Transcript
Page 1: Articulo Estandarizacion de conexiones soldadas

Facultad de Ingeniería. Programa de Ingeniería Civil

Trabajo de Grado

ESTANDARIZACIÓN DE CONEXIONES SOLDADAS EN PÓRTICOS

RESISTENTES A MOMENTO

STANDARDIZING WELDED CONNECTIONS IN MOMENT RESISTANT FRAMES González, G. a

a [email protected]

Marzo - 2015

Resumen

Actualmente se ha descuidado la importancia de la soldadura en el campo de las estructuras metálicas y es la-mentable que tan importante elemento se esté delegando algunas veces desde la etapa de diseño y en la mayoría

de los casos desde la etapa de construcción a los operarios de soldadura. El presente trabajo recopila todos los

elementos estructurales más comúnmente utilizados y los agrupa en parejas viga-columna por medio de una rela-

ción de momentos que permite una jerarquía de falla con columnas fuertes y vigas débiles, con las cuales se dise-ñaran soldaduras con cargas de diseño iguales a las cargas de capacidad de la conexión. De esta manera se obtie-

ne una conexión que cumple con todos los requerimientos de diseño establecidos por la normativa vigente. Es-

tandarizar tanto procesos constructivos como de diseño puede mejorar considerablemente el desempeño y la pro-

ductividad de las obras de infraestructura además de la seguridad como una de las variables más importantes den-tro de los objetivos de la ingeniería civil.

Palabras claves: Estandarizacion, Soldadura, Conexion.

Abstract

Nowadays the importance of welding on metallic structures has decreased and it’s worrying that this

element is sometimes being delegated to the welding operators in the design stage, and most of the

cases, in the building stage. This project takes the most commonly structural elements and joins in

couples of beam-column through a ratio of moments which allows a fault hierarchy with strong col-

umn and weak beam, in which the welding will be designed with equal loads to the connection capaci-

ty. On this way, is gotten a connection that meets the design requirements fixed in the current regula-

tion. Standardizing building and designing processes could improve performance and productivity of

the infrastructures, furthermore the security like one of the most important variable within the Civil

Engineering objectives.

Keywords: Standardization, Welding, Connection

I. INTRODUCCIÓN

Las estructuras metálicas en comparación con las

estructuras de concreto tienen un riesgo más crítico

en las uniones, para lo cual es necesario enfocar

estudios puntuales al mejoramiento de su compor-

tamiento, al aprovechar que su modelo estructural

es más fiel y la idealización es más acertada que la

obtenida en los modelos estructurales de concreto

reforzado.

El cálculo y el diseño de estructuras metálicas re-

quieren de un delicado y detallado cálculo de cone-

xiones. Las conexiones son el elemento más impor-

tante dentro de una estructura metálica ya que es allí

donde se concentran y se transmiten grandes esfuer-

zos entre un elemento estructural y otro.

Si se logra aprovechar las estandarizaciones que

rodean a las estructuras metálicas desde la geome-

tría de los elementos que la componen hasta las

características, químicas y mecánicas, se puede

tomar ventaja en estandarización de las conexiones

como un elemento que facilitaría la toma de deci-

siones tanto en la elaboración de diseños como en la

etapa de fabricación y montaje.

Page 2: Articulo Estandarizacion de conexiones soldadas

Facultad de Ingeniería. Programa de Ingeniería Civil

2

Las conexiones deben de tener el cuidado y el res-

peto de los profesionales de la ingeniería desde su

diseño, ejecución, control y evaluación de calidad.

No se justifica que en la actualidad se permita dejar

las conexiones a criterio del constructor y poste-

riormente al soldador, es importante poner al alcan-

ce de los ingenieros información detallada de di-

mensionamiento de soldaduras, preparaciones de

junta, protocolos de ejecución y evaluación de cali-

dad como una herramienta inmediata a la hora de

elaborar diseños y de ejecutarlos debidamente.

La estandarización de conexiones soldadas es posi-

ble, mediante el estudio de los perfiles estructurales

producidos por la industria metalúrgica, es necesa-

rio conocer todas las capacidades de carga de todos

estos elementos y así usarlas como la demanda de

esfuerzos que debería soportar la soldadura, este

criterio se basa en la hipótesis de que una soldadura

debe ser más fuerte que su material base y una es-

tructura nunca puede fallar en la conexión antes de

la rotulación plástica.

II. ANTECEDENTES

La humanidad sin mayor poderío para enfrentar y

predecir los fenómenos naturales siempre ha optado

por prevenirlos y actuar de manera pasiva ante estos

siniestros. En el siglo XX los terremotos generaron

alrededor de 14000 muertos en promedio al año,

esto incluye pérdidas económicas que impactaron

negativamente el desarrollo de las zonas afectadas.

Los ingenieros Juan Felipe Beltrán y su colega

Ricardo Herrera M. profesores del departamento de

ingeniería de la Universidad de Chile, con su traba-

jo titulado: Innovaciones en el Diseño Sísmico de

Estructuras de Acero” (2006), argumentan que en la

década de los 90, sismos de gran magnitud como el

de Northridge, en Estados Unidos (1994) y Kobe,

en Japón (1995) resaltaron la vulnerabilidad de las

conexiones soldadas viga-columna en pórticos

metálicos resistentes a momento. Los daños obser-

vados en las edificaciones afectadas por los sismos

mostraron el bajo desempeño de sus estructuras, las

cuales no fueron rivales para la devastadora fuerza

de la naturaleza. Esto puso en tela de juicio la filo-

sofía de diseño que se aplicaba e hizo que se inicia-

ran importantes programas de investigación en

torno al comportamiento de los diferentes tipos de

conexiones, con el fin de restringir procedimientos

tanto constructivos como de diseño y a la vez de

involucrar correctas formas y procesos constructi-

vos que mejoren su desempeño.

El diseño sismorresistente da pequeños pasos, la-

mentablemente, de manera posterior a las tragedias

que se han presentado con cada sismo que la socie-

dad tiene que enfrentar sin previo aviso. Por ello,

los aportes realizados al diseño sísmico de edifica-

ciones sin importar que tan pequeños sean podrán

algún día salvar vidas, disminuir daños, mejorar el

comportamiento inelástico de las estructuras y pro-

veer modelos más cercanos a la realidad.

