UNIONES%RESISTENTES%A%MOMENTO% %PARTE% 1%

Transcripción

1 SKILLS%Project%%

2 UNIONES%RESISTENTES%A%MOMENTO% %PARTE% 1%

3 OBJETIVOS%DE%APRENDIZAJE% Proceso% de% diseño% de% las% uniones% atornilladas% resistentes% a% momento%:% " Unión%resistente%a%momentos% " Diseño%de%detalles%(soldaduras,%rigidizadores)% " Rigidez%de%la%unión% Recomendaciones%para%buenas%prácKcas%de%diseño% 3"

4 ÍNDICE% Introducción% Cálculo%del%momento%resistente% Cálculo%a%esfuerzo%cortante% Diseño%de%soldaduras% Rigidizadores% Cálculo%de%la%rigidez%de%la%unión% Guía%de%buenas%prácKcas% Conclusión% 4"

5 INTRODUCCIÓN%

6 INTRODUCCIÓN% Tiposdeuniónresistenteamomentosenedificiosdeunasola planta 1. Unióndealero 2. Carteladealero 3. Unióndecumbrera 4. Carteladecumbrera 6"

7 INTRODUCCIÓN% Unióndealero;pica 1. Cartela 2. Rigidizadoracompresión 7"

8 INTRODUCCIÓN% Unión;picadecumbrera Chaparigidizadora 8"

9 INTRODUCCIÓN% EnfoquegeneraldediseñodeacuerdoconEN1993I1I8 " Launiónsemodelacomounensamblajedecomponentes " Loscomponentes básicos se encuentran endiferentes zonas delaunión. Zona%a%cortante% % Zona%a%tracción% Zona%a%compresión% 9"

10 CÁLCULO%DEL%MOMENTO%RESISTENTE%

11 CÁLCULO%DEL%MOMENTO%RESISTENTE%W%GENERAL% Pasosaseguir: " Determinarlaresistenciapotencialdelasfilasdetornillos situadas en la zona a tracción por separado F t,rd(r)" " Determinarlaresistenciadecálculodelazonasome@daa compresiónf c,rd" " Determinar la resistencia del panel del alma del pilar (zonasome@daaesfuerzocortante)v wp,rd" " Determinarlasresistenciasdecálculoeficacesenlazona some@daatraccióndecadafiladetornillosf tr,rd " " CálculodelmomentoresistentedelauniónM j,rd" 11"

12 CÁLCULO%DEL%MOMENTO%RESISTENTE %GENERAL% La resistencia de cada fila de tornillos se calcula de manera independiente. Laresistenciadelauniónpuedevenirlimitadapor: # Laresistenciadecálculodeungrupodetornillos # La rigidez del ala del pilar o de la chapa frontal que podrían imposibilitar una distribución plás@ca de los esfuerzosdetracción # Laresistenciaacortantedelpaneldelalmadelpilar # Laresistenciadelazonadecompresión 12"

13 CÁLCULO%DEL%MOMENTO%RESISTENTE% %ZONA%A%TRACCIÓN% la resistencia de cálculo a tracción eficaz de cada fila de tornillos F Rd(r) = min( Ft, fc, Rd, Ft, wc, Rd, Ft, ep, Rd, Ft, wb, Rd ) t, EN1993I1I (6) Componente% Símbolo% Número%de%la%cláusula%de%la% norma%en%1993w1w8%% Aladelpilarenflexión F t,fc,rd andTables:6.2,6.4,6.5 Almadelpilarentracción transversal F t,wc,rd Chapafrontalenflexión F t,ep,rd andTables:6.2,6.6 Almadelavigaentracción F t,wb,rd "

14 CÁLCULO%DEL%MOMENTO%RESISTENTE% %ZONA%A%TRACCIÓN% Comenzar por la fila más alejada del centro de compresión(r=1) Se ignora la resistencia de aquellasfilasdetornillosque seencuentrenmáscercadel centrodecompresión Las filas subsiguientes se verifican tanto de forma independiente como formandopartedeungrupo en combinación con las filas anteriores Centrode compresiones 14"

15 CÁLCULO%DEL%MOMENTO%RESISTENTE% %ZONA%A%TRACCIÓN% Grupos de filas de tornillos relacionados con los componentes básicos de las uniones formando parte del pilar y de una viga con unachapafrontalextendida. Grupo1+2 Grupo1+2+3 Grupo Grupo2+3 Grupo "

16 CÁLCULO%DEL%MOMENTO%RESISTENTE% %ZONA%A%TRACCIÓN% Determinación%de%la%resistencia%potencial%a%tracción%de:% " una%chapa%frontal%en%flexión%ft,ep,rd% " un%ala%de%pilar%en%flexión%ft,fc,rd% EN1993I1I Los patrones de líneas de reales se convierten en uncasquilloentequivalente Cada patrón de líneas de lleva asociado una longituddecasquilloentequivalente eff SeelegiráelcasquilloenTequivalentemáscorto(min eff ) Con la longitud eficaz del casquillo en T se podrá calcular la resistenciadelcasquilloent. 16"

