Clase 7.1 Introducción Y Conceptos Basicos Diseño De Conexiones.pdf

Diseño de conexiones en estructuras metálicas

Prof: Freddy Lanza

Diseño de conexiones en estructuras metálicas CONTENIDO: 1.2.3.4.5.6.7.-

Introducción y conceptos básicos (Clase 7.1) Métodos de análisis (Clase 7.2) Diseño de conexiones simples (Clase 7.3) Criterios de empalmes en vigas y columnas (Clase 7.4) Diseño de planchas base y anclajes (Clase 7.5) Diseño de planchas extremas (end plate) (Clase 7.6) Diseño de arriostramientos concéntricos (Clase 7.7)

Prof: Freddy Lanza

Diseño de conexiones en estructuras metálicas

Introducción y conceptos básicos (Clase 7.1)

Prof: Freddy Lanza

Diseño de conexiones en estructuras metálicas Introducción y conceptos básicos: 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9.

Normas y códigos de referencia Tipos de materiales y especificaciones Sistemas estructurales para estructuras metálicas Clasificación de las conexiones Elementos en una conexión Conexiones empernadas Conexiones soldadas Tablas de resistencia y detallado Programas de computadora para análisis, diseño, dibujo y detallado de conexiones

Prof: Freddy Lanza

Diseño de conexiones en estructuras metálicas

1. Normas y códigos de referencia:

Prof: Freddy Lanza

Diseño de conexiones en estructuras metálicas 1. Normas y códigos de referencia: 1. ANSI/AISC 360-16 “Specification for Structural Steel Buildings” 2. ANSI/AISC 341-16 “Seismic Provisions for Structural Steel Buildings” 3. ANSI/AISC 358-05 “Prequalified Connections for Special and Intermediate Steel Moment Frames for Seismic Applications” 4. AISC LRFD-99 “Load Resistance Factor Design” 5. AISC ASD-01 “Allowable Stress Design” 6. AISC –Steel Design Guide (Second Edition) 7. COVENIN-MINDUR 1618-10 “Estructuras de Acero Para Edificaciones. Método de los Estados Límites”.

Prof: Freddy Lanza

Diseño de conexiones en estructuras metálicas 1. Normas y códigos de referencia: 7. FEMA 350. Recommended Seismic Design Criteria for New Steel Moment-Frame Buildings 8. FEMA 351. Recommended Seismic Evaluation and Upgrade Criteria for Existing Welded Steel Moment-Frame Buildings 9. FEMA 352. Recommended Postearthquake Evaluation and Repair Criteria for Welded Steel Moment-Frame Buildings 10.FEMA 353. Recommended Specifications and Quality Assurance Guidelines for Steel Moment-Frame Construction for Seismic Applications

Prof: Freddy Lanza

Diseño de conexiones en estructuras metálicas 1. Normas y códigos de referencia: 11. Guías de diseño del AISC

Prof: Freddy Lanza

Diseño de conexiones en estructuras metálicas

2. Tipos de materiales y especificaciones:

Prof: Freddy Lanza

Diseño de conexiones en estructuras metálicas 2. Tipos de materiales y especificaciones: En la construcción con acero estructural, existen varios tipos de materiales, cuyas especificaciones y demás características deben estar incluidas en los planos del Proyecto.

Prof: Freddy Lanza

Diseño de conexiones en estructuras metálicas 2. Tipos de materiales y especificaciones: En la construcción con acero estructural, existen varios tipos de materiales, cuyas especificaciones y demás características deben estar incluidas en los planos del Proyecto.

Prof: Freddy Lanza

Diseño de conexiones en estructuras metálicas

3. Sistemas estructurales para estructuras metálicas:

Prof: Freddy Lanza

Diseño de conexiones en estructuras metálicas 3. Sistemas estructurales para estructuras metálicas: Porticos Resistentes a Momentos (MRF) Características: • Sistemas de vigas y columnas con conexiones resistentes a momentos • Comportamiento a flexión y corte en vigas y columnas

Prof: Freddy Lanza

Diseño de conexiones en estructuras metálicas 3. Sistemas estructurales para estructuras metálicas: Pórticos Resistentes a Momentos (MRF) Aplicando cargas laterales

Prof: Freddy Lanza

Diseño de conexiones en estructuras metálicas 3. Sistemas estructurales para estructuras metálicas: Pórticos Resistentes a Momentos (MRF) Aplicando cargas laterales Transmisión de momentos

Prof: Freddy Lanza

Diseño de conexiones en estructuras metálicas 3. Sistemas estructurales para estructuras metálicas: Porticos Arriostramientos concentricos (CBF) Características: • Sistema de vigas, columnas y arriostramientos concéntricos. • Sistemas con desarrollo de deformaciones y fuerzas axiales significativas

Prof: Freddy Lanza

Diseño de conexiones en estructuras metálicas 3. Sistemas estructurales para estructuras metálicas: Porticos Arriostramientos concentricos (CBF)

Diagrama de momentos

Prof: Freddy Lanza

Diseño de conexiones en estructuras metálicas 3. Sistemas estructurales para estructuras metálicas: Porticos Arriostramientos concentricos (CBF)

Diagrama de fuerza axial

Prof: Freddy Lanza

Diseño de conexiones en estructuras metálicas 3. Sistemas estructurales para estructuras metálicas:

Criterios de estructuración: El comportamiento de elementos de acero estructural posee una limitación importante: EL PANDEO Evitar el pandeo es aumentar la capacidad de Resistencia de un miembro estructural y para evitar este fenómeno deben limitarse unas relaciones de esbeltez locales y globales

Prof: Freddy Lanza

Diseño de conexiones en estructuras metálicas 3. Sistemas estructurales para estructuras metálicas: Relaciones de esbeltez local:

