Especificación ANSI/AISC para Construcciones de Acero

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1 Especificación ANSI/AISC para Construcciones de Acero versión en español Basado en la publicación Specification for Structural Steel Buildings (estándar nacional estadounidense ANSI/AISC ) editado por la American Institute of Steel Construction (AISC) Benjamín 2944, 5 Piso Las Condes Santiago de Chile

2 La información presentada en esta publicación ha sido preparada de acuerdo con principios de ingeniería reconocidos y es solamente para información general. Mientras que se considera exacta, esta información no debe ser usada o tenida en cuenta para un uso determinado sin el examen profesional competente y verificación de su exactitud, adecuación y aplicabilidad por parte de un profesional ingeniero, diseñador o arquitecto debidamente certificado. El material que contiene esta publicación no otorga representación o garantía por parte del American Institute of Steel Construction (AISC) y la Asociación Latinoamericana del Acero (Alacero) o cualquier otra persona mencionada, respecto a que esta información es adecuada para cualquier uso general o particular o que da libertad para la infracción de patentes. Cualquier persona utilizando esta información asumirá toda la responsabilidad derivada de su uso. Se debe tener cuidado cuando se mencionan otras especificaciones y códigos desarrollados por otras entidades que han sido incorporados como referencia en este documento, debido a que tales materiales puedan ser modificados o enmendados incluso en más de una vez en forma posterior a la impresión de esta edición. Las instituciones mencionadas no tienen responsabilidad por ese material más que su referencia y su incorporación en ese carácter al momento inicial de la versión original Proyecto Editorial Asociación Latinoamericana del Acero Autor y traductor Ing. Carlos Aguirre Ahumada Revisión Ing. Arnaldo Gutiérrez Diagramación versión Santiago de Chile Derechos Reservados por: Asociación Latinoamericana del Acero (Alacero) alacero@alacero.org Web: ISBN N : Queda rigurosamente prohibida, sin la autorización escrita de la Asociación Latinoamericana del Acero (Alacero), bajo las sanciones establecidas por las leyes, la reproducción total o parcial de esta obra, por cualquier medio o procedimiento incluidos la reprografía y el tratamiento informático, así como la distribución de ejemplares de la misma mediante alquiler o préstamos públicos. AISC 2010 By American Institute of Steel Construction All rights reserved. This book or any part thereof must not be reproduced in any form without the written permission of the publisher.

3 3 PREFACIO La Especificación está basada en el uso pasado exitoso, avances en el estado del conocimiento y cambios en la práctica de diseño, La Specification for Structural Steel Buildings del American Institute of Steel Construction (AISC) provee un tratamiento integrado de los métodos de Diseño por Tensiones Admisibles y del Diseño por Factores de Carga y Resistencia (LFRD) y reemplaza anteriores especificaciones. Como se indica en el capítulo B de la Especificación, los diseños pueden hacerse con las provisiones de cualquiera de esos 2 métodos de diseño. La especificación ha sido desarrollada como un documento de consenso para proveer una práctica uniforme en el diseño de edificios de acero estructural y otras estructuras. El propósito es proveer criterios de diseño para el uso en casos de rutina y no provee criterios específicos para problemas encontrados en forma infrecuente, los cuales aparecen teniendo en cuenta el rango amplio del diseño estructural. La Especificación es el resultado de las deliberaciones de consenso de un comité de ingenieros estructurales con una amplia experiencia y alto nivel profesional, representando una amplia distribución geográfica a lo largo de los Estados Unidos de América. El comité incluye aproximadamente una cantidad igual de ingenieros en la práctica privada y en organismos regulatorios, ingenieros dedicados a la investigación y la enseñanza e ingenieros empleados por las compañías productoras de acero y fabricantes de estructuras. La contribución y asistencia de más de 50 voluntarios adicionales en más de 10 comités de tareas debe ser reconocido. Ver detalle en: Los Símbolos, Glosario y Apéndices de la Especificación son una parte integral de la especificación. Un Comentario no obligatorio ha sido preparado para proveer de base de referencia para las provisiones de la Especificación, siendo el usuario alentado a su uso. Adicionalmente Notas para el Usuario no obligatorias se incluyen en determinadas secciones de las Especificaciones para proveer una guía práctica y concisa al uso de las provisiones. El lector es alertado que el juicio profesional debe ser ejercido cuando los datos y recomendaciones de esta especificación son usados (Ver nota de advertencia al principio de esta edición).

4 4 TABLA DE CONTENIDOS SIMBOLOGÍA GLOSARIO ESPECIFICACIÓN CAPÍTULO A. DISPOSICIONES GENERALES A1. Alcance Aplicaciones Sismorresistentes Aplicaciones Nucleares A2. Referencias: especificaciones, códigos y estándares de diseño A3. Material Materiales para Acero Estructural a. Designaciones ASTM b. Acero No Identificado c. Perfiles Laminados Pesados d. Perfiles Fabricados Pesados Aceros Fundidos y Forjados Pernos, golillas y tuercas Barras de Anclaje y Barras con Hilo Insumos para Soldaduras Conectores de Corte Embebidos A4. Planos de diseño y especificaciones para estructuras CAPÍTULO B. REQUISITOS DE DISEÑO B1. Disposiciones generales B2. Cargas y combinaciones de cargas B3. Base de diseño Resistencia Requerida Estados Límites Diseño por Resistencia Usando Diseño en Base a Factores de Carga y Resistencia (LRFD) Diseño por Resistencia Usando Diseño en Base a Resistencias Admisibles (ASD) Diseño por Estabilidad Diseño de Conexiones... 77