17 CÁLCULO%DEL%MOMENTO%RESISTENTE% %ZONA%A%TRACCIÓN% ModosdefallodeuncasquilloenTequivalente EN1993I1I Table6.2 Modo%1% Modo%2% Modo%3% elaladelcasquilloen Teselcomponente unaflexióndedoble curvatura elalaylostornillos cedenyse encuentran mismovalordecarga 17" lostornillossonlos ylaresistenciaes iguala laresistenciaa traccióndeéstos

18 CÁLCULO%DEL%MOMENTO%RESISTENTE% %ZONA%A%TRACCIÓN% % longitudeficazdelcasquilloent Patronesdeplas@ficación circularesl eff,cp Patronesdeplas@ficación nocircularesl eff,nc Fila%de%tornillos%considerada% individualmente% Fila%de%tornillos%considerada%en% un%grupo%de%filas%de%tornillos% Modo1: l eff,1 =l eff,nc butl eff,1 l eff,cp Σl eff,1 =Σl eff,nc butσl eff,1 Σl eff,cp Modo2: l eff,2 =l eff,nc Σl eff,2 =Σl eff,nc 18"

19 CÁLCULO%DEL%MOMENTO%RESISTENTE% %ZONA%A%TRACCIÓN% % DimensionesdelcasquilloenTequivalente EN1993I1I8Figure6.2 19"

20 CÁLCULO%DEL%MOMENTO%RESISTENTE% %ZONA%A%TRACCIÓN% % Determinación de la longitud equivalente del casquillo en T de un%ala%de%pilar%en%flexión%ft,fc,rd%%no%rigidizada% EN1993I1I Table6.4 Posición% de%la%fila% de% tornillos% Fila interiorde tornillos Fila exterior de tornillos Fila%de%tornillos%considerada% individualmente% Patróncircular l eff,cp 2πm Elmenorde: 2πm, πm+2e 1 Patrónno circularl eff,nc Fila%de%tornillos%considerada%como% parte%de%un%grupo%de%filas%de% tornillos% Patróncircular l eff,cp 4m+1,25e 2p p Elmenorde: 4m+1,25e,2m +0,625e+e 1 Elmenorde: πm+p, 2e 1 +p Patróncircular l eff,nc Elmenorde: 2m+0,625e+0,5p, e 1 +0,5p 20"

21 CÁLCULO%DEL%MOMENTO%RESISTENTE% %ZONA%A%TRACCIÓN% % DeterminacióndelalongitudequivalentedelcasquilloenTde un%ala%de%pilar%en%flexión%ft,fc,rd%%rigidizada%% EN1993I1I Table6.5 Posición%de%la%fila%de% tornillos% Filadetornillosjunto arigidizador OtrasFilasinteriores detornillos OtrasFilasexteriores detornillos Filaexteriorde tornillosjuntoa rigidizador Fila%de%tornillos%considerada% individualmente% Patróncircular l eff,cp Patrónno circularl eff,nc 21" Fila%de%tornillos%considerada%como% parte%de%un%grupo%de%filas%de% tornillos% Patróncircular l eff,cp Patrónnocircular l eff,nc 2πm αm πm+p 0,5p+αm I(2m+0,625e) 2πm 4m+1,25e 2p p Elmenorde: 2πm, πm+2e 1 Elmenorde: 2πm, πm+2e 1 Elmenorde: 4m+1,25e, 2m+0,625e+e 1 Elmenorde: πm+p, 2e 1 +p Elmenorde: 2m+0,625e+0,5p, e 1 +0,5p e 1 +αm Norelevante Norelevante I(2m+0,625e)

22 CÁLCULO%DEL%MOMENTO%RESISTENTE% %ZONA%A%TRACCIÓN% % Valores de α para alas de pilar rigidizadas y chapasfrontales EN1993I1I8Figure6.11 λ 1 = m m + e λ 2 m m + e = 2 22"

