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Tablas Conexiones apernadas Rev 30 Enero 2012.pdf

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UCAB Tablas de Diseo REA NETA DE MIEMBROS EN TRACCIN EXCENTRICIDAD DE LA CONEXIN, x Perfil W 10 x 19 x 30 x 49 W 12 x 26 W 16 x 36 W 18 x 50 x 65 W 21 x 62 x 73 W 24 x 76 W 30 x 116 Excentricidad , cm Conexin a las alas Conexin al alma 3.23 2.55 2.78 3.70 2.05 6.35 3.15 4.13 4.72 4.43 5.34 4.75 5.55 4.83 6.52 5.23 6.55 5.28 7.56 5.70 9.99 6.68

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Perfil L 100 x 120 x x x 150 x x 200 x x x 8 8 10 12 12 15 16 18 20

Excentricidad cm Conexin a las alas 2.74 3.26 3.31 3.40 4.12 4.25 5.52 5.60 5.68

CONEXIONESPERNOS Y PARTES ROSCADAS DISEO DE JUNTAS Y CONEXIONES EMPERNADAS ( Art. 22.9; J3, AISC 360-10 ) 1. PROCEDIMIENTO 1.1 Determinar el nmero de pernos y/o verificar su capacidad o resistencia Nmero de pernos Demanda Capacidad o Re sistencia

La Capacidad o Resistencia de los pernos, segn el caso ser el valor que se obtenga por: Traccin ( Seccin 22.9.1) Corte ( Seccin 22.9.1 actualizada con Tabla J3-2,AISC 360-10) ) Corte y traccin simultneas ( Seccin 22.9.3, actualizada con J3.7, AISC 360-10)

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UCAB Tablas de Diseo Cargas aplicadas excntricamente ( se amplia con Manual 14th edition) Efecto de apalancamiento (Seccin 22.9.4; solo en ND1)

En la evaluacin de las capacidades se considerar el tipo de conexin: de aplastamiento, o de deslizamiento crtico. 1.2. Disposicin de los pernos en la junta El detallado de la junta puede modificar su capacidad resistente, por lo que se debe prestar atencin a las siguientes consideraciones: Separacin entre pernos ( Art. 22.4) Distancia de los agujeros a los bordes ( Art. 22.5; se actualiza Tabla) Distancias y separaciones ( pasos y gramiles) que permitan su colocacin y Apriete (Art. 22.6) Longitudes de prensado ( Art. 22.8; condicin N y X) 1.3. Verificacin del diseo de la junta o conexin Se verificar la capacidad de los elementos conectados por traccin, corte y bloque de corte as como la capacidad de los pernos, como se indica a continuacin: 1.3.1 Capacidad o resistencia de los elementos conectados (Art. 21.14 y 21.15) Cedencia en la seccin total, Rt = AFy (21-4) con = 0.9 Rotura en la seccin efectiva, Rt = Ae Fu (21-2;21-5); con = 0.75 Corte Cedencia en la seccin total, Rt = (0.6 Fy A) (21-6) con = 0.9 Rotura en la seccin neta de corte, Rt = (0.6 Fu Anv) (21-1) con = 0.75 Bloque de corte Rotura por bloque de corte, Rbs , con = 0.75 (Seccin 21.14.3, Rbs = (0.6 Anv + Ubs Ant ) Fu 0.6 Fy Av + Ubs Fu Ant actualizada con AISC 2005 y Ubs = 1 cuando las tensiones de traccin son uniformes. 2010) Para vigas con un ala destajada y dos o ms filas de pernos en el alma, Ubs = 0.50 Traccin

1.3.2 Capacidad de los pernos Resistencia de aplastamiento (Seccin 22.9.2). En las conexiones con pernos solicitados a traccin evitar el efecto de apalancamiento (Seccin 22.9.4). La resistencia de diseo al corte y al aplastamiento de las juntas y conexiones de deslizamiento crtico ( Art. 22.10 ) debe ser mayor que las

UCAB Tablas de Diseo solicitaciones producidas por las cargas mayoradas.