5 Tabla de contenidos 5 6a. Conexiones Simples b. Conexiones de Momento Redistribución de momento en vigas Diafragmas y colectores Diseño para Condiciones de Servicio Diseño para prevenir la Acumulación de Agua Diseño a Fatiga Diseño para Condiciones de Incendio Diseño para Efectos de la Corrosión Anclaje al hormigón B4. Propiedades de los miembros Clasificación de las secciones según pandeo local a. Elementos No Atiesados b. Elementos Atiesados Espesor de Diseño para Secciones HSS Determinación del Área bruta y Área Neta a. Área Bruta b. Área Neta B5. Fabricación y montaje B6. Control de calidad y aseguramiento de calidad B7. Evaluación de estructuras existentes CAPÍTULO C. DISEÑO PARA ESTABILIDAD C1. Requisitos generales para estabilidad Método de diseño de análisis directo Métodos de diseño alternativos C2. Determinación de las resistencias requeridas Requisitos Generales de Análisis Consideración de las imperfecciones iniciales a Modelado directo de las imperfecciones b Uso de cargas ficticias para representar las imperfecciones Ajustes en la rigidez C3. Determinación de las resistencias disponibles CAPÍTULO D. DISEÑO DE MIEMBROS EN TRACCIÓN D1. Límites de Esbeltez D2 Resistencia en Tracción D3 Área Neta Efectiva... 92

6 Tabla de contenidos 6 D4 Miembros Armados D5. Miembros conectados por pasadores Resistencia en Tracción Requerimientos Dimensionales D6. Bielas Resistencia en Tracción Requerimientos Dimensionales CAPÍTULO E. DISEÑO DE MIEMBROS EN COMPRESIÓN E1. Disposiciones Generales E2 Longitud Efectiva E3 Pandeo por Flexión de Miembros sin Elementos Esbeltos E4 Resistencia a Compresión, Pandeo Torsional y Flexo-Torsional de Miembros sin Elementos Esbeltos E5 Ángulo Simple en Compresión E6. Miembros armados Resistencia a Compresión Requerimientos dimensionales E7. Miembros con elementos esbeltos Elementos Esbeltos No Atiesados, Q s Elementos Esbeltos Atiesados, Q a CAPÍTULO F. DISEÑO DE MIEMBROS EN FLEXIÓN F1. Disposiciones generales F2. Miembros compactos de sección H de simetría doble y canales flectadas en torno a su eje mayor Fluencia Pandeo Lateral-Torsional F3. Miembros de sección H de simetría doble con almas compactas y alas no compactas o esbeltas flectados en torno a su eje mayor Pandeo Lateral Torsional Pandeo Local Ala en Compresión F4. Otros miembros de sección H con almas compactas o no compactas flectados en torno a su eje mayor Fluencia del Ala en Compresión Pandeo Lateral-Torsional Pandeo Local de Ala en Compresión Fluencia del Ala en Tracción F5. Miembros de sección H de simetría doble y simple con almas esbeltas flectados en torno a su eje mayor

7 Tabla de contenidos 7 1. Fluencia del Ala en Compresión Pandeo Lateral-Torsional Pandeo Local de Ala en Compresión Fluencia del Ala en Tracción F6. Miembros de sección H y canales flectados en torno a su eje menor Fluencia Pandeo Local de Ala F7. Perfiles tubulares cuadrados y rectangulares Fluencia Pandeo Local de Ala Pandeo Local de Alma F8. Perfiles tubulares circulares Fluencia Pandeo Local F9. Secciones T y ángulos dobles cargados en el plano de simetría Fluencia Pandeo Lateral-Torsional Pandeo Local de Alas de Sección T Pandeo Local del Alma de Sección T en Compresión por Flexión F10. Ángulos Fluencia Pandeo Lateral-Torsional Pandeo Local de Ala F11. Barras rectangulares y circulares Fluencia Pandeo Lateral Torsional F12. Secciones asimétricas Fluencia Pandeo Lateral-Torsional Pandeo Local F13. Proporciones de vigas Reducciones en la Resistencia de Miembros con Perforaciones en las alas traccionadas Valores límites de las dimensiones de Miembros con Sección H Planchas de Cubierta Vigas Armadas Longitud no arriostrada para Redistribución de Momentos

8 Tabla de contenidos 8 CAPÍTULO G. DISEÑO DE MIEMBROS EN CORTE G1. Disposiciones generales G2. Miembros con almas no atiesadas o atiesadas Resistencia de Corte Atiesadores Transversales G3. Campo de tracciones Límites en el uso del campo de tracciones Resistencia de corte considerando el campo de tracciones Atiesadores Transversales G4. Ángulos simples G5. Tubos de sección rectangular y cajón G6. Tubos redondos G7. Corte respecto del eje débil en perfiles con simetría simple y doble G8. Vigas con aberturas en el alma CAPÍTULO H. DISEÑO DE MIEMBROS PARA SOLICITACIONES COMBINADAS Y TORSION H1. Miembros con simetría simple y doble solicitados a flexión y carga axial Miembros con Simetría Doble y Simple solicitados a Flexión y Compresión Miembros con Simetría Doble y Simple solicitados a Flexión y Tracción Miembros Laminados Compactos con Simetría Doble solicitados a Flexión Simple y Compresión H2. Miembros asimétricos y otros solicitados a flexión y carga axial H3. Miembros solicitados por torsión y combinación de torsión, flexión, corte, y/o carga axial Resistencia Torsional de Secciones Tubulares Redondas y Rectangulares Secciones Tubulares solicitadas a Combinación de Torsión, Corte, Flexión y Carga Axial Miembros No Tubulares bajo Torsión y Tensiones Combinadas H4. Ruptura de alas perforadas sujetas a tracción CAPÍTULO I. DISEÑO DE MIEMBROS DE SECCIÓN COMPUESTA I1. Disposiciones generales Concreto y Acero de Refuerzo Resistencia Nominal de Secciones Compuestas a. Método de Distribución de las Tensiones Plásticas b. Método de Compatibilidad de las Deformaciones