23 CÁLCULO%DEL%MOMENTO%RESISTENTE% %ZONA%A%TRACCIÓN% % DeterminacióndelalongitudequivalentedelcasquilloenTde unachapa%frontal%a%flexión%ft,ep,rd% EN1993I1I Table6.6 Posición%de%la%fila%de% tornillos% Filadetornillosfuera delaladelaviga Primerafiladetornillos bajoelaladelaviga OtrasFilasinteriores detornillos OtrasFilasexteriores detornillos Fila%de%tornillos%considerada% individualmente% Patrón circularl eff,cp Elmenorde: 2πm x,πm x +w, πm x +2e Patrónnocircular l eff,nc Elmenorde: 4m x +1,25e x,e+2m x +0,625e x,0,5 p, 0,5w+2m x +0,625e x 23" Fila%de%tornillos%considerada% como%parte%de%un%grupo%de% filas%de%tornillos% Patrón circularl eff,cp I I Patrónno circularl eff,nc 2πm αm πm+p 0,5p+αmI(2m +0,625e) 2πm 4m+1,25e 2p p 2πm 4m+1,25e πm+p 2m+0,625e+0,5p

24 CÁLCULO%DEL%MOMENTO%RESISTENTE% %ZONA%A%TRACCIÓN% % SimplificacióndeunachapafrontalenuncasquilloenT equivalente% EN1993I1I8Figure6.10 Paralachapafrontal,usare x ym x en lugardeeymcuandosedeterminela resistenciadelaladelcasquillo equivalenteent.% 24"

25 CÁLCULO%DEL%MOMENTO%RESISTENTE% %ZONA%A%TRACCIÓN% CálculodelaresistenciadelcasquilloenTparadiferentesmodos defallo Modo1 % Modo2 Modo3 F F T,2,Rd T,1,Rd = EN1993I1I Table6.2 4 M pl,1,rd m 2 M + pl,2, Rd Ft, = m + n F T,3,Rd = F t, Rd EN1993I1I Table3.4 M 2 ΣF t,rd EltotaldeF t,rd paratodoslostornillosdelcasquilloent 25" Rd M M pl,1,rd pl,2,rd t f espesordelalaequivalentedelcasquilloent (respec@vamentet f "="t fc "ot f "="t p ) F t,rd resistenciadediseñoatraccióndeltornillo = = 2 0,25 leff, 1t f f y / γ M 0 2 0,25 leff, 2t f f y / γ M 0 n = e 25m min 1, F t, Rd 0,9 f = γ ub A s

26 CÁLCULO%DEL%MOMENTO%RESISTENTE% %ZONA%A%TRACCIÓN% % Determinación%%de%la%resistencia%potencial%a%tracción%de:% " Chapa%frontal%en%flexión% F t,ep,rd = min( FT 1, Rd, FT 2, Rd, FT 3, Rd ) F T1,Rd,F T2,Rd,F T3,Rd resistenciasdediseñodelcasquilloentpara losdiferentesmodosdefallo,representandolachapafrontalen flexión " Ala%del%pilar%en%flexión% F = t,fc,rd min( FT, Rd, FT 2, Rd, FT 3, 1 Rd F T1,Rd,F T2,Rd,F T3,Rd resistenciasdediseñodelcasquilloentpara losdiferentesmodosdefallo,representandoelaladelpilaren flexión ) 26"

27 CÁLCULO%DEL%MOMENTO%RESISTENTE% %ZONA%A%TRACCIÓN% % Resistencia%de%diseño%de%un%alma%de%pilar%someKda%a%tracción% transversal%%f t,wc,rd% ωbeff, t, wctwc f y F = EN1993I1I t,wc,rd donde: γ M 0 "ω coeficientereductorquepermitetenerencuentala interacción con el esfuerzo cortante del panel del alma del pilar (EN1993I1I8Table6.3) "b eff,t,wc anchoefec@vodelalmadelpilarentracción;par una unión atornillada es igual a la longitud efec@va equivalente delcasquilloentquerepresentaalaladelpilar "t wc espesordelalmadelpilar Nota: Refuerzos o placas suplementarias en el alma pueden u@lizarseparaaumentarlaresistenciadelalmadelpilar. 27"

28 CÁLCULO%DEL%MOMENTO%RESISTENTE% %ZONA%A%TRACCIÓN% % Resistencia% de% diseño% del% alma% de% una% viga% somekda% a% tracción%%ft,wb,rd% donde: "b eff,t,wb anchoefec@vodelalmadelavigaentracción; es igual a longitud eficaz delcasquillo en T equivalente, que representalachapafrontalenflexiónparaunafiladetornilloso grupodefilasdetornillos F t,wb,rd eff, t, wb M 0 "t wb espesordelalmadelaviga. = b γ t wb f y EN1993I1I "

29 CALCULATION%OF%MOMENT%RESISTANCE% %COMPRESSION%ZONE% % La resistencia de diseño de la zona some@da a compresión puedevenirlimitadapor: F = c,rd min( F c wc, Rd, Fc, fb,, Rd ) EN1993I1I Componente% Laresistenciadelalmadel pilar Resistenciadelalaydel almadelaviga(dintel) Símbolo% EN%1993W1W8%número%de% cláusula% F c,wc,rd F c,n,rd "