Evitar el pandeo de las alas

𝑏𝑓 𝐸𝑠 ≤ 0.30 2𝑡𝑓 𝐹𝑦 Prof: Freddy Lanza

Diseño de conexiones en estructuras metálicas 3. Sistemas estructurales para estructuras metálicas: Relaciones de esbeltez local:

Evitar el pandeo del alma

𝑏𝑓 𝐸𝑠 ≤ 0.30 2𝑡𝑓 𝐹𝑦 Prof: Freddy Lanza

Diseño de conexiones en estructuras metálicas 3. Sistemas estructurales para estructuras metálicas: Relaciones de esbeltez global: Pandeo Lateral torsional

Las Alas de las Vigas del sistema resistente a sismos deben estar debidamente arriostradas lateralmente para controlar el pandeo lateral torsional de las mismas. Prof: Freddy Lanza

Diseño de conexiones en estructuras metálicas 3. Sistemas estructurales para estructuras metálicas: Relaciones de esbeltez global: Pandeo Lateral torsional

𝐸 𝐿𝑏 ≤ 0.086 𝑟𝑦 𝐹𝑦

Lb

Lb = Distancia entre los arriostramientos laterales ry =Radio de giro menor

Lb

Prof: Freddy Lanza

Diseño de conexiones en estructuras metálicas 3. Sistemas estructurales para estructuras metálicas:

Arriostramiento lateral Ambas alas soportadas

Viga del sistema resistente a sismos (SMF)

Prof: Freddy Lanza

Diseño de conexiones en estructuras metálicas 3. Sistemas estructurales para estructuras metálicas: La estructuración de una edificación es la primera etapa en la que se planifica el comportamiento que va a tener la estructura metálica. Por el conocimiento que se tiene es estos fenómenos de pandeo, la transmisión de momentos va a ir vinculada directamente a la rigidez de la conexión y su capacidad de transmitir las fuerzas y desplazamientos en proporción a la rigidez de cada miembro. Es en esta etapa en la que se planifica las orientaciones de los ejes fuertes y débiles de las columnas y se escoge el sistema estructural mas apropiado SMF o CBF

Prof: Freddy Lanza

Diseño de conexiones en estructuras metálicas 3. Sistemas estructurales para estructuras metálicas: Estudiemos dos casos:

Viga conectada al alma de la columna (por el eje débil)

Viga conectada al ala de la columna (por el eje fuerte) Prof: Freddy Lanza

Diseño de conexiones en estructuras metálicas 3. Sistemas estructurales para estructuras metálicas: Estudiemos dos casos:

La viga conectada por el eje débil de la columna, o unida directamente al alma de la misma, es muy poco probable que se comporte como una conexión a momento, ya que un elemento de gran rigidez como la viga estaría unida a un elemento de poca rigidez como el alma de la columna Viga conectada al alma de la columna (por el eje débil)

Viga conectada al ala de la columna (por el eje fuerte) Prof: Freddy Lanza

Diseño de conexiones en estructuras metálicas 3. Sistemas estructurales para estructuras metálicas: Supongamos un sistemas de ejes que definen la ubicación de columnas y envigado propuesto para una edificación B

A

1

2

Idealización del modelo estructural

3 Prof: Freddy Lanza

Diseño de conexiones en estructuras metálicas 3. Sistemas estructurales para estructuras metálicas:

B

A

1

2

Idealización del modelo estructural

3 Prof: Freddy Lanza

Diseño de conexiones en estructuras metálicas 3. Sistemas estructurales para estructuras metálicas:

B

A

1

2

Idealización del modelo estructural

3 Prof: Freddy Lanza

Diseño de conexiones en estructuras metálicas 3. Sistemas estructurales para estructuras metálicas: Uso de conexiones a corte B

Porticos Arriostramientos concentricos (CBF) A

1

2

Idealización del modelo estructural

3 Prof: Freddy Lanza

Diseño de conexiones en estructuras metálicas 3. Sistemas estructurales para estructuras metálicas:

B

A

1

2

Idealización del modelo estructural

3 Prof: Freddy Lanza

Diseño de conexiones en estructuras metálicas 3. Sistemas estructurales para estructuras metálicas:

B

A

1

2

Idealización del modelo estructural

3 Prof: Freddy Lanza

Diseño de conexiones en estructuras metálicas 3. Sistemas estructurales para estructuras metálicas: Uso de conexiones a momento B

Porticos Resistentes a Momento (MRF) A

1

2

Idealización del modelo estructural

3 Prof: Freddy Lanza

Diseño de conexiones en estructuras metálicas

4. Clasificación de las conexiones:

Prof: Freddy Lanza

Diseño de conexiones en estructuras metálicas 4. Clasificación de las conexiones: Tipo de conexión

Simple

Sub-Clasificación

Ejemplos

Conexiones a tracción

• • •

Tracción directa Miembros colgados Arriostramientos

Conexiones a compresión

• •

Empalmes de columna Planchas base de vigas y columnas

Conexiones a corte en pórticos

• • • •

Con uno o dos angulares al alma de la viga Con una plancha al alma de la figa Conexiones con perfil T Conexiones de asiento

Totalmente restringidas (FR)

• • •

Mediante planchas soldadas o empernadas a las alas Mediante perfil T Plancha extrema

•

Conexión al alma de la viga mediante: angular simple o doble; plancha de corte; plancha extrema; angular de asiento

De momento Parcialmente restringidas (PR)

Guía de Diseño Prof. Arnaldo Gutierrez

Prof: Freddy Lanza

Diseño de conexiones en estructuras metálicas 4. Clasificación de las conexiones: Tipo de conexión

Simple

Sub-Clasificación

Ejemplos

Conexiones a tracción

• • •

Tracción directa Miembros colgados Arriostramientos

Conexiones a compresión

• •

Empalmes de columna Planchas base de vigas y columnas

Conexiones a corte en pórticos

• • • •

Con uno o dos angulares al alma de la viga Con una plancha al alma de la figa Conexiones con perfil T Conexiones de asiento

