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UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN AGUSTÍN DE AREQUIPA
FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL
ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL
DISEÑO EN ACERO Y MADERA
TEMA:
DISEÑO DE UN EBF TIPO CHEVRON
DOCENTE:
INGENIERO FIDEL COPA PINEDA
INTEGRANTES:
-Ramos Valer Luis -Quispe Jano Wilson
-Flores Mogrovejo Renzo -Sanchez Medina Sergio
-Tagle Arizaga Amaral -Huamani Flores Erick
-Lima Coasaca Victor -Condorvilca Teran Hector
AREQUIPA – PERU
20
DISEÑO DEL PÓRTICO1.-GENERALIDADES
Pórticos arriostrados excéntricamente
La Figura muestra las configuraciones más usuales con el enlace (zona dúctil) ubicado en las vigas. No es recomendable generar la zona de enlace en las columnas, debido a que en ese caso el esfuerzo axial (variable por efecto de la acción sísmica) dificulta la determinación precisa de la resistencia a flexión y corte. Además, la falla no deseada del enlace en la columna tendría consecuencias mucho más graves que si el mismo se dispusiera en las vigas.
CONFIGURACIONES TIPICAS DE EBF
Portico arriostrados excéntricamente (AISC SEISMIC PROVISIONS)
Chevron Chevron
2.- CONFORMACION DEL PORTICO
Para el diseño del presente pórtico se tomo el siguiente modelo:
-Para la viga se utilizarían dos platinas de diferentes secciones:
Para el ala: Platina de 2”x 1/4” Para el alma: Platina de 2”x 3/16”
-Para las columnas se utilizara:Para el ala: Platina de 2”x 1/4” Para el alma: Platina de 2”x 3/16”
-Para el arriostre se utilizara:Dos canales C de 2”
-Para las placas base se utilizara:Placas de 5/8”
-Para las placas se utilizara:Placas de 3/8”
a) PROPIEDADES DE LOS PERFILES:
Según Método LRFD del AISC 2005 0.3Propiedades del Acero
Módulo de Elasticidad: E 2100tonf
cm2
GE
2 1 ( )
Tensión de fluencia Acero ASTM A36: Fy 2.53tonf
cm2
Peso específico del acero: s 7850kgf
m3
1.- COLUMNAS
Propiedades del Perfil
Perfil utilizado: W d=2"
Ancho del ala: bf 2in Altura del perfil: d 21
2
in d 2.5 in
Espesor del ala: tf1
4in Espesor del alma: tw
3
8in
Distancia libre entre alas: h d 2 tf h 5.08cm
Distancia entre centroides de alas: h0 d tf h0 5.715 cm
Ancho efectivo del ala: b 0.5bf b 2.54cm
Area de la sección transversal del perfil: A 2 bf tf h tw A 11.29cm2
Peso del perfil utilizado: P A s
P 8.86kgf
m
Momento de Inercia según x-x: Ix
bf d3 bf tw h
3
12 Ix 63 cm
4
Momento de Inercia según y-y: Iy
2 tf bf3 h tw
3
12 Iy 14 cm
4
Módulo plástico según x-x: Zx bf tf h tf tw h
2
4 Zx 1 in
3
Módulo plástico según y-y: Zy tf
bf2
2
h tw2
4 Zy 9.3 cm
3
Constante torsional de la sección: J2 bf tf
3
h tf tw
3
3 J 2.513cm
4
Constante de alabeo: Cw
tf bf3 h tf 2
24 Cw 113 cm
6
Módulo elástico referido al alatraccionada o comprimida según x-x:
Sx
2Ix
d Sx 20 cm
3
Módulo elástico referido al ala traccionada o comprimida según y-y: Sy
2Iy
bf Sy 6 cm
3
Radio de giro del ala comprimida de un perfil en flexión:
ia
d Iy
2 Sx ia 1.51cm
Radio de giro ficticio torsional: it
bf tf
d it 0.508cm
Factor de pandeo lateral: X1Sx
E G J A2
X1 772994kgf
cm2
Factor de pandeo lateral: X2
4 Cw
Iy
Sx
G J
2
X2 3.07 109
cm2
kgf
2
Radio de giro según x-x: rx
Ix
A rx 2.368cm
Radio de giro según y-y: ry
Iy
A ry 1.123cm
Sección_Ala "COMPACTA SISMICAMENTE" f psfif
"ESBELTA SISMICAMENTE" f psfif
Factor de resistencia a la compresión c 0.9
Factor de resistencia a la flexión b 0.9
Verificación de esbelteces límites
Se realiza la verificación tomando en cuenta las esbelteces límites para elementos compactos definidos en las especificaciones sísmicas del AISC del año 2005 para marcos del tipo SMF (Special Moment Frame)
Solo se considera el uso de perfiles de alma y alas compactas.
Verificación de esbeltez
Pandeo local del ala
Límite relación ancho-espesor (Seismic Provisions): psf 0.3E
Fy psf 8.643
Relación ancho-espesor del perfil: fb
tf f 4
SITUACIÓN_ALA "Perfil apropiado" f psfif
"Cambiar perfil" f psfif
SITUACIÓN_ALA "Perfil apropiado"
Sección_Ala "COMPACTA SISMICAMENTE"
Propiedades del perfil del arriostre
Los 2 canales se unirán formando un perfil H ,con las
siguientes propiedades:
Según Método LRFD del AISC 2005
0.3Propiedades del Acero
Módulo de Elasticidad: E 2100tonf
cm2
GE
2 1 ( )
Tensión de fluencia Acero ASTM A36: Fy 36ksi
Peso específico del acero: s 7850kgf
m3
Propiedades del Perfil
Perfil utilizado: W EN ESTUDIO
Ancho del ala: bf 5.06cm Altura del perfil: d 5.08cm
Espesor del ala: tf 5mm Espesor del alma: tw 10mm
b)comportamiento del link(corte y momento)
Mp Zx Fy
Mp 4.067 104 kgf cm
Vp 0.6 Fy d 2 tf tw
Vp 2.756tnf
e 2Mp
Vp
e 29.516cm e 11.62in
eexp 10cm eexp 3.937in
TIPODEFLUENCIA "FLUENCIA POR CORTE" eexp eif
"FLUENCIA POR MOMENTO" eexp eif
TIPODEFLUENCIA "FLUENCIA POR CORTE"
Vp1 eexp Vp
Vp2 eexp 2 Mp
eexp
Para este ensayo nosotros elegimos el valor de e=10cm
Vn Vp1 eexp eif
Vp2 otherwise
Vn eexp 2.756tnf
Vp1 e( ) Vp Vp2 e( )
2 Mp
e
e1 0in 0.001in 11.62in
e2 11.62in 11.621in 100in
a)Detalle del enlace
-calculo del angulo de rotación (λp)
b) PREDICCION DE FALLA DEL PÓRTICO
Para el cálculo de la resistencia lateral del pórtico se hiso uso de la siguiente fórmula:
FH=V P∗Lh
V P=2.756 tnf
L=1.00mh=0.80m
0 20 40 60 80 1000
2
4
6
8
10
CORTANTE NOMINAL DEL LINK
LONGITUD DEL LINK (IN)
CO
RT
EN
TE
NO
MIN
AL
DE
L L
INK
(ki
p)
Vp1 e1 kip
Vp2 e2 kip
e1
in
e2
in
FH=2.756 tnf∗1.00m0.80m
FH=3.444 tnf
Para un valor superior a este probablemente haya cedido completamente y no pueda regresar a su posición inicial