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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
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¡No te pierdas las partes importantes!
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
Sep. Minima entre pernos=
Fub = (^) Kg/cm^2
Fyb = (^) Kg/cm^2
d = b (^) fb =
twb =
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 =
1.1 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
2.1 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
4.1 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
APOYO DE NEOPRENO e(mm)= 24
Nº PERNOS POR FILA =
REFUERZO DEL ALA 2 PL(mm)=
REFUERZO DEL ALMA 2 PL(mm)=