Diseño de Conexion End Plate 4es

7/25/2019 Diseo de Conexion End Plate 4es

1/16

Tema: Conexiones Precalificadas a Momento (Tarea N 5) 14/06/20

Norma: ANSI/AISC 358-10

ng. Nicola Di Toro

Conexin Precalificada a Momento END-PLATE tipo 4ES (Tarea N 5)Continuacin de Tarea N 4 del Prtico Especial a Momento (SMF)

Definicin de la viga a utilizar en la conexin: IPE-330

Propiedades: Calidad de Material:

330 Tipo de acero: ASTM A36

160 250 400

804 3

1.5

11.5 =+

21.3 1.2

7.5 =

,+

21.2

1.2

6 L= Longitud de la viga entreejes de columnas

Definicin de la carga gravitacionalmayorada sobre la viga:

37.67

Creado con PTC Mathcad Express. Consulte www.mathcad.com para obtener ms informacin.Pgina 1


2/16



ng. Nicola Di Toro

Definicin de la columna a utilizar en la conexin: HEB-340

Propiedades: Calidad de Material:

340 Tipo de acero: ASTM A36

300 250

21.5 400

12 1.5

171 2

2408 3

Definicin del material de laplancha extrema:

Definicin del material delrigidizador:

250 250

400 200000

Definicin de los factores de resistencia segn la norma ANSI/AISC 358-10

1.00 Para estados limites dctiles

0.90 Para estados limites no dctiles



3/16



ng. Nicola Di Toro

1. Diseo de la Conexin

Paso 1. Definir los parmetros de geometra de conexion y la calidad del perno

Geometria:

150 50

50 50

250 31

=+ 0.5 374.25

= 1.5 262.75

=+ 100

= 3 173.21

Calidad del material del perno

Calidad: ASTM A 490

Se considera que la rosca se incluye en el plano de corte

780 Tensin nominal a traccin, conforme a la tabla J3.2 de laNorma ANSI/AISC 360-10

457 Tensin nominal a corte, conforme a la tabla J3.2 de laNorma ANSI/AISC 360-10



4/16



ng. Nicola Di Toro

Paso 2. Clculo del momento mximo probable de la viga en la rtula plstica:

= 361.8

Paso 3. Clculo de la fuerza de corte en la rtula plstica:

=+ 0.204 Distancia desde la cara de la columna hasta la

rtula plstica, la cual ocurre donde termina elrigidizador

= 2 5.252 Longitud libre entre rtulas plsticas

=

298.91 Corte gravitacional en la rtula plstica. Se desprecia

la porcin entre la rtula plstica y la cara del ala dela columna

=2 137.79 Corte por capacidad en la rtula plstica

=+ 236.7 Corte m'aximo esperado en la rtula plstica



5/16



ng. Nicola Di Toro

Paso 4. Clculo del momento en la cara de la columna:

=+ 410.14

Paso 5. Determinar el dimetro requerido del perno:

=2

+24.16

Paso 6. Seleccionar un dametro de prueba, segun el clculo del paso anterior(Diametro comercial)

28.575 Utilizar Pernos de 1-1/8" A-490

Paso 7. Determinar el espesor requerido de la plancha extrema.

El ancho no debe ser mayor que el ancho del ala de la viga + 25 mm

=, + 25 185

Luego, se obtiene:

=12

83.29

=if ,,> usar s usar pfi usar pfi

= 50 = 50



6/16



ng. Nicola Di Toro

Caso 1: Se cumple que

=+

2

+

+1 1

+1

1

2

2

+ + + 2.64

Caso 2: Se cumple que >

=+2

+

+1 1

+1 1

2 + + + 3.02

=if ,, 2.64 =

1.1

26.13

Paso 8. Seleccionar un espesor (Comercial) para la plancha extrema, no menor al valorrequerido en el paso anterior.

= 31



7/16



ng. Nicola Di Toro

Paso 9. Calcular la fuerza factorizada en el ala de la viga.

=

1.29 103

Paso 10. Seleccionar el espesor del rigidizador y disear sus soldaduras de conexin conla plancha extrema y con el ala de la viga, si es el caso de utilizar conexin rigidizada deltipo 4ES, 8ES.

Se debe cumplir para el espesor del rigidizador (ts),

=

7.5 Luego Espesor a utilizar 10

Revizamos el rigidizador por pandeo local

=+ 100 = 173.21

= 10 =0.56

15.84

=if ,, Cumple No Cumple Cumple

Cuando los rigidizadores tengan espesores mayores a 10 mm, la conexin con la planchaextrema debe hacerse con soldadura de ranura de penetracin completa, de lo contrariopodran utilizarce soldaduras de filete capaces de desarrollar su resistencia.



8/16



ng. Nicola Di Toro

Paso 11. Chequear la resistencia a corte de los pernos en el ala en compresin

4 es el nmero de pernos en el ala a compresin

>4 para conexiones 4E y 4ES

> 8 para conexiones 8ES

=

2

46.41

2es el rea gruesa nominal del perno

= 236.7 Corte esperado en la cara de la columna

= 1.06 103

Resistencia nominal minorada




9/16



ng. Nicola Di Toro

Paso 12. Chequear la falla por desgarramiento y aplastamiento por carga de los pernosde la plancha extrema y del ala de la columna.