En enero de 1994 el sismo que sacudió a Northridge

en Estados Unidos, no reportó fallas estructurales

de manera inmediata en las edificaciones que logra-

ron quedar en pie con el cese del movimiento telúri-

co, puesto que para ello se debía retirar todo tipo de

elementos de fachada y acabados que permitieran

evidenciar cualquier tipo de falla. Algunos meses

después, con elevadores en mal funcionamiento y

con las reparaciones de elementos no estructurales a

causa del siniestro, se evidencia accidentalmente

todo tipo de fallas en las conexiones viga-columna;

esto llevó a una inspección aleatoria más minuciosa

en todo el norte del valle de San Fernando. Debido

a la investigación exhaustiva se logra identificar un

gran número de fallas críticas, en donde pasado un

año, ya se tenían identificadas más de 100 estructu-

ras con fallas en sus conexiones.

Al ver las fotografías del siniestro, se evidencia con

facilidad que muchas de las fallas presentadas en las

conexiones a causa de los fuertes sismos (Northrid-

ge y Kobe) fueron de tipo frágil, al ser las más co-

munes fisuras en las soldaduras de los patines de las

vigas, fractura a lo largo de la línea de los pernos en

el alma y fractura de los patines de las columnas. Al

observar los elementos adyacentes a las conexiones,

se evidenció que la estructura no plastificó, este

factor fue catastrófico al no permitir que la estructu-

ra disipara energía y se comportara de manera dúc-

til.

Por otra parte, en el estudio: Calificación de una

Conexión realizado por Maritza Uribe Vallejo y

Gabriel F. Valencia Clement, (2009), Docentes

investigadores de la Universidad Nacional de Co-

lombia, sede Bogotá, encontraron:

Durante las últimas décadas un importante crecimien-

to del uso de diferentes sistemas estructurales de ace-

ro en el ámbito de la construcción en Colombia, gra-

Page 3: Articulo Estandarizacion de conexiones soldadas

Giordany González Serna

3

cias a las notables facilidades en la adquisición de la

materia prima, la versatilidad de los productos y las

ventajas que ofrece el acero durante las etapas de fa-bricación y montaje, que se reflejan en el ahorro con-

siderable de tiempo y costos directos. Este precedente

ha generado inquietudes a nivel de la academia y de

la investigación en lo que se refiere al desarrollo de

nuevas metodologías de diseño y técnicas constructi-

vas que se ajusten cada vez más a nuestro medio, re-

cursos, necesidades y tecnología, que permitan garan-

tizar el comportamiento eficiente de las estructuras ante solicitaciones sísmicas, aprovechando al máximo

las ventajas del acero, como su alta resistencia, capa-

cidad de disipación de energía, elasticidad y ductili-

dad. (pág.1)

Un estudio como la estandarización de conexiones

está inspirado por el constante crecimiento que

muestra la construcción con estructuras metálicas,

pues es necesario tener un desarrollo constante que

mejoren la calidad de la fabricación y el montaje de

estructuras al igual que las conexiones como el

elemento fundamental de estos sistemas constructi-

vos.

Uribe y Valencia en el estudio anteriormente men-

cionado, hablan de la implementación de procesos

constructivos que no cuentan con soportes técnicos

ni experimentales:

Estas investigaciones son evidencia del interés cons-

tante por dar solución y mejorar ciertas prácticas constructivas y de diseño que se vuelven comunes y

frecuentes pero que en la mayoría de los casos no pre-

sentan un soporte ni técnico ni experimental que ga-

rantice el adecuado comportamiento de la unión ante las demandas sísmicas. (pág. 2)

En vista de este tipo de situaciones, con el paso del

tiempo las conexiones se han vuelto objeto de estu-

dio para mejorar día a día tanto los diseños como

los procesos constructivos de las estructuras metáli-

cas.

No mucho tiempo después, el ingeniero Edgar Ri-

cardo Quiroz Villón, inspector de construcciones

soldadas de Lima, Perú, en su tesis Comportamiento

de Conexiones Empernadas Sometidas a Cargas

Cíclicas y Periódicas (2011) realizó estudios prácti-

cos y analíticos para determinar el comportamiento

de conexiones empernadas sometidas a cargas cícli-

cas y periódicas con resultados que muestran ciclos

de histéresis de tipo deslizamiento, lo cual es un

comportamiento muy diferente al comportamiento

de las conexiones soldadas ante cargas cíclicas.

El ingeniero Quiroz realizó su tesis de “Maestría en

Ingeniería Estructural” basado en los estudios de

Popov, E.P. y R. B. Pinkney (1968, 1969a, 1969b),

sobre del comportamiento de las conexiones ante

cargas cíclicas, en donde determinaron las siguien-

tes características:

1. En conexiones con soldadura completa, los

lazos de histéresis son estables y en forma de

espiral. Ver figura (1.):

Ilustración 1. Ciclos de carga y descarga en conexión con

soldadura completa.

Fuente: (Quiroz, 2011, pág. 11)

2. En conexiones pernadas en el alma y solda-

das en los patines, los lazos de histéresis son

iguales a los de soldadura completa, aunque

no son totalmente rígidas debido al desliza-

miento de los pernos.

3. En las conexiones totalmente pernadas se ven

lazos de histéresis de tipo deslizamiento debi-

do al deslizamiento de los pernos sobre sus

orificios.

Al observar los resultados de las investigaciones

anteriormente mencionadas es tentativo determinar

cuál tipo de unión muestra mejor desempeño ante

cargas cíclicas producidas por sismos. Las investi-

gaciones realizadas generalizan el comportamiento

de las conexiones cuando realmente sus estudios

están basados en un caso de conexión en particular.

Los estudios podrán tener resultados más confiables

si son apoyados en conexiones estandarizadas que

dejen a un lado los procedimientos constructivos y

de diseño que no cuentan con un soporte técnico e

investigativo, a la vez podrán abrir un camino im-

Page 4: Articulo Estandarizacion de conexiones soldadas

Facultad de Ingeniería. Programa de Ingeniería Civil

4

portante a las estructuras metálicas por medio de

diseños confiables y procedimientos precalificados.

III. MARCO REFERENCIAL

a. Marco Coceptual

Dentro de la ingeniería se han desarrollado norma-

tivas y códigos que buscan dar seguridad y calidad a

todos los procesos que tienen como fin estar al

servicio de las personas. Por esta razón un los ele-

mentos que componen el marco conceptual no están

lejos de ser un marco legal.

Sistemas Estructurales Sismoresistentes

De acuerdo con la normativa AISC, los sistemas

estructurales sismoresistentes en acero se clasifican

en 2 grupos:

Figura 1. Clasificación de Sistemas Estructurales.

Fuente: (Crisafulli, 2013, pág. 33)

Sistema de Pórticos Resistentes a Momento

Los pórticos resistentes a momento es un sistema

estructural que combina elementos horizontales y

verticales unidos entre sí por medio de conexiones

ya sea pernadas, soldadas o mixtas (soldadas y

pernadas).

Ilustración 2. Pórtico Resistente a Momento.

