Capítulo 8: Diseño de Conexiones. Programa CI52R. NÚMERO NOMBRE DE LA UNIDAD OBJETIVOS 8 DURACIÓN 2 semanas
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- Lourdes Ruiz Revuelta
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1 Capítulo 8: Diseño de Coexioes Programa CI52 NÚMEO NOMBE DE LA UNIDAD OBJETIVOS 8 DUACIÓN 2 semaas Diseño de coexioes Coocer propiedades de materiales usados e coexioes. Idetificar modos de falla e coexioes. CONTENIDOS BIBLIOGAFÍA 8.1. Tipos de coexioes Coectores mecáicos Soldadura Pricipales modos de falla. [Salmo&Johso, Cáps. 4, 5 y 13] [McCormac, Cáp. 12, 13, y 14] [AISC Cáp. J] 1
2 Capítulo 8: Diseño de Coexioes 8.1. Tipos de coexioes Tipos de coexioes Ua primera clasificació tiee que ver co la forma e que se coecta los elemetos. Podemos defiir etoces Coexioes aperadas Coexioes soldadas Coexioes mixtas 2
3 Tipos de coexioes Coexioes aperadas Tipos de coexioes Coexioes soldadas 3
4 Tipos de coexioes Coexioes mixtas Tipos de coexioes Otra clasificació tiee que ver co los esfuerzos que la coexió debe trasmitir. ígidas Semi-rígidas 4
5 Tipos de coexioes Coexioes rígidas Tipos de coexioes Coexioes rígidas 5
6 Tipos de coexioes Coexioes simples Tipos de coexioes Coexioes semi-rígidas 6
7 Capítulo 8: Diseño de Coexioes 8.2. Coectores mecáicos Coectores mecáicos 7
8 Propiedades de peros Propiedades de peros 8
9 Propiedades de peros Istalació de peros Hay dos categorías: Apretado ( sug tight ): istalado usado pocos impactos de ua llave de impacto o maualmete. Pretesado: istalado por métodos mas cotrolados Vuelta de tuerca Llave calibrada Peros especiales Idicadores de tesió 9
10 Istalació de peros Pretesió míima Istalació de peros Vuelta de tuerca 10
11 Istalació de peros Vuelta de tuerca esistecia idividual de peros Peros puede estar sujetos a diferetes esfuerzos 11
12 esistecia idividual de peros DCL de ua coexió aperada (solo corte) Se distigue 2 tipos Cotacto Deslizamieto crítico Modos de falla (peros) 12
13 AISC Specificatio for Structural Steel Buildigs Factores φ = 0,75 Ω = 2,0 esistecia a la tracció = F t A b F t = 0,75 F u (ver Tabla J3.2) A b = área bruta del pero AISC Specificatio for Structural Steel Buildigs esistecia al corte (cotacto) = F F v = 0,50 F u (hilos excluidos) 0,40 F u (hilos icluidos) A b = área bruta del pero v A b 13
14 AISC Specificatio for Structural Steel Buildigs Iteracció corte-tracció: AISC Specificatio for Structural Steel Buildigs Iteracció corte-tracció: modificar la tesió omial de tracció F ' t 1,3F = 1,3 F t t Ft φf ΩF F v v t f f v v F t F t LFD ASD 14
15 AISC Specificatio for Structural Steel Buildigs esistecia al deslizamieto φ = 1,00, Ω = 1,50 (ivel de servicio) φ = 0,85, Ω = 1,76 (ivel de resistecia) = µ D h µ = coef. de fricció = 0,35 superficie Clase A = 0,50 superficie Clase B D u = sobre-pretesió promedio = 1,13 h sc = factor por perforació = 1,0; 0,85; 0,70 T b = pretesió míima N s = úmero de plaos de deslizamieto u sc T b N s AISC Specificatio for Structural Steel Buildigs educció de la resistecia al deslizamieto debido a tracció k ' = k T a = tracció de servicio T u = tracció ultima s s Tu 1 DuTb N = 1,5T a 1 DuTb N b b LFD ASD 15
16 Coexioes excétricas Coexioes excétricas Hay dos métodos de ecotrar los esfuerzos e cada pero: Aálisis Elástico M di = d i 2 j j v = P N 2 2 ( + ) = + iy v ix 16
17 Coexioes excétricas Aálisis Plástico (cetro istatáeo de rotació) i = e ult 10 ( 1 ) 0, Fisher, J.W. (1965), Behavior of Fasteers ad Plates with Holes, J. Struct. Div. ASCE 91-ST6, Coexioes excétricas 17
18 Coexioes excétricas Dimesioamieto Para el tamaño de perforacioes estádar, sobredimesioadas y rauradas ver Tabla J3.3 Espaciamieto mí.: 2 2 / 3 d pero (3 d pero ) Espaciamieto máx.: Elemetos pitados o o expuestos a corrosió: mí(24t,12 ) Elemetos expuestos a corrosió: mí(14t,7 ) 18
19 Dimesioamieto Distacia mí. a borde: ver Tablas J3.4 y J3.5 Distacia máx. a borde: Elemetos pitados o o expuestos a corrosió: mí(12t, 6 ) Capítulo 8: Diseño de Coexioes 8.3. Soldadura 19