Totalmente restringidas (FR)

• • •

Mediante planchas soldadas o empernadas a las alas Mediante perfil T Plancha extrema

•

Conexión al alma de la viga mediante: angular simple o doble; plancha de corte; plancha extrema; angular de asiento

De momento Parcialmente restringidas (PR)

Guía de Diseño Prof. Arnaldo Gutierrez

Prof: Freddy Lanza

Diseño de conexiones en estructuras metálicas 4. Clasificación de las conexiones:

ARMADO DE CONEXIONES A CORTANTE 1. Dos ángulos 2. Un ángulo 3. Una placa soldada 4. Placa extremo a cortante 5. Conexión con T 6. Placa de asiento o ángulo

Prof: Freddy Lanza

Diseño de conexiones en estructuras metálicas 4. Clasificación de las conexiones:

Doble ángulo

Prof: Freddy Lanza

Diseño de conexiones en estructuras metálicas 4. Clasificación de las conexiones:

Un ángulo

Prof: Freddy Lanza

Diseño de conexiones en estructuras metálicas 4. Clasificación de las conexiones:

Una placa soldada

Prof: Freddy Lanza

Diseño de conexiones en estructuras metálicas 4. Clasificación de las conexiones:

Placa extremo a cortante

Prof: Freddy Lanza

Diseño de conexiones en estructuras metálicas 4. Clasificación de las conexiones:

Conexión T

Prof: Freddy Lanza

Diseño de conexiones en estructuras metálicas 4. Clasificación de las conexiones: Tipo de conexión

Simple

Sub-Clasificación

Ejemplos

Conexiones a tracción

• • •

Tracción directa Miembros colgados Arriostramientos

Conexiones a compresión

• •

Empalmes de columna Planchas base de vigas y columnas

Conexiones a corte en pórticos

• • • •

Con uno o dos angulares al alma de la viga Con una plancha al alma de la figa Conexiones con perfil T Conexiones de asiento

Totalmente restringidas (FR)

• • •

Mediante planchas soldadas o empernadas a las alas Mediante perfil T Plancha extrema

•

Conexión al alma de la viga mediante: angular simple o doble; plancha de corte; plancha extrema; angular de asiento

De momento Parcialmente restringidas (PR)

Guía de Diseño Prof. Arnaldo Gutierrez

Prof: Freddy Lanza

Diseño de conexiones en estructuras metálicas 4. Clasificación de las conexiones:

CONEXIONES A MOMENTO 1. 2. 3. 4. 5. 6.

Patines soldados Placas en patines soldadas Placas en patines atornilladas Tes cortadas Ángulos en patines Placas de extremo a momento

Prof: Freddy Lanza

Diseño de conexiones en estructuras metálicas 4. Clasificación de las conexiones:

Patines soldados

Prof: Freddy Lanza

Diseño de conexiones en estructuras metálicas 4. Clasificación de las conexiones:

Patines Atornillados

Prof: Freddy Lanza

Diseño de conexiones en estructuras metálicas 4. Clasificación de las conexiones:

T Cortada

Prof: Freddy Lanza

Diseño de conexiones en estructuras metálicas 4. Clasificación de las conexiones:

Ángulos en patines

Prof: Freddy Lanza

Diseño de conexiones en estructuras metálicas 4. Clasificación de las conexiones:

Placa Extrema a momento (End Plate)

Prof: Freddy Lanza

Diseño de conexiones en estructuras metálicas 4. Clasificación de las conexiones:

CLASIFICACIÓN DE CONEXIONES VIGACOLUMNA TOTALMENTE EMPOTRADA FR O TIPO 1 1. 2. 3. 4.

Patines soldados Placa en patines y soldada o atornillada Tes cortadas A Momento con placa extrema extendida

Prof: Freddy Lanza

Diseño de conexiones en estructuras metálicas 4. Clasificación de las conexiones:

CLASIFICACIÓN DE CONEXIONES VIGA-COLUMNA PARCIALMENTE EMPOTRADAS/ARTICULADAS PR O TIPO 2 1. 2. 3. 4. 5.

Ángulos dobles Un ángulo Placa soldada (oreja) Placa de extremo en cortante Placa de asiento Prof: Freddy Lanza

Diseño de conexiones en estructuras metálicas 4. Clasificación de las conexiones:

CLASIFICACIÓN DE CONEXIONES VIGA-COLUMNA PARCIALMENTE EMPOTRADAS PR O TIPO 3

1. Placa de extremo recortada 2. Un ángulo por patín 3. Dos ángulos por patines

Prof: Freddy Lanza

Diseño de conexiones en estructuras metálicas 4. Clasificación de las conexiones: Uniones resistentes a la flexión

PR TIPO 2

FR

PR TIPO 3 Prof: Freddy Lanza

Diseño de conexiones en estructuras metálicas 4. Clasificación de las conexiones: CURVA MOMENTO ROTACIÓN Restricción de la rotación Viga- Columna

Prof: Freddy Lanza

Diseño de conexiones en estructuras metálicas 4. Clasificación de las conexiones: CURVA MOMENTO ROTACIÓN FR

Restricción de la rotación Viga- Columna

Prof: Freddy Lanza

Diseño de conexiones en estructuras metálicas 4. Clasificación de las conexiones: CURVA MOMENTO ROTACIÓN Restricción de la rotación Viga- Columna PR TIPO 3

Prof: Freddy Lanza

Diseño de conexiones en estructuras metálicas 4. Clasificación de las conexiones: CURVA MOMENTO ROTACIÓN

PR TIPO 2

Prof: Freddy Lanza

Diseño de conexiones en estructuras metálicas 4. Clasificación de las conexiones: CURVA MOMENTO ROTACIÓN w

