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EJEMPLOS DEDISEÑO

Versión 13.1

INSTITUTOINTERAMERICANO DE

CONSTRUCCIÓN DEACERO

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Se debe tener precaución cuando se basa en otras especificaciones y códigos desarrollados por otros organismos e incorporadas por referencia en este documento ya !ue este material puedeser modificado o enmendado de %e$ en cuando con posterioridad a la impresión de esta edición(l Instituto no se hace responsable de este tipo de material !ue no sea para referirse a )l eincorporarlo por referencia en el momento de la publicación inicial de esta edición

Impreso en los (stados *nidos deAm)rica

+e%isión, -ayo20.0

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yo./

PREFACIO

Los eemplos AISC dise&o# 1 ..# es una actuali$ación de la original de 1 .0 y proporciona eemplos de laaplicación de la (specificación AISC 2005 para edificios de acero estructural 3A4SI AISC 60/057 y laConstrucción en Acero AISC -anual# .8 (dición Los eemplos ilustran cómo la especificación y manual se puedeutili$ar para determinar soluciones a los problemas comunes de la ingeniería de manera eficiente# y delinear el fondo a

muchos de los %alores tabulados se encuentran en el -anual

Los eemplos de dise&o no son independientes documentos (st9n destinados a ser utili$ados en conunción con el(specificación# su comentario# y el -anual

:arte I de estos eemplos se organi$a para corresponder con la organi$ación de la especificación Los títulos de loscapítulos corresponden a los capítulos correspondientes de la especificación

:arte II est9 dedicada principalmente a los eemplos de cone"ión !ue se basan en las mesas de los procedimientos dedise&o# manuales recomendados# y la anchura de la (specificación Los capítulos de la :arte II se eti!uetan II/A# II/;#II/C# etc

:arte III aborda los aspectos de dise&o !ue est9n %inculadas a la reali$ación de un edificio en su conunto (stoincluye la cobertura de la estabilidad lateral y an9lisis de segundo orden# !ue se ilustra a tra%)s de un arriostradosmarco de cuatro pisos y la construcción del marco momento/

Los eemplos de dise&o se arreglan con L+<= y AS= dise&os lado a lado presentan# por coherencia con el -anual=ise&o con AS= y L+<= se basan en la misma resistencia nominal para cada elemento de manera !ue las >nicasdiferencias entre los enfo!ues son !u) conunto de combinaciones de carga de ASC( ? se utili$an para el dise&o y siel factor de resistencia para L+<= o el factor de seguridad para AS= es utili$ado

CONVENCIONES

Las siguientes con%enciones se utili$an a lo largo de estoseemplos,

. La (specificación AISC 2005 para edificios de acero estructural se refiere como la especificación y la AISC Manual de construcción de acero, .8 (dition# se conoce como el -anual

2 La fuente de las ecuaciones o %alores tabulados tomadas de la especificación o -anual se obser%a a lo largodel borde de la derecha de la p9gina

Cuando el proceso de dise&o difiere entre L+<= y AS=# las ecuaciones dise&os se presentan de lado a lado(sto rara %e$ ocurre# sal%o cuando el factor de resistencia# @,y el factor de seguridad# # se aplican

B Los resultados de ecuaciones de dise&o se presentan a cifras significati%as a lo largo de estos c9lculos

EXPRESIONES DERATITUD

(l Comit) AISC en -anuales re%isado y aportaciones de los eemplos de dise&o# 1 ..,

illiam A Dhornton# presidente-arE 1 Folanda# 1ice:residente Abbas Aminmansour Charles G CarterFarry A Cole=ouglas ; =a%is+obert H =is!ue;o =osell(dard - (gan-arshall D <errell

Lanny G <lynn:atricE <ortneyLuis < Jeschindner# Gr Scott JoodrichChristopher - Feitt Ste%en Fofmeister;ill + Lindley# II+onald L -engLarry -uir Dhomas - -urray

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Charles + :9gina=a%is J :arsons# II+afael SabelliClifford Schingerilliam 4 Scottilliam D Segui

1ictor Shneur-arc L SorensonJary C 1iolette-ichael A est+onald J Keager Cynthia G =uncan# Secretario