9 Tabla de contenidos 9 3. Limitaciones del Material Clasificación de Secciones Compuestas Rellenas para Pandeo Local I2. Fuerza axial Miembros Compuestos Embebidos a. Limitaciones b. Resistencia a Compresión c. Resistencia a Tracción d. Transferencia de Carga e. Requisitos de Detallamiento Columnas Compuestas Rellenas a. Límites b. Resistencia de Compresión c. Resistencia a Tracción d. Transferencia de Carga I3. Flexión General a. Ancho Efectivo b. Resistencia Durante la Construcción Vigas Compuestas con Conectores de Corte a. Resistencia para Flexión Positiva b. Resistencia para Flexión Negativa c. Resistencia de Vigas Compuestas con Planchas colaborantes de Acero d. Transferencia de Carga entre la Viga de Acero y la Losa de Concreto Miembros Compuestos Embebidos Miembros Compuestos Rellenos a. Limitantes b. Resistencia a flexión I4. Corte Miembros Compuestos Embebidos y Rellenos Vigas Compuestas con Plancha Colaborante de Acero I5. Combinación de carga axial y flexión I6. Transferencia de carga Requisitos Generales Ubicación de las Fuerzas a. Fuerzas Externas Aplicadas a la Sección de Acero b. Fuerzas Externas Aplicadas al Concreto c. Fuerzas Externas Aplicadas Conjuntamente al Acero y al Concreto Mecanismo de Transferencia de Fuerzas

10 Tabla de contenidos 10 3a. Aplastamiento Directo b. Conectores de Corte c. Interacción de Adherencia Directa Requisitos de Detallamiento a. Miembros Compuestos Embebidos b. Miembros Compuestos Rellenos I7. Diagramas compuestos y vigas colectoras I8. Anclajes de acero General Anclajes de Acero en Vigas Compuestas a. Resistencia de Pernos Conectores de Corte b. Resistencia de Conectores de Corte tipo Canal c. Número Requerido de Conectores de Corte d. Requisitos de Detallamiento Anclajes de Acero es Componentes Compuestos a. Resistencia al Corte de Pernos de Anclaje de Acero en Componentes Compuestos b. Resistencia a Tracción de Pernos de Anclaje de Acero en Componentes Compuestos c. Resistencia de Pernos de Anclaje de Acero para Interacción de Corte y Tracción en Componentes Compuestos d. Resistencia al Corte de Canales de Anclaje de Acero en Componentes Compuestos e. Requisitos de Detallamiento en Componentes Compuestos I9. Casos especiales CAPÍTULO J. DISEÑO DE CONEXIONES J1. Disposiciones generales Bases de Diseño Conexiones Simples Conexiones de Momento Miembros en Compresión y Juntas de Aplastamiento Empalmes en Secciones Pesadas Perforaciones de Acceso a la Soldadura Ubicación de Soldaduras y Pernos Pernos en Combinación con Soldaduras Pernos de Alta Resistencia en Combinación con Remaches Limitaciones en Conexiones Apernadas y Soldadas J2. Soldaduras

11 Tabla de contenidos Soldaduras de Tope a. Área Efectiva b. Limitaciones Soldaduras de Filete a. Área Efectiva b. Limitaciones Soldaduras de Tapón y de Ranura a. Área Efectiva b. Limitaciones Resistencia Combinación de Soldaduras Requisitos del Metal de Aporte Metal de Soldadura Mezclado J3. Pernos y partes roscadas Pernos de Alta Resistencia Tamaño y Uso de las perforaciones Espaciamiento Mínimo Distancia Mínima al Borde Distancias a los Bordes y Espaciamiento Máximo Resistencia de Tracción y Corte de Pernos y Partes Enroscadas Combinación de Tracción y Corte en Conexiones Tipo Aplastamiento Pernos de Alta Resistencia en Conexiones de Deslizamiento Crítico Combinación de Tracción y Corte en Conexiones de Deslizamiento Crítico Resistencia de Aplastamiento de Perforaciones de Pernos Conectores Especiales Conectores de Tracción J4. Elementos involucrados de miembros y elementos conectados Resistencia de Elementos en Tracción Resistencia de Elementos en Corte Resistencia de Bloque de Corte Resistencia de Elementos en Compresión Resistencia de Elementos en Flexión J5. Planchas de relleno Planchas de Relleno en Conexiones Soldadas a. Planchas de Relleno Delgadas b. Planchas de Relleno Gruesas

12 Tabla de contenidos Planchas de Relleno en Conexiones Apernadas J6. Empalmes J7. Resistencia de aplastamiento J8. Bases de columnas y aplastamiento del concreto J9. Barras de anclaje e insertos J10. Alas y almas con cargas concentradas Flexión Local del Ala Fluencia Local del Alma Aplastamiento del Alma Pandeo Lateral del Alma Pandeo del Alma Comprimida Corte en la Zona Panel del Alma Extremos de Vigas no Restringidos Requisitos Adicionales para los Atiesadores para Cargas Concentradas Requisitos Adicionales para las Planchas de Refuerzo para Cargas Concentradas CAPITULO K. DISEÑO DE CONEXIONES DE PERFILES TUBULARES K1. Cargas concentradas en secciones tubulares Definición de Parámetros Secciones Tubulares Circulares Secciones Tubulares Rectangulares K2. Conexiones de tubos en enrejados Definición de Parámetros Secciones Tubulares Circulares Secciones Tubulares Rectangulares K3. Conexiones de momento tubo-tubo Definición de Parámetros Secciones Tubulares Circulares Secciones Tubulares Rectangulares K4. Conexiones de planchas y ramas para tubos rectangulares CAPÍTULO L. DISEÑO PARA ESTADOS LÍMITES DE SERVICIO L1. Disposiciones Generales L2. Contraflecha L3. Deformaciones L4. Desplazamientos Laterales Relativos L5. Vibración