FR M = 0.90 Mf

Mf

PR3

L

Mf

𝑤𝐿2 𝑀𝑓 = 12

M = 0.50 Mf M = 0.20 Mf

𝟒𝑬𝑰 𝜽 𝑳

Mf

𝜃 L

𝟐𝑬𝑰 𝜽 𝑳

𝜃𝑠 L

𝑀𝑓 𝜃𝑠 = 2𝐸𝐼/𝐿

Ecuación de la recta 𝟒𝑬𝑰 𝑴 = 𝑴𝒇 − 𝜽 𝑳 PR2

Prof: Freddy Lanza

Diseño de conexiones en estructuras metálicas 4. Clasificación de las conexiones:

Prof: Freddy Lanza

Diseño de conexiones en estructuras metálicas 4. Clasificación de las conexiones:

Prof: Freddy Lanza

Diseño de conexiones en estructuras metálicas 4. Clasificación de las conexiones:

Prof: Freddy Lanza

Diseño de conexiones en estructuras metálicas 4. Clasificación de las conexiones:

Prof: Freddy Lanza

Diseño de conexiones en estructuras metálicas 4. Clasificación de las conexiones:

Efecto de apalancamiento

Prof: Freddy Lanza

Diseño de conexiones en estructuras metálicas 4. Clasificación de las conexiones:

Efecto de apalancamiento

Prof: Freddy Lanza

Diseño de conexiones en estructuras metálicas 4. Clasificación de las conexiones: Excentricidad en conexiones simples

Prof: Freddy Lanza

Diseño de conexiones en estructuras metálicas 4. Clasificación de las conexiones:

Punto de trabajo o Working point Modelo matemático

Prof: Freddy Lanza

Diseño de conexiones en estructuras metálicas

5. Elementos en una conexión:

Prof: Freddy Lanza

Diseño de conexiones en estructuras metálicas 5. Elementos en una conexión:

Pernos de conexión

Prof: Freddy Lanza

Diseño de conexiones en estructuras metálicas 5. Elementos en una conexión: Pernos de conexión

Prof: Freddy Lanza

Diseño de conexiones en estructuras metálicas 5. Elementos en una conexión:

Pernos de conexión

Prof: Freddy Lanza

Diseño de conexiones en estructuras metálicas 5. Elementos en una conexión:

Pernos de conexión Prof: Freddy Lanza

Diseño de conexiones en estructuras metálicas 5. Elementos en una conexión:

Prof: Freddy Lanza

Diseño de conexiones en estructuras metálicas 5. Elementos en una conexión:

SMAW: Shielded Metal Arc Welding, Soldadura por Arco con Metal Revestido Tipos de Soldadura

Prof: Freddy Lanza

Diseño de conexiones en estructuras metálicas 5. Elementos en una conexión:

SAW: Sumerged Arc Welding, Soldadura de Arco Sumergido. Tipos de Soldadura

Prof: Freddy Lanza

Diseño de conexiones en estructuras metálicas 5. Elementos en una conexión:

GMAW: Gas Metal Arc Welding, Soldadura por Arco con protección de gas, MIG (Metal Inert Gas) Tipos de Soldadura

Prof: Freddy Lanza

Diseño de conexiones en estructuras metálicas 5. Elementos en una conexión:

Prof: Freddy Lanza

Diseño de conexiones en estructuras metálicas 5. Elementos en una conexión:

Plancha de corte

Prof: Freddy Lanza

Diseño de conexiones en estructuras metálicas 5. Elementos en una conexión:

Plancha extrema

Prof: Freddy Lanza

Diseño de conexiones en estructuras metálicas 5. Elementos en una conexión:

Rigidizador

Prof: Freddy Lanza

Diseño de conexiones en estructuras metálicas 5. Elementos en una conexión:

Plancha de Continuidad

Prof: Freddy Lanza

Diseño de conexiones en estructuras metálicas 5. Elementos en una conexión:

Prof: Freddy Lanza

Diseño de conexiones en estructuras metálicas

6. Conexiones empernadas:

Prof: Freddy Lanza

Diseño de conexiones en estructuras metálicas 6. Conexiones empernadas: VENTAJAS • Rapidez en el Montaje y menor tiempo de ejecución de una obra • No se requiere mano de obra especializada • Inspección visual sencilla y económica • Facilidad para sustituir piezas dañadas • Mayor calidad en la obra DESVENTAJAS • Mayor trabajo en taller y requerimiento de personal calificado • Cuidado en la elaboración de los planos de taller y de montaje • Mayor precisión en geometría (las tolerancias son +-3mm) • Mayor peso de la estructura Prof: Freddy Lanza

Diseño de conexiones en estructuras metálicas 6. Conexiones empernadas: Formas de falla mas comunes

Prof: Freddy Lanza

Diseño de conexiones en estructuras metálicas 6. Conexiones empernadas: Respuesta de pernos de alta resistencia a tracción directa

Prof: Freddy Lanza

Diseño de conexiones en estructuras metálicas 6. Conexiones empernadas:

Prof: Freddy Lanza

Diseño de conexiones en estructuras metálicas 6. Conexiones empernadas:

Prof: Freddy Lanza

Diseño de conexiones en estructuras metálicas 6. Conexiones empernadas: Métodos de Instalación Dada la importancia del apriete de los pernos, se han desarrollado varios métodos de instalación, cada uno con sus correspondientes desplazamientos para la inspección. • • • •

El método del giro de la tuerca La arandela indicadora de tracción El apriete con llave de impacto Los pernos de tracción controlada