30 CÁLCULO%DEL%MOMENTO%RESISTENTE %ZONA%A%COMPRESIÓN% Resistencia%de%diseño%del%alma%de%un%pilar%someKdo%a%compresión% transversal%%f c,wc,rd% % F donde: ω factorreductorparatenerencuentalainteracciónconel cortanteenelalmadelpilar(en1993i1i8table6.3) k wc ρ c,wc,rd ωk = wc eff, c, wc M 0 factorreductor(en1993i1i (2)) wc factordereducciónqueconsideraelpandeodelaplaca (EN1993I1I (1)) b γ t f y ωk b eff,c,wc anchoeficazdelalmadelpilaracompresión Nota: Refuerzos o placas suplementarias pueden u@lizarse para aumentarlaresistenciadelalmadelpilar. 30" wc ρb eff, c, wc γ M1 t wc f y EN1993I1I

31 CÁLCULO%DEL%MOMENTO%RESISTENTE %ZONA%A%COMPRESIÓN% Ancho%eficaz%para%el%alma%de%pilar%a%compresión%b eff,c,wc% EN1993I1I Paraunauniónconchapafrontal atornillada: " b eff,c,wc = t fb + 2 2a p + 5( t fc + s) + s " donde: sp = t p + c 2t p s = r c p 31"

32 CÁLCULO%DEL%MOMENTO%RESISTENTE %ZONA%A%COMPRESIÓN% % Resistencia% de% diseño% del% ala% de% la% viga%(dintel)% a% compresión% Fc,d,Rd% M c, Rd F = EN1993I1I c, fb,rd ( h t fb) donde: M c,rd eslaresistenciadecálculoaflexióndelaseccióntransversal delaviga,minoradasiesnecesarioparatenerencuentael esfuerzocortante;enelcasodeunavigaconcartela(como enlosdinteles),suvalorsepuedecalcularignorandoelala intermedia(en1993i1i ); h eselcantodelavigadelaunión; t D eselespesordelaladelavigadelaunión 32"

33 CÁLCULO%DEL%MOMENTO%RESISTENTE %ZONA%A%CORTANTE% % Resistencia%de%diseño%del%alma%del%pilar%a%cortante%V wp,rd% % Laexpresiónanteriorpuedeaplicarsesisecumplelacondición: d / t w 69ε donde: A vc V wp,rd = 0,9 f y A vc 3γ M 0 EN1993I1I áreaacortantendelpilar(en1993i1i (3)) Nota: Refuerzos o placas suplementarias pueden u@lizarse para aumentarlaresistenciadelalmadelpilar. 33"

34 CÁLCULO%DEL%MOMENTO%RESISTENTE %CONJUNTO% F t1,rd" ="min(f t,rd(1),"f c,"rd,"v wp,rd /β)" F t2,rd" ="min(f t,rd(2), " F c,rd "H"F t1,rd,v wp,rd /β"h"f t1,rd )"" F t3,rd" ="min(f t,rd(3),f t,rd(2+3) "H"F t2,rd,f c,rd "H"F t1,rd "H"F t2,rd,v wp,rd /β"h"f t1,rd "H"F t2,rd )" donde: βesunparámetrode transformación; paraunionesenunsololado β=1,0 EN1993I1I8 5.3(7)orTable5.4 34"

35 CÁLCULO%DEL%MOMENTO%RESISTENTE %CONJUNTO% Distribución%plásKca%de%esfuerzos%en%las%filas%de%tornillos% " Únicamente admisible si puede tener lugar una deformacióndelaladelpilarolachapafrontal. " Se permite cuando la resistencia de una de las filas anterioresdetornillosessuperiora1,9f t,rd SiF tr,rd >1,9F t,rd ellímiteesdeaplicación EN1993I1I (9) El efecto de esta limitación es la aplicación de una distribucióntriangulardeesfuerzosenlasfilasdetornillos 35"

36 CÁLCULO%DEL%MOMENTO%RESISTENTE %CONJUNTO% % Reducción% de% la% resistencia% de% diseño% a% tracción% de% una% fila% de%tornillos% donde: F tx,rd eslatraccióndecálculodelafilamásalejadadelcentro de compresión cuya resistencia de cálculo a tracción es mayor que1,9f t,rd h x es el brazo de palanca existente entre el centro de compresiónylafiladetornillosconunaresistenciaigualaf tx,rd h r es el brazo de palanca existente entre el centro de compresiónylafiladetornillosconsiderada F tr, Rd F tx, Rd h x h r 36" EN1993I1I (9)

37 CÁLCULO%DEL%MOMENTO%RESISTENTE %CONJUNTO% elmomentoresistentedecálculodelaunión M j,rd, Rd = r F tr h r EN1993I1I M j,rd = F t 1, Rdh1 + Ft 2, Rdh2 + Ft 3, Rdh3 37"

