Conexiones soldadas de asiento no atiesado

• Aquí, dos soldaduras verticales, una en cada extremo del ángulo de asiento, se usan para transferir la reacción en el extremo de la viga del ángulo de asiento al miembro de soporte. Estas soldaduras deben rematarse en la parte superior del ángulo de asiento para una distancia de alrededor de 2w para eliminar cráteres en la parte superior de las soldaduras verticales. La longitud dl ángulo de asiento se establece para que se extienda por lo menos ½” en cada lado del patín de la viga soportada.

Estados Límite de Resistencia

• Las pruebas en conexiones de asiento no atiesadas indican que los asientos más delgados (flexibles) tienden a distribuir la reacción más hacia la parte vertical del lado sobresaliente, mientras que los asientos más gruesos (más rígidos) tienden a concentrar la reacción en la base del lado sobresaliente. Para el diseño de un ángulo de asiento no atiesado, se supone que la reacción esta uniformemente distribuida a todo lo largo, medida del extremo de la viga soportada y suficiente para satisfacer los requisitos de fluencia del alma y de inestabilidad del alma de la viga.

Los diferentes estados límite de la resistencia de una conexión de asiento no atiesada para una columna son:

Fluencia local del alma de la viga soportada

Inestabilidad del alma de la viga soportada

Resistencia a flexión del lago del anglo de asiento

Resistencia a cortante del lago del ángulo de asiento

Resistencia de tornillos o soldaduras

Fluencia local del alma de la viga soportada

La resistencia de diseño del alama de la viga correspondiente al estado límite de fluencia local del alma es:

Donde: RdWY = resistencia de diseño del alma de la viga, correspondiente al estado límite de fluencia local del alma en kips.N = longitud del apoyo, pulgφR1 = φ(2.5kbtwbFyb), kipsφR2 = φ(twbFyb), kips/pulg

• φ = factor de resistencia = 1.0• kb = distancia de la cara externa del patín de la viga

soportada a la base del alma del filete, pulg (usando el valor decimal dado ara k de la tabla 1-1 del manual del LRFD)

• twb = espesor del alma de la viga soportada, pulg

• Fyb = esfuerzo de fluencia del alma de la viga, ksi

• Para cualquier perfil W de acero laminado (Fy = 50 ksa), la resistencia de diseño RdWY puede determinarse a partir de las constantes φR1 y φR2 dadas en la tabla 9-5 del LRFDM.

• Para vigas grandes con reacciones pequeñas:

Inestabilidad del alma de vigas soportadas

• La resistencia de diseño del alma de la viga correspondiente al estado límite de inestabilidad de la alama sujeta a fuerza de compresión concentrada (reacción de extremo) es:

• Donde:

Donde: • RdWC = resistencia a la inestabilidad del alma de

la viga, kips• Φr = factor de resistencia = 0.75• Db = peralte total de la viga soportada, pulg• Tfb = espesor del patín de la viga soportada,

pulg

• Para perfiles W de acero laminado, la resistencia de diseño a inestabilidad del alma puede determinarse a partir de los coeficientes φrR3, φrR4, φrR5, y φrR6 dados en la tabla 9-5 del LRFDM, por lo tanto:

Por lo tanto, tenemos:

N req = es la longitud de apoyo requerida (pulg)

Resistencia a flexión del ángulo de asiento• El ángulo de asiento no atiesado por lo general falla debido a la flexión

del ángulo. En experimentos se ha demostrado que el ángulo superior soporta entre 9 y 36% de la reacción de extremo en conexiones que fallaron por inestabilidad del alma o fluencia del ángulo de asiento.

• El lado inferior de la viga se alarga a medid que la viga se carga. Como el patín inferior de la viga soportada siempre está unido al ángulo de asiento por un par de tornillos o soldaduras la rotación de extremo de la viga crea una fuerza que presiona la base del ángulo de asiento contra el miembro de soporte y elimina la flexión en el lado vertical. La sección crítica para flexión se localiza, por tanto, en el lado horizontal del ángulo, ubicada a una distancia

• desde la parte vertical del ángulo. Un método de diseño muy común consiste en suponer que la reacción actúa en el centro de la longitud de aplastamiento requerida (Nreq), medida desde el extremo de la viga.

• Para tomar en cuenta el posible aumento de la longitud de la viga por fresado. Sea de la excentricidad de la reacción de la viga Ru en relación con la sección crítica. Se tiene:

• Mu = Ruea

• El lado sobresaliente del ángulo de asiento actúa casi como una viga voladiza para soportar la reacción de extremo de la viga. La resistencia de diseño a flexión del lado sobresaliente del ángulo (sección rectangular de ancho La y espesor ta) es:

• Por lo tanto, el estado límite de flexión del ángulo de asiento puede escribirse como:

• Donde: • Ru = reacción de extremo de la viga sujeta a cargas factorizadas, kips• Rdfa = resistencia de diseño del ángulo de asiento correspondiente al estado

límite de flexión, kips• Ta = espesor del lado del ángulo de asiento, pulg• La = longitud del lado de asiento, pulg• Ea = excentricidad de la región de la viga en relación con la sección critica,

pulg

Resistencia a cortante de ángulos de asiento• El ángulo de asiento debe tener resistencia a

cortante adecuada para transferir la reacción de extremo de viga a los tornillo o a las soldaduras del lado vertical. Por lo tanto.

• Con:• Rdva = resistencia de diseño a cortante del lado del

ángulo de asiento, kips• Φv = factor de resistencia = 0.9

Resistencia de diseño de tornillos• Los tornillos que conectan el lado vertical del ángulo

de asiento con el soporte deben tener resistencia adecuada para transmitir la reacción factorizada de la viga Ru al soporte. En el diseño de los tornillos que conectan el lado vertical al soporte, se desprecia el momento en el grupo de tornillos debido a la excentricidad de la carga. Los tornillos se encuentran en cortante sencillo, con aplastamiento sobre el ángulo de asiento y el elemento de soporte. El número de tornillos requerido se determina mediante la relación:

• Donde Bdv es la resistencia de diseño a cortante de un tornillo en cortante simple. La resistencia de diseño al aplastamiento del material de la placa para el aplastamiento de tornillos sobre el ángulo de asiento:

• Donde ni es el número de tornillos interiores y ne es el número de tornillos en el extremo en el tipo de disposición de tornillos seleccionado.

Resistencia de diseño de soldaduras• En el diseño de soldaduras que conectan los lados

verticales del ángulo de asiento con el soporte, debe tomarse en cuenta la flexión debida a la excentricidad de la carga. La excentricidad se basa una vez más en la longitud de aplastamiento requerida, Nreq, y no en el valor real proporcionado, n. La resistencia de diseño de las soldaduras verticales se calcula bajo la suposición de que la parte inferior del ángulo de asiento presiona contra la cara de la columna y que el centro de rotación de la soldadura esta en el tercio inferior.

• El tamaño de la soldadura se basa en la suma de los vectores de los esfuerzos de cortante y de tensión por flexión:

• Donde:

• Rdw = resistencia de diseño de soldaduras (E70) que conectan el ángulo de asiento con el soporte, kips

• D = numero de dieciseisavos de pulg en el tamaño de la soldadura

• E = excentricidad de la reacción de extremo de la viga en relación con las líneas de soldadura, pulg ()

• L = dimensión del lado vertical del ángulo de asiento, pulg

• LB = longitud del lado sobresaliente del ángulo de asiento, pulg