Fuente: (Bolivar Diaz, 2012, pág. 67)

Se debe tener en cuenta que este sistema estructural

depende drásticamente de las conexiones ya que es

su principal medio de transmisión de esfuerzos. Las

conexiones deben ser tan fuertes y resistentes que

puedan soportar deformaciones en las vigas de

rango plástico (Ilustración 3), estas deformaciones

en el rango plástico son denominadas rotulas plásti-

cas (Ilustración 4) y permiten a la estructura disipar

grandes cantidades de energía sísmica. (Crisafulli,

2013, pág. 33).

Ilustración 3. Diagrama Esfuerzo-Deformación

Fuente: El Autor

Ilustración 4.Rotulas Plásticas en Vigas de un Pórtico.

Fuente: (Crisafulli, 2013, pág. 53)

Conexiones Precalificadas

El desastre natural de Northridge en Estados Uni-

dos, saco a la luz todas las debilidades de las cone-

Sistemas de Porticos Arriostrados y

Muros en Corte

• Pórticos ordinarios arriostrados concéntricamente (OCBF)

• Pórticos especiales arriostrados concéntricamente (SCBF)

• Pórticos arriostrados excéntricamente (EBF)

• Pórticos con riostras de pandeo restringido (BRBF)

• Muros de corte especiales con placas de acero (SPSW)

Sistemas de Pórticos a Momento

• Pórticos no arriostrados ordinarios (OMF)

• Pórticos no arriostrados intermedios (IMF)

• Pórticos no arriostrados especiales (SMF)

• Pórticos no arriostrados especiales con vígas reticuladas (STMF)

• Sistema de columnas ordianrias en voladizo (OCCS)

• Sistema de columnas especiales en voladizo (SCCS)

Page 5: Articulo Estandarizacion de conexiones soldadas

Giordany González Serna

5

xiones utilizadas hasta ese entonces. Este suceso

trajo consigo investigaciones que permitieran califi-

car las conexiones a utilizar en pórticos resistentes a

momento, FEMA (Federal Emergency Manage-

ment Agency) se puso al frente de estas investiga-

ciones y califico un grupo de conexiones que hoy en

día se conocen como conexiones precalificadas,

estas cuentan con toda la información correspon-

diente al diseño, especificaciones y limitaciones.

La AISC (American Institute of Steel Construction)

también se ha basado en estas investigaciones para

incorporar nuevas especificaciones en su código

AISC-358 “Prequalified Connections for Special

and Intermediate Steel Moment Frames for Seismic

Applications”. (American Institute of Steel

Construction, 2010)

El proceso de Precalificación implica que:

● Exista suficiente información experimental

y analítica para asegurar que la conexión

presenta adecuada capacidad de deforma-

ción plástica.

● Se dispone de modelos racionales para

predecir la resistencia asociada a los distin-

tos modos de falla y la capacidad de de-

formación, a partir de las propiedades

geométricas y mecánicas de los elementos

que la componen.

● Los datos existentes permiten evaluar esta-

dísticamente la confiabilidad de la cone-

xión. (Crisafulli, 2013, pág. 53)

Tabla 1. Conexiones Calificadas FEMA-350

Fuente: (Federal Emergency Management Agency, 2000, págs.

2-25)

De acuerdo con la Tabla 1 en la categoría de wel-

ded, fully restrained (soldada totalmente restringi-

da), la conexión descrita como welded unreinforced

flanges, welded web (alas soldadas no reforzadas,

alma soldada) son permitidas las conexiones solda-

das en sistemas SMF (pórticos especiales no arrios-

trados).

Acero Estructural

El acero estructural es producto de la combinación

entre hierro y carbono, en donde su comportamiento

esta fielmente ligado a la cantidad exacta de car-

bono.

Adicionalmente puede contar con otras aleaciones

que modifiquen sus características físicas y mecáni-

cas.

El acero A572 está normalizado por la ASTM

(American Society for Testing and Materials). La

ASTM A572 es una especificación para acero de

alta resistencia de baja aleación de columbio – va-

nadio, este acero es usado para la fabricación de

perfiles W, H, IP, UP entre otros y está dividido en

5 grados de resistencia G-42, G-50, G-60 y G-65. El

acero grado 50 (G-50) es utilizado para edificacio-

nes y cuenta con propiedades mecánicas generosas

que alcanzan hasta los 3515 Kg/cm^2 como límite

de fluencia y los 4570 Kg/cm^2 como resistencia

ultima. (ASTM, 2014)

Diseño por Medio de Factores de Carga y Resis-

tencia (LRFD)

Esta metodología satisface las condiciones de dise-

ño cuanto la resistencia de cada componente estruc-

tural es mayor o igual a la resistencia requerida.

El diseño debe cumplir con la Ecuación 1.

Ecuación 1. Relación de resistencias

𝑹𝒖 ≤ ∅ ∗ 𝑹𝒏

donde:

𝑹𝒖 = Resistencia Requerida (LRFD)

∅ = Factor de Reducción de Resistencia

𝑹𝒏 = Resistencia Nominal

∅ ∗ 𝑹𝒏 = Resistencia de Diseño (American Institute of Steel Construction, 2010, págs. 16.1-11)

Clasificación del Perfil para Pandeo Local

Las secciones transversales de un perfil estructural

se clasifican como compactas, no compactas y es-

beltas. Se considera como compacta a una sección

que cuenta con patines continuamente conectados al

alma (o almas) y que cuenta con una relación an-

cho-espesor de los elementos que lo componen que

no excede la relación λp de la Tabla 2. Si la razón

ancho espesor de uno o más de uno de los elemen-

tos que componen a la sección excede λp, pero no

supera λr, la sección se denomina no compacta. Si

la razón ancho-espesor de cualquier elemento com-

Page 6: Articulo Estandarizacion de conexiones soldadas

Facultad de Ingeniería. Programa de Ingeniería Civil

6

primido excede λr, la sección califica como esbelta.

(American Institute of Steel Construction, 2010).

Tabla 2. Clasificación de las Secciones Según Pandeo Local

Fuente: AISC. (American Institute of Steel Construction, 2010)

Diseño de Miembros En Flexión

El diseño de miembros en flexión simple se realiza

en torno a un eje principal o eje neutro que atraviesa

la sección transversal del perfil.

El miembro es cargado en un plano paralelo al eje

principal que pasa a través del centro de corte.

Miembros compactos de sección h de simetría

doble y canales flectadas en torno a su eje mayor

“La resistencia nominal de flexión, (𝑀𝑛), debe ser

el menor valor obtenido de acuerdo con los estados

límite de fluencia (momento plástico) y pandeo

lateral-torsional” (American Institute of Steel

Construction, 2010, págs. 16.1-47).