38 CÁLCULO%A%ESFUERZO%CORTANTE%

39 CÁLCULO%A%ESFUERZO%CORTANTE% Lostornillos colocados en la parte inferior son los encargados de soportarelesfuerzocortante. Lostornillosdebencomprobarseacortanteyaplastamiento. % V Ed donde: min( F v,, F n s eselnúmerodetornillosquesoportan elcortantever@cal F v,rd resistenciaacortantedeltornillo F b,rd resistenciaaaplastamientodeltornillo n s Rd b, Rd EN1993I1I ) 39"

40 CÁLCULO%A%ESFUERZO%CORTANTE% Diseño%a%cortante%de%un%sólo%tornillo%F V,Rd% " Cuandoelcortanteatraviesalaparteroscadadeltornillo: "H"AeseláreaatraccióndeltornilloA s Iparaclases4.6,5.6y8.8=>α v =0,6 Iparaclases4.8,5.8,6.8y10.9=>α v =0,5 " Cuandoelcortantenoatraviesalaparteroscadadeltornillo: "H"Aeseláreabrutadeltornillo Iα v =0,6 F v,rd α v f = γ ub M 2 A EN1993I1I8Table3.4 40"

41 CÁLCULO%A%ESFUERZO%CORTANTE% Diseño%a%aplastamiento%de%un%sólo%tornillo%F b,rd% k1ab fudt Fb,Rd = donde: γ M 2 eselmenordeα d,f ub /f u or1,0 α b " Enladireccióndelacarga: paratornillosextremos: I I I : paratornillosextremos: paratornillosinteriores: α d 41" = e1 3d p paratornillosinteriores: α = 1 d 3 d0 " Perpendicularaladireccióndelacarga: k 1 k e = min(2,8 d p = min(1,4 d EN1993I1I8Table ,7;2,5) 1,7;2,5)

42 DISEÑO%DE%SOLDADURAS%

43 DISEÑO%DE%SOLDADURAS% Condiciones%de%diseño% " El momento resistente de cálculo de la unión siempre estará limitadoporlaresistenciadecálculodelosdemáscomponentes básicosynoporlaresistenciadecálculodelassoldaduras; " Para componentes a tracción se u@lizarán soldaduras de resistenciacompleta; " Para componentes a compresión sólo será necesario una soldaduranominal(apoyoconcontactodirecto); " Si la unión se ve some@da a la acción de un momento flector inverso,lasoldaduradeberásoportarundeterminadoesfuerzo detracción,loquedeberíatenerseencuenta. 43" EN1993I1I (4)

44 DISEÑO%DE%SOLDADURAS% Soldadura%del%ala%someKda%a%tracción% % " Paraunirelalasome@daatracciónylachapafrontalsepueden emplearsoldadurasderesistenciacompleta. " Otra opción que se u@liza frecuentemente en la prác@ca es calcularlassoldadurasdelalasome@daatracciónconsiderando unesfuerzocuyovalorseaigualalmenorvalorde: I I Laresistenciaatraccióndelala(igualab f wt f wf y) El esfuerzo de tracción total en las tres filas de tornillos superiores(en el caso de una chapa frontal extendida) o en las dos filas superiores de tornillos(si se trata de una chapa frontalnoextendida,esdecir,arasconelala). 44"

45 DISEÑO%DE%SOLDADURAS% Soldadura%del%ala%someKda%a%tracción% % " En el ala some@da a tracción se puede obtener una soldadura deresistenciacompletapormediode: I un par de cordones de soldadura en ángulo dispuestos simétricamente, siendo la suma de los espesores de las gargantasigualalespesordelala,o I un par de soldaduras a tope con penetración parcial dispuestas simétricamente, con cordones de soldadura superpuestos,o I unasoldaduraatopeconpenetracióncompleta. 45"

46 DISEÑO%DE%SOLDADURAS% Soldaduras%del%ala%someKda%a%compresión% % " En aquellos casos en los que el ala some@da a compresión presente un borde obtenido mediante corte en una línea de sierra,puedeasumirseunajustedecontactodirectoentreel ala y la chapa frontal, por lo que bastará con emplear soldadurasenánguloconcordonesnominales " Si no puede asumirse que existe un contacto directo, en ese caso la soldadura debe calcularse de forma que pueda soportarlatotalidaddelesfuerzodecompresión. 46"

47 DISEÑO%DE%SOLDADURAS% Soldadura%del%alma%someKda%a%tracción.% % " Serecomiendau@lizarsoldadurasderesistenciacompleta. " Enlazonadelalmasome@daatracción,este@podesoldaduras se deberían extender por debajo de la fila de tornillos inferior some@daatracciónunadistanciaiguala1,73wg/2,dondegesla separación(entrecentros)delostornillos. " Esto permite una distribución efec@va a 60 desde la fila de tornilloshastalachapafrontal. 47"