13 Tabla de contenidos 13 L6. Movimiento Inducido por Viento L7. Expansión y Contracción L8. Deslizamiento de Conexiones CAPÍTULO M: FABRICACIÓN Y MONTAJE M1. Planos de taller y de montaje M2. Fabricación Contraflecha, Curvado y Enderezado Corte térmico Cepillado de los Bordes Construcción Soldada Construcción Apernada Uniones de Compresión Tolerancias Dimensionales Terminación de las Bases de Columna Agujeros para Barras de Anclaje Agujeros de Drenaje Requisitos para Miembros Galvanizados M3. Pintura de taller Requisitos Generales Superficies Inaccesibles Superficies de Contacto Superficies Terminadas Superficies Adyacentes a Soldaduras en Terreno M4. Montaje Alineación de las Bases de Columna Estabilidad y Conexiones Alineación Ajuste de las Uniones de Compresión y Planchas de Base Soldadura en Terreno Pintura de Terreno CAPÍTULO N: CONTROL DE CALIDAD Y ASEGURAMIENTO DE LA CALIDAD N1. Alcance N2. Programa de control de calidad del fabricante y del instalador N3. Documentos del fabricante y del instalador Requerimientos para Construcción en Acero Documentos Disponibles para la Construcción en Acero

14 Tabla de contenidos 14 N4. Personal de inspección y ensayos no destructivos Calificación del Inspector de Control de Calidad Calificación del Inspector de Aseguramiento de Calidad Calificación del Personal NDT N5. Requisitos mínimos para la inspección en edificios de acero estructural Control de Calidad Aseguramiento de la Calidad Inspecciones Coordinadas Inspección de Soldaduras Ensayos No-destructivos de Juntas Soldadas a. Procedimientos b. NDT para Soldaduras de Ranura CJP c. NDT en Perforaciones de Acceso d. Juntas Soldadas Sujetas a Fatiga e. Reducción en la Tasa de Ensayos Ultrasónicos f. Aumento en la Tasa de Ensayos Ultrasónicos g. Documentación Inspección de Pernos de Alta Resistencia Otras Tareas de Inspección N6. Requisitos mínimos para la inspección en construcciones compuestas N7. Fabricantes e instaladores aprobados N8. Materiales y trabajos no conformes ANEXO 1: DISEÑO POR ANÁLISIS INELÁSTICO Requerimientos generales Requerimientos de ductilidad Material Sección Transversal Longitud No Arriostrada Fuerza Axial Requerimientos de análisis Propiedades de los Materiales y Criterio de Fluencia Imperfecciones Geométricas ANEXO 2. DISEÑO PARA EMPOZAMIENTO Diseño simplificado para empozamiento Diseño mejorado para empozamiento

15 Tabla de contenidos 15 ANEXO 3. DISEÑO POR FATIGA Disposiciones Generales Cálculo de las Tensiones Máximas y los Rangos de Tensiones Material Ordinario y Juntas Soldadas Pernos y Partes Atornilladas Requisitos Especiales de Fabricación y Montaje ANEXO 4: DISEÑO ESTRUCTURAL PARA LA CONDICIÓN DE FUEGO Disposiciones generales Objetivo de Desempeño Diseño mediante Análisis de Ingeniería Diseño por Ensayos de Calificación Combinaciones de Carga y Resistencia Requerida Diseño estructural por análisis para la condición de fuego Incendio de Diseño Fuego Localizado Incendio en Sector Post-Ignición Incendios Exteriores Sistemas de Protección Activa Contra el Fuego Temperaturas en Sistemas Estructurales Bajo Condiciones de Incendio Resistencias de los Materiales a Temperaturas Elevadas Elongación Térmica Propiedades Mecánicas a Temperaturas Elevadas Requisitos de Diseño Estructural Integridad Estructural general Requisitos de Resistencia y Límites de Deformación Métodos de Análisis a. Métodos Avanzados de Análisis b. Métodos Simples de Análisis Resistencia de Diseño Diseño por ensayos de calificación Estándares de Calificación Construcción Restringida Construcción No Restringida ANEXO 5. EVALUACIÓN DE ESTRUCTURAS EXISTENTES Disposiciones generales Propiedades de los materiales

16 Tabla de contenidos Determinación de los Ensayos Requeridos Propiedades de Tensión Composición Química Tenacidad del Metal Base Metal de Soldadura Pernos y Remaches Evaluación mediante análisis estructural Datos Geométricos Evaluación de Resistencia Evaluación de Servicio Evaluación mediante ensayos de carga Determinación de la intensidad de las Cargas mediante Ensayos Evaluación del Estado Límite de Servicio Informe de evaluación ANEXO 6. ARRIOSTRAMIENTOS PARA LA ESTABILIDAD DE COLUMNAS Y VIGAS Disposiciones generales Arriostramiento en columnas Arriostramiento Relativo Arriostramiento Nodal Arriostramiento en vigas Arriostramiento Lateral a. Arriostramiento Relativo b. Arriostramiento Nodal Arriostramiento Torsional a. Arriostramiento Nodal b. Arriostramiento Continuo Arriostramiento en viga-columnas ANEXO 7. MÉTODOS ALTERNATIVOS DE DISEÑO POR ESTABILIDAD Requisitos generales Método de la longitud efectiva Limitaciones Resistencias Requeridas Resistencias Disponibles Método de análisis de primer orden Limitaciones Resistencias Requeridas

17 Tabla de contenidos Resistencias Disponibles ANEXO 8. ANÁLISIS APROXIMADO DE SEGUNDO ORDEN Limitaciones Procedimiento de cálculo Amplificador B1 por Efecto P-δ Amplificador B2 por Efecto P-Δ COMENTARIO INTRODUCCIÓN SÍMBOLOS DEL COMENTARIO GLOSARIO DEL COMENTARIO CAPÍTULO A. DISPOSICIONES GENERALES A1. Alcance A2. Referencias: especificaciones, códigos y estándares de diseño A3. Material Materiales para Acero Estructural a. Designaciones ASTM c. Perfiles Laminados Pesados Aceros Fundidos y Forjados Pernos, golillas y tuercas Barras de Anclaje y Barras con Hilo Metal de Aporte y Fundente A4. Planos de diseño y especificaciones para estructuras CAPÍTULO B. REQUISITOS DE DISEÑO B1. Disposiciones generales B2. Cargas y combinaciones de cargas B3. Base de diseño Resistencia Requerida Estados Límites Diseño por Resistencia Usando Diseño en Base a Factores de Carga y Resistencia (LRFD) Diseño por Resistencia Usando Diseño en Base a Resistencias Admisibles (ASD) Diseño por Estabilidad Diseño de Conexiones

