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Diseño de Conexiones de Vigas a Columnas de Concreto: Un Estudio de Caso con HEA-340, Exámenes de Mecánica de Materiales

Un estudio de caso detallado sobre el diseño de conexiones de vigas a columnas de concreto, utilizando un perfil hea-340. Se analizan las fuerzas concentradas, la capacidad resistente de los conectores y las planchas, y se verifica el cumplimiento de las normas covenin 1618:1998/aisc-2005. El documento incluye cálculos y diagramas que ilustran el proceso de diseño.

Tipo: Exámenes

2014/2015

Subido el 13/10/2024

diego-chambilla
diego-chambilla 🇵🇪

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FECHA : BEAM COLUMN
TIPO DE CONNECCIÓN:
CLIENTE: ING:
Datos preliminares y predimensionado:
a.- Propiedades y dimensiones de la viga:
- Tipo de viga: HEA-340
Altura de la viga: 330 mm
Ancho de la viga: 300 mm
Espesor del ala: 16.5 mm
Espesor del alma: 9.5 mm
Modulo plastico de la sección: 1850.00 cm
3
- Tipo de acero: ASTM - A 36
Esfuerzo de cedencia del acero: 2530
Esfuerzo último del acero: 4080
b.- Propiedades y dimesiones de la columna de concreto de apoyo:
Ancho de la plancha de apoyo: hp= 50 cm
Altura de la plancha deapo
y
obp= 50 cm
Altura de la columna en planta: 60 cm
Ancho de la columna en planta: 60 cm
Altura de la columna: 7m
Longitud de la viga apoyada: L= 30 m
Esfuerzo de cedencia del acero: 2530 69
Esfuerzo compresión en concreto: 250
c.- Propiedades y dimesiones de las planchas:
Espesor tentativo de la plancha: 25 mm
Ancho de la plancha: 400 mm e.- Propiedades de la soldadura:
Dist. entre pernos int. y el ala del perfil: 70 mm - Tipo de electrodo: E70XX
Dist. entre pernos ext. y el ala del perfil: 70 mm
Distancia del perno al borde de la plancha: 70 mm Resistencia límite a tracción: 4920
- Tipo de acero: ASTM - A 36 f.- Reacciones en la en la columna:
Esfuerzo de cedencia del acero: 2530 Reacción a compresión: 50 ton
Esfuerzo último del acero: 4080 Reacción Horizontal: 35 ton
Reacción a tracción: 30 ton
d.- Propiedades de los pernos: g.- Factores de resistencia a usar en el diseño:
- Tipo de perno: A 490 (CR)
- Según: COVENIN 1618:1998
Capacidad nominal a tracción: 7940
Capacidad nominal a corte: 4220 Para estado límite ductil: 1
Número de pernos: 16 Para estado límite no ductil: 0.9
Diámetro del perno: 1pulg.
Área nominal del perno: 5.07 cm2
Agujero para el perno: 27 mm
BASE PLATE FOR BEAMS
PROYECTO:
HOJA DE CÁLCULO
COVENIN 1618:1998/AISC-2005
Sep. Minima
entre pernos=
Fub = Kg/cm2
Fyb = Kg/cm2
d =
bfb =
twb =
tfb =
f'c = Kg/cm2
Fyc = Kg/cm2
hc =
bc =
H =
Fup = Kg/cm2
Fyp = Kg/cm2
bp =
Pfi =
Pfo =
de =
Ft = Kg/cm2
Fv = Kg/cm2
Zx =
FEXX = Kg/cm2
Фn =
Фd =
tp =
Fu =
Pu =
n =
D =
A =
da =
Tu =
pf3
pf4
pf5

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¡Descarga Diseño de Conexiones de Vigas a Columnas de Concreto: Un Estudio de Caso con HEA-340 y más Exámenes en PDF de Mecánica de Materiales solo en Docsity!

FECHA : BEAM COLUMN

TIPO DE CONNECCIÓN:

CLIENTE: ING:

Datos preliminares y predimensionado:

a.- Propiedades y dimensiones de la viga:

- Tipo de viga: HEA-

Altura de la viga: 330 mm Ancho de la viga: 300 mm Espesor del ala: 16.5 mm Espesor del alma: 9.5 mm Modulo plastico de la sección: 1850.00 cm 3

- Tipo de acero: ASTM - A 36

Esfuerzo de cedencia del acero: 2530 Esfuerzo último del acero: 4080

b.- Propiedades y dimesiones de la columna de concreto de apoyo:

Ancho de la plancha de apoyo: hp= 50 cm Altura de la plancha deapoyo bp= 50 cm Altura de la columna en planta: 60 cm Ancho de la columna en planta: 60 cm Altura de la columna: 7 m Longitud de la viga apoyada: L= 30 m

Esfuerzo de cedencia del acero: 2530 69 Esfuerzo compresión en concreto: 250

c.- Propiedades y dimesiones de las planchas:

Espesor tentativo de la plancha: 25 mm Ancho de la plancha: 400 mm e.- Propiedades de la soldadura:

Dist. entre pernos int. y el ala del perfil: 70 mm - Tipo de electrodo: E70XX Dist. entre pernos ext. y el ala del perfil: 70 mm Distancia del perno al borde de la plancha: 70 mm Resistencia límite a tracción: 4920

- Tipo de acero: ASTM - A 36 f.- Reacciones en la en la columna:

Esfuerzo de cedencia del acero: 2530 Reacción a compresión: 50 ton Esfuerzo último del acero: 4080 Reacción Horizontal: 35 ton Reacción a tracción: 30 ton d.- Propiedades de los pernos: g.- Factores de resistencia a usar en el diseño:

- Tipo de perno: A 490 (CR) - Según: COVENIN 1618: Capacidad nominal a tracción: 7940 Capacidad nominal a corte: 4220 Para estado límite ductil: 1 Número de pernos: 16 Para estado límite no ductil: 0. Diámetro del perno: 1 pulg. Área nominal del perno: 5.07 cm Agujero para el perno: 27 mm

BASE PLATE FOR BEAMS

PROYECTO:

HOJA DE CÁLCULO

COVENIN 1618:1998/AISC-

Sep. Minima entre pernos=

Fub = (^) Kg/cm^2

Fyb = (^) Kg/cm^2

d = b (^) fb =

twb =

tfb =

f'c =^ Kg/cm^2

Fyc = (^) Kg/cm 2

hc = b (^) c = H =

Fup = (^) Kg/cm^2

Fyp = (^) Kg/cm 2

b (^) p =

Pfi = Pfo = d (^) e =

Ft = (^) Kg/cm^2 Fv = (^) Kg/cm^2

Zx =

FEXX = (^) Kg/cm^2

Фn =

Фd =

tp =

Fu =

Pu =

n = D = A = da =

Tu =

1. ACCIÓN DE PALANCA.

1.1 Acción de palanca. Verificación del tf del perfil:

Para pernos A-325:

= 2438.0 Kg

Para pernos A-490:

= 2755.2 Kg F= 1875 Kg b= 149 mm Se emplea Q= 2755 Kg a= 149 mm M1= 41053 Kg.cm L'= 70 mm M2= 13116 Kg.cm db= 2.54 cm Mu= 41053 Kg.cm Tu perno= 4630 Kg

Verificación del ala del perfil: = 39.3 mm Necesita planchas de refuerzo

Se necesitan 2 planchas de: 11.4 mm tcal= 39.3 mm

2. CAPACIDAD RESISTENTE DE LOS CONECTORES.

2.1 Capacidad resistente a tracción de los pernos.

Cumple = 30192 Kg

2.2 Capacidad resistente a corte por deslizamiento.

Caso I. Bajo carga de servicio. Cumple = 240115 Kg

1480 n= 2

Caso II. Bajo carga factorizada.

Cumple = 346051 Kg

Tb= 29000 n= 2

I , por lo tanto es el que controla el diseño a corte por deslizamiento.

2.3 Capacidad resistente a corte por aplastamiento.

Cumple = 513489.6 Kg

Fv= 4220 n= 2

Controla el caso:

At= 27.52 cm2 L'= 35. Av= 140.54 cm2 Areas necesarias para el diseño L'e= 7 Anv= 60.93 cm2 por desgarramiento y bloque de cortante. Ant= 22.21 cm

3.3 Capacidad resistente por tracción del área gruesa.

= 516056 Kg Cumple

3.4 Capacidad resistente a tracción del área neta.

= 226379 Kg Cumple

3.5 Capacidad resistente por bloque de cortante.

3.5.1 Cedencia por corte y fractura por tracción.

= 227968 Kg Cumple

3.5.2 Cedencia por tracción y fractura por corte.

= 164088 Kg Cumple

4. DISEÑO POR FUERZAS CONCENTRADAS SEGÚN CAP.20 DE COVENIN 1618-1998.

4.1 Flexión local de las alas.

Se dispondrá de rigidizadores transversales con espesor igual al espesor del ala del elemento, como solución adicional al diseño.

= 43050 Kg = 38745 Kg Cumple

4.2 Cedencia local del alma.

Rt= 499375 Kg dr= 50 cm df= 14 cm

= 499375 Kg Cumple

Rt= 499375 Kg = 499375 Kg Cumple

4.3 Aplastamiento local del alma.

Rt= 1422277 Kg = 1066708 Kg Cumple

20-5a Rt= 711138 Kg

20-5b Rt= 750248 Kg

= 533354 Kg Cumple

= 562686 Kg Cumple

4.4 Pandeo lateral del alma.

= 1612257 Kg

= 1370418 Kg Cumple

= 1611819 Kg

= 1370046 Kg Cumple

7. DETALLADO DE LA CONEXIÓN.

PERFIL HEA-

APOYO DE NEOPRENO e(mm)= 24

Nº PERNOS POR FILA =

REFUERZO DEL ALA 2 PL(mm)=

REFUERZO DEL ALMA 2 PL(mm)=