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1.4 Consideraciones de fabricacin, montaje, tiempos y costos Si un perno de pulg. de dimetro cuesta 1, el de 1 plg. puede costar 3.75, por ejemplo. 2. CAPACIDAD DE LOS PERNOS (Art. 22.9) 2.1 Traccin axial (Seccin 22.9.1; J3.1 Tabla J3.2 AISC 360-10) Rt = Ft Ab con = 0.75 y la tensin terica Ft como se indica en la siguiente tabla Pernos Ft, kgf/cm2 A 307 * 3160 Grupo A, 6330 A325 Grupo B, 7945 A 490 * Los pernos A 307 slo deben utilizarse para cargas estticas 2.2 Corte 2.2.1 Conexiones por aplastamiento RV = FV Ab con = 0.75 y la tensin terica FV como se indica en la siguiente tabla Pernos A 307 * A 325-X A 325 N Grupo B A 490- X A 490-N * Incluida o no la rosca en los planos de corte Grupo A FV, kgf/cm2 1900 4780 3800 5910 4780

2.2.2 Conexiones de deslizamiento crtico (Art. 22.10, actualizado con J3-8, AISC 360-10) Estado Lmite de Agotamiento (Seccin 22.10.2; ya no se verificar en el Estado Lmite de servicio) Rt = Du hf Tb ns (Frmula J3-4 actualiza a la Frmula 22.6) donde = variable segn el tipo de agujero: 1.0 para agujeros estndar y de ranura corta orientados perpendicularmente a la carga; 0.85 para agujeros agrandados y de ranura corta orientados paralelamente en la direccin de la carga; 0.75 en agujeros de ranura larga. = variable segn el coeficiente medio de deslizamiento segn la Clase de superficie. A menos que se establezca mediante ensayos, se utilizarn los siguientes valores: (a) Superficies Clase A. Son las superficies libres de cascarilla de laminacin no pintadas o superficies limpiadas por medio de chorro de arena y protegidas con un protector Clase A, = 0.30.

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UCAB Tablas de Diseo (b) Superficies Clase B. Son las superficies limpiadas con chorro de arena y no pintadas o superficies limpiadas con chorro de arena y protegidas con un protector Clase B, = 0.50. Du = 1.13 Tb = Carg*a mnima de pretensin dada en tabla. hf = Factor por planchas de relleno ( fillers). Para un relleno o cuando los pernos han sido agregados para distribuir las cargas en el relleno, hf = 1.0; para dos o mas rellenos o cuando los pernos no han sido agregados para distribuir la carga en el relleno, hf = 0.85

2.3 Aplastamiento (Seccin 22.9.2; J3.10 AISC 360-10) La resistencia minorada al aplastamiento se verificar tanto en las conexiones tipo aplastamiento como en las de deslizamiento crtico. El uso de agujeros agrandados y de ranura en la direccin paralela a la lnea de fuerza est restringido a las conexiones de deslizamiento crtico segn lo dispuesto en el Artculo 22.3. La resistencia minorada al aplastamiento de la conexin ser la suma de las resistencias minoradas al aplastamiento de los pernos individuales. En las uniones de los sistemas resistentes a sismos esta resistencia minorada no ser mayor que 2.4d t Fu. Para un perno en una conexin con agujeros estndar, agujeros agrandados y agujeros de ranura corta independientemente de la direccin de la lnea de accin de las fuerzas, o en agujeros de ranura larga donde el eje mayor de la ranura es paralelo a la fuerza de aplastamiento la resistencia minorada al aplastamiento ser Rt , con un factor de minoracin de la resistencia terica = 0.75 y la resistencia terica Rt se determinar como se indica a continuacin: 1. Cuando la deformacin en el agujero del perno sometido a solicitaciones de servicio es una consideracin de diseo: Rt = 1.2 Lc t Fu 2.4 d t Fu (22.2)

2. Cuando la deformacin en el agujero del perno sometido a solicitaciones de servicio no es una consideracin de diseo: Rt = 1.5 Lc t Fu 3.0 d t Fu (22.3)

3. Para un perno en una conexin con agujeros de ranura larga, cuyo eje mayor sea perpendicular a la direccin de la lnea de accin de las fuerzas Rt = Lc t Fu 2.0 d t Fu (22.4)

A continuacin se explica el significado de las variables que se utilizan en esta Seccin: Fu = Resistencia mnima de agotamiento en traccin especificada para la parte conectada. Lc = Distancia libre en la direccin de la fuerza, entre el borde del agujero y el borde del agujero adyacente o al borde del material. Para agujeros externos, Lc = (Le -0.5 dh); para agujeros internos, Lc = (s - dh)

UCAB Tablas de Diseo con dh d = Dimetro nominal del perno. t = Espesor de la parte conectada.