18 Tabla de contenidos Redistribución de momento en vigas Diafragmas y colectores Diseño para Condiciones de Servicio Diseño para prevenir la Acumulación de Agua Diseño a Fatiga Diseño para Condiciones de Incendio Diseño para Efectos de la Corrosión B4. Propiedades de los miembros Clasificación de las secciones según pandeo local Espesor de Diseño para Secciones HSS Determinación del Área bruta y Área Neta a. Área Bruta b. Área Neta B5. Fabricación y montaje B6. Control de calidad y aseguramiento de calidad B7. Evaluación de estructuras existentes CAPÍTULO C. DISEÑO PARA ESTABILIDAD C1. Requisitos generales para estabilidad C2. Determinación de las resistencias requeridas Requisitos Generales de Análisis Consideración de las imperfecciones iníciales Ajustes en la rigidez C3. Determinación de las resistencias disponibles CAPÍTULO D. DISEÑO DE MIEMBROS EN TRACCIÓN D1. Límites de Esbeltez D2 Resistencia en Tracción D3 Área Neta Efectiva D4 Miembros Armados D5. Miembros conectados por pasadores Resistencia en Tracción Requerimientos Dimensionales D6. Bielas Resistencia en Tracción Requerimientos Dimensionales

19 Tabla de contenidos 19 CAPÍTULO E. DISEÑO DE MIEMBROS EN COMPRESIÓN E1. Disposiciones Generales E2 Longitud Efectiva E3 Pandeo por Flexión de Miembros sin Elementos Esbeltos E4 Pandeo Torsional y Flexo-Torsional para Miembros sin Elementos Esbeltos E5 Ángulos Simples en Compresión E6. Miembros armados Resistencia a Compresión Requisitos dimensionales E7. Miembros con elementos esbeltos Elementos Esbeltos No Atiesados, Q s Elementos Esbeltos Atiesados, Q a CAPÍTULO F. DISEÑO DE MIEMBROS EN FLEXIÓN F1. Disposiciones generales F2. Miembros compactos de sección H de simetría doble y canales flectadas en torno a su eje mayor F3. Miembros de sección H de simetría doble con almas compactas y alas no compactas o esbeltas flectados en torno a su eje mayor F4. Otros miembros de sección H con almas compactas o no compactas flectados en torno a su eje mayor F5. Miembros de sección H de simetría doble y simple con almas esbeltas flectados en torno a su eje mayor F6. Miembros de sección H y canales flectados en torno a su eje menor F7. Perfiles tubulares cuadrados y rectangulares F8. Perfiles tubulares circulares F9. Secciones T y ángulos dobles cargados en el plano de simetría F10. Ángulos Fluencia Pandeo Lateral-Torsional Pandeo Local de Ala F11. Barras rectangulares y circulares F12. Secciones asimétricas F13. Dimensiones de vigas Reducciones en la Resistencia de Miembros con Perforaciones en las alas traccionadas Valores límites de las dimensiones de Miembros con Sección H Planchas de Cubierta Longitud no Arriostrada en Redistribución de Momentos

20 Tabla de contenidos 20 CAPÍTULO G. DISEÑO DE MIEMBROS EN CORTE G1. Disposiciones generales G2. Miembros con almas no atiesadas o atiesadas Resistencia al Corte Atiesadores Transversales G3. Campo de tracciones Límites en el uso del campo de tracciones Resistencia de corte considerando el campo de tracciones Atiesadores Transversales G4. Ángulos simples G5. Tubos de sección rectangular y cajón G6. Tubos redondos G7. Corte respecto del eje débil en perfiles con simetría simple y doble G8. Vigas con aberturas en el alma CAPÍTULO H. DISEÑO DE MIEMBROS PARA SOLICITACIONES COMBINADAS Y TORSIÓN H1. Miembros con simetría simple y doble solicitados a flexión y carga axial Miembros con Simetría Doble y Simple solicitados a Flexión y Compresión Miembros con Simetría Doble y Simple solicitados a Flexión y Tracción Miembros Laminados Compactos con Simetría Doble solicitados a Flexión Simple y Compresión H2. Miembros asimétricos y otros solicitados a flexión y carga axial H3. Miembros solicitados torsión y combinación de torsión, flexión, corte, y/o carga axial Resistencia Torsional de Secciones Tubulares Redondas y Rectangulares Secciones Tubulares solicitadas a Combinación de Torsión, Corte, Flexión y Carga Axial Miembros No Tubulares bajo Torsión y Tensiones Combinadas H4. Ruptura de alas perforadas sujetas a tracción CAPÍTULO I. DISEÑO DE MIEMBROS DE SECCIÓN COMPUESTA I1. Disposiciones generales Concreto y Acero de Refuerzo Resistencia Nominal de Secciones Compuestas a. Método de Distribución de las Tensiones Plásticas b. Método de Compatibilidad de las Deformaciones

21 Tabla de contenidos Limitaciones del Material Clasificación de Secciones Compuestas Rellenas para Pandeo Local I2. Fuerza axial Miembros Compuestos Embebidos a. Limitaciones b. Resistencia a Compresión c. Resistencia a Tracción Columnas Compuestas Rellenas a. Límites b. Resistencia de Compresión c. Resistencia a Tracción I3. Flexión General a. Ancho Efectivo b. Resistencia Durante la Construcción Vigas Compuestas con Conectores de Corte a. Resistencia para Flexión Positiva b. Resistencia para Flexión Negativa c. Resistencia de Vigas Compuestas con Planchas colaborantes de Acero d. Transferencia de Carga entre la Viga de Acero y la Losa de Concreto Miembros Compuestos Embebidos Miembros Compuestos Rellenos I4. Corte Miembros Compuestos Embebidos y Rellenos Vigas Compuestas con Plancha Colaborante de Acero I5. Combinación de carga axial y flexión I6. Transferencia de carga Requisitos Generales Ubicación de las Fuerzas Mecanismo de Transferencia de Fuerzas a. Aplastamiento Directo b. Conectores de Corte c. Interacción de Adherencia Directa Requisitos de Detallamiento I7. Diafragmas compuestos y vigas colectoras I8. Anclajes de acero General