(l Comit) AISC en -anuales agradece las contribuciones del autor principal# Charles + :9gina# :(# y las siguientes personas !ue ayudaron en el desarrollo de este documento,

Jeorge ;atchaG ;ronGon =ean=ouglas <errellGames <isher Luis < Jeschindner# GrDom JetschmanAndre JilmoreGesse Familton=a%id Faes

=arren Fayard

Ste%e Ferlache+ichard C aehlerStanley Lasonregan LiangLarry S -uir(rin -ulcahyCarie +andleGohn +olfes=a%id +utledgeLee S%anda(ric Kano%ich

(l Comit) tambi)n agradece las contribuciones de las siguientes personas !ue proporcionaron los e"9menest)cnicos de este documento

Carlos Aguirre=uane ;ecEer Fans/(riE ;lomgren+eidar ;orho%deai/<ah ChenJregory =eierlein+yan = =icECynthia G =uncan

Carol =rucEer-ichael emferte%in LeSmithStanley LindseySte%en <en%esDheodore JalambosDhomas Jetschman

Gerome < FaarGohanna Fingle+oberto Leonilliam LiddyHen ohashi=arin +iggleman=a%id Samuelsonilliam Segui

Lee Mapatero+aymond DideCenE DortDhomas G SchlaflyChia/-ing *ang=onald ;lanca

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TABLA DECONTENIDOS

PARTE YO. Ejemplos basa en la especificación AISC

CAP!TULO LA DISPOSICIONES

ENERALES CAP!TULO se"#n$o

RE%UERIMIENTOS DE

DISEÑO

CAP!TULO $o ESTA&ILIDAD AN'LISIS ( DISEÑO

CAP!TULO re DISEÑO DE LOS MIEM&ROS DE LA TENSIÓN

(emplo =. W/<orma Dension miembro =/2(emplo =2 Single/9ngulo Densión miembro =/B(emplo = WT/<orma Dension miembro =/6

(emplo =B +ectangular HSS (lemento de tensión =/N(emplo =5 +onda HSS La tensión miembros =/.0(emplo =6 Faga doble 9ngulo Densión miembro =/.2(emplo =? :in/Connected tensión -iembro =/.B(emplo =N (yebar Dension miembro =/.6(emplo =O (ncontrar unmide una placa con pernosescalonados =/.N

CAP!TULO )i DISEÑO DE LOS MIEM&ROS DE COMPRESIÓN

(emplo (.a W=ise&o Columna /<orma con anclados <inal (/B

(emplo (.b W=ise&o Columna /<orma con Intermedio ;racing (/6(emplo (.c W/<orma =isponible c9lculo de resistencia S/N(emplo (.d W/<orma =isponible c9lculo de resistencia (/O(emplo (2 Columna urbani$ada con una esbelta eb (/.0(emplo ( Columna urbani$ada con Slender ;ridas S/.B(emplo (Ba W/<orma Compresión miembro 3-arco -omento7 S/.N(emplo (Bb W/<orma Compresión miembro 3-arco -omento7 S/2.(emplo (5 =oble Pngulo Compresión miembro sin Slender (lementos S/22(emplo (6 =oble Pngulo Compresión miembros Slender (lementos S/26

(emplo (? =ise&o de una WT Compresión miembro sin Slender (lementos ( /.(emplo (N =ise&o de una WT Compresión miembros Slender (lementos S/B(emplo (O =ise&o de un +ectangular HSS Compresión miembro sin Slender (lementos S/?(emplo (.0 =ise&o de un +ectangular HSS Compresión miembros Slender (lementos S/O(emplo (.. =ise&o de un miembro de tubo de compresión S/B2(emplo (.2 -iembro en forma de I urbani$ada con diferentes tama&os de

 bridas S/BB

CAP!TULO * DISEÑO DE LOS MIEM&ROS DE *LEXIÓN

(emplo <./.a W/<orma <le"ión =ise&o miembros en <uerte/(e =oblado# continuamente se preparó </6(emplo <./.b W/<orma <le"ión =ise&o miembros en <uerte/(e =oblado# continuamente se preparó

</?