● Fluencia: Ecuación 2. Resistencia nominal a flexión.

𝑴𝒏 = 𝑴𝒑 = 𝐹𝑦 ∗ 𝑍𝑥

donde:

𝑭𝒚 = Tensión de fluencia mínima del ace-

ro utilizado Kgf/cm^2

𝒁𝒙 = Módulo de sección plástico en torno

al eje “x”,cm^3 (American Institute of Steel Construction, 2010, págs.

16.1-47).

● Pandeo lateral-torsional:

Los miembros tienen mayor resistencia

cuando el estado límite de pandeo lateral-

torsional no aplica, se calculara la capaci-

dad máxima del perfil solo en estado límite

de fluencia.

Esto con el fin de obtener mayores deman-

das de carga en el diseño de las conexio-

nes.

● Longitudes límite de arrostramiento lateral:

Las longitudes límite representan la sepa-

ración máxima entre arriostramientos late-

rales para alcanzar pandeos laterales, por

un lado la Ecuación 3 aplica para pandeos

laterales en estado límite de fluencia.

Ecuación 3. Separación límite no arriostrada para es-

tado límite de fluencia

𝑳𝒑 = 1,76 ∗ 𝑟𝑦 ∗ √𝐸

𝐹𝑦

donde:

𝑳𝒑 = Separación límite entre arriostra-

mientos para alcanzar estado límite de

fluencia en flexión.

𝑭𝒚 = Tensión de fluencia mínima del ace-

ro utilizado Kgf/cm^2

𝑬 = Módulo de elasticidad del acero utili-

zado Kgf/cm^2

𝒓𝒚 = Radio de giro entorno al eje "y" cm (American Institute of Steel Construction, 2010, págs.

16.1-48).

Por otro lado se debe tener en cuenta la se-

paración límite para pandeo lateral torsio-

nal inelástico mediante la Ecuación 4.

Ecuación 4. Separación límite para pandeo lateral tor-

sional inelástico

𝑳𝒓

= 1,95 ∗ 𝑟𝑡𝑠 ∗ (𝐸

0,7 ∗ 𝐹𝑦) ∗ √

𝐽 ∗ 𝑐

𝑆𝑥 ∗ ℎ𝑜

∗ √1 + √1 + 6,76 ((0,7 ∗ 𝐹𝑦

𝐸) ∗

𝑆𝑥 ∗ ℎ𝑜

𝐽 ∗ 𝑐)

2

donde:

𝑳𝒓 = Separación límite entre arriostra-

mientos para alcanzar pandeo lateral tor-

sional inelástico

𝑬 = Módulo de elasticidad del acero utili-

zado Kgf/cm^2

𝑭𝒚 = Tensión de fluencia mínima del ace-

ro utilizado Kgf/cm^2

Page 7: Articulo Estandarizacion de conexiones soldadas

Giordany González Serna

7

𝑱 = Constante Torsional con respecto al

centroide

𝒄 = 1.0, Para secciones H con simetría

doble.

𝑺𝒙 = Modulo elástico de la sección en-

torno al eje X

𝒉𝒐 = Distancia entre Centroides de Alas

𝑪𝒘 = Constante de Alabeo

El radio de giro efectivo (rts^2) está de-

terminada por la Ecuación 5.

Ecuación 5. Radio de giro efectivo

𝒓𝒕𝒔𝟐 =√𝐼𝑦 ∗ 𝐶𝑤

𝑆𝑥

(American Institute of Steel Construction, 2010, págs.

16.1-48)

Miembros de sección H de simetría doble con

almas compactas y alas no compactas o esbeltas

flectados en torno a su eje mayor

“La resistencia nominal de flexión, (𝑀𝑛), debe ser

el menor valor obtenido de acuerdo con los estados

límite de pandeo lateral-torsional y pandeo local del

patín en compresión” (American Institute of Steel

Construction, 2010, págs. 16.1-49).

● Pandeo lateral-torsional:

Si se tiene en cuenta que los miembros tie-

nen mayor resistencia cuando el estado lí-

mite de pandeo lateral-torsional no aplica,

se calculara la capacidad máxima del perfil

solo en estado límite de fluencia.

Esto con el fin de obtener mayores deman-

das de carga en el diseño de las conexio-

nes.

● Pandeo local del patín en compresión:

Para secciones con alas no compactas, por

medio de la Ecuación 6.

Ecuación 6. Pandeo local del patín en compresión pa-

ra alas no compactas

𝑴𝒏 = 𝑀𝑝 − (𝑀𝑝 − 0,7 ∗ 𝐹𝑦 ∗ 𝑆𝑥)

∗ (𝜆 − 𝜆𝑝𝑓

𝜆𝑟𝑓 − 𝜆𝑝𝑓)

(American Institute of Steel Construction, 2010, págs.

16.1-49)

Para secciones con alas esbeltas, por medio

de la Ecuación 7.

Ecuación 7. Pandeo local del patín en compresión pa-

ra alas esbeltas

𝑴𝒏 =0,9 ∗ 𝐸 ∗ 𝐾𝑐 ∗ 𝑆𝑥

𝜆2

donde:

𝝀𝒑𝒇 = λp es la esbeltez límite para ala

compacta.

𝝀𝒓𝒇 = λr es la esbeltez límite para ala no

compacta.

𝑲𝒄 = 4

√ ℎ

𝑡𝑤

para cálculo no debe tomarse

menor que 0,35 ni mayor que 0,76.

𝒉 = altura del elemento de corte.

𝝀 = 𝑏𝑓

2𝑡𝑓 relación de esbeltez.

(American Institute of Steel Construction, 2010, págs.

16.1-49)

Miembros de sección H y canales flectados en

torno a su eje menor

“La resistencia de flexión nominal, 𝑀𝑛, debe ser el

menor valor obtenido de acuerdo con los estados de

fluencia (momento plástico) y pandeo local del ala”

(American Institute of Steel Construction, 2010,

págs. 16.1-54).

● Fluencia del ala en tracción

Para chequeo de fluencia del ala en trac-

ción, mediante la Ecuación 8.

Ecuación 8. Fluencia del ala en tracción

𝑴𝒏 = 𝑴𝒑 = 𝐹𝑦 ∗ 𝑍𝑦 ≤ 1,60 ∗ 𝐹𝑦 ∗ 𝑆𝑦

(American Institute of Steel Construction, 2010, págs.

16.1-54)

● Pandeo local de ala

- Para secciones con alas compactas, no plica el estado límite de pandeo local.