22 Tabla de contenidos Anclajes de Acero en Vigas Compuestas a. Resistencia de Pernos Conectores de Corte b. Resistencia de Conectores de Corte tipo Canal d. Requisitos de Detallamiento Anclajes de Acero es Componentes Compuestos I9. Casos especiales CAPÍTULO J. DISEÑO DE CONEXIONES J1. Disposiciones generales Bases de Diseño Conexiones Simples Conexiones de Momento Miembros en Compresión y Juntas de Aplastamiento Empalmes en Secciones Pesadas Perforaciones de Acceso a la Soldadura Ubicación de Soldaduras y Pernos Pernos en Combinación con Soldaduras Pernos de Alta Resistencia en Combinación con Remaches Limitaciones en Conexiones Apernadas y Soldadas J2. Soldaduras Soldaduras de Tope a. Área Efectiva b. Limitaciones Soldaduras de Filete a. Área Efectiva b. Limitaciones Soldaduras de Tapón y de Ranura a. Área Efectiva b. Limitaciones Resistencia Combinación de Soldaduras Requisitos del Metal de Aporte Metal de Soldadura Mezclado J3. Pernos y partes roscadas Pernos de Alta Resistencia Tamaño y Uso de las perforaciones Espaciamiento Mínimo Distancia Mínima al Borde

23 Tabla de contenidos Distancias a los Bordes y Espaciamiento Máximo Resistencia de Tracción y Corte de Pernos y Partes Enroscadas Combinación de Tracción y Corte en Conexiones Tipo Aplastamiento Pernos de Alta Resistencia en Conexiones de Deslizamiento Crítico Combinación de Tracción y Corte en Conexiones de Deslizamiento Crítico Resistencia de Aplastamiento de Perforaciones de Pernos Conectores de Tracción J4. Elementos involucrados de miembros y elementos conectados Resistencia de Elementos en Tracción Resistencia de Elementos en Corte Resistencia de Bloque de Corte Resistencia de Elementos en Compresión J5. Planchas de relleno J7. Resistencia de aplastamiento J8. Bases de columnas y aplastamiento del concreto J9. Barras de anclaje e insertos J10. Alas y almas con cargas concentradas Flexión Local del Ala Fluencia Local del Alma Aplastamiento del Alma Pandeo Lateral del Alma Pandeo del Alma Comprimida Corte en la Zona Panel del Alma Extremos de Vigas no Restringidos Requisitos Adicionales para los Atiesadores para Cargas Concentradas Requisitos Adicionales para las Planchas de Refuerzo para Cargas Concentradas CAPÍTULO K. DISEÑO DE CONEXIONES DE PERFILES TUBULARES K1. Cargas concentradas en secciones tubulares Definición de Parámetros Secciones Tubulares Circulares Secciones Tubulares Rectangulares K2. Conexiones de tubos en enrejados Definición de Parámetros Secciones Tubulares Circulares

24 Tabla de contenidos Secciones Tubulares Rectangulares K3. Conexiones de momento tubo-tubo K4. Conexiones de planchas y ramas para tubos rectangulares CAPÍTULO L. DISEÑO PARA ESTADOS LÍMITES DE SERVICIO L1. Disposiciones Generales L2. Contraflecha L3. Deformaciones L4. Desplazamientos Laterales Relativos L5. Vibración L6. Movimiento Inducido por Viento L7. Expansión y Contracción L8. Deslizamiento de Conexiones CAPÍTULO M: FABRICACIÓN Y MONTAJE M1. Planos de taller y de montaje M2. Fabricación Contraflecha, Curvado y Enderezado Corte térmico Construcción Soldada Construcción Apernada Agujeros de Drenaje Requisitos para Miembros Galvanizados M3. Pintura de taller Requisitos Generales Superficies de Contacto Superficies Adyacentes a Soldaduras en Terreno M4. Montaje Estabilidad y Conexiones Ajuste de las Uniones de Compresión y Planchas de Base M5. Soldadura en Terreno CAPÍTULO N: CONTROL DE CALIDAD Y ASEGURAMIENTO DE LA CALIDAD N1. Alcance N2. Programa de control de calidad del fabricante y del instalador N3. Documentos del fabricante y del instalador Requerimientos para Construcción en Acero Documentos Disponibles para la Construcción en Acero

25 Tabla de contenidos 25 N4. Personal de inspección y ensayos no destructivos Calificación del Inspector de Control de Calidad Calificación del Inspector de Aseguramiento de Calidad Calificación del Personal NDT N5. Requisitos mínimos para la inspección en edificios de acero estructural Control de Calidad Aseguramiento de la Calidad Inspecciones Coordinadas Inspección de Soldaduras Ensayos No-destructivos de Juntas Soldadas a. Procedimientos b. NDT para Soldaduras de Ranura CJP c. NDT en Perforaciones de Acceso d. Juntas Soldadas Sujetas a Fatiga e. Reducción en la Tasa de Ensayos Ultrasónicos f. Aumento en la Tasa de Ensayos Ultrasónicos Inspección de Pernos de Alta Resistencia Otras Tareas de Inspección N6. Requisitos mínimos para la inspección en construcciones compuestas N7. Fabricantes e instaladores aprobados ANEXO 1: DISEÑO POR ANÁLISIS INELÁSTICO Requerimientos generales Requerimientos de ductilidad Material Sección Transversal Fuerza Axial Requisitos de análisis Propiedades de los Materiales y Criterio de Fluencia Imperfecciones Geométricas Tensiones Residuales y Efectos por Fluencia Parcial ANEXO 2. DISEÑO PARA EMPOZAMIENTO ANEXO 3. DISEÑO POR FATIGA Disposiciones Generales Cálculo de las Tensiones Máximas y los Rangos de Tensiones Material Ordinario y Juntas Soldadas