48 DISEÑO%DE%SOLDADURAS% Soldadura%del%alma%someKda%a%cortante% La resistencia de las soldaduras del alma de la viga a los esfuerzos cortantes ver@cales debería calcularse mediante la siguiente expresión: donde: a eselespesordegargantadelcordóndesoldadura f vw,d eslaresistenciadecálculodeloscordonesdesoldadura L ws eslalongitudver@caldelassoldadurasdelazonadecortante (lazonarestantedelalmanodefinidacomozonasome@daatracción) P sw = 2 a, d f vw L ws EN1993I1I (2) 48"

49 RIGIDIZADORES%

50 RIGIDIZADORES% Tipos%de%rigidizadores% % % % Rigidizadordecompresión 2.Rigidizadordelaladelpilar 3.Chapasuperior 4.Rigidizadordecortante 5.Chapaderefuerzodelalma 6.Rigidizadordechapafrontal 50" 2

51 RIGIDIZADORES% Tipo%de% rigidizador% Rigidizador%de%% compresión%% Efecto%% Incrementalaresistenciaacompresión Observaciones% Normalmenterequeridoen Rigidizador%de%ala% en%%la%zona% somekda%a% tracción%% Rigidizador% diagonal%de% cortante%% Incrementalaresistenciaaflexióndel aladelpilar Aumentalaresistenciadelpaneldel almadelpilaryrefuerzaelaladela zonadetracción Unasoluciónhabitual puededificultarlasuniones enelejedébil Chapa%de% refuerzo%del%alma%% Incrementalaresistenciadelalmadel pilaraesfuerzocortanteyacompresión 51" Simplificalasunionesenel ejedébil.eldetalledela uniónrequieremás soldadura.consultarel apartado delanorma EN1993I1I8.

52 RIGIDIZADORES% Tipo%de% rigidizador% Rigidizador%de% chapa%frontal%% Efecto% Incrementalaresistenciaaflexióndela chapafrontal Observaciones% Suusonoesaconsejable se deberíaoptarporunachapa frontaldemayorespesor. Chapa%superior%% Chapas%de% refuerzo%% del%ala%% Incrementalaresistenciaaflexióndel ala,asícomolaresistenciaacompresión (ensituacionesdeinversióndel momento) Incrementalaresistenciaa flexióndelala 52" elpilar,alineadoconelala superiordeldintel.seemplea normalmenteparala combinacióndeinversiónde carga,peroesigualmente aladelpilar mejorarelcomportamiento enelmodo1defallo.véase elapartado dela normaen1993i1i8

53 CÁLCULO%DE%LA%RIGIDEZ%DE%LA%UNIÓN%

54 CÁLCULO%DE%LA%RIGIDEZ%DE%LA%UNIÓNW%GENERAL% Clasificación%de%la%unión%%dependedelosfactores: " RigidezrotacionalinicialS j,ini ; " MomentodeinerciadelavigaI b "ydelpilari c ; " LaluzdelavigaL b "ylaalturaentrepilaresl c ";" " El"Factor"k b "depende"de"la"rigidez"de"la"estructura." donde: k b = 8 para pór@cos donde elsistema dearriostramiento reduzcaunmínimodel80%delosdesplazamientos k b =25parapór@cos,dondesecumplaparacadanivelK b /K c 0,1 54" K = b EI L b b EN1993I1I K = c EI L c c

55 CÁLCULO%DE%LA%RIGIDEZ%DE%LA%UNIÓN%W%GENERAL% % Clasificación%de%la%unión%en%función%de%la%rigidez:% Zona1:rígida,si S k EI / L j,ini Zona2:semirígida Zona3:ar@culada,si S j,ini 0,5EI b / L b b b b EN1993I1I8Figure5.4 55"

56 CÁLCULO%DE%LA%RIGIDEZ%DE%LA%UNIÓN% %RIGIDEZ%INICIAL% % Rigidez%rotacional%inicial% S j,ini donde: "E módulodeelas@cidadlongitudinal = 2 Ez 1 k i i EN1993I1I (4) "z brazodepalanca EN1993I1I "k i eslarigidezdelcomponentebásicoidelaunión 56"

57 CÁLCULO%DE%LA%RIGIDEZ%DE%LA%UNIÓNW%COMPONENTES% Rigidez%de%los%componentes%básicos%de%la%unión%% Coeficientes%de%rigidez% Componentes%de%la%unión% EN1993I1I8Table6.10 k 1 k 2 k 3 k 4 k 5 k 10 Paneldelalmadelpilarsome@doa esfuerzocortante Almadelpilarsome@daacompresión Almadelpilarsome@daatracción Aladelpilarsome@daaflexión Chapafrontalsome@daaflexión Tornillossome@dosatracción Loscoeficientesderigidez individuales deben calcularse tal comose indicaen: EN1993I1I8Table "

