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Curso de Alto Nivel de Diseo de Conexiones Estructurales Tpicas de
Edificios de Acero
M. en I. Ismael Vzquez Martnez27 a 29 de marzo de 2008
Ejemplo 6. Determine el numero de tornillos A325 de (1.9 cm.) de dimetro, colocados en agujeros estndar, necesarios para la conexin de la Fig. 1.
La junta debe disearse por aplastamiento; las roscas de los tornillos estn fuera de los planos de corte.
Suponga que la distancia al borde es mayor que 1.5d y la distancia entre centros de agujeros mayor que 3d.
El acero de las placas es A36, y las cargas mostradas son de diseo (estn ya multiplicadas por el factor de carga).
EJEMPLOS DE APLICACIN
Fig. 1
EJEMPLOS DE APLICACIN
El factor 2 se debe a que los tornillos trabajan en cortante doble, de manera que hay dos planos de corte en cada uno. 2.85 cm2 es el rea de la seccin transversal del vstago de un tornillo de 1.9 cm de dimetro.
EJEMPLOS DE APLICACIN
Resistencia al cortante por tornillo:
Rv = 0.65 (2 x 2.85 x 5060) x10-3 = 18.7 ton.
Resistencia al aplastamiento por tornillo:
Para la placa de 2.54 cm. de espesorPara la placa de 2.54 cm. de espesorFR = 0.75 x 2.4dt Fu = 0.75 x 2.4 x 1.9 x 2.54 x 4078 x 10-3 = 35.42 ton.
EJEMPLOS DE APLICACIN
FR = 0.75 x 2.4dt Fu = 0.75 x 2.4 x 1.9 x 1.27 x 4078 x 10-3 = 17.71 ton.
Para la placa de 1.27 cm. de espesorPara la placa de 1.27 cm. de espesor
EJEMPLOS DE APLICACIN
El diseo de los tornillos queda regido por su resistencia al cortante.
Nmero necesario de tornillos = 100 / 18.7 = 5.4
Se utilizarn 6 tornillos.
EJEMPLOS DE APLICACIN
CONEXIN VIGA COLUMNA COMUNMENTE UTILIZADA ANTES DEL SISMO DE NORTHRIDGE EN LOS ESTADOS UNIDOS
PENETRACIN COMPLETA
PLACA DE RESPALDOPERFORACIN
DETALLE A
PATN DE LA TRABE
COLUMNAPATN DE LA
ATIESADOR
EN EL ALMA
FALLAS EN CONEXIONES
FALLAS EN CONEXIONES
FRACTURA DE UNO DE LOS PATINESDE LA COLUMNA PROPAGANDOSEA TODA EL ALMA DE LA COLUMNA
FALLAS EN CONEXIONES
FALLAS EN CONEXIONES
FALLAS EN CONEXIONES
FALLAS EN CONEXIONES
Zona Comn de Iniciacin de Fracturas
FALLAS EN CONEXIONES
FALLAS EN CONEXIONES
FALLAS EN CONEXIONES
FALLAS EN CONEXIONES
Resultados de la Investigacin Realizada
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FEMA 35
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FEMA 352 July
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FEDERAL EMERGENCY MANAGEMENT AGENCY FEMA 351 July, 1999
Recommended Seismic Design Criteria
for New Moment-Resisting
Steel Frame Buildings
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FEDERAL EMERGENCY MANAGEMENT AGENCYFEMA 350 July, 1999
Recommended Seismic Design Criteriafor New Moment-ResistingSteel Frame Buildings
Resultados de la Investigacin Realizada
FEMA-350: Recommended Seismic Design Criteria for New Steel Moment-Frame Buildings.
FEMA-351: Recommended Seismic Evaluation and Upgrade Criteria for Existing Welded Steel Moment-Frame Buildings.
FEMA-352: Recommended Post-earthquake Evaluation and Repair Criteria for Welded, Steel Moment- Frame Buildings.
FEMA-353: Recommended Specifications and Quality Assurance Guidelines for Steel Moment-Frame Construction for Seismic Applications.
La placa de respaldo debe ser removida cuando se utiliza en las uniones de penetracin completa entre el ala inferior de la viga y columna.
Realizar saneado de raz y soldar cordn de Respaldo tipo filete de tamao mnimo de 8 mm.
Resultados de la Investigacin Realizada
Requerimientos bsicos de una conexin Requerimientos bsicos de una conexin viga columna en zonas ssmicasviga columna en zonas ssmicas
Debe ser capaz de poder desarrollar la capacidad a flexin de las trabes.
Debe poder resistir varios ciclos de carga reversibles con rotaciones plsticas de 0.03 radianes.
Las articulaciones plsticas deben formarse en las trabes y no en la columna.