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ii/2(emplo <./2a W/<orma <le"ión =ise&o miembros en <uerte/(e =oblado# Apoyado en tercera :untos </N(emplo <./2b W/<orma <le"ión =ise&o miembros en <uerte/(e =oblado# Apoyado en tercera :untos </O(emplo <./a W/<orma <le"ión =ise&o miembros en <uerte/(e =oblado# Apoyado en -idspan </..(emplo <./b W/<orma <le"ión =ise&o miembros en <uerte/(e =oblado# Apoyado en -idspan </. (emplo <2/.a compacto Canal fle"ión miembros# continuamente Apoyado </.5 (emplo <2/.b compacto Canal fle"ión miembros# continuamente Apoyado </.6(emplo <2/2a compacto Canal fle"ión miembros :repar9ndose en los e"tremos y !uinto :untos </.?(emplo <2/2b compacto Canal fle"ión miembros Apoyando al <inal y 'uinta :untos </ .N(emplo <a W/<orma <le"ión miembros no compacto ;ridas en Strong/(e =oblado </20(emplo <b W/<orma <le"ión miembros no compacto ;ridas en Strong/(e =oblado </22(emplo <B W/<orma <le"ión miembros# Selección de momento de inercia de <uerte/(e =oblado </2B(emplo <5 (n forma de I fle"ión miembros -enor/(e =oblado </26(emplo <6 HSS <le"ión miembro con Compact ;rida </2N(emplo <?a HSS <le"ión miembros no compacto ;rida </2O(emplo <?b HSS <le"ión miembros no compacto ;ridas </.(emplo <Na HSS <le"ión miembros delgados ;ridas </

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(emplo <Nb HSS <le"ión miembros delgados ;ridas </B(emplo <Oa :ipe fle"ión miembro </6(emplo <Ob :ipe fle"ión miembro </?(emplo <.0 WT <orma fle"ión miembro </N(emplo <.. Solo 9ngulo de fle"ión -iembro </

B0(emplo <.2 ;arra rectangular en <uerte/(e =oblado </B(emplo <. ;ar +onda de =oblado </B5(emplo <.B :oint/Symmetrical Z/<orma en <uerte/(e =oblado </B?

CAP!TULO RAMO DISEÑO DE MIEM&ROS PARA CI+ALLA

(emplo J.a W/<orma (n <uerte/A"is Shear J/(emplo J.b W/<orma (n <uerte/A"is Shear J/B(emplo J2a do/<orma (n <uerte/A"is Shear J/5(emplo J2b do/<orma (n <uerte/A"is Shear J/6(emplo J Angle en Shear J/?(emplo JB +ectangular HSS en Shear J/N(emplo J5 +onda HSS en Shear J/.0

(emplo J6 <orma doblemente sim)trica en =)bil/A"is Shear J/.2(emplo J? <orma Solos/sim)trica en =)bil/A"is Shear J/.(emplo JNa 1iga :laca urbani$ada con refuer$os trans%ersales J/.B(emplo JNb 1iga :laca urbani$ada con refuer$os trans%ersales J/.N

CAP!TULO MARIDO DISEÑO DE LOS MIEM&ROS DE LAS *UER+AS ( TORSION COM&INADAS

(emplo F.a W/<orma Sometido a combinado de compresión y de fle"iónAcerca Ambos ees 3marcoarriostrado7 F/2

(emplo F.b WColumna /forma Sometido a combinado de compresión y de fle"ión -omento

Acerca Ambos ees 3marcoarriostrado7 F/B

(emplo F2 WColumna /<orma Sometido a combinado de compresión y de fle"ión -omentoAcerca Ambos ees 3por (specificación Sección F27 F/5

(emplo F WAsunto /<orma de Combined a"ial de tensión y fle"ión F/?(emplo FB W/<orma Sueto a Combined a"ial de compresión y fle"ión F/.0(emplo F5a +ectangular HSS +esistencia a la torsión F/.(emplo F5b +onda HSS +esistencia a la torsión F/.B(emplo F5c HSS Combinado de torsión ya la fle"ión F/.5(emplo F6 W+esistencia a la torsión /<orma F/