Prof: Freddy Lanza

Diseño de conexiones en estructuras metálicas 6. Conexiones empernadas: Métodos de Instalación El método del giro de la tuerca: Constituye uno de los mas económicos y prácticos para la instalación de pernos pretraccionados. Consiste en dar un giro adicional a la tuerca (eventualmente la cabeza del perno) con llave estructural de cola y cabeza acodada a partir de la posición de ajuste manual. El giro adicional y su tolerancia se establecen en función de la longitud del perno Prof: Freddy Lanza

Diseño de conexiones en estructuras metálicas 6. Conexiones empernadas: Métodos de Instalación El método del giro de la tuerca:

Prof: Freddy Lanza

Diseño de conexiones en estructuras metálicas 6. Conexiones empernadas: Métodos de Instalación La arandela indicadora de tracción:

Prof: Freddy Lanza

Diseño de conexiones en estructuras metálicas 6. Conexiones empernadas: Métodos de Instalación La arandela indicadora de tracción:

Prof: Freddy Lanza

Diseño de conexiones en estructuras metálicas 6. Conexiones empernadas: Métodos de Instalación La arandela indicadora de tracción:

Prof: Freddy Lanza

Diseño de conexiones en estructuras metálicas 6. Conexiones empernadas: Métodos de Instalación El apriete con llave de impacto:

Prof: Freddy Lanza

Diseño de conexiones en estructuras metálicas 6. Conexiones empernadas: Métodos de Instalación Los pernos de tracción controlada:

Prof: Freddy Lanza

Diseño de conexiones en estructuras metálicas 6. Conexiones empernadas: Métodos de Instalación Los pernos de tracción controlada: Uso de llave cortaespiga

Prof: Freddy Lanza

Diseño de conexiones en estructuras metálicas

7. Conexiones soldadas:

Prof: Freddy Lanza

Diseño de conexiones en estructuras metálicas 7. Conexiones soldadas: VENTAJAS • Rigidez. Se obtienen estructuras más rígidas Sencillez. • Se elimina material en algunas conexiones no pertenecientes al sistema resistente a sismos (placas, ángulos, conectores) • Economía. • Menor trabajo en taller DESVENTAJAS • Se inducen altas temperaturas al acero durante la aplicación de la soldadura. • Requiere mayor supervisión en obra. • Necesita mano de obra calificada. • Las condiciones climáticas y sitio de la obra afectan la calidad final. • Inspección cara. • Se requiere la asistencia de un laboratorio especializado Prof: Freddy Lanza

Diseño de conexiones en estructuras metálicas 7. Conexiones soldadas: Posiciones básicas en las soldaduras

Prof: Freddy Lanza

Diseño de conexiones en estructuras metálicas 7. Conexiones soldadas: Posiciones básicas en las soldaduras

Prof: Freddy Lanza

Diseño de conexiones en estructuras metálicas 7. Conexiones soldadas: Posiciones básicas en las soldaduras

Prof: Freddy Lanza

Diseño de conexiones en estructuras metálicas 7. Conexiones soldadas: Posiciones básicas en las soldaduras

Prof: Freddy Lanza

Diseño de conexiones en estructuras metálicas 7. Conexiones soldadas: Posiciones básicas en las soldaduras

No hay cruce de las soldaduras Prof: Freddy Lanza

Diseño de conexiones en estructuras metálicas 7. Conexiones soldadas: Temperaturas de precalentamiento

Prof: Freddy Lanza

Diseño de conexiones en estructuras metálicas 7. Conexiones soldadas: Preparación de bordes

Para que se produzca una soldadura de filete aceptable, debe tomarse en cuenta en la geometría de los elementos a conectar, el ángulo de entrada del electrodo

Prof: Freddy Lanza

Diseño de conexiones en estructuras metálicas 7. Conexiones soldadas: Simbología

Prof: Freddy Lanza

Diseño de conexiones en estructuras metálicas 7. Conexiones soldadas: Simbología

Prof: Freddy Lanza

Diseño de conexiones en estructuras metálicas 7. Conexiones soldadas: Simbología

Prof: Freddy Lanza

Diseño de conexiones en estructuras metálicas 7. Conexiones soldadas: Simbología

Prof: Freddy Lanza

Diseño de conexiones en estructuras metálicas 7. Conexiones soldadas: Simbología

Prof: Freddy Lanza

Diseño de conexiones en estructuras metálicas 7. Conexiones soldadas: Simbología

Prof: Freddy Lanza

Diseño de conexiones en estructuras metálicas 7. Conexiones soldadas: Simbología

Prof: Freddy Lanza

Diseño de conexiones en estructuras metálicas 7. Conexiones soldadas: Simbología

Prof: Freddy Lanza

Diseño de conexiones en estructuras metálicas 7. Conexiones soldadas: Simbología

Prof: Freddy Lanza

Diseño de conexiones en estructuras metálicas 7. Conexiones soldadas: Simbología

Prof: Freddy Lanza

Diseño de conexiones en estructuras metálicas 7. Conexiones soldadas: Simbología

Prof: Freddy Lanza

Diseño de conexiones en estructuras metálicas 7. Conexiones soldadas: Simbología

Soldadura de filete Prof: Freddy Lanza

Diseño de conexiones en estructuras metálicas 7. Conexiones soldadas: Tamaño mínimo de las soldaduras de filete D, a realizar en un solo pase Espesor de la pieza mas gruesa (mm)

Diámetro Mínimo de la soldadura, D (mm)

Hasta 6 inclusive

3

Más de 6 hasta 13

5

Mas de 13 hasta 19

6

Mas de 19

8

Los tamaños máximos de las soldaduras de filete que pueden utilizarse bajo los bordes de las partes conectadas serán: 1. En los bordes de los materiales de hasta 6mm de espesor, el tamaño máximo puede ser igual al espesor del metal base. 2. En los bordes de los materiales de mas de 6mm de espesor, el tamaño máximo será 2mm menor que ese espesor a menos que se señale especialmente en los planos que la soldadura ha de ser reforzada para obtener un espesor de garganta total Prof: Freddy Lanza