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2.4 Solicitaciones simultneas de corte y traccin (Seccin 22.9.3; actualizada con J3.7 y J3.9, AISC 360-10) 2.2.4.1 Conexiones por aplastamiento ( Actualizadada con J3.7) La resistencia minorada a traccin de un perno solicitado por una combinacin de traccin y corte, Rt, , deber ser calculada con los estados lmites de rotura en traccin y en corte de acuerdo con la siguiente expresin : Rn Fnt ' Ab (J3-2) = 0.75 dondeFnt '

=

tensin de traccin nominal modificada para incluir los efectos de la tensin de corte, kgf/cm2 (MPa) Fnt ' 1,3Fnt Fnt f rv Fnv Fnt (J3-3a)

Fnt Fnv f rv

= = =

tensin de traccin nominal, dada en 2.1. kgf/cm2 (MPa) tensin de corte nominal dada en 2.2.1 kgf/cm2 (MPa) solicitacin de corte, kgf/cm2 (MPa)

2.2.4.2 Conexiones por deslizamiento crtico (Seccin 22.10.1, actualizada con 3.9))

92 UCAB Tablas de Diseo 2.2.4.2.12 Estado Lmite de Agotamiento (22.10.2, se ha eliminado la verificacin en Servicio) La resistencia determinada con la frmula (J3-4) sern multiplicadas multiplicada por el siguiente factor: ksc = ( 1 Tu ) DuTb n b ( J3-5a)

Donde Tu = Carga de traccin requerida debida a las combinaciones de solicitaciones mayoradas, kgf (kN) Tb = Carga mnima de pretensin dada en la Tabla 22.7 (Igual a 0.70 de la mnima resistencia a traccin de los pernos, redondeada de acuerdo con las normas ASTM A325/A325M y ASTM A490/A490M para pernos con roscas UNC) nb = Nmero de pernos requeridos para resistir la traccin mayorada Tu TABLA 22.6 COVENIN 1618:98 ( J3.6 AISC 360-10) DIMETRO DEL PERNO d mm (plg) 13 (1/2) 16 (5/8) M16 19 (3/4) M20 M22 22 (7/8) *M24 25 (1) PERNOS A325 Tb kgf * 5440 8620 9280 12700 14500 18000 17700 21000 23100 PERNOS A490 Tb kgf* 6800 10900 11600 15900 18250 22500 22200 26200 29000

DISTANCIAS MNIMAS AL BORDE, Le, y SEPARACIN MNIMA, s, ENTRE LOS CENTROS DE LOS AGUJEROS ESTNDAR. (actualizacin con Tabla J3.4, AISC 360-10) Dimetro nominal Distancia mnima a Separacin entre d los bordes, Le pernos, s plg mm mm 1 /2 12.7 19 40 5/8 15.9 22 48 3 /4 19.1 25 58 7/8 22.2 29 66 1 25.4 32 75 1 1/8 28.6 38 88 1 1/4 31.8 41 96 > 1 1/4 1.25 d 3d

UCAB Tablas de Diseo Nota.- Valores mnimos: Le 1.5 d s 3d CAPACIDAD A TRACCIN, Rt, en kgf = 0.75 Dimetro nominal ,d Plg. mm Ab, cm2 12.7 1.27 5/8 15.9 1.98 19.1 2.85 7/8 22.2 3.88 1 25.4 5.07 Ft , kgf/cm2 * Slo para cargas estticas rea nominal Pernos A307 * 3010 4690 6750 9200 12015 2370 Grupo A A 325 6030 9400 13540 18430 24080 4750 Grupo B A 490 7570 11800 17000 23120 30220 5960