- Para secciones con alas no compac-tas se aplica la Ecuación 9

Page 8: Articulo Estandarizacion de conexiones soldadas

Facultad de Ingeniería. Programa de Ingeniería Civil

8

Ecuación 9. Pandeo local del ala, para secciones con

alas no compactas

𝑴𝒏 = [𝑀𝑝 − (𝑀𝑝 − 0,7𝐹𝑦 ∗ 𝑆𝑦) ∗ (𝜆 − 𝜆𝑝𝑓

𝜆𝑟𝑓 − 𝜆𝑝𝑓)]

(American Institute of Steel Construction, 2010, págs.

16.1-55)

- Para secciones con alas esbeltas, se debe usar la Ecuación 10.

Ecuación 10. Pandeo local del ala, para secciones con

alas esbeltas

𝑴𝒏 = 𝐹𝑐𝑟 ∗ 𝑆𝑦

donde:

𝝀 = b/t relación de esbeltez

𝑭𝒄𝒓 = Tensión Critica y se calcula así:

Ecuación 11. Tensión crítica

𝑭𝒄𝒓 =0,69 ∗ 𝐸

(𝑏𝑓

2 ∗ 𝑡𝑓)

2

𝝀𝒑𝒇 = λp es la esbeltez límite para ala

compacta

𝝀𝒓𝒇 = λr es la esbeltez límite para ala no

compacta (American Institute of Steel Construction, 2010, págs.

16.1-55).

Diseño de Miembros a Cortante

Comprende el diseño de almas de miembros con

simetría doble o simple solicitados por corte en el

plano del alma, y corte en la dirección débil de

perfiles de simetría doble o simple. (American

Institute of Steel Construction, 2010).

Resistencia de corte nominal

La resistencia de corte nominal, 𝑉𝑛, de almas no

atiesadas o atiesadas de acuerdo al estado límite de

fluencia en corte y pandeo en corte, es:

Ecuación 12. Resistencia de corte nominal

𝑽𝒏 = 0,6 ∗ 𝐹𝑦 ∗ 𝐴𝑤 ∗ 𝐶𝑣

(American Institute of Steel Construction, 2010, págs.

16.1-65).

El coeficiente de resistencia al corte del alma 𝐶𝑣, se

determina bajo las siguientes condiciones:

● Caso 1: ℎ

𝑡𝑤≤ 1,10 ∗ √

𝐾𝑣∗𝐸

𝐹𝑦

Ecuación 13. Coeficiente de resistencia al corte del alma

- caso 1

𝑪𝒗 = 1,0

(American Institute of Steel Construction, 2010, págs.

16.1-65).

● Caso 2: 1,10 ∗ √𝐾𝑣∗𝐸

𝐹𝑦<

𝑡𝑤≤ 1,37 ∗ √

𝐾𝑣∗𝐸

𝐹𝑦

Ecuación 14. Coeficiente de resistencia al corte del alma

- caso 2

𝑪𝒗 =1,10 ∗ √

𝐾𝑣 ∗ 𝐸𝐹𝑦

ℎ𝑡𝑤

(American Institute of Steel Construction, 2010, págs.

16.1-65).

● Caso 3: ℎ

𝑡𝑤> 1,37 ∗ √

𝐾𝑣∗𝐸

𝐹𝑦

Ecuación 15. Coeficiente de resistencia al corte del alma

- caso 3

𝑪𝒗 =1,51 ∗ 𝐸 ∗ 𝐾𝑣

(ℎ

𝑡𝑤)2

∗ 𝐹𝑦

donde:

𝑨𝒘 = Altura total multiplicada por el es-

pesor del alma.

El coeficiente de pandeo de placa del alma,

𝐾𝑣, se determina bajo las siguientes condi-

ciones:

- Para almas no atiesadas con ℎ

𝑡𝑤≤ 260:

𝑲𝒗 = 5 Excepto para el alma de perfiles

en T donde Kv=1,2 (American Institute of Steel Construction, 2010, págs.

16.1-65).

Page 9: Articulo Estandarizacion de conexiones soldadas

Giordany González Serna

9

Resistencia de corte respecto al eje débil en per-

files con simetría simple y doble

Para perfiles con simetría doble y simple cargados

en el eje débil sin torsión, la resistencia de corte

nominal, 𝑉𝑛, para cada elemento resistente al corte

debe ser determinado por medio de la Ecuación 12

con 𝐴𝑤 = 𝑏𝑓 ∗ 𝑡𝑓 𝑦 𝐾𝑣 = 1,2

(American Institute of Steel Construction, 2010,

págs. 16.1-68)

Arriostramiento Lateral de Vigas

Ambas alas de las vigas serán arriostradas lateral-

mente, con una separación máxima de:

Ecuación 16. Separación máxima de arriostramiento lateral

𝑳𝒃 = 0.086 ∗ 𝑟𝑦 ∗ 𝐸 / 𝐹𝑦

(American Institute of Steel Construction, 2005, págs. 6.1-35)

Conexiones Viga-Columna

De acuerdo con los requerimientos establecidos por

la norma AISC seismic provisions for structural

Steel buildings, (2005), en conexiones usadas para

sistemas de resistencia de carga sísmica se deben

satisfacer los siguientes requerimientos.

● La conexión deberá soportar una deforma-

ción angular de entrepiso de al menos 0,04

radianes.

● La resistencia a Flexión medida de la co-

nexión en la cara de la columna debe ser al

menos 0.8Mp de la viga conectada y una

deformación angular de entrepiso de 0.04

radianes.

● La resistencia al corte requerida de la co-

nexión se determinará mediante la siguien-

te cantidad para el efecto de carga terremo-

to E: Ecuación 17. Cortante plástico

𝑬 =2[1,1 ∗ 𝑅𝑦 ∗ 𝑀𝑝]

𝐿ℎ

𝑹𝒚 = Relación de la tensión de fluencia

especificada por material

𝑴𝒑 = resistencia a la flexión plástica no-

minal.

𝑳𝒉 = distancia entre las localizaciones de

articulación plástica. (American Institute of Steel Construction, 2005, págs.

6.1-30)

Relación de Momento Viga-Columna

La relación entre viga-columna deberá satisfacerse

de acuerdo con:

Ecuación 18. Relación de momentos

Ʃ𝑴𝒑𝒄

Ʃ𝑴𝒑𝒃> 𝟏

Se permite utilizar como sumatoria de momentos

plásticos en columna la siguiente expresión:

Ecuación 19. Sumatoria de momentos plásticos en columnas

Ʃ𝑴𝒑𝒄 = Ʃ𝑍𝑐 ∗ (𝐹𝑦𝑐 −𝑃𝑢𝑐

𝐴𝑔)

Mientras que para la sumatoria de momentos plásti-

cos en vigas se permite usar la siguiente expresión:

Ecuación 20. Sumatoria de momentos plásticos en vigas

Ʃ𝑴𝒑𝒃 = Ʃ(1,1 ∗ 𝑅𝑦 ∗ 𝐹𝑦𝑏 ∗ 𝑍𝑏 + 𝑀𝑢𝑣)

donde:

𝑨𝒈 = área bruta de la sección de la columna.