MECANISMO DESEABLE
3d/4 3d/4
3d/4
ARTICULACIN PLSTICA
3d/4
d
LL - 3d/2
ARTICULACIN PLSTICA
ARTICULACIN PLSTICAARTICULACIN PLSTICA
POR MEDIO DE ACARTELAMIENTOS
CONEXIONES PRECALIFICADAS
POR MEDIO DE ACARTELAMIENTOS
CONEXIONES PRECALIFICADAS
POR MEDIO DE CUBRE PLACAS
CONEXIONES PRECALIFICADAS
POR MEDIO DE PLACAS VERTICALES
d
d/2
d/4
POSIBLES COLOCACIONES
d/4
CONEXIONES PRECALIFICADAS
DISMINUCIN INTENCIONAL DE LA RESISTENCIA EN UN SEGMENTO DE LA VIGA
(GEOMETRA TIPO HUESO DE PERRO)
d
TRAMO CONPOSIBLES GEOMETRIASSECCIN REDUCIDA
CONEXIONES PRECALIFICADAS
DISMINUCIN INTENCIONAL DE LA RESISTENCIA EN UN SEGMENTO DE LA VIGA
(GEOMETRA TIPO HUESO DE PERRO)
CONEXIONES PRECALIFICADAS
d
b f b fd2
PATINES CON ANCHO VARIABLEEN ESTE SEGMENTO DE LA TRABE
CONEXIN ATORNILLADAEN CAMPO
La conexin con la trabe es completamente atornilladaLa conexin con la trabe es completamente atornilladapor lo que no es necesario soldar en campo.por lo que no es necesario soldar en campo.
CONEXIONES PRECALIFICADAS
SECCIN CAJN
b f b fd2
CONEXINATORNILLADAATIESADORES
(4 PLACAS SOLDADAS)
EN CAMPO
El mun se fabrica en taller usando patines de ancho variable para El mun se fabrica en taller usando patines de ancho variable para alejar la articulacin plstica lejos de la cara de la columna.alejar la articulacin plstica lejos de la cara de la columna.
CONEXIONES PRECALIFICADAS
Alternativas para mejor la confiabilidad de la soldadura de Alternativas para mejor la confiabilidad de la soldadura de penetracin completa en la conexin propuesta.penetracin completa en la conexin propuesta.
PLACA DE RESPLADO
USAR ELECTRODO
SOLDADURA DE PENETRACINCOMPLETA COLOCADA CUANDOLA COLUMNA EST DE CABEZA
QUITAR PLACA DE
REFUERZO CON SOLDADURA
REFUERZO CON FILETE
ATIESADOR
PATN INFERIORDE LA TRABE
HOYO
SOLDADURA CON DOBLE BISEL
ATIESADOR
PATN INFERIORDE LA TRABE
HOYO
DE FILETE
RESPALDO
QUITAR PLACA DE RESPALDO
TIPO E701 8ATIESADOR
PATN INFERIORDE LA TRABE
HOYO
ATIESADORPATN INFERIORDE LA TRABE
HOYO
CONEXIONES PRECALIFICADAS
Conexin viga columna tipo rbol.Conexin viga columna tipo rbol.
CONEXIONES PRECALIFICADAS
DISEO DE LA JUNTA
Resistencia. Las conexiones deben ser capaces de resistir las acciones que les transmiten los miembros.
Rigidez. La conexin debe tener la rigidez suficiente para conservar las posiciones relativas de los elementos que conecta.
Capacidad de rotacin. La conexin debe admitir rotaciones importantes conservando resistencia y rigidez suficiente de manera que se formen articulaciones plsticas en los elementos que conectan y por lo tanto permitir la capacidad de deformacin de la estructura.
Economa ?
Facilidad de fabricacin y montaje ?
M. en I. Ismael Vzquez Martnez
CONEXIONES ATORNILLADAS
M. en I. Ismael Vzquez Martnez
CONEXIONES ATORNILLADAS
M. en I. Ismael Vzquez Martnez
CONEXIONES ATORNILLADAS
M. en I. Ismael Vzquez Martnez
CONEXIONES ATORNILLADAS
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CONEXIONES ATORNILLADAS
M. en I. Ismael Vzquez Martnez
CONEXIONES ATORNILLADAS
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CONEXIONES ATORNILLADAS
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CONEXIONES ATORNILLADAS
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CONEXIONES ATORNILLADAS
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CONEXIONES ATORNILLADAS
M. en I. Ismael Vzquez Martnez
CONEXIONES ATORNILLADAS
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CONEXIONES ATORNILLADAS
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CONEXIONES ATORNILLADAS
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CONEXIONES ATORNILLADAS
M. en I. Ismael Vzquez Martnez
CONEXIONES ATORNILLADAS
M. en I. Ismael Vzquez Martnez
CONEXIONES ATORNILLADAS
Ejemplo 7. Conexin Trabe T-1
Conexin con Placas de Momento Atornilladas
Conexin con