.N

CAP!TULO yo DISEÑO DE MIEM&ROS COMPUESTOS

(emplo I/. Composite ;eam =esign I/6(emplo I/2 Lleno Columna Compuesto en a"ial Compresión I/..(emplo I/a (ncerrado Columna Compuesto en a"ial Compresión I/.B(emplo I/b (ncerrado Columna Compuesto en a"ial Compresión I/.6(emplo I/B Columna compuesta re%estida en A"ial tensión I/.N(emplo I/5 Lleno Columna Compuesto en A"ial tensión I/20(emplo I/6 Lleno Composite =ise&o -iembro de Shear I/2.(emplo I/? Combined a"ial y resistencia a la fle"ión I/

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CAP!TULO J DISEÑO DE CONEXIONES

(emplo G. <ilete de soldadura longitudinal enShear G/2(emplo G2 <ilete de soldadura cargado en9ngulo G/B(emplo G La tensión combinado y cortante en tipo de rodamientoCone"iones G/6

(emplo GBa Slip/crítico de cone"ión con los agueros ranuradoscorto G/?(emplo GBb Cone"ión Slip/crítico con corto ranurado Agueros G/N(emplo G5 La tensión combinado y cortante en un Slip/crítico Connección G /.0(emplo G6 Deniendo <uer$a de un alfiler en un aguero

 perforado G/.2(emplo G? Deniendo :laca ;ase en concreto G/.

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CAP!TULO , DISEÑO DE *SS ( CAJA CONEXIONES MIEM&ROS

(emplo . Soldada atornillada Amplia Dee cone"ión a una HSS

Columna /2(emplo 2 Soldada atornillada estrecho Dee cone"ión a una HSS Columna /N(emplo Cone"ión de 9ngulo doble a una HSS Columna /..(emplo B Cone"ión Sentado sin rigidi$ar a un HSS Columna /.

(emplo 5 (ndurecido Cone"ión asentado a un HSS Columna /.6(emplo 6 Cone"ión de una sola placa de +ectangular HSS Columna /20(emplo ? A tra%)s de/:laca de cone"ión /22(emplo N Cargado placa trans%ersal perpendicular a la HSS A"is en un +ectangular HSS ..................../25(emplo O :laca longitudinal Loaded :erpendicular a la HSS (e en una +onda HSS ......................../2?(emplo .0 FSS ;race cone"ión a un WColumna en forma /2O(emplo .. +ectangular HSS Columna con una placa Jorra# (l apoyo a una %iga continua /.(emplo .2 +ectangular HSS Columna :laca ;ase /

(emplo . +ectangular HSS Strut (nd :late /5

PARTE II. EE!PLOS BASADOS EN EL !AN"AL AISC ACERO CONSTR"CCI#N

CAP!TULO IIA CONEXIONES -ore si)/0e

(emplo II A/. All/atornillado doble 9ngulo de cone"ión IIA /2(emplo IIA/2 Cone"ión soldada doble 9ngulo atornillado IIA/B(emplo II A/ totalmente soldada Cone"ión doble 9ngulo IIA/6(emplo II A/B All/atornillado Cone"ión doble 9ngulo en un rayo Coped IIA/N(emplo II A/5 Soldados cone"ión por perno doble 9ngulo 3eb/ha$/de %iga7 IIA/..

(emplo IIA/6 ;eam <in hecho frente en la pesta&a superior Sólo IIA/.B(emplo IIA/? ;eam <in hecho frente en la parte superior y pesta&asinferiores IIA/.OCone"iones (emplo II A/N All/atornillado doble 9ngulo 3%igas/to/%iga eb7 IIA/2.(emplo II A/O Hffset Cone"iones todo atornillado doble 9ngulo 3%igas/to/%iga eb7 IIA/2?(emplo II A/.0 sesgada =oble cone"ión de ;ent/:late 3eb/ha$/de %iga7 IIA/2O(emplo II A/.. Shear cone"ión final/:late 3%iga a %iga eb7 IIA/B(emplo II A/.2 All/atornillado no rigidi$ados Cone"ión Sentado 3eb/%iga/columna7 IIA/6(emplo II A/. atornillado soldada no rigidi$ados Cone"ión Sentado 3brida de %iga/columna7 IIA /O(emplo II A/.B rigidi$ados Cone"ión Sentado 3brida de %iga/columna7 IIA/B2(emplo II A/.5 rigidi$ados Cone"ión Sentado 3eb/%iga/columna7 IIA/B5(emplo II A/.6 Hffset Cone"ión Sentados no rigidi$ados 3brida de %iga/columna7 IIA/B?(emplo II A/.? de cone"ión de una sola placa 3con%encional / brida de %iga/columna7 IIA/50(emplo II A/.N de cone"ión de una sola placa 3eb/ha$/de %iga7 IIA/52(emplo II A/.O de cone"ión de una sola placa e"tendido 3eb/%iga/columna7 IIA/5B(emplo II A/20 All/atornillado solo :late Shear Splice AI/5O(emplo II A/2. atornillado soldada Single/:late Shear Splice IIA/6(emplo II A/22 atornillado =ise&o Soporte :laca IIA/6?(emplo II A/2 Soldado soporte :late =esign AI/?0

