DISEÑO BASICO DE ESTRUCTURAS DE ACERO Parte 4.Tension

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Estefania Ayala Vera
hace 6 años
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CERCHAS (Armaduras, entramados o celosías) Cargas sobre los nudos

condiciones del uso / posibilidades de montaje y producción /

diseño particulares Barras a compresión, mayor sección / barras

Viga Atirantada Viga Vierendeel Reestructuración de la Scala de

300 menos en varilla (Deflexiones y vibraciones) Barras v/s

1 CERCHAS (Armaduras, entramados o celosías) Cargas sobre los nudos Cargas sobre el cordón superior Reglas generales de diseño condiciones del uso / posibilidades de montaje y producción / intenciones arquitectónicas / flujo de las fuerzas Reglas de diseño particulares Barras a compresión, mayor sección / barras largas a tracción / nudos articulados / cargas sobre los nudos Viga Atirantada Viga Vierendeel Reestructuración de la Scala de Milán (2004) Mario Botta TENSION ELEMENTOS TENSORES TIPICOS L/r < 300 menos en varilla (Deflexiones y vibraciones) Barras v/s Cables: Barras Economía Conexiones soldadas Cables Resistencia Flexibilidad Conexiones especiales 1

2 Tensoestructuras Cubierta recepción Rhön Clinic, Bad Neustadt (1997) Lamm, Weber, Donath & Partner FALLAS TENSION FLUENCIA Por alargamiento en la sección bruta φrn = 0.9 F y A g Para Tubos Estructurales t PTE = 0.93 t nominal φrn = 0.75 F u A e A e = UA n TENSION ROTURA A e : Área efectiva (cuando la carga no se transmite por todos los elementos) A n : Área neta 2

3 AREA NETA A TENSION L AB : L AC : AB (d b + 3mm) AB 2(d b + 3mm) + S2 4g 3

4 REZAGO DE CORTANTE Placas atornilladas o ranuradas A e = A n 0.85A g A n = A g - ranura Para U < 0.6 considerar excentricidad 4

5 Para garantizar la falla por fluencia de ángulos soldados FUNDAMENTOS DE TORNILLOS 5

6 MATERIALES A307 = Grado 2 A325 Grado 5 A490 Grado 8 No galvanizar APRETOLOGIA 6

7 7

8 8

DIÁMETRO DEL PERNO (mm) PERFORACIONES DIMENSIONES DE

Ranuras cortas (ancho x largo) Ranuras largas (ancho x

9 18 20 18 x 22 18 x 40 19.11 21 24 21x26 26 21x45 22.

6 d + 3 d + 8 (d + 3) (d + 10) (d + 3) (2.

perpendicular a dimensión larga Conexiones tipo Fricción

p p g p g g p p p p g Mínima - 2 2/3 d b 3d b - Por

9 DIÁMETRO DEL PERNO (mm) PERFORACIONES DIMENSIONES DE PERFORACIONES Estándar (Diámetro) Agrandadas (Diámetro) Ranuras cortas (ancho x largo) Ranuras largas (ancho x largo) x x x x x x x x x x d + 3 d + 8 (d + 3) (d + 10) (d + 3) (2.5 d) Conexiones tipo Aplastamiento - Fuerza perpendicular a dimensión larga Conexiones tipo Fricción - Indiferente la dirección SEPARACION DE TORNILLOS p g p p p g p g g p p p p g Mínima - 2 2/3 d b 3d b - Por instalación Máxima - Sin corrosión : p 24 t ó 300mm - Con corrosión: p 14 t ó 175mm - Distribución uniforme: p 5 d b 9

DISTANCIA AL BORDE Diámetro nominal del perno o remache, mm 12.7 15.9 19.1 22.2 25.4 28.6 31.8 > 31.

75 x diámetro En bordes laminados de pletinas, perfiles o barras y bordes cortados con soplete (c) 19 22 25

25 x diámetro Máxima -L e 12 t ó 150mm Elongación excesiva del agujero por deformación de la placa d

espesor t Interiores L c = S-d h Exteriores L c = L e d h / 2 = 0.

10 DISTANCIA AL BORDE Diámetro nominal del perno o remache, mm > 31.8 En bordes cortados con cizalla x diámetro En bordes laminados de pletinas, perfiles o barras y bordes cortados con soplete (c) x diámetro Máxima -L e 12 t ó 150mm Elongación excesiva del agujero por deformación de la placa d espesor t RESISTENCIA POR DESGARRAMIENTO Y APLASTAMIENTO Lc Lc 0,6FutLc S Le Desgarramiento de la placa Lc espesor t Interiores L c = S-d h Exteriores L c = L e d h / 2 = 0.75 DESGARRAMIENTO APLASTAMIENTO Deslizamiento crítico Rn = 1.2 L c t Fu 2.4 d b tfu Lc Deslizamiento no crítico Rn = 1.5 L c t Fu 3 d b tfu Ranura larga perpendicular Rn = L c t Fu 2d b t Fu RESISTENCIA AL CORTE RESISTENCIA φr n = φ F n A b m n m = número de planos de corte n = número de tornillos φ =