58 CÁLCULO%DE%LA%RIGIDEZ%DE%LA%UNIÓNW%COMPONENTES% k 1 0, 38A = β z Paneldelalmadelpilarrigidizadosome@doatracción% k 1 VC = EN1993I1I "z brazodepalanca EN1993I1I8Figure6.15 "β parámetrodetransformación EN1993I1I8 5.3(7) 58"

59 CÁLCULO%DE%LA%RIGIDEZ%DE%LA%UNIÓNW%COMPONENTES% % k 2 = 0,7b eff, c, wc Almadelpilarrigidizadosome@doacompresión" k 2 d c t = wc EN1993I1I "b eff,c,wc anchoefec@vo "t wc espesordelalmadelpilar "d c ancholibredelalmadelpilar EN1993I1I "

60 CÁLCULO%DE%LA%RIGIDEZ%DE%LA%UNIÓNW%COMPONENTES% % 0,7beff, t, wctwc k3 = dc b eff,t,wc anchoeficazdelalmadelpilarsome@doatracción (paraunasolafiladetornillos) b eff,t,wc" "lamenordelaslongitudeseficacesl eff (individualesoparte degruposdetornillos)definidosparaestafiladetornillos: " EN1993I1I Table6.4paraalanorigidizadadelpilar " EN1993I1I Table6.5paraalarigidizadadelpilar t wc d c espesordelalmadelpilar ancholibredelalmadelpilar EN1993I1I "

61 CÁLCULO%DE%LA%RIGIDEZ%DE%LA%UNIÓNW%COMPONENTES% EN1993I1I tracción)" 3 0,9leff t fc % k4 = 3 m l eff" "lamenordelaslongitudeseficacesl eff definidosparaestafilade tornillos: " EN1993I1I Table6.4paraalasnorigidizadasdepilar " EN1993I1I Table6.5paraalasrigidizadasdepilar t fc espesordelaladelpilar m definidoenen1993i1i Figure6.8 61"

62 CÁLCULO%DE%LA%RIGIDEZ%DE%LA%UNIÓNW%COMPONENTES% tracción)" 3 0,9leff t p % k5 = 3 m l eff" " "lamenordelaslongitudeseficacesl eff definidosparaesta filadetornillosen EN1993I1I Table6.6 espesordelachapafrontal t p m definidaenen1993i1i Figures6.10y6.11 EN1993I1I "

63 CÁLCULO%DE%LA%RIGIDEZ%DE%LA%UNIÓNW%COMPONENTES% tracción)% As k = 1,6 10 L b EN1993I1I EN1993I1I8Table3.4 A s áreaatraccióndeltornillo L b longitud de alargamiento del tornillo, tomada igual a la longitud de agarre (longitud de la caña más arandelas), más la mitaddelasumadelaalturadelacabezadeltornilloylaaltura delatuerca 63"

64 CÁLCULO%DE%LA%RIGIDEZ%DE%LA%UNIÓN %METODO%GENERAL%% Modelo% de% muelles% para% uniones% con% chapa% frontal% y% más% de% una% fila%de%tornillos%a%tracción% % 64" EN1993I1I

65 CÁLCULO%DE%LA%RIGIDEZ%DE%LA%UNIÓN %METODO%GENERAL%% Rigidez%rotacional%inicial% k eq coeficientederigididezequivalente S j,ini = EN1993I1I h r distanciaentrelafiladetornillosyelcentrodecompresiones k eff,r coeficiente de rigidez efec@va para los tornillos de la fila r teniendo en cuenta los coeficientes de rigidez k i para los componentesbásicos z eq brazodepalancaequivalente 2 keff, rhr 1 r keff,r = zeq = 1 k h 1 k 1 2 Ez k 2 r 1 k eq k eff, r eq r = r k z eff, r eq h r i k i, r 65"

66 CÁLCULO%DE%LA%RIGIDEZ%DE%LA%UNIÓN %METODO%GENERAL%% Enelcasodeunionesdealeroconchapafrontal,k eq debería i por: Almadelpilaratracción(k 3 ) Aladelpilaraflexión(k 4 ) Chapafrontalaflexión(k 5 ) Tornillosatracción(k 10 ) EN1993I1I (4) 66"

67 CÁLCULO%DE%LA%RIGIDEZ%DE%LA%UNIÓN %METODO%GENERAL%% EN1993I1I (4) En el caso deuniones decumbrera conchapa frontal, k eq debería basarse (y sus@tuir) los coeficientesderigidezk i por: Chapafrontalenflexión(k 5 ) Tornillosatracción(k 10 ) 67"

