alcanzaa la cedenc cedencia ia de la conexi conexión, ón, su rigide rigidezz rotaci rotaciona onall dismin disminuye uye.. Esta Esta redu reducc cció iónn en la rigi rigide dezz da luga lugarr a una una redi redist stri ribu buci ción ón de los los mome moment ntos os haci haciaa el cent centro ro de la viga viga.. Las Las cone conexi xion ones es a cort corte e debe deben n pose poseer er sufi sufici cien ente te ductilidad ductilidad rotacional rotacional para permitir permitir esta redistribuc redistribución ión de solicitacion solicitaciones. es.

La rotación elástica en los el extremos de la viga es:

 s

=

Para el momento de primera cedencia:

 y

=

M y

= F y S x =

2 F y I

d

qL3 24 EI

=

qL2 L 8 3 EI

=

ML 3 EI

M y L 3 EI  y

=

2 F y

 L   

3 E  d 















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¿Cuál ¿Cuál debería ser la demanda de ductil idad rotacional?

¿Cuál ¿Cuál debería ser la demanda de ductili dad rotacional?

La rotación inelástica en los extremos de la viga ha sido determin dete rminada ada experiment experimentalme almente nte (Astaneh (Astaneh et. al 1988 1988), ),

De acuerdo a resultados experimentales, la rotación cuando se alcanza el momento plástico de la viga se puede estimar como:

 p

=

M p L 2.5 EI

=

M p L

Sabiendo que:

 p

Considerando conservadoramente que:

M p

Substituyendo términos:

 p

=

Asumiendo que:

F y

= 36 ksi ,

La demanda de ductilidad rotacional en la conexión es:

 p

 0.03 rad

M y

y

2.5 EI

M y

=

2 F y I

d

= 1.25 1.25 M y L 2.5 EI

E =

 p

29000 ksi

= y

F y L Ed L d = 24

Nota: Entre los investigadores y comités del AISC, se ha adoptado una demanda de ductilidad rotacional de 0.03 radianes como un estándar de facto.

















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CONTENIDO



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CLASIFICACIÓN CLASIFICA CIÓN DE CONEXIONES SEGÚN AISC M

















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CLASIFICACIÓN CLASIFICA CIÓN DE CONEXIONES SEGÚN AISC Concepto de línea de viga:

CLASIFICACIÓN CLASIFICA CIÓN DE CONEXIONES SEGÚN AISC Concepto de línea de viga:

















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CLASIFICACIÓN CLASIFICA CIÓN DE CONEXIONES SEGÚN AISC AISC 360, C-B 3.6

CONTENIDO

















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TIPOS DE CONEXIONES A CORTE

TIPOS DE CONEXIONES A CORTE •

Plancha extrema en cortante (shear end-plate)



















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CONEXIONES DE DOBLE ÁNGULO Soldada / Apernada, Apernada, ángulos sol dados al alma de la v iga soportada:   0.03 rad

•

Hipótesis de diseño: El punto de inflexión se encuentra en la cara del elemento de soporte.

La soldadura en el alma de la viga sopo soport rtad ada a se debe debe dise diseña ñarr pa para ra resi resist stir ir corte excén excéntrico trico..

CONEXIONES DE DOBLE ÁNGULO Soldada / Apernada, Apernada, ángulos sol dados al alma de l a viga soportada: •

Estados límites particulares.

Área de co rte

Viga: o o o

o

Cedencia por corte. Bloque de cortante. Resistencia por flexión y pandeo de la sección destajada. Resistencia del alma en la soldadura.

t w ≥ 2.36F w ΤFu Soldadura: o

Rotura por corte excéntrico.

Área de t racci ón















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CONEXIONES DE DOBLE ÁNGULO Soldada / Apernada, Apernada, ángulos sol dados al alma de la v iga soportada:

CONEXIONES DE DOBLE ÁNGULO Soldada / Apernada, Apernada, ángulos sol dados al alma de l a viga soportada: •

Comentarios: o o o

•

Conexión tipo “navaja”. Conexión viga a alas de columna. Ala inferior de la viga cortada para permitir el montaje de arriba hacia abajo.

Estados límites particulares: o

o

o

Resistencia a la flexión de la viga con el ala inferir destajada. Resistencia de la soldadura – conexión de la viga al elemento de soporte. Resistencia del elemento de soporte en la soldadura.















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CONEXIONES DE DOBLE ÁNGULO Soldada / Apernada, Apernada, ángulos sol dados al alma de la v iga soportada: • Anál is is elást ic o de l a sol dadu ra:

CONEXIONES DE DOBLE ÁNGULO Soldada / Apernada, Apernada, ángulos sol dados al alma de l a viga soportada: • Anál is is elást ic o de l a sol dadu ra:















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CONEXIONES DE DOBLE ÁNGULO Soldada / Apernada, Apernada, ángulos sol dados al alma de la v iga soportada: • Anál is is elást ic o de l a sol dadu ra:

f v =



V u

Soldada / Apernada, Apernada, ángulos sol dados al alma de l a viga soportada: • Anál is is elást ic o de l a sol dadu ra:

f w

= ( f t )2 + ( f v )2

2 L

M o

=0

 1 f    5 L    2  L = V u e  t      2  2   6   3  f t =

CONEXIONES DE DOBLE ÁNGULO

9  V u e    5  L2 

2

f w

9 V e   V  =   u2  +  u   5 L   2 L 

f w

=

f w

=

V u

2 L

V u

2 L

2

 18   e     5   L 

2

2

1+ 

 e    L 

1+ 12.96

2















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CONEXIONES DE DOBLE ÁNGULO

CONTENIDO

Soldada / Apernada, Apernada, ángulos sol dados al alma de la v iga soportada:

1. Comporta Comportamiento miento y filosofía de diseño. diseño.

• Anál is is elást ic o de l a sol dadu ra:

 

2 2

2. Clasificación de conexiones según según AISC. AISC. 3. Tipos de conexione conexioness a corte.

φ

4. Consideraciones genera generales les de diseño. 5. Conexiones de doble ángulo (Double (Double Angle). Angle).

 2

1 + 12.9 12.96 6

2  =   2 φ ≥ 

 





2 2

6. Conexiones de ángulo simple (Single (Single Angle). Angle).

φ

7. Conexiones de plancha simple (Single (Single Plate). Plate).

φ =

φ 

1 + 12.9 12.96 6

 



















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CONEXIONES DE ÁNGULO SIMPLE •

Ventajas:

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CONEXIONES DE ÁNGULO SIMPLE Consideraciones de diseño particulares

















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CONEXIONES DE ÁNGULO SIMPLE Estados límites

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CONEXIONES DE ÁNGULO SIMPLE Estados límites

















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CONEXIONES DE ÁNGULO SIMPLE

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CONTENIDO

Estados límites 1. Comporta Comportamiento miento y filosofía de diseño. diseño.

















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CONEXIONES DE PLANCHA SIMPLE •

Ventajas:



















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