20 Métodos de Soldadura SMAW (Shielded Metal Arc Weldig) Métodos de Soldadura SAW (Submerged Arc Weldig) 20
21 Métodos de Soldadura GMAW (Gas Metal Arc Weldig) Métodos de Soldadura FCAW (Flux Cored Arc Weldig) EGW (Electrogas Weldig) ESW (Electroslag Weldig) 21
22 De tope Traslapada T Esquia Borde Tipos básicos de juta Tipos de soldadura Peetració (parcial o completa) Filete o cordó aura o tapó 22
23 Símbolos de soldadura Imperfeccioes e soldadura 23
24 AISC Specificatio for Structural Steel Buildigs Factores φ y Ω depede de la solicitació y el tipo de soldadura (ver Tabla J2.5) esistecia omial Metal base = F A Soldadura = F BM t e = gargata efectiva de soldadura w A w BM = F w t e l w AISC Specificatio for Structural Steel Buildigs Area efectiva de soldadura: Soldadura de peetració (tamaño míimo ver Tabla J2.3, secció J2.1b) T 1 T 2 T T t e = T 1 t e = T 45 = α < = α D t e T D t e T t e = D 1/8 t e = D GMAW, FCAW posicioes v y o 24
25 AISC Specificatio for Structural Steel Buildigs Area efectiva de soldadura: Soldadura de filete Tamaño míimo ver Tabla J2.4 Tamaño máximo t= 1 / 4 : t t> 1 / 4 : t- 1 / 16 l w = 4a 0,707a = t e a a Soldadura de tapó: área trasversal de la perforació AISC Specificatio for Structural Steel Buildigs Soldaduras de peetració Tracció o compresió ormal al eje de la soldadura e elemetos diseñados para cotacto Metal base φ = 0,9 Ω = 1,67 Soldadura = F y t e l w φ = 0,8 Ω = 1,88 = 0, 60 F EXX t e l w 25
26 AISC Specificatio for Structural Steel Buildigs Soldaduras de peetració Corte Metal base: ver secció J4 Soldadura φ = 0,75 Ω = 2,00 = 0, 60 F EXX t e l w AISC Specificatio for Structural Steel Buildigs Soldaduras de filete Corte Metal base: ver secció J4 Soldadura φ = 0,75 Ω = 2,00 = 0, 60 F EXX t e l w 26
27 AISC Specificatio for Structural Steel Buildigs Soldaduras de tapó Corte Metal base: ver secció J4 Soldadura φ = 0,75 Ω = 2,00 = 0, 60 F EXX A tapo AISC Specificatio for Structural Steel Buildigs Grupos colieales o paralelos de filetes cargados a través del cetro de gravedad θ ( 1+ 0,5( si ) ) 1,5 F w 0,60F θ = EXX 27
28 AISC Specificatio for Structural Steel Buildigs Grupos de soldaduras de filete (método plástico) r j r i i i j j F f 1,5 w = 0,60FEXX ( 1+ 0,5( siθ ) ) f ( p) 0,3 ( p) = [ p( 1,9 0,9 p) ] p = i m u i = r i u m r = 0,209 = 1,087 crit 0,32 ( θ + 2) w 0,65 ( θ + 6) w 0,17w AISC Specificatio for Structural Steel Buildigs Grupos de filetes logitudiales y trasversales cargados a través del cetro de gravedad ( +,0,85 1, ) = max + 5 wl wt wl wt 28
29 Capítulo 8: Diseño de Coexioes 8.4. esistecia de los elemetos coectados AISC Specificatio for Structural Steel Buildigs Elemetos traccioados Fluecia e el área bruta φ = 0,9 Ω = 1,67 = F y A g Fractura e el área eta efectiva φ = 0,75 Ω = 2,00 = F u A e 29
30 AISC Specificatio for Structural Steel Buildigs Elemetos comprimidos KL r 25: P = F y A g φ = 0,9 Ω = 1,67 KL > 25: r Capitulo E AISC Specificatio for Structural Steel Buildigs Elemetos e corte Fluecia e el área bruta φ = 1,0 Ω = 1,5 = 0, 6F y A gv Fractura e el área eta efectiva φ = 0,75 Ω = 2,00 = 0, 6 F u A v 30
31 AISC Specificatio for Structural Steel Buildigs Falla por bloque de corte φ = 0,75 Ω = 2,00 = 0,6F A + U F A 0, 6F u v bs u t y A gv + U bs F u A t AISC Specificatio for Structural Steel Buildigs Aplastamieto de la perforació para peros φ = 0,75 Ω = 2,0 Perforacioes estádar, sobredimesioadas, rauras cortas cualquiera y rauras largas paralelas a la direcció de carga No deformació de perforació a ivel de servicio =1,2L tf 2, 4dtF c Deformació de perforació o es cosideració =1,5 L tf 3, 0dtF c u u u u 31
32 AISC Specificatio for Structural Steel Buildigs Aplastamieto de la perforació para peros φ = 0,75 Ω = 2,0 aura larga perpedicular a la direcció de carga =1,0L tf 2, 0dtF c u u AISC Specificatio for Structural Steel Buildigs Aplastamieto (otras perforacioes) φ = 0,75 Ω = 2,0 =1, 8F dode A pb : área proyectada de aplastamieto y A pb 32
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