26 Tabla de contenidos Pernos y Partes con hilo Requisitos Especiales de Fabricación y Montaje ANEXO 4: DISEÑO ESTRUCTURAL PARA LA CONDICIÓN DE FUEGO Disposiciones generales Objetivo de Desempeño Diseño mediante Análisis de Ingeniería Combinaciones de Carga y Resistencia Requerida Diseño estructural por análisis para la condición de fuego Incendio de Diseño Fuego Localizado Incendio en Sector Post-Ignición Incendios Exteriores Sistemas de Protección Activa Contra el Fuego Temperaturas en Sistemas Estructurales Bajo Condiciones de Incendio Resistencias de los Materiales a Temperaturas Elevadas Requisitos de Diseño Estructural Integridad Estructural General Requisitos de Resistencia y Límites de Deformación Métodos de Análisis a. Métodos Avanzados de Análisis b. Métodos Simples de Análisis Resistencia de Diseño Diseño por ensayos de calificación Estándares de Calificación Construcciones Restringidas Construcciones No Restringidas ANEXO 5. EVALUACIÓN DE ESTRUCTURAS EXISTENTES Disposiciones generales Propiedades de los materiales Determinación de los Ensayos Requeridos Propiedades de Tensión Tenacidad del Metal Base Metal de Soldadura Pernos y Remaches Evaluación mediante análisis estructural Evaluación de Resistencia

27 Tabla de contenidos Evaluación mediante ensayos de carga Determinación de la intensidad de las Cargas mediante Ensayos Evaluación del Estado Límite de Servicio Informe de evaluación ANEXO 6. ARRIOSTRAMIENTOS PARA LA ESTABILIDAD DE COLUMNAS Y VIGAS Disposiciones generales Arriostramiento en columnas Arriostramiento en vigas Arriostramiento Lateral Arriostramiento Torsional Arriostramiento en viga-columnas ANEXO 7. MÉTODOS ALTERNATIVOS DE DISEÑO POR ESTABILIDAD Método de la longitud efectiva Método de análisis de primer orden ANEXO 8. ANALISIS APROXIMADO DE SEGUNDO ORDEN

28 28 SIMBOLOGÍA La sección o el número de tabla en la columna de la derecha se refiere a donde el símbolo ha sido usado primero. Símbolo Definición Sección A BM A b Área de la sección transversal de la base de metal, mm 2...J2.4 Área de cuerpo nominal sin hilar de un tornillo o pieza hilada, mm 2...J3.6 A bi Área de la sección transversal de la rama superpuesta, mm 2... K2.3 A bj Área de la sección transversal de la rama cubierta, mm 2... K2.3 A c A c A e A e A fc A fg A fn Área de concreto, mm 2...I2.1b Área de la losa de concreto dentro del ancho efectivo, mm 2...I3.2d Área neta efectiva, mm 2... D2 Sumatoria de las áreas efectivas de la sección transversal basada en el ancho efectivo, b e, mm 2... E7.2 Área del ala en compresión, mm 2...G3.1 Área bruta del ala en tracción, mm 2...F13.1 Área neta del ala en tracción, mm 2...F13.1 A ft Área del ala en tracción, mm 2... G3.1 A g A g A gv A n Área total de la sección transversal del miembro, mm 2...B3.7 Área bruta del miembro compuesto, mm 2...I2.1 Área bruta solicitada a corte, mm 2...J4.3 Área neta del elemento, mm 2...B4.3 A n Área de los elementos conectados directamente, mm 2...Tabla D3.1 A nt A nv A pv A s A sa Área neta solicitada a tracción, mm 2...J4.3 Área neta solicitada a corte, mm 2...J4.3 Área proyectada de aplastamiento, mm 2...J7 Área de la sección transversal de la sección de acero, mm 2...I2.1b Área de la sección transversal del perno de anclaje de acero, mm 2...I8.2a A sf Área de corte en la zona de falla, mm 2... D5.1 A sr A sr A t A w A we Área de barras de refuerzo continuas, mm 2...I2.1 Área de un adecuado desarrollo longitudinal del acero de refuerzo dentro del ancho efectivo de la losa de concreto, de la sección transversal de acero, mm 2...I3.2d Área neta en tracción, mm 2...An.3.4 Área del alma, siendo el ancho por el espesor, dt w, mm 2...G2.1 Área efectiva de la soldadura, mm 2...J2.4

29 Simbología 29 Símbolo Definición Sección A wei A 1 A 1 A 2 B B Área efectiva de la garganta de la soldadura de cualquier i-esimo elemento de esta, mm 2...J2.4 Área cargada de concreto, mm 2...I6.3a Área de acero concéntricamente cargado sobre el soporte de concreto, mm 2...J8 Máxima área de la porción de la superficie soportada que es geométricamente similar y concéntrica con el área cargada, mm 2...J8 Ancho total de una Sección HSS rectangular, medido a 90 del plano de conexión, mm 2...Tabla D3.1 Ancho total de la sección rectangular de acero a lo largo de la cara en que se transfieren las cargas, mm 2...I6.3c B b Ancho total de una rama de una HSS rectangular, medido a 90 del plano de conexión, mm 2... K2.1 B bi Ancho total de la rama de una rama superpuesta, mm 2... K2.3 B bj Ancho total de la rama cubierta, mm 2... K2.3 B p Ancho de la plancha, medida 90 grados al plano de conexión, mm 2... K1.1 B 1 B 2 C C b C d C f Multiplicador para considerar efectos P-δ...An.8.2 Multiplicador para considerar efectos P-...An.8.2 Constante torsional de una determinada Sección HSS...H3.1 Factor de modificación del pandeo lateral torsional para diagramas de momento no uniformes...f1 Coeficiente que considera la rigidez requerida de arriostramiento aumentada en el punto de inflexión...an Constante basada en categorías de fatiga, dadas en Tabla A An.3.3 C m Coeficiente que considera movimientos no uniformes...an C p C r C s Coeficiente de flexibilidad para un miembro primario en un techo plano debido a retención de agua por deformaciones...an.2.1 Coeficiente para pandeo lateral del alma...j10.4 Coeficiente de flexibilidad para un miembro secundario en techo plano debido a retención de agua por deformaciones...an.2.1 C v Coeficiente de corte del alma... G2.1 C w C 1 C 3 Constante de deformación, mm 6... E4 Coeficiente para el cálculo de rigidez efectiva del miembro compuesto de compresión embebido...i2.1b Coeficiente para el cálculo de rigidez efectiva del miembro compuesto de compresión relleno...i2.2b D Diámetro exterior de un elemento HSS circular, mm... Tabla B4.1 D Diámetro exterior de un elemento HSS principal, mm... K2.1 D Carga muerta nominal, N...An