𝑭𝒚𝒄 = esfuerzo de fluencia mínimo del acero de la

columna.

𝑭𝒚𝒃 = esfuerzo de fluencia mínimo del acero de la

viga.

𝑴𝒖𝒗 = momento adicional debido a cargas exter-

nas.

𝑷𝒖𝒄 = demanda de carga en compresión.

𝒁𝒃 = módulo plástico de la sección de la viga.

𝒁𝒄 = módulo plástico de la sección de la columna. (American Institute of Steel Construction, 2005, págs. 6.1-33)

Diseño de Conexiones a Momento

Las conexiones a momento completamente restrin-

gidas deben ser tan fuertes y rígidas como sus ele-

mentos adyacentes para transferir adecuadamente el

momento y a su vez mantener el ángulo entre

miembros conectados. (American Institute of Steel

Construction, 2010, págs. 16.1-91).

Platinas de continuidad

De acuerdo con la literatura y a la vez en afinidad

con los códigos AISC se establece:

● En nudos exteriores el espesor debe ser co-

mo mínimo la mitad del espesor del ala de la

viga. (Crisafulli, 2013, pág. 54)

Page 10: Articulo Estandarizacion de conexiones soldadas

Facultad de Ingeniería. Programa de Ingeniería Civil

10

● En nudos interiores el espesor de las placas

deben ser como mínimo igual al espesor ma-

yor de las alas de las vigas que llegan al nu-

do. (Crisafulli, 2013, pág. 54)

● Las placas de continuidad deben unirse a las

alas de la columna mediante soldadura de

penetración completa (CJP groove welds) y

al alma de la columna con soldadura de ra-

nura o de filete. (Crisafulli, 2013, pág. 54)

Zona de panel

Las especificaciones sísmicas vigentes requieren de

la consideración de las deformaciones del panel

nodal y plantean verificaciones de la resistencia del

mismo, sin embargo los modelos de análisis usual-

mente no incluyen una representación explícita de

dicha zona.

De acuerdo con análisis realizados, la zona de panel

muestra un significativo aumento de tensiones de

corte en su zona central, por lo cual es necesario

realizar reforzamientos conforme a las solicitacio-

nes de carga. (Crisafulli, 2013, pág. 55)

Ilustración 5. Tensiones de corte en zona de panel mediante

elementos finitos.

Fuente: (Crisafulli, 2013, pág. 55)

Cálculo de Soldaduras

Existen muchos tipos de soldadura, principalmente

se distinguen cinco de ellas (Ilustración 6). La junta

a tope, junta de esquina, junta de traslape, junta de

borde y junta –T.

Ilustración 6. Tipos de Uniones.

Fuente: (Minilo, 2007, pág. 21)

En uniones viga columna, solo es común el uso de

uniones de tipo junta – T [Ilustración 7(a)], en don-

de su soldadura es de tipo filete [Ilustración 7(b)].

Esto se debe a que las uniones viga – columna nun-

ca se conectan entre sí de manera paralela a su eje

longitudinal, siempre va a existir un ángulo de des-

viación entre viga y columna, el cual en la mayoría

de los casos es de 90°.

Ilustración 7. Junta - T y Soldadura de Filete

Fuente: El Autor

Se asume que las tensiones son uniformes sobre el

plano de soldadura a*l y se procede a determinar las

componentes de esfuerzos que actúan sobre el file-

te.

Ilustración 8. Componentes de Esfuerzos Sobre el Plano de la

soldadura.

Fuente: (Ministerio de Obras Públicas, Transportes y Medio

Ambiente, 1995)

CATETO

a=GARGANTA TEO-

RICA

(b)

Page 11: Articulo Estandarizacion de conexiones soldadas

Giordany González Serna

11

donde:

𝒂 = Garganta teórica.

𝝉𝒂 = Componente de esfuerzo cortante paralelo a la

longitud del cordón.

𝝉𝒏 = Componente de esfuerzo cortante perpendicu-

lar a la longitud del cordón.

𝝈 = Componente de tracción normal al plano de

garganta teórica.

Las acciones ponderadas de una soldadura en ángu-

lo dan como resultado la tensión de comparación.

Ecuación 21. Tensión de Comparación

𝝈𝒄∗ = √𝜎2 + 1,8 ∗ (𝜏𝑛2 + 𝜏𝑎2) ≤ 𝜎𝑢

(Ministerio de Obras Públicas, Transportes y Medio Ambiente,

1995)

Donde 𝜎𝑢 es la resistencia del material de aporte y

los demás términos se identifican en la Ilustración

8.

IV. MEDOTOLOGÍA

Para poder dar cumplimiento a los objetivos especí-

ficos y como resultado final obtener conexiones

estandarizadas tan fuertes y rígidas como sus sec-

ciones adyacentes, se ejecuto una secuencia ordena-

da y lógica consecuente con cada objetivo.

Para la recolección de información se utili-

zo catálogos de productos pertenecientes a

Agofer S.A.S., la cual es una de las más

prestigiosas comercializadoras de acero es-

tructural del país.

La compatibilidad de elementos viga-

columna, se realizo por medio del cálculo

de la capacidad mecánica de todos los per-

files estructurales, y así se determino cada

una de las posibles parejas de viga colum-

na que cumplan con las condiciones de co-

lumna fuerte-viga débil.

Se realizo un chequeo en la relación de

momentos para ajustar las parejas viga co-

lumna y asi, garantizar en su totalidad una

gerarquia de falla con columna fuerte-viga

débil.

Se tuvo en cuenta que para uniones viga-

columna se pueden presentar uniones sol-

dadas con almas paralelas, almas perpen-

diculares y viga a tope con columna, por lo

tanto, fue importante discriminar estos po-

sibles eventos que se podian presentar.

Se determinó la capacidad de carga bajo

los chequeos establecidos por la norma

AISC, bajo la clasificación de secciones

según pandeo local.

Para efectos de plasmar las conexiones

soldadas en la realidad, fue necesario res-

petar los códigos y normas aplicables en la

región y en el país; por lo tanto, se tuvo en

cuenta que la normativa colombiana de es-

tructuras metálicas está basada en su tota-

lidad en la norma americana AISC, bajo

este principio se tomó como referente la

última actualización de la AISC; de igual

manera, se tuvo en cuenta las especifica-

ciones de la AWS para uniones soldadas

tal y como lo remite el código anterior-

mente mencionado.