68 GUÍA%DE%BUENAS%PRÁCTICAS%

69 BUENAS%PRÁCTICASW%CARTELAS%DE%LOS%ALEROS% recorte triangular adicional que se suelda bajo la viga del dintel enlaconexiónconelpilar; La longitud del recorte generalmente será igual a un 10% de la luz(hastaun15%delaluzenelcasodelosdiseñoselás@cosmás eficientes); La cartela habitualmente es un recorte del mismo perfil con el quesefabricaeldintelobiendeunperfilconuncantoypeso mayor; Fabricacióndelosrecortesparalascartelas: 69"

70 BUENAS%PRÁCTICAS %CHAPA%FRONTAL% Si se tornillos de clase 8.8 y acero S275, el espesor de la chapa frontal debería ser aproximadamente igual al diámetro del tornillo; debería ser más ancha que la sección del dintel, para permi@r realizar una soldadura en todo el contorno de las alas. Debería extenderseporencimaypordebajodelasecciónconcartela,con elfindepermi@rlassoldadurasenángulo; debería extenderse por debajo del la soldadura en ángulo(a una distancia t p ), con el fin de maximizar la longitud rígida de contacto: Chapafrontal(zonaacompresión) 70"

71 BUENAS%PRÁCTICASW%RIGIDIZADORES% Normalmente se incluye un rigidizador de compresión. El restoderigidizadoresdeberíanevitarse,dentrodeloposible; Para aumentar la resistencia de la unión, se rigidizadoresdelaladelpilar; Para aumentar la resistencia sin rigidizadores, se puedeoptarpor: " Incluirmásfilasdetornillos, " Extenderlachapafrontalporencimadelapartesuperior deldintel, " Aumentarelcantodelacartela, " Aumentarelpesodelaseccióndelpilar. 71"

72 BUENAS%PRÁCTICAS %CHAPA%FRONTAL%EXTENDIDA% Ejemplo%de%unión%con%chapa%frontal%extendida: 1.Pilarextendido(puederequeriruncorteoblicuo) 2.Rigidizadordechapafrontal(opciónnorecomendable) 72"

73 BUENAS%PRÁCTICASW%TORNILLOS% se habitualmente tornillos M20 om24 de calidad 8.8 o 10.9; Deberían usarse tornillos completamente roscados, lo que permi@ríaemplearlosmismostornillosentodoeledificio; lostornillossedisponenconunaseparación(entrecentros)de 90o100mm; laseparaciónver@calhabitualesdeentre70y90mm; Para la conexión en las uniones de pór@cos no es necesario empleartornillospretensados. 73"

74 BUENAS%PRÁCTICASW%SOLDADURAS% soldadura nominal (con comprobación a tracción cuando el momentoseinvierte) 2.soldaduracon@nuaenángulo 3.soldaduraderesistenciacompleta 74" 1

75 BUENAS%PRÁCTICASW%SOLDADURAS% % " SoldaduraalatraccionadaIchapa frontal SoldduraalmaIchapafrontal donde: a f espesordegargantadelasoldaduradelalatraccionada a w espesordegargantadelasoldaduradelalma β w factordecorrelación f y límiteelás@codelperfildealero f u límitederoturadelelementomásdébildelaunión 75" a a w f t t fb wb & f $ % γ & f $ % γ y #& $ "% #& $ "% M 0 u y M 0 u β # wγ M 2 f / 2 " β # wγ M 2 f / 2 " EN1993I1I8Table4.1 γ M0 =1,0 γ M2 =1, 25

76 CONCLUSIÓN%

77 CONCLUSIÓN% Se% ha% introducido% el% proceso% de% cálculo% de% uniones% atornilladas% resistentes% a% momentos% en% edificios% con% estructuras%de%acero%de%una%sola%planta% Se% ha% presentado% el% método% de% diseño% de% la% unión% de% alero% atornillada% Para% las% uniones% de% cumbrera% se% puede% aplicar% el% mismo% procedimiento% que% para% las% uniones% de% alero% con% excepción% de% los% componentes% del% pilar%,% y% teniendo% en% cuenta% que% la% zona%de%tensión%%y%compresión%de%la%unión%están%inverkdas% Se% han% ofrecido% unas% recomendaciones% sobre% buenas% práckcas%en%el%diseño%de%uniones%resistentes%a%momentos% 77"

78 REFERENCIAS%

79 REFERENCIAS% EN1993I1I1 Eurocode3DesignofsteelstructuresPart1I1: Generalrulesandrulesforbuildings EN1993I1I8 Eurocode3Designofsteelstructures Part1I8: Designofjoints. SN041aIENIEU 79"