Miembros en tensión

Miembros en tensión

• Aquí se tratan miembros prismáticos sujetos a tensión axial producida por fuerzas que actúan a lo largo de su eje centroidal.
• Cuando haya excentricidades importantes en las conexiones, sus efectos deben tenerse en cuenta en el diseño del miembro, que trabaja en flexotensión.
• En el diseño de miembros en tensión se consideran los estados límite de fluencia en la sección total y de fractura en la sección neta.
• La resistencia de diseño de un miembro en tensión, R₁, es la menor de las calculadas con las ecuaciones 4.2.1 y 4.2.2
• Estado límite de fluencia en la sección total: R₁ = FRFA
• Estado límite de fractura en la sección neta: R = FRFA

Notación

• FR factores de resistencia, iguales a 0.9
  • estado límite (a)
  • 0.75 para el (b)
• A área total de la sección transversal del miembro
• Ae área neta efectiva, calculada de acuerdo con el inciso 3.1.3
• Fy valor mínimo garantizado
  • esfuerzo correspondiente al límite inferior de fluencia del material
• Fu esfuerzo mínimo especificado de ruptura en tensión
• En miembros sin agujeros, conectados por medio de soldaduras colocadas en todas las partes que componen su sección transversal, en proporción a sus áreas, el área neta efectiva, Ae, de la ecuación 4.2.2 es igual al área total, At.

Miembros armados: Separación entre elementos de unión

• Los elementos intermitentes que unen entre sí dos o más perfiles, placas o barras
  • forman un miembro armado en tensión, deben colocarse con separaciones tales que la relación de esbeltez de cada elemento componente, determinada entre puntos de interconexión, no exceda de 300.
• Los elementos que constituyen los miembros en tensión formados por dos placas en contacto, o por un perfil y una placa
  • conectados manera que la separación entre tornillos o la distancia libre entre soldaduras, no exceda de 36 veces el grueso de la placa más delgada ni de 450 mm.
• Si los miembros están formados por dos o más perfiles en contacto, la distancia libre entre tornillos o soldaduras
  • no debe exceder 600 mm, excepto cuando se demuestre que una separación mayor no afecta el comportamiento satisfactorio del miembro.
• En cualquiera de los casos anteriores pueden requerirse separaciones menores que las indicadas
  • exigencias de la transmisión de carga
  • sellar superficies inaccesibles.
• Cuando los miembros en tensión están formados por dos o más componentes principales separados, deben unirse entre sí por medio de placas u otros elementos colocados en las caras abiertas de la sección completa.
• Cuando son placas, incluyendo las colocadas en los extremos del miembro, deben tener una longitud no menor que dos tercios de la distancia transversal entre las líneas de tornillos o soldaduras que los unen a los componentes principales del miembro.
• Separación entre ellas será tal que la relación de esbeltez de los componentes principales, calculada entre placas de unión
  • no exceda de 300.
• El grueso de los elementos de liga, cuando sean placas
  • no será menor que 1/60 de la distancia transversal entre tornillos o soldaduras.
• La separación longitudinal entre los elementos de unión
  • no excederá de 150 mm.

Relaciones de esbeltez

• Miembros en tensión pueden tener cualquier valor, sin límite superior.
• Se recomienda que la relación de esbeltez no exceda de 300 (inciso 2.3.1).
  • Este límite no es aplicable a varillas, cables y tirantes en tensión.

Miembros en compresión

• Recomendaciones para el diseño de miembros prismáticos de sección transversal constante sometidos a compresión axial
  • producida por fuerzas que actúan en el centroide de su sección transversal.
• En el diseño de miembros comprimidos hechos con secciones tipo 1, 2 o 3 con dos ejes de simetría, en cajón, o de cualquier otra forma
  • crítico el pandeo por torsión o flexotorsión, se considera el estado límite de inestabilidad por flexión.
• En columnas de sección transversal con uno o ningún eje de simetría, como ángulos o tés, o con dos ejes de simetría, pero baja rigidez torsional.
  • forma de cruz o formadas por placas de pequeño espesor, se tendrán en cuenta también, los estados límite de pandeo por torsión y por flexotorsión.
• En secciones tipo 4 se consideran los estados límite combinados de flexión, torsión, o flexotorsión, y pandeo local.
• En columnas armadas, del tipo de las formadas por cuatro ángulos ligados entre sí por celosías, se consideran los estados límite del miembro completo y de cada uno de los elementos comprimidos que lo forman.
• La resistencia de diseño de un elemento estructural de eje recto y de sección transversal constante sometido a compresión axial, Re, se determina como se indica a continuación.
  • En cada caso particular deben revisarse todos los estados límites pertinentes
  • identificar el crítico, al que corresponde la resistencia de diseño.

Estado límite de pandeo por flexión de miembros sin elementos esbeltos

• Miembros de sección transversal H, I, circular o rectangular hueca: R = FRXFA = FRFA

Notación

• FR factor de resistencia, igual a 0.9
• A área total de la sección transversal de la columna
• Fn =xFy, esfuerzo nominal en compresión
• X factor de reducción por esbeltez
• λe parámetro de esbeltez,
• Fe esfuerzo crítico de Euler

Coeficientes

• en columnas de sección transversal H o I, laminadas y flexionadas alrededor de cualquiera de sus ejes de simetría o hechas
  • tres placas soldadas obtenidas cortando placas más anchas con oxígeno
  • flexionadas alrededor del eje de mayor momento de inercia, de acero con límite de fluencia no menor de 414 MPa
  • patines de no más de 50 mm de grueso
  • columnas de sección transversal rectangular hueca
    • laminadas en caliente o formadas en frío y tratadas térmicamente
    • cuatro placas soldadas, de acero con límite de fluencia no menor de 414 MPa
    • perfiles con dos ejes de simetría relevados de esfuerzos residuales
      • cumplen los requisitos de las secciones tipo 1, 2 o 3 de la tabla 3.2.1.
• en columnas de sección transversal H o I laminadas con patines de más de 50 mm de grueso o hechas con tres placas
  • obtenidas cortando placas más anchas con oxígeno
  • columnas de sección transversal rectangular hueca, laminadas
  • cuatro placas soldadas obtenidas cortando placas más anchas con oxígeno, que cumplen con los requisitos de las secciones tipo 1, 2 o 3 de la tabla 3.2.1.
• en columnas de sección transversal H o I, hechas con tres placas laminadas soldadas entre sí
  • cumplen con los requisitos de las secciones tipo 1, 2 o 3 de la tabla 3.2.1
  • flexionadas alrededor de cualquiera de sus ejes centroidales y principales.
• Los valores n = 1.4 y n = 1.0 se refieren a aceros de grado menor que 60 o con límite de fluencia menor que 414 MPa (4220 kg/cm²).
• La ecuación 5.2.1 se obtuvo con un estudio analítico-experimental donde se incluyeron, entre otros, esfuerzos residuales, defectos geométricos iniciales y plastificación creciente del material.
• Se obtuvieron tres curvas de diseño, que proporcionan la resistencia en compresión de columnas de diversos tipos, en función de su esbeltez.
• Esas tres curvas se obtienen introduciendo en la ecuación 5.2.2 cada uno de los valores del coeficiente n que se proporcionaron arriba. La tabla 5.2.1 incluye información adicional para otros perfiles, menos comunes. Re = se calcula con la ecuación 5.2.1, con n = 1.4
• independientemente del valor de Fy

Pandeo por torsión

• Los estados límite de pandeo por torsión o por flexotorsión deben revisarse en miembros comprimidos de sección transversal con uno o
• ningún eje de simetría, como ángulos y tés, o con dos ejes de simetría pero muy baja rigidez torsional, como las secciones en forma de
• cruz y las hechas con placas muy delgadas.
• Cuando la sección transversal de la columna es tipo 1, 2 o 3, la resistencia de diseño, R., se determina con las ecuaciones 5.2.1 a 5.2.3
  • n = 1.4
  • FR = 0.90
    • sustituyendo Fe por el menor de los esfuerzos críticos de pandeo elástico por torsión o flexotorsión que se determina de acuerdo con los incisos 5.2.2.1 a 5.2.2.3.
• En secciones I con dos ejes de simetría, Ca puede tomarse igual a (Iyho²)/4 - ho es la distancia entre los centroides de los patines.

Pandeo local

• Cuando la sección transversal de la columna es tipo 4, cualquiera que sea la forma de la sección
  • siempre que esté formada por elementos planos, la resistencia de diseño en compresión, Re, se determina como se indica en los incisos 5.2.1 y 5.2.2, sustituyendo el área total, A, por el área efectiva, A, que se determina de acuerdo con el inciso 3.2.5.
• En la determinación de los parámetros relacionados con la esbeltez se utilizan las propiedades geométricas de la sección transversal - completa.
• La resistencia de diseño de columnas de sección transversal circular hueca de pared delgada, sometidas a compresión axial
  • diámetr exterior/grueso de pared (D / t) son mayores que 0.11E/Fy, pero no exceden de 0.45E/Fy Se calcula como se indica en el inciso 5.2.1, con n = 1.4, y sustituyendo el área total, A, por el área efectiva, Ae, que se determina de acuerdo con el inciso 3.2.6
• En secciones circulares huecas no es crítico el pandeo por torsión.
• No se recomienda el diseño de columnas de sección transversal circular
• relación diámetro exterior/grueso, D/t, mayor que 0.45E/Fy (inciso 3.2.1).

Miembros armados

• Los miembros comprimidos completos, y todas las partes que los constituyen, deben satisfacer los requisitos
  • secciones 2.3
  • 3.2.
• Los elementos componentes de miembros deben estar unidos entre sí, en sus extremos.
  • asegura el trabajo de conjunto.
• Los componentes individuales de miembros en compresión compuestos por dos o más secciones
  • deben estar conectados entre sí en puntos separados a una distancia a
  • manera que la esbeltez efectiva Ka/r₁ de cada sección componente, entre los sujetadores, no exceda del 75
  • ciento de la relación de esbeltez que controla el diseño del miembro armado
    • utiliza su radio de giro menor, ri.
• La conexión de los elementos con la placa de apoyo se hará con soldadura o con tornillos pretensados
• En los extremos de miembros armados en compresión, incluyendo los apoyados en placas base o superficies terminadas -los componentes en contacto uno con otro deben estar unidos por una soldadura de longitud no menor que el ancho máximo del miembro, o
• por tornillos espaciados longitudinalmente no más de cuatro diámetros en una distancia igual a 1.5 veces el máximo espesor del miembro.
• Entre las conexiones en los extremos indicadas arriba, y exceptuando los casos en que se requiera una separación menor para transmitir
• cargas o para sellar superficies inaccesibles, la separación longitudinal entre tornillos intermedios, medida a lo largo de la línea en que
• están colocados, o la separación longitudinal libre entre soldaduras intermitentes, no será mayor que el que sea aplicable de los valores
• a) 0.75t E/F, , sin exceder de 300 mm
• t placas que constituyen el elemento componente exterior de la sección en los casos en que
• conectada por medio de tornillos colocados en todas las líneas de gramil, o de soldaduras intermitentes depositadas a lo largo de los bordes.
• b) 1.12t E/F, , sin exceder de 450 mm
• t placas que constituyen el elemento componente exterior de la sección
• tornillos o soldaduras intermitentes que los conectan están colocados alternados en líneas paralelas.

Relaciones

• En miembros comprimidos formados por dos o más perfiles laminados, en contacto o separados unos de otros, unidos por medio -elementos intermitentes (miembros armados).
• la relación de esbeltez de cada perfil, basada en su radio de giro mínimo y la distancia entre -puntos de unión, no será mayor que el 75 por ciento de la del miembro armado completo.
• La resistencia en compresión del miembro armado se basa en: -a) La relación de esbeltez del miembro armado completo -forma de pandeo no produce deformaciones relativas que ocasionen fuerzas cortantes en los elementos de conexión entre perfiles individuales
  • ángulos unidas entre sí por los patines, con placas interrumpidas, que se pandean por flexión alrededor del eje paralelo a las placas).
• b) Una relación de esbeltez modificada
  • eje normal al considerado en el inciso 5.3.2(a), -forma de pandeo produce deformaciones relativas que ocasionan fuerzas cortantes en los elementos de unión.

Sujetadores

1. Cuando los sujetadores intermedios son tornillos no pretensados (al apriete): *(KL /(r)m = /(r)o+(Ka/ri)^2
2. Cuando los sujetadores intermedios son soldaduras o tornillos pretensados: -a/r; ≤ 40: *(KL /(r)m = *(KL /(r)o -a/r; > 40: *(KL /(r)u = ((KL /(r)o)^2 + (Ka/(ri)^2

• Cuando el miembro armado está formado por dos perfiles laminados unidos entre sí, en contacto o separados solamente por una placa -ángulos o canales espalda con espalda -celosía o placas interrumpidas, la relación de esbeltez máxima de las partes componentes, entre conectores o soldaduras
• factor de longitud efectiva de 1.0 - conectores son tornillos no pretensados
• factor de longitud efectiva de 0.65 - soldadura o tornillos pretensados.
• KL/ - relación de esbeltez modificada del miembro armado
• (KL /(r)o - relación de esbeltez del miembro armado, suponiendo que trabaja como una unidad dirección de pandeo
• Los sujetadores y las placas de unión, si las hay, del inciso 5.3.2(c), se diseñan para que resistan una fuerza no menor que el uno por
• de la compresión total en el miembro armado. 5.3.3 Elementos para armar los miembros
• Los lados abiertos de miembros comprimidos formados por placas o perfiles se conectarán entre sí por medio de celosías o placas de unión perforadas.
• Placas de unión perforadas
• La relación ancho/espesor debe satisfacer los límites de la tabla 3.2.1 La relación entre la longitud, la, (en la dirección de la fuerza) y el ancho, ba, del agujero de acceso no excede de 2
• La distancia libre entre perforaciones en la dirección de la fuerza no es menor que la distancia transversal entre líneas próximas de tornillos o soldaduras
• La periferia de las perforaciones en todos los puntos debe tener un radio mínimo de 38 mm.

Celosías

Las celosías constituirán un sistema triangulado completo formado por soleras, varillas o perfiles.

• un sistema triangulado completo formado por soleras, varillas o perfiles

• La separación:de las uniones de los elementos de las celosías con los componentes principales será tal relación de esbeltez de cada elemento:determinada entre los puntos de conexión:no sea mayor que el 75 por ciento de la relación de esbeltez que gobierna el diseño del miembro completo.

• La celosía: diseñarse fuerza cortante= normal al eje longitudinal del miembro completo: >2:fuerza de compresión total en el miembro= fuerza cortante producidas por fuerzas transversales ,si hay

• La relación de esbeltez de los elementos que forman la celosía - No exceder de 140 > celosía es sencilla - Ni de 200 celosía sea doble

• longitud efectiva;distancia entre conexiones con los elemento principales;celosia sencilla

• longitud efectiva ael 70%; distancia anterios; doble; formar deben estar unidos entre si intersecciones

5.3.4 Elementos perpendiculares a los principales

• En las caras abiertas de miembros armados comprimidos que no soportan flexión primaria, además de la carga axial, Elemento;se utilizan elementos perpendiculares al eje longitudinal con placa perfiles celosía debe colocarse para los extremos a un medio la columa

###MIEMBROS EN FLEXIÓN (VIGAS Y TRABES ARMADAS)

• aplicable a vigas laminadas y a trabes hechas con placas soldadas.
• Estados límite:
• Formación de un mecanismo con articulaciones plásticas Agostamiento de la resistencia a la flexión en la sección crítica, en miembros que no admiten redistribución de momentos > Iniciación del flujo plástico en la sección crítica, fluencia Pandeo lateral por flexotorsión: > Pandeo local del patín comprimido Plastificación del alma por cortante Pandeo local del alma por cortante tensión diagonales Deformación y vibracione
• Los límites de fatigue: appendix D
• considerar también esrado de servicio
• *Consideraciones generales y resistencias nominales 1)factor de reducción de resistencia r=0.9 2)No hauración.

###FACTOR DE PANDEO LATERAL por torsión Cb

• Con este factor se incluyen en el diseño los efectos de la variación del momento entre puntos con soporte lateral. De manera conservadora se puede considerar Cb-1.0
• la deducción del valor de Co se hacen las suposiciones siguientes )EI elemento es doblemente simétrico, ono.
• en e centro del elemento

Ejerccio lineal para flexión del estudio Nota Se aplica a elementos con momentos en los puntos de soporte lateral y sin cargas transversales entre ellos (diagrama de L/ R-1.0 con Carga transcersal 6.3. MIEMBROS COMPACTOS (tipo 1 o 2) de sección 1 con dos ejes de simetría y canales, flexionados alrededor del eje de mayor inercia La resistencia nominal es el menor de los valores siguientes

6.8: Fluencia lateral Esta impedido en forma continua LL M2=M=Z, fy =Mp Nota cuando el sistema de proporciona: de la liga puede comprimir 6.3.2:Pandeo por torcionl >LL

M< L 0.0024 Cundo laM</Mp =1.10 M-0.28/M