Las uniones soldadas, de acuerdo a la

complejidad del empalme, requieren oca-

sionalmente no solo el diseño de la junta

sino también del diseño del procedimiento

de soldadura; aunque no está dentro del al-

cance del presente documento, se estudia-

ron y se establecieron protocolos de ejecu-

ción y control de calidad de las uniones

soldadas

Page 12: Articulo Estandarizacion de conexiones soldadas

Facultad de Ingeniería. Programa de Ingeniería Civil

12

V. ANÁLISIS Y DISCUSIÓN DE RE-

SULTADOS

CONEXIONES DE BORDE “EJE M YOR”

Como resultado final se logro obtener cada una de

las dimensiones de las soldaduras que comonen la

conexión tanto para solicitaciones de cortante como

para solicitaciones a flexion para los siguientes

casos:

Elementos de borde con flexion en eje ma-

yor

Ilustración 9. Esquema General Elementos de Borde

"Eje Mayor"

Fuente: El Autor

Ilustración 10. Diseño Final Elementos de Borde "Eje

Mayor"

Fuente: El Autor

Tabla 3. Variables de Simbolo de Soldar Elementos

de Borde "Eje Mayor"

Fuente: El Autor

Elementos de borde con flexion en eje me-

nor

Ilustración 11. Esquema General Elementos de Borde

"Eje Menor"

Fuente: El Autor

CA

(mm)

CB

(mm)

CC

(mm)

SB

(mm)

EA - EB

(mm)

EC

(mm)

HEA-300 HEA-200 200 65 58 136 8 9

HEA-300 IPE-240 120 38 114 82 9 5

HEA-300 HEA-180 180 58 52 122 7 9

HEA-280 HEA-200 200 65 58 136 8 9

HEA-280 IPE-240 120 38 114 82 9 5

HEA-280 HEA-180 180 58 52 122 7 9

HEA-260 IPE-240 120 38 114 82 9 5

HEA-260 HEA-180 180 58 52 122 7 9

HEA-260 IPE-220 110 35 102 75 8 3

HEA-240 IPE-220 110 35 102 75 8 3

HEA-240 HEA-160 160 51 44 109 7 9

HEA-240 IPE-200 100 31 83 69 8 3

HEA-220 IPE-200 100 31 83 69 8 3

HEA-220 HEA-140 140 45 36 95 7 9

HEA-220 IPE-180 91 29 70 62 7 3

HEA-200 IPE-180 91 29 70 62 7 3

HEA-200 IPE-160 82 26 51 56 7 4

HEA-200 HEA-120 120 38 74 82 6 3

IPE-240 IPE-160 82 26 51 56 7 4

IPE-240 HEA-120 120 38 74 82 6 3

IPE-240 IPE-140 73 23 36 50 6 4

HEA-180 IPE-160 82 26 51 56 7 4

HEA-180 HEA-120 120 38 74 82 6 3

HEA-180 IPE-140 73 23 36 50 6 4

IPE-220 IPE-140 73 23 36 50 6 4

IPE-220 HEA-100 100 32 56 68 6 4

IPE-220 IPE-120 64 20 17 44 6 7

HEA-160 IPE-140 73 23 36 50 6 4

HEA-160 HEA-100 100 32 56 68 6 4

HEA-160 IPE-120 64 20 17 44 6 7

IPE-200 IPE-120 64 20 17 44 6 7

IPE-200 IPE-100 55 17 75 38 5 3

HEA-140 IPE-120 64 20 17 44 6 7

HEA-140 IPE-100 55 17 75 38 5 3

IPE-180 IPE-120 64 20 17 44 6 7

IPE-180 IPE-100 55 17 75 38 5 3

IPE-160 IPE-100 55 17 75 38 5 3

HEA-120 IPE-100 55 17 75 38 5 3

COLUMNA VIGA

SOLDADURAS

Page 13: Articulo Estandarizacion de conexiones soldadas

Giordany González Serna

13

Ilustración 12. Diseño Final Elementos de Borde "Eje

Menor"

Fuente: El Autor

Tabla 4. Variables de Simbolo de Soldar Elementos

de Borde "Eje Menor"

Fuente: El Autor

Elementos interiores con flexion en eje

mayor

Ilustración 13. Esquema General Elementos Interiores

"Eje Mayor"

Fuente: El Autor

Ilustración 14. Diseño Final Elementos Interiores "Eje

Mayor"

Fuente: El Autor

Tabla 5. Variables de Simbolo de Soldar Elementos

Interiores "Eje Mayor"

Fuente: El Autor

CA

(mm)

CB

(mm)

CC

(mm)

SB

(mm)

EA - EB

(mm)

EC

(mm)

HEA-300 IPE-200 100 31 83 69 8 3

HEA-300 HEA-140 140 45 36 95 7 9

HEA-300 IPE-180 91 29 70 62 7 3

HEA-280 HEA-140 140 45 36 95 7 9

HEA-280 IPE-180 91 29 70 62 7 3

HEA-280 IPE-160 82 26 51 56 7 4

HEA-260 IPE-180 91 29 70 62 7 3

HEA-260 IPE-160 82 26 51 56 7 4

HEA-260 HEA-120 120 38 74 82 6 3

HEA-240 IPE-160 82 26 51 56 7 4

HEA-240 HEA-120 120 38 74 82 6 3

HEA-240 IPE-140 73 23 36 50 6 4

HEA-220 IPE-140 73 23 36 50 6 4

HEA-220 HEA-100 100 32 56 68 6 4

HEA-220 IPE-120 64 20 17 44 6 7

HEA-200 IPE-120 64 20 17 44 6 7

HEA-200 IPE-100 55 17 75 38 5 3

HEA-180 IPE-100 55 17 75 38 5 3

HEA-160 IPE-100 55 17 75 38 5 3

COLUMNA VIGA

SOLDADURAS

CA

(mm)

CB

(mm)

CC

(mm)

SB

(mm)

EA - EB

(mm)

EC

(mm)