2 Nmero de pernos internos

0.90 2 Nmero de pernos externos

12.1 Revisin de la plancha extrema

=++ 82.93 Distancia libre entre los pernosinternos

=2

35.71 Distancia libre entre los pernosexternos y el borde de la plancha

=2.4 850.39 Resistencia al aplastamiento

=1.2 1.23 103

Resistencia al desgarramientodebido a los pernos internos

=, 850.39 Resistencia debida a los pernosinternos

=1.2 531.4 Resistencia al desgarramientodebido a los pernos externos

=, 531.4 Resistencia debida a los pernosexternos

=+ 2.49 103

Resistencia nominal minorada




10/16



ng. Nicola Di Toro

12.2 Revisin en el ala de la columna

50 50

13 Espesor estimado de la plancha decontinuidad en la columna, segnel espesor del ala de la viga

=1

2

106.07

Distancia entre los pernos internos

=++ 84.43

=2.4 589.79 Resistencia al aplastamiento

=1.2 871.27 Resistencia al desgarramiento depernos internos

=, 589.79 Resistencia debida a pernosinternos

El ala de la columnaal ser continua en los pernos extremos no se produce el efecto dedesgarramiento, por lo que condiciona en este caso la resistencia por aplastamiento.

= 589.79 Resistencia debida a pernosexternos

=+ 2.12 103 Resistencia nominal minorada




11/16



ng. Nicola Di Toro

Paso 13. Establecer las soldaduras entre la viga y la plancha extrema

a) No deben utilizarse orificios de acceso para las soldaduras.

b) La conexin del ala de la viga a la plancha extrema debe hacerse con soldadura deranura de penetracin completa (CJP) sin placa de respaldo. Dicha soldadura debehacerse con su raiz en el lado del ala que da hacia el alma de la viga. La cara interiordel ala debe tener una soldadura de filete de 8 mm. Estas soldaduras deben sercalculadas en demanda critica.

c) La unin del alma de la viga a la plancha extrema puede hacerse usando soldadurade ranura de penetracin completa (CJP) o soldadura de filete. De utilizar soldadurasde filete deben ser dimensionadas para desarrollar la resistencia mxima del alma dela viga en tensin desde la cara interior del ala hasta 150 mm ms all de la fila depernos mas lejana del ala de la viga.

DETALLE DE SOLDADURA ENTRE VIGA Y PLANCHA EXTREMA



12/16



ng. Nicola Di Toro

2. Diseo del lado de la columna

Conforme al diseo de prticos especiales a momento (SMF), siguiendo los lineamientos de laNorma AISC 341-10, se debe realizar lo siguiente.

Paso 1. Chequear los requerimientos de planchas de continuidad

a) En el caso particular de la cedencia por flexin local del ala, para determinar su resistencia seaplica el criterio de lneas de cedencia, obteniendo el parmetro Yc, que se obtiene paracolumnas no rigidizadas, conforme a la norma ANSI/AISC 358-10.

b) En el caso particular de la cedencia del alma, para determinar su resistencia se aplicaespecficamente la expresin que incluye el espesor de la plancha extrema, sustituyendo laexpresin general.

Paso 2. Chequear los requerimientos de la zona del panel a fin de definir la incorporacin de

planchas adosadas al alma de la columna

Paso 3. Chequear la relacin de momentos viga-columna en la junta, a fin de propiciar elcriterio columna fuerte-viga dbil

Nota: se efecta el mismo procedimiento realizado en el ejemplo del prticoespecial a momento (SMF) ajustando el valor de Sh y el corte esperado en lartula plstica.



13/16



ng. Nicola Di Toro

3. Cortes y momentos en la rotula plastica:

0.94 Coef, de participacinpara periodos cortos

0.50 Fact. de ParticipacinCarga Variable

=1.1 331.65 Momento resistente esperadoen la rtula plstica

= 0.204 Distancia donde ocurre la rtula plstica(Depende de la conexin)

= 2 5.25 Longitud entre rtulas plsticas

=2 126.3 Corte por capacidad en la rtula plstica

= 37.67 Carga distribuida en la viga

=2

98.91 Corte gravitacional en lartula plstica

Luego, el corte resistente esperado en la rtula plstica, se obtiene sumando el cortepor capacidad, mas el corte gravitacional con su correspondiente signo



14/16



ng. Nicola Di Toro

4. Relacin de momentos en la junta Viga-Columna:

Revisin en la Junta Central (J1), donde se conectan las Viga V1 y V2

4.1 Clculo de la sumatoria de momentos de las vigas en la junta

=+ 225.22 Corte resistente esperado en la rtulaplstica (Viga 1)



15/16



ng. Nicola Di Toro

= 27.39 Corte resistente esperado en la rtulaplstica (Viga 2)

= 331.65 Momento resistente esperado en lartula plstica (Viga 1)

= 331.65 Momento resistente esperado en lartula plstica (Viga 2)

= 0.2 Distancia a la rtula plstica (Viga 1)

= 0.2 Distancia a la rtula plstica (Viga 2)

=+ + 0.5 415.93

=+ + 0.5 341.9

=+ 757.83 Sumatoria de momentos maximosprobables de vigas

4.2 Clculo de la sumatoria de momentos de las columnas en la junta

Luego, se obtiene el momento mximo probable en las columnas teniendo en cuenta lamayor fuerza axial mayorada de las combinaciones con sismo (Combinacin 3)



16/16



ng. Nicola Di Toro

De la Tarea N 4 tenemos: 1.18 103

942.68

=

435.83 Momento mximo probable(C1)

=

469.25 Momento mximo probable(C2)

=+ 905.09 Sumatoria de momentos mximosprobables de columnas C1 y C2

Luego, evaluamos la relacin de momentos:

= 905.09 = 757.83

= 1.19

=if

,,> 1 OK No Cumple

OK e

Documents

Diseño de Conexion End Plate 4es