30 Simbología 30 Símbolo Definición Sección D b Diámetro exterior de una rama HSS circular... K2.1 D u En conexiones de deslizamiento critico, es un múltiplo que refleja la relación entre la pretensión instalada del perno y la mínima pretensión especificada para el perno...j3.8 E Módulo de elasticidad del acero = Mpa (29000 ksi)... Tabla B4.1 E c Módulo de elasticidad del concreto = 0,043w c 1,5 f ć, Mps (w c1,5 f ć, )...I2.1b E m E s Módulo de elasticidad del concreto a altas temperaturas, Mpa...An Módulo de elasticidad del acero = MPa...I2.1b E(T) Módulo de elasticidad a altas temperaturas, MPa...An EI eff Rigidez efectiva de la sección compuesta, N mm 2...I2.1b F c Tensión disponible, Mpa... K1.1 F ca Tracción axial disponible en el punto considerado, MPa...H2 F cbw, F cbz Tracción de flexión disponible en el punto considerado, MPa...H2 F cr F cry F crz F e F e (T) F ex F EXX F ey F ez F in F L F n Tensión crítica, Mpa... E3 Tensión crítica sobre el eje menor, Mpa... E4 Tensión crítica debido a pandeo torsional, Mpa... E4 Tensión elástico por pandeo, Mpa... E3 Tensión elástica crítica por pandeo con el modulo elástico a altas temperaturas, MPa...An Tensión elástica debido a pandeo por flexión en torno al eje mayor, Mpa... E4 Resistencia de clasificación del metal de relleno, MPa...J2.4 Tensión elástica debido a pandeo por flexión en torno al Eje mayor, Mpa... E4 Tensión elástica debido a pandeo torsional, Mpa... E4 Tensión de de adherencia nominal, 0,40 MPa...J2.4 Tensión calculada según la resistencia por flexión nominal calculada, Mpa... Tabla B4.1 Resistencia nominal, MPa...H3.3 F n Tensión de tracción nominal F nt, o tensión de corte nominal, F nv, según Tabla J3.2, Mpa...J3.6 F nbm F nt F ńt F nv F nw F nw Tracción nominal del metal base, MPa...J3.6 Tensión de tracción nominal desde Tabla J3.2, Mpa...J3.7 Tensión de tracción nominal modificado que incluye los efectos del tensión de corte, Mpa...J3.7 Tensión de corte nominal según Tabla J3.2, Mpa...J3.7 Tracción nominal del metal de soldadura, MPa...J2.4 Tracción nominal del metal de soldado (Capítulo J) sin incremento en la resistencia debido a la direccionalidad, MPa... K.4

31 Simbología 31 Símbolo Definición Sección F nwi F nwix F nwiy Tracción nominal en el elemento ith de soldadura, MPa...J2.4 Componente x de la carga nominal de F nwi, MPa...J2.4 Componente y de la carga nominal de F nwi, MPa...J2.4 Fp(T) Límite proporcional a altas temperaturas, MPa...An F SR Rango de tensiones admisible, Mpa...An. 3.3 F TH F u Rango umbral de tensión admisible, máximo rango de tensión para vida de diseño indefinida según Tabla A-3.1, Mpa...An.3.1 Resistencia a tracción mínima especificada, Mpa... D2 Fu(T) Resistencia a tracción mínima a altas temperaturas, MPa...An F y F yb F ybi F ybj F yf Tensión mínima de fluencia especificado para el tipo de acero empleado, Mpa. Se usa en esta especificación tensión de fluencia ya sea como el punto de fluencia mínimo especificado (para aquellos aceros que tienen un punto de fluencia) o ya sea fluencia especificada (para aquellos que no tienen una fluencia especificada)... Tabla B3.7 Tensión mínima de fluencia especificado para el material de una rama de una HSS, MPa... K2.1 Tensión mínima de fluencia especificado en el material de la rama superpuesta, Mpa... K2.3 Tensión mínima de fluencia especificado en el material de la rama cubierta, Mpa... K2.3 Tensión mínima de fluencia especificado en el ala, Mpa...J10.1 F yp Tensión mínima de fluencia especificado en plancha, Mpa... K1.1 F ysr F yst Tensión mínima de fluencia especificado en las barras de refuerzo, Mpa...I2.1b Tensión mínima de fluencia especificado en el material del atiesador, Mpa... G3.3 Fy(T) Fluencia a altas temperaturas, MPa...An F yw Tensión mínima de fluencia especificado en el material de alma, Mpa... G3.3 G Módulo de corte de elasticidad del acero = Mpa... E4 G(T) Módulo de corte de elastidad del acero a altas temperaturas, MPa...An H H H H b Constante por flexión... E4 Fuerza de corte de entrepiso, en la dirección de traslación considerada, debido a las cargas laterales empleadas en el cálculo de ΔH, ton...an Altura total de la sección HSS rectangular, medido en el plano de conexión, mm...tabla D3.1 Número de veces la altura de la rama de un elemento HSS rectangular, medido en el plano de conexión, mm... K2.1 H bi Número de veces la profundidad de una rama superpuesta... K2.3