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CAPACIDAD A CORTE RV, en kgf Pernos en juntas y conexiones por aplastamiento en corte simple = 0.75 rea Pernos Dimetro nominal Grupo A Grupo B nominal ,d Plg. mm Ab, cm2 A 307 * A325-N A325 - X A 490 N A 490 -X 12.7 1.27 1810 3620 4550 5630 5/8 15.9 1.98 2820 5640 7100 8775 19.1 2.85 4060 8120 10220 12630 7/8 22.2 3.88 5530 11060 13910 17200 1 25.4 5.07 7225 14450 18175 22470 2 1425 2850 3585 4432 FV, kgf/cm * Nota: incluida o no la rosca en el plano de corte.

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PENDIENTE DE REVISAR Y ACTUALIZAR CAPACIDAD A CORTE RV, en tf Pernos en juntas y conexiones de deslizamiento crtico en corte simple Cargas de Servicio (Superficie Clase A, = 0.33) . = Variable A 325- F A 490- F rea Dimetro nominal Tipo de agujero nominal ,d plg. mm Ab, cm2 Estndar Agrandado Ranura larga Estndar Ranura Carga Carga corta Trans. Paralela 12.7 1.27 1.52 1.35 1.07 0.774 1.88 5/8 15.9 1.98 2.38 2.10 1.67 1.21 2.93 19.1 2.85 3.42 3.02 2.41 1.74 4.22 7/8 22.2 3.88 4.66 4.11 3.27 2.36 5.74 1 25.4 5.07 6.08 5.37 4.28 3.09 7.50 2 1195 1060 844 717 1480 FV, kgf/cm CAPACIDAD A CORTE RSTR, en tf Pernos en juntas y conexiones de deslizamiento crtico en corte simple Cargas de Agotamiento Resistente (Superficie Clase A, = 0.33) . = Variable A 325- F A 490- F rea Dimetro nominal Tipo de agujero nominal ,d plg. mm Ab, cm2 Estndar Agrandado Ranura larga Estndar Ranura Carga Carga corta Trans. Paralela 12.7 1.27 2.03 1.73 1.42 1.22 2.54 5/8 15.9 1.98 3.22 2.73 2.25 1.93 4.06 19.1 2.85 4.72 4.03 3.32 2.84 5.94 7/8 22.2 3.88 6.58 5.62 4.63 3.96 8.30 1 25.4 5.07 8.62 7.35 6.03 5.17 10.8

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BARRAS CALIBRADAS DE ACERO SAE 1020 Y 1045 PARA PERNOS DE ANCAJES Acero de perfecto acabado y tolerancias mnimas que eliminan operaciones extras de mecanizado y mano de obra, empleadas en la fabricacin de partes para maquinas en general, ejes, pernos, pasadores, engranajes, gruas. Dimetros desde 1/8 plg. a 12 plg. Las barras de hasta 2.5 plg. de dimetro se estiran en fro mientras que las de dimetros superiores se tornean y luego se pulen o rectifican. En ambos casos se logran superficies libres de descarburizacin perifrica y de concentracin de tensiones. Composicin qumica SAE 1020 C 0.20 %; Mn 0.50 % ; SI 0.25 % SAE 1045 C 0.45% ; Mn 0.65 % ; Si 0.25 % Propiedades mecnicas Resistencia a la traccin, Fu en kgf/mm2 Lmite elstico, Fy, en kgf/mm2 Alargamiento, % Tratamiento Trmico SAE 1020 SAE 1020 40-55 25-30 10-15 SAE 1045 SAE 1045 55-70 30-35 10-15

Temperaturas en C Cementado Forjado Normalizado Recocido Temple Revenido 880-925 850 -1100 890 650 860 920 700 900 850 -1100 840 - 870 650 - 700 820 - 860 530-670

530 670

Tolerancias para barras redondas Dimetro, plg. Hasta a 7/8 7/8 a 2 2 a 4 4 a 5 5 a 6 ToleranciaFuente: SAESA

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