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  • Criterios de Diseño para Conexiones Soldadas en Estructuras con Perfiles Tubulares

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    CRITERIOS DE DISEÑO PARA CONEXIONES SOLDADAS EN

    ESTRUCTURAS CON PERFILES TUBULARES

    Presentado ante la Ilustre Universidad Central de Venezuela

    Para optar al Título de INGENIERO CIVIL

    Por las Brs.:

    Bittar R., Adriana María

    Páez W., María Carolina

    Caracas, Noviembre de 2004

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    CRITERIOS DE DISEÑO PARA CONEXIONES SOLDADAS EN

    ESTRUCTURAS CON PERFILES TUBULARES

    Tutor: Prof. José Manuel Velásquez

    Presentado ante la Ilustre Universidad Central de Venezuela

    Para optar al Título de INGENIERO CIVIL

    Por las Brs.:

    Bittar R., Adriana María

    Páez W., María Carolina

    Caracas, Noviembre de 2004.

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    ACTA

    El día _____________________, se reunió el Jurado formado por

    los Profesores ___________________________________

    ___________________________________

    ___________________________________

    Con el fin de examinar el Trabajo Especial de Grado titulado:

    CRITERIOS DE DISEÑO PARA CONEXIONES SOLDADAS EN

    ESTRUCTURAS CON PERFILES TUBULARES

    Presentado ante la Ilustre Universidad Central de Venezuela para

    optar al título de: INGENIERO CIVIL.

    Una vez oída la defensa oral que los bachilleres hicieron de su

    Trabajo Especial, este Jurado decidió la siguiente calificación.

    CALIFICACIÓN NOMBRE NÚMERO LETRAS Bittar R., Adriana María Páez W., María Carolina

    RECOMENDACIONES (Si las Hubiera): _____________

    ___________________________________________________________

    FIRMAS DEL JURADO

    ____________________ Prof.

    ____________________ Prof.

    ____________________ Prof.

    Caracas, _____ de ________________ de 2004

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    iv

    DEDICATORIA

    A Dios por darme las fuerzas necesarias para lograr la culminación de

    este trabajo a pesar de todos los inconvenientes presentados durante su

    ejecución, y por acompañarme durante toda mi carrera.

    A mi familia por siempre estar dispuesta a darme la mano.

    Adriana

    A Dios y a mi ángel de la guarda, esa estrellita que me iluminó el

    camino y guió mis pasos para lograr este sueño.

    A toda mi familia: mi mamá, mi papá, Gabo, Fabi, Juanca, Sandrita,

    Ferny, Nanda; que están incondicionalmente conmigo en todos los

    momentos de mi vida. No se que haría sin ustedes.

    A Roger, Stefania, Feliciano, Mariana, Adriana, Ray, Steven, Andrea,

    Darling, Manolo, Miguel, Rubén, Mauricio. A todos mis amigos y

    compañeros de estudio.

    Carolina

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    AGRADECIMIENTOS

    Al Prof. José Manuel Velásquez, quien como tutor y guía en la

    realización de este trabajo supo aclarar nuestras dudas y que con su

    experiencia, conocimientos, y sobre todo paciencia, supo orientarnos.

    A nuestro compañero Jorge Pereira por toda su colaboración.

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    vi

    BITTAR R., Adriana M. PÁEZ W., Mª Carolina.

    CRITERIOS DE DISEÑO PARA CONEXIONES SOLDADAS EN

    ESTRUCTURAS DE PERFILES TUBULARES DE ACERO

    Tutor Académico José Manuel Velásquez. Trabajo Especial de Grado. Caracas. Universidad Central de Venezuela. Facultad de

    Ingeniería. Escuela de Ingeniería Civil. 2004

    RESUMEN

    Palabras Claves: Límites de Aplicabilidad, Resistencia, Clasificación, Disposición de Elementos.

    El presente trabajo especial de grado tiene como objetivo principal presentar los criterios de diseño de las conexiones soldadas entre perfiles tubulares de acero en estructuras. Con base a las normas del American Institute of Steel Construction (AISC), y con apoyo del libro “Perfiles Tubulares en Aplicaciones Estructurales”, publicado por el Comité Internacional para el Desarrollo y el Estudio de la Construcción Tubular (CIDECT), el cual respeta las normas europeas, se busca llegar a un método ordenado de cálculo.