Diseño de conexiones en estructuras metálicas

8. Tablas de resistencia y detallado:

Prof: Freddy Lanza

Diseño de conexiones en estructuras metálicas 8. Tablas de resistencia y detallado:

Prof: Freddy Lanza

Diseño de conexiones en estructuras metálicas 8. Tablas de resistencia y detallado:

Prof: Freddy Lanza

Diseño de conexiones en estructuras metálicas 8. Tablas de resistencia y detallado:

Prof: Freddy Lanza

Diseño de conexiones en estructuras metálicas 8. Tablas de resistencia y detallado:

Prof: Freddy Lanza

Diseño de conexiones en estructuras metálicas 8. Tablas de resistencia y detallado: Tipos de Agujeros en Conexiones

Prof: Freddy Lanza

Diseño de conexiones en estructuras metálicas 8. Tablas de resistencia y detallado:

Prof: Freddy Lanza

Diseño de conexiones en estructuras metálicas 8. Tablas de resistencia y detallado:

Agujeros Alargados

Prof: Freddy Lanza

Diseño de conexiones en estructuras metálicas 8. Tablas de resistencia y detallado:

Agujeros Alargados

Prof: Freddy Lanza

Diseño de conexiones en estructuras metálicas 8. Tablas de resistencia y detallado:

Agujeros Alargados

Prof: Freddy Lanza

Diseño de conexiones en estructuras metálicas 8. Tablas de resistencia y detallado:

Agujeros Alargados

Prof: Freddy Lanza

Diseño de conexiones en estructuras metálicas 8. Tablas de resistencia y detallado:

Prof: Freddy Lanza

Prof: Freddy Lanza

Diseño de conexiones en estructuras metálicas 8. Tablas de resistencia y detallado:

Prof: Freddy Lanza

Diseño de conexiones en estructuras metálicas

Prof: Freddy Lanza

Diseño de conexiones en estructuras metálicas

Prof: Freddy Lanza

Diseño de conexiones en estructuras metálicas 8. Tablas de resistencia y detallado:

Prof: Freddy Lanza

Diseño de conexiones en estructuras metálicas 8. Tablas de resistencia y detallado:

Prof: Freddy Lanza

Diseño de conexiones en estructuras metálicas 8. Tablas de resistencia y detallado:

Prof: Freddy Lanza

Diseño de conexiones en estructuras metálicas 8. Tablas de resistencia y detallado:

Prof: Freddy Lanza

Diseño de conexiones en estructuras metálicas 8. Tablas de resistencia y detallado:

Prof: Freddy Lanza

Diseño de conexiones en estructuras metálicas 8. Tablas de resistencia y detallado:

Prof: Freddy Lanza

Diseño de conexiones en estructuras metálicas 8. Tablas de resistencia y detallado:

Prof: Freddy Lanza

Diseño de conexiones en estructuras metálicas 8. Tablas de resistencia y detallado:

Prof: Freddy Lanza

Diseño de conexiones en estructuras metálicas 8. Tablas de resistencia y detallado:

Prof: Freddy Lanza

Diseño de conexiones en estructuras metálicas

9. Programas de computadora para análisis, diseño, dibujo y detallado de conexiones:

Prof: Freddy Lanza

Diseño de conexiones en estructuras metálicas 9. Programas de computadora para análisis, diseño, dibujo y detallado de conexiones:

En lo que respecta al análisis y diseño de conexiones de acero, existen en el mercado innumerables programas de computadora, capaces de realizar muchísimos cálculos en muy poco de tiempo, con lo cual, la tarea sumamente laboriosa de diseñar cada una de las conexiones de un proyecto civil (edificación, puente, etc.), puede ser ejecutada rápidamente. Entre algunos de los programas que existen para el análisis y diseño de conexiones, se encuentran los siguientes:

Prof: Freddy Lanza

Diseño de conexiones en estructuras metálicas 9. Programas de computadora para análisis, diseño, dibujo y detallado de conexiones:

1) 2) 3) 4) 5) 6)

LIMCON V3.63 RAM Connections. PROKON. DESCONWIN, DESCONBRACE. RISA Base Plate (Placas Base). CSI Hellas PRAXIS 3J y 4B.

Prof: Freddy Lanza

Diseño de conexiones en estructuras metálicas 9. Programas de computadora para análisis, diseño, dibujo y detallado de conexiones: 1) LIMCON V3.63 (www.steel-connections.com) Del grupo Engineering Systems Development, este programa permite analizar y diseñar numerosos tipos de conexiones, que incluyen del tipo Rígido y Flexible. Adicionalmente, analiza conexiones de columnas a la fundación (Placas Base) y entre perfiles tubulares. Trabaja con varios códigos internacionales, entre los que destacan AISC 360-05, CSA-S16, BS 5950, AS 4100 y NZS 3404.

Prof: Freddy Lanza

Diseño de conexiones en estructuras metálicas 9. Programas de computadora para análisis, diseño, dibujo y detallado de conexiones: 1) LIMCON V3.63

Prof: Freddy Lanza

Diseño de conexiones en estructuras metálicas

Prof: Freddy Lanza

Diseño de conexiones en estructuras metálicas 9. Programas de computadora para análisis, diseño, dibujo y detallado de conexiones: 2) RAM CONNECTIONS. (https://www.bentley.com/en/products/product-line/structural-analysis-software/ramconnection )

De la misma casa del programa STAAD y muchos otros, este programa permite el análisis y diseño de numerosos tipos de conexiones, de acuerdo a criterios de carga diversos. Diseña conexiones tipo Placa Base (Base Plate), y en su última versión, ha incorporado las conexiones tipo Placa Extrema Precalificadas (End Plate) basadas en la Norma AISC 358 Prequalified Connections for Special and Intermediate Steel Moment Frames for Seismic Applications. Diseña asimismo, conexiones para miembros diagonales (Arriostramientos). Es posible configurar el programa para presentar toda la información en idioma español. Los análisis y diseños los realiza empleando las Normas Americana AISC e Inglesa BS.