HEA-300 HEA-200 200 65 58 136 8 9

HEA-300 IPE-240 120 38 114 82 9 5

HEA-300 HEA-180 180 58 52 122 7 9

HEA-280 HEA-200 200 65 58 136 8 9

HEA-280 IPE-240 120 38 114 82 9 5

HEA-280 HEA-180 180 58 52 122 7 9

HEA-260 IPE-240 120 38 114 82 9 5

HEA-260 HEA-180 180 58 52 122 7 9

HEA-260 IPE-220 110 35 102 75 8 3

HEA-240 IPE-220 110 35 102 75 8 3

HEA-240 HEA-160 160 51 44 109 7 9

HEA-240 IPE-200 100 31 83 69 8 3

HEA-220 IPE-200 100 31 83 69 8 3

HEA-220 HEA-140 140 45 36 95 7 9

HEA-220 IPE-180 91 29 70 62 7 3

HEA-200 IPE-180 91 29 70 62 7 3

HEA-200 IPE-160 82 26 51 56 7 4

HEA-200 HEA-120 120 38 74 82 6 3

IPE-240 IPE-160 82 26 51 56 7 4

IPE-240 HEA-120 120 38 74 82 6 3

IPE-240 IPE-140 73 23 36 50 6 4

HEA-180 IPE-160 82 26 51 56 7 4

HEA-180 HEA-120 120 38 74 82 6 3

HEA-180 IPE-140 73 23 36 50 6 4

IPE-220 IPE-140 73 23 36 50 6 4

IPE-220 HEA-100 100 32 56 68 6 4

IPE-220 IPE-120 64 20 17 44 6 7

HEA-160 IPE-140 73 23 36 50 6 4

HEA-160 HEA-100 100 32 56 68 6 4

HEA-160 IPE-120 64 20 17 44 6 7

IPE-200 IPE-120 64 20 17 44 6 7

IPE-200 IPE-100 55 17 75 38 5 3

HEA-140 IPE-120 64 20 17 44 6 7

HEA-140 IPE-100 55 17 75 38 5 3

IPE-180 IPE-120 64 20 17 44 6 7

IPE-180 IPE-100 55 17 75 38 5 3

IPE-160 IPE-100 55 17 75 38 5 3

HEA-120 IPE-100 55 17 75 38 5 3

COLUMNA VIGA

SOLDADURAS

Page 14: Articulo Estandarizacion de conexiones soldadas

Facultad de Ingeniería. Programa de Ingeniería Civil

14

En elementos interiores con flexion en eje

menor

Ilustración 15. Esquema General Elementos Interiores

"Eje Menor"

Fuente: El Autor

Ilustración 16. Diseño Final Elementos Interiores "Eje

Menor"

Fuente: El Autor

Tabla 6. Variables de Simbolo de Soldar Elementos

Interiores "Eje Menor"

Fuente: El Autor

Bajo esta metodología es aceptable afirmar que los

tamaños de las soldadruas siempre estarán directa-

mente relacionados con la resistencia de la viga y

no con la columna, siempre y cuando se cumpla la

relación de momentos o la jerarquía de columna

fuerte y viga débil.

Los demás elementos que conforman la conexión

como placas de reforzamiendo de panel o las placas

de continuidad sí están muy comprometidas con el

elemento de columna desde su geometría hasta su

espesor, por lo tanto estos elementos sí deben ser

tenidos en cuenta a la hora de diseñar una conexión.

VI. CONCLUSIONES

La estandarización tanto de procesos constructivos

como de diseño puede mejorar considerablemente

el desempeño y la productividad de las obras de

infraestructura además de la seguridad como una de

las variables más importantes dentro de los objeti-

vos de la ingeniería civil.

La relación de momento en una unión viga – co-

lumna es un elemento fundamental en la jerarquía

de falla de la estructura, pero para que se cumpla

esta condición su conexión debe ser tan fuerte y

rígida como sus elementos adyacentes.

Las estructuras no se comportan como se diseñan,

sino como se construyen por eso al calificar teóri-

camente las conexiones por medio de variables

fundamentales precalificadas se garantiza la rigidez

y la resistencia, pero los protocolos permiten una

ejecución segura para un desempeño más semejante

a los modelos.

Las estructuras logran disipar gran cantidad de

energía sísmica por medio de deformaciones, en

donde la fatiga es por defecto un daño colateral de

este fenómeno, es necesario subsanar estos efectos

por medio de reforzamientos locales en las zonas de

panel nodal en donde la concentración de esfuerzos

es crítica.

Sobredimensionar elementos estructurales o en este

caso las soldaduras no es una decisión prudente si

se tiene en cuenta que los calentamientos locales

CA

(mm)

CB

(mm)

CC

(mm)

SB

(mm)

EA - EB

(mm)

EC

(mm)

HEA-300 IPE-200 100 31 83 69 8 3

HEA-300 HEA-140 140 45 36 95 7 9

HEA-300 IPE-180 91 29 70 62 7 3

HEA-280 HEA-140 140 45 36 95 7 9

HEA-280 IPE-180 91 29 70 62 7 3

HEA-280 IPE-160 82 26 51 56 7 4

HEA-260 IPE-180 91 29 70 62 7 3

HEA-260 IPE-160 82 26 51 56 7 4

HEA-260 HEA-120 120 38 74 82 6 3

HEA-240 IPE-160 82 26 51 56 7 4

HEA-240 HEA-120 120 38 74 82 6 3

HEA-240 IPE-140 73 23 36 50 6 4

HEA-220 IPE-140 73 23 36 50 6 4

HEA-220 HEA-100 100 32 56 68 6 4

HEA-220 IPE-120 64 20 17 44 6 7

HEA-200 IPE-120 64 20 17 44 6 7

HEA-200 IPE-100 55 17 75 38 5 3

HEA-180 IPE-100 55 17 75 38 5 3

HEA-160 IPE-100 55 17 75 38 5 3

COLUMNA VIGA

SOLDADURAS

Page 15: Articulo Estandarizacion de conexiones soldadas

Giordany González Serna

15

generan disminución de la resistencia en las zonas

afectadas térmicamente, por lo tanto las soldaduras

deben ser del tamaño estrictamente necesario para

evitar efectos contraproducentes durante su etapa de

operación.

VII. RECOMENDACIONES

Los procesos de ejecución de soldadura recomen-

dados son netamente teóricos y pueden ser mejora-

dos y complementados siempre y cuando se respete

la resistencia del material de aporte y los tamaños

de garganta de la soldadura establecidos.

El uso de una union calificada teoricamente no

deberá liberar la obligacion del ingeniero de hacer

uso de su juicio de ingenieria para determinar la

conveniencia de la aplicación de estas uniones.

Las uniones soldadas obtenidas en este proyecto son

producto de un análisis teorico y no han atravezado

un proceso de calificación de laboratorio. Este pro-

ceso de calificación es el elemento fundamental que

da una garantía total en el funcionamiento de la

conexión.

VIII. AGRADECIEMIENTO

Al Dr. Leonardo Cano Saldaña quien realizó un

importante acompañamiento en el desarrollo de este

trabajo.

IX. BIBLIOGRAFÍA

Alu-Stock. (15 de 02 de 2015). Alu-Stock. Obtenido

de http://www.alu-

stock.es/tecnica/soldadura.htm

American Institute of Steel Construction. (2005).

Seismic Provisions for Structural Steel

Buildings. Chicago IL: Ameican Institute

of Steel Construction.

American