    Luego de la recopilación de las normas que rigen las conexiones, se comienza este trabajo con un estudio previo de los principios más importantes en el comportamiento de las estructuras de acero, como la resistencia de los miembros ante los diferentes estados de carga, datos fundamentales en el cálculo de estructuras y sus conexiones, para finalmente tratar el tema de las conexiones en sí.

    El estudio de las conexiones comienza con una explicación teórica su comportamiento, para así comprender mejor los criterios que se deben tomar en cuenta para el diseño. Seguidamente se exponen los requisitos normativos dependiendo del tipo de sección de los perfiles a unir, bien sea circular, cuadrada o rectangular, y dependiendo también del tipo de conexión empleada. Finalmente se presentan de forma simplificada los pasos a seguir al momento de verificar la resistencia de las conexiones en una estructura en conjunto con tablas de fórmulas y sus límites de aplicabilidad.

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    vii

    Pag. iv v vi

    vii xiii xv

    xvii

    20

    DIMENSIONES, PROPIEDADES GEOMÉTRICAS Y TOLERANCIAS DIMENSIONALES………………………… 22

    1.1 23

    1.1.1 24 1.1.2 24 1.1.3 24

    1.2 29

    1.2.1 29 1.2.1a Plancha rectangular sometida a compresión

    uniforme…………………………………….. 29 1.2.1b Plancha rectangular sometida a flexión en su

    plano………………………………… 32 1.2.1c Sección cilíndrica sometida a compresión

    uniforme……………………………….. 34

    1.2.2 35

    1.3 38

    1.3.1 39

    1.3.2 40

    INDICE DE FIGURAS……………………………….

    ÍNDICE GENERAL

    DEDICATORIA………………………………………………

    RESUMEN……………………………………………………

    INDICE DE TABLAS………………………………….. INDICE DE GRÁFICOS……………………………….

    INTRODUCCIÓN……………………………………………

    INDICE GENERAL……………………………………………

    AGRADECIMIENTOS…………………………………………

    Sección Circular……………………………………………

    Sección Rectangular………………………………………

    PERFILES TUBULARES ESTRUCTURALES. DIMENSIONES Y PROPIEDADES GEOMÉTRICAS

    CAPÍTULO 1. PERFILES TUBULARES DE ACERO

    Sección Cuadrada…………………………………………

    COMPORTAMIENTO DE LOS ELEMENTOS ANTE CARGAS DE COMPRESIÓN…………………………..

    PANDEO LOCAL ELÁSTICO…………………………

    PANDEO LOCAL INELÁSTICO………………………

    Planchas de secciones cuadradas o rectangulares en por flexión…………………………………………..

    Planchas de secciones cuadradas o rectangulares en compresión uniforme……………………………….

    REQUISITOS NORMATIVOS…………………………………

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    viii

    Pag. 1.3.3

    40 1.3.4

    41 1.3.5

    42

    46

    2.1 47

    2.1.1 48 2.1.2 51

    2.1.2a Criterios de resistencia…………………………… 51 2.1.2b Consideraciones de las áreas……………………… 53 2.1.2c Criterios de rigidez………………………………… 55

    2.2 62

    2.2.1 62 2.2.1a Las columnas ideales aisladas……………………… 64 2.2.1b Las tensiones residuales…………………………… 66 2.2.1c Resistencia básica de miembros comprimidos…… 70

    2.2.2 73 2.2.2a La longitud efectiva……………………………… 73 2.2.2b Capacidad resistente……………………………… 74

    2.3 80

    2.3.1 80 2.3.2

    83

    2.4 86

    2.4.1 86

    RESISTENTES…………………………………………………

    Introducción a la estabilidad de columnas…………………

    MIEMBROS SOMETIDOS A COMPRESIÓN AXIAL………

    Diseño de miembros traccionados……………………… Comportamiento En Tracción Axial………………………

    CAPÍTULO 2. PERFILES TUBULARES. CAPACIDADES

    Paredes de secciones tubulares cilíndricas a compresión uniforme………………………………. Paredes de secciones tubulares cilíndricas a compresión por flexión……………………………. Planchas de secciones cuadradas o rectangulares como almas sometidas a flexocompresión…………

    MIEMBROS SOMETIDOS A TRACCIÓN ...…………….

    Requisitos normativos……………………………………

    MIEMBROS SOMETIDOS A FLEXOCOMPRESION………

    Comportamiento…………………………