Prof: Freddy Lanza

Diseño de conexiones en estructuras metálicas 9. Programas de computadora para análisis, diseño, dibujo y detallado de conexiones: 2) RAM CONNECTIONS.

Prof: Freddy Lanza

Diseño de conexiones en estructuras metálicas

Prof: Freddy Lanza

Diseño de conexiones en estructuras metálicas 9. Programas de computadora para análisis, diseño, dibujo y detallado de conexiones: 3) PROKON Structural Analysis and Design (Steel Connections Module): (https://www.prokon.com/design/steel-connection-design ) Módulo para el diseño de conexiones en acero, como uno de los varios complementos del programa PROKON Structural Analysis and Design, apareciendo en el mercado su primera versión en el año 1989. Hoy por hoy, es uno de los programas más importantes para el análisis y diseño estructural, y muy poderoso y confiable en cuanto se refiere al diseño de conexiones en acero. Desarrollado por la casa PROKON Software Consultants, permite el análisis y diseño de conexiones tipo Placa Base, Flexibles, Semirrígidas y Rígidas, con diversos tipos de perfiles, bajo Normas AISC, BS y otras.

Prof: Freddy Lanza

Diseño de conexiones en estructuras metálicas 9. Programas de computadora para análisis, diseño, dibujo y detallado de conexiones: 3) PROKON Structural Analysis and Design (Steel Connections Module):

Prof: Freddy Lanza

Diseño de conexiones en estructuras metálicas

3) PROKON Structural Analysis and Design (Steel Connections Module): Prof: Freddy Lanza

Diseño de conexiones en estructuras metálicas 9. Programas de computadora para análisis, diseño, dibujo y detallado de conexiones: 4) DESCONWIN y DESCONBRACE: (www.desconplus.com) Programas muy populares en los Estados Unidos para el análisis y diseño de conexiones. Desarrollado por Ommitech Associates, estos programas son capaces de diseñar muchos tipos de conexiones flexibles, semirrígidas y rígidas (Desconwin), junto con conexiones de diagonales a pórticos (Desconbrace). Trabaja bajo las Normas ASD y LRFD actuales, y hoy por hoy desarrolla módulos para el detallado de conexiones junto con el programa TEKLA.

Prof: Freddy Lanza

Diseño de conexiones en estructuras metálicas 9. Programas de computadora para análisis, diseño, dibujo y detallado de conexiones: 4) DESCONWIN y DESCONBRACE: (www.desconplus.com)

Prof: Freddy Lanza

Diseño de conexiones en estructuras metálicas

Prof: Freddy Lanza

Diseño de conexiones en estructuras metálicas 9. Programas de computadora para análisis, diseño, dibujo y detallado de conexiones: 5) RISA Base: (www.risatech.com/p_risabase.html) Programa complementario de RISA-3d, el cual es uno de los programas para análisis y diseño estructural más popular del mercado. RISA Base permite el diseño de placas base de columnas de acero, con cualquier tipo de perfiles y condiciones de empotramiento o rigidización. Realiza las respectivas revisiones, tanto de la placa base como de los anclajes, e indica la solución más económica al problema planteado. Aplica las Normas ASD y LRFD para el análisis de la estructura de acero y ACI 318 para el pedestal de concreto.

Diseño de conexiones en estructuras metálicas 9. Programas de computadora para análisis, diseño, dibujo y detallado de conexiones: 5) RISA Base: (https://risa.com/news/risabase-v2-1-now-available/ )

Diseño de conexiones en estructuras metálicas

Prof: Freddy Lanza

Diseño de conexiones en estructuras metálicas 9. Programas de computadora para análisis, diseño, dibujo y detallado de conexiones: 6) Profis Anchor HILTI: (https://www.us.hilti.com/content/hilti/W1/US/en/engineering/softw are/profis/profis-anchor.html ) Es un Software gratuito lanzado al mercado por HILTI para Diseño de fijaciones de anclaje bajo cargas sísmicas, de fatiga o dinámicas, Diseño de fijaciones de anclaje según las últimas Normativas y regulaciones de la construcción: ETAG, ACI, CEN/TS, STO, Diseño de fijaciones de anclaje en hormigón y mampostería.

Prof: Freddy Lanza

Diseño de conexiones en estructuras metálicas 9. Programas de computadora para análisis, diseño, dibujo y detallado de conexiones: 6) Profis Anchor HILTI:

Prof: Freddy Lanza

Diseño de conexiones en estructuras metálicas 9. Programas de computadora para análisis, diseño, dibujo y detallado de conexiones: 7) CSI Hellas EC Praxis Series 3J y 4B: (www.csihellas.gr/index.asp?lstLanguages=en) Compañía griega del grupo MAST S.A., la cual ha generado estas interesantes aplicaciones para SAP2000 y ETABS, las que permiten el análisis y diseño de diferentes tipos de conexiones de acero, cuyos diseños son basados en el Eurocódigo. Obtienen la data de las conexiones directamente desde estos programas (SAP2000 y ETABS) o manualmente. La aplicación 3J es para conexiones y la 4B para el diseño de vigas compuestas

Prof: Freddy Lanza

Diseño de conexiones en estructuras metálicas 9. Programas de computadora para análisis, diseño, dibujo y detallado de conexiones: 7) CSI Hellas EC Praxis Series 3J y 4B:

Prof: Freddy Lanza

Diseño de conexiones en estructuras metálicas 9. Programas de computadora para análisis, diseño, dibujo y detallado de conexiones: 8) SAP2000: (www.csiberkeley.com) Sus siglas significan Structural Analysis Program (SAP). Este es uno de los programas de cálculo estructural más difundido en el mundo, con un alto nivel de confiabilidad en sus resultados, y que permite una gran variedad de análisis y diseños estructurales. Trabaja con miembros rectilíneos de dos juntas, elementos (área) de cuatro juntas y sólidos de ocho juntas. Empleando la filosofía de los elementos finitos, es posible el modelado de cualquier tipo de conexión, común y no común en acero, con lo cual se pueden determinar las tensiones que permitirán el diseño de cada uno de los componentes de la misma. Prof: Freddy Lanza

Diseño de conexiones en estructuras metálicas 9. Programas de computadora para análisis, diseño, dibujo y detallado de conexiones: 8) SAP2000: (www.csiberkeley.com)

Prof: Freddy Lanza

Diseño de conexiones en estructuras metálicas

Prof: Freddy Lanza

Diseño de conexiones en estructuras metálicas

Prof: Freddy Lanza

Diseño de conexiones en estructuras metálicas

Prof: Freddy Lanza

Diseño de conexiones en estructuras metálicas 9. Programas de computadora para análisis, diseño, dibujo y detallado de conexiones: 9) ABAQUS: (www.simulia.com/products/abaqus_fea.html) Poderoso programa para el análisis de numerosos sistemas mecánicos, compuesto de varios programas, todos trabajando bajo la filosofía de los elementos finitos. Con este programa, es posible modelar conexiones de acero con todos sus elementos, obteniéndose de esta manera las tensiones existentes en cada uno de los miembros y componentes.

Prof: Freddy Lanza

Diseño de conexiones en estructuras metálicas 9. Programas de computadora para análisis, diseño, dibujo y detallado de conexiones: 9) ABAQUS:

Prof: Freddy Lanza

Diseño de conexiones en estructuras metálicas 9. Programas de computadora para análisis, diseño, dibujo y detallado de conexiones: 9) ABAQUS:

Prof: Freddy Lanza

Diseño de conexiones en estructuras metálicas 9. Programas de computadora para análisis, diseño, dibujo y detallado de conexiones: PROGRAMAS DE DIBUJO DE CONEXIONES: Una vez que las conexiones de un proyecto han sido debidamente analizadas y diseñadas, de forma manual o automatizada empleando algún programa de conexiones de acero, es necesario ahora plasmar todos esos diseños en planos de obra y taller, con lo cual dichas conexiones podrán ser construidas y replanteadas posteriormente en la obra. Entre algunos de los programas más utilizados para este fin, se encuentran los siguientes: 1) AutoCad Structural Detailing. 2) PROSTEEL. 3) TEKLA.

Prof: Freddy Lanza

Diseño de conexiones en estructuras metálicas 9. Programas de computadora para análisis, diseño, dibujo y detallado de conexiones: 1) AutoCad Structural Detailing. AutoCad Structural Detailing es uno de los programas más comerciales y difundidos en el campo de la Ingeniería Estructural para el detallado de estructuras de acero y concreto, debido a su similitud de manejo con el programa AutoCad. Permite generar una imagen espacial de la estructura a construir, junto con los planos de taller para la fabricación y construcción de todos los componentes y detalles diversos.

Prof: Freddy Lanza

Diseño de conexiones en estructuras metálicas 9. Programas de computadora para análisis, diseño, dibujo y detallado de conexiones: 1) AutoCad Structural Detailing.

Prof: Freddy Lanza

Diseño de conexiones en estructuras metálicas 9. Programas de computadora para análisis, diseño, dibujo y detallado de conexiones: 1) AutoCad Structural Detailing.

Prof: Freddy Lanza

Diseño de conexiones en estructuras metálicas 9. Programas de computadora para análisis, diseño, dibujo y detallado de conexiones: 1) AutoCad Structural Detailing.

Prof: Freddy Lanza

Diseño de conexiones en estructuras metálicas 9. Programas de computadora para análisis, diseño, dibujo y detallado de conexiones: 2) PROSTEEL. Programa compatible con AutoCad, el cual permite el modelado espacial de la estructura a construir, generando no solamente cualquier isometría, sino los planos de taller para la fabricación y ensamblado (replanteo) de cada uno de sus componentes. Con este programa se pueden modelar infinidad de tipos diferentes de conexiones de acero.

Prof: Freddy Lanza

Diseño de conexiones en estructuras metálicas 9. Programas de computadora para análisis, diseño, dibujo y detallado de conexiones: 2) PROSTEEL.

Prof: Freddy Lanza

Diseño de conexiones en estructuras metálicas 9. Programas de computadora para análisis, diseño, dibujo y detallado de conexiones: 3) TEKLA. Poderoso programa que permite no solamente la generación de isometrías e imágenes en 3D de la estructura a construir, sino que permite el modelado de cualquier tipo de conexión de acero, y a su vez la generación de planos de taller, proporcionando los datos de entrada para las maquinarias de fabricación de las estructuras de acero (taller).

Prof: Freddy Lanza

Diseño de conexiones en estructuras metálicas 9. Programas de computadora para análisis, diseño, dibujo y detallado de conexiones: 3) TEKLA.

Prof: Freddy Lanza

Diseño de conexiones en estructuras metálicas 9. Programas de computadora para análisis, diseño, dibujo y detallado de conexiones: 3) TEKLA.

Prof: Freddy Lanza

Diseño de conexiones en estructuras metálicas 9. Programas de computadora para análisis, diseño, dibujo y detallado de conexiones: 3) TEKLA.

Prof: Freddy Lanza

La construcción de acero antes…

Prof: Freddy Lanza

La construcción de acero ahora…

Prof: Freddy Lanza

Prof: Freddy Lanza