11 SECCION WHITMORE Soldada : Lw = 2Lc tan 30º + L Atornillada Lw = 2Lc tan 30º CORTANTE FLUENCIA φrn = 0.9 (0.6 A g F y ) Ag: Área bruta CORTANTE ROTURA φrn = 0.75 (0.6A nv F u ) A nv : Área neta a cortante = A g n(d b + 3mm)t n : número de perforaciones 11

12 BLOQUE DE CORTANTE BLOQUE DE CORTANTE Area de Corte Area Tensión R n = 0.6 F u A nv + U bs F u A nt 0.6 F y A gv + U bs F u A nt φ= = 0.75 A gv = Área total a cortante A nv = Área neta a cortante A nt = Área neta a tensión EJEMPLO CONEXIÓN DE TENSION (A mano) FUNDAMENTOS DE SOLDADURA 12

13 PROCESOS SMAW ( Shielded Metal Arc Welding) Electrodo revestido PROCESOS GMAW (Gas Metal Arc Welding) Mig PROCESOS FCAW (Flux Cored Arc Welding) Tubular PROCESOS SAW (Submerged Arc Welding) Arco sumergido FXXX- EXXX 13

14 TIPOS ACANALADA (G) Penetración Completa Penetración Parcial No requiere diseño por resistencia Requiere diseño de junta Requiere procedimientos de soldadura 14

15 15

16 FILETE (F) TIPOS tb Tamaño Máximo tw = tb para tb 6 tw = tb -2 para tb > 6 Para evitar formaciones martensíticas TIPOS Abocinada TIPOS Tapón 16

17 INSPECCION FABRICACION KAMASUTRA SOLDADURA - Calificación Soldadores AWS D.1.1 Posición INSPECCION FABRICACION - Inspección Visual 100% Ejecución Tamaño Longitud 17

18 INSPECCION FABRICACION - Ensayos no destructivos (END) Radiografía END 100% CPJ SRS S TRACCION 18

19 INSPECCION FABRICACION Ultrasonido INSPECCION FABRICACION Partículas Magneticas INSPECCION FABRICACION Tintas Penetrantes RESISTENCIA φf BM A BM ó φ F w A w SOLDADA Corte Tensión L= Ant = 75x 5 =375mm 2 Avg = 2x150x5 = 1500mm 2 Atg = 375 Ans = 1500mm (4.08x x4.08x15)=34.7 Ton Pu = 25.2 ton 19

20 CONEXIONES PTE Mejor Placas de Conexión! VARILLAS ROSCADAS T u = min φf u (0.75 A r ) φ = 0.75 φf y A g φ= = O sea que A e = 0.75 A r Con rosca laminada A r > A varilla A r A g Hyatt Regency 1981 EJEMPLO TEMPLERO Cercha Cercha Wx W L Caballete W Wy Wx Wy 0.286WxL Pu = φpn = 0. 75Fu( 0. 75A ) = 245Kg A var = = 0. 1cm 0. 75x4. 08x0. 75 ó Pu = φpn = 0. 9 x xa var = Ton A var = = 0. 1cm 0. 9x2. 52 φ var = 4x0. 1/ π φ3/ 16"= φ4. 76mm Ok. D 2 = 0. 36cm 20

21 PERNOS DE ANCLAJE Poner gruting inmediatamente después de de aplomar, antes de aplicar cargas para evitar fallas por condiciones no consideradas en los pernos! MATERIALES - Pernos de Anclaje Varilla corrugadas no!!. 21

APRIETE DE TUERCAS Esta es la tabla que indica la

Esta tensión se calibra en un tensiómetro, para

aplica en el sitio, después de poner el grouting

quede a ras de la tuerca IDEAS PARA HACER LA

Hacer arandelas grandes de placa gruesa y

soldadas sólo pueden hacerse en anclajes de

22 APRIETE DE TUERCAS Esta es la tabla que indica la tensión a que deben instalarse los anclajes. Esta tensión se calibra en un tensiómetro, para saber a que giro de tuerca corresponde, y así se aplica en el sitio, después de poner el grouting ACI Y QUE HACER SI LOS PERNOS QUEDAN TRAGADOS? 318 Lo mínimo que se acepta es que el anclaje quede a ras de la tuerca IDEAS PARA HACER LA REPARACION Y si no cazan los huecos? Hacer arandelas grandes de placa gruesa y soldarlas con filete alrededor Las Reparaciones soldadas sólo pueden hacerse en anclajes de material F1554 grado 36 o grado 55 si el certificado de calidad lo indica. Nunca deben soldarse las tuercas, ya que son endurecidas mediante tratamientos térmicos para garantizar que los hilos de la rosca sean suficientemente duros. 22

23 Y si se dañan antes de la instalación? Cambiarlos por epóxicos, o demoler el pedestal, o hacer la reparación de los tragados si los anclajes son de material soldable. 23

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