Cargado/e"c)ntrico (emplo II A/2B Jrupo :erno 3m)todo IC7 IIA/?

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(emplo II A/25 forma descentrada :erno Jrupo 3m)todo el9stico7 IIA/?5Cargado/e"c)ntrico (emplo II A/26 Jrupo eld 3m)todo IC7 IIA/??(emplo II A/2? e"c)ntricamente/Loaded eld Jrupo 3m)todo el9stico7 IIA/?O(emplo II A/2N All/atornillado un solo 9ngulo de cone"ión 3eb/ha$/de %iga7 IIA/N.(emplo II A/2O atornillado Soldado solo 9ngulo/cone"ión 3brida de %iga/columna7 IIA/N5(emplo II A/0 Dodo/atornillado tee de cone"ión 3brida de %iga/columna7 IIA/

N?(emplo II A/. atornillado Soldado Dee cone"ión 3brida de %iga/columna7 IIA/O

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CAP!TULO II& -o)/0e)ene resrin"i$s 2*R CONEXIONES DE MOMENTO

(emplo II ;/. Atornillada ;rida/:laca de cone"ión <+ -oment 3brida de %iga/columna7 II;/ 2(emplo II ;/2 Soldados ;rida/plateado <+ 3ala de la %iga/a/columna7 Cone"ión -omento II;/..(emplo II ;/ =irectamente soldado/Connection -omento ;rida <+ 3brida de %iga/columna7 II;/.?

(emplo II ;/B Cuatro/;olt no rigidi$ados e"tendido (nd/:lateCone"ión -omento <+ 3brida de %iga/columna7 II;/2

CAP!TULO CII ARRIOSTRAMIENTO ( CONEXIONES TRUSS

(emplo IIC/. Soporte Druss Connection IIC/2(emplo IIC/2 :repar9ndose Cone"ión CII/.2(emplo IIC/ :repar9ndose Cone"ión CII/5(emplo IIC/B Soporte Druss Connection CII/B2(emplo IIC/5 HSS Che%ron ;race cone"ión CII/B?(emplo IIC/6 Cone"ión de compresión pesado de ala ancha 3bridas en el e"terior7 CII/52

CAP!TULO CONEXIONES IID VARIOS

(emplo II=/. Indiscretas Acción en las camisetas y en indi%idualesAngles II=/2(emplo II=/2 ;eam Deniendo :late II=/?(emplo II=/ Slip/crítico de cone"ión con los agueros de grantama&o II=/.

PARTE III. EE!PLOS DE DISE$O DEL SISTE!A

DISEÑO DE MIEM&ROS SELECCIONADOS ( AN'LISIS 0er0es $e #n e$i4i-io $e 5 /isos

=escripción general del edificio incluyendo la geometría# cargas de gra%edad y cargas

laterales III/=ise&o de elemento de techo y selecciónIII/?=ise&o de miembro de suelo y selección III/.5=ise&o de la columna y la selección de la gra%edadloads III/B=eterminación de carga del%iento III/B2=eterminación de carga sísmica III/B5=eterminación de la resistencia re!uerida incluyendo efectos de segundoorden III/5N

AP%NDICE A. Refe&encia c&'(a)a LISTA PARA LA ESPECIFICACI#N AISC *++,