Post on 09-Jan-2016
description
CURSO: DISEO DE ESTRUCTURAS DE ACERO
CONTENIDO: ANLISIS y DISEO A TRACCIN
AO: 2015
PROFESOR: JOAQUN VALENZUELA BARBOSA
ENFOQUES DE DISEO
Desde 1920Tensin mxima
A partir de 1970Resistencia mxima del elemento
b) Fibras con concentracin de tensiones, perforaciones.
a) Elemento en flexin.
Ejemplos:
CONCEPTOS DE DISEO
c) Pandeo local de una fibra del alma en una columna en compresin.
d) Pandeo por compresin diagonal en una viga.
Mtodo LRFD:
- Separa la variabilidad de
cargas y materiales.
- Es ms racional cuando se
disea a rotura.
MTODOS DE DISEO AISC 360-2010
Mtodo ASD
/na RR
= 1.67 (fluencia) = 2 (fractura)
Mtodo LRFD
nu RR
= 0.9 (fluencia)
= 0.75 (fractura)
Actualmente la mayora de los diseadores aun utilizan el
mtodo ASD por simplicidad y costumbre.
En el AISC360-2005
finalmente ambos
mtodos son
equivalentes.
AISC 360-10c
Calcular el factor de carga que permite la equivalencia entre ambos
mtodos. Comente, cuando es ms conveniente uno que el otro?
EJERCICIO ASD - LRFD
El factor 1.67 tiene su origen a principios del siglo 20, cuando las
variabilidades de las cargas y de las resistencias se estimaron en un 25%
Estados lmites:
El estado limite con menor
resistencia determina la resistencia
nominal en traccin del elemento.
1. Fluencia en rea bruta
2. Fractura rea neta efectiva
3. Fractura de bloque
DISEO EN TRACCIN AISC 360-10 Cp. D
En perfiles esbeltez < 300 (recomendacin) La excentricidad por conexin puede ser obviada.
Fluencia en seccin bruta Fractura en la seccin neta
Por qu no se considera Fu en rea neta?
Mecanismos de falla:
Disear (ASD Y LRFD) cordones y
diagonales en traccin del puente. Utilizar
perfiles TL, acero ASTM A36.
EJERCICIO FLUENCIA REA NETA
L = 0.5 ton/m2
D = 0.25 ton/m2
Plegados
CATLOGO NGULOS
Laminados
Para la cubierta en voladizo que se muestra en la figura, disear los
arriostramientos (horizontales y verticales). En construcciones livianas se suele
despreciar el aporte de la diagonal comprimida debido a su esbeltez.
TAREA ANLISIS Y DISEO EN TRACCIN
usar perfiles L, (catalogo anterior) acero A270W = 100 kg/m2
Planta
Elevacin
Perspectiva
FRACTURA EN REA NETA
El rea neta es el rea bruta menos las perforaciones
La lnea de fractura tambin puede ser en zigzag
Propuesta emprica
por Cochrane, 1922
( 12% error ) = +
2
4
FRACTURA REA NETA - IMGENES
Por qu se corta en la primera lnea ?
FRACTURA REA NETA - IMGENES
2010 - Maule, Chile
1995 - Kobe, Japn
FRACTURA REA NETA - EJERCICIO
Verificar el diseo del perfil C200x50x5 en traccin, para cada conexin:
1. A priori cual es la trayectoria ms desfavorable.
2. Indicar el modo de falla.
Es mejor desfasar los pernos ?
Acero A270
El mecanismo se distingue porque slo
hay fractura en la zona de
concentracin de tensiones.
FRACTURA REA EFECTIVA - MECANISMO
Considera la reduccin de la seccin
neta debido a la distribucin no
uniforme en la seccin. Cuando no
todas las partes del perfil estn
conectadas.
FRACTURA EN REA EFECTIVA - DISEO
Si todos las partes estn conectadas: U=1 Conservadoramente se puede tomar: U = Ac/Ag Frmula de Munse: U = 1-x/L Para planchas apernadas: Ae= An 0.85 Ag
Formula de Munse y Chesson, 1963:
( 10% error )
Dems casos ver en tabla D 3.1AISC 360-10c
AISC 360-10, D3
x = excentricidad de la conexin. Distancia perpendicular entre el plano de la
conexin y el centroide del elemento.
FRACTURA EN REA EFECTIVA FRMULA DE MUNSE
que hacer si hay un solo perno ?
Determinar la resistencia de diseo y el mecanismo de falla, acero
A270.
FRACTURA REA EFECTIVA - EJERCICIO
FRACTURA DE BLOQUE O DESGARRE
La fractura se da en la lnea de los pernos. Se desprende un pedazo del
perfil. Ubs = 1 para esfuerzo axial.
AISC 360-10, J4.3
Esta falla puede ocurrir tambin en
el gusset, (plancha de conexin).
FRACTURA DE BLOQUE - IMGENES
2010 - Maule, Chile
Astaneh-Asl, Steel Tips, 1998
FRACTURA DE BLOQUE - EJERCICIO
Determinar la resistencia de diseo y el mecanismo de falla, acero
A270.
Determinar:
1. Espesor del perfil cajn de 100x100 (Estados limites: fluencia Ag, fractura Ae)
2. Espesor del gusset (Estados limites: desgarre, fractura An)
3. Realizar un diseo con un mecanismo de falla dctil. (puede que deba volver
a recalcular).
Anlisis:
- Viga superior axialmente rgida
- Acero A270
- Todas las conexiones simples
TAREA DISEO A TRACCIN
Ver tabla D3.1 AISC para factor U en
cajones.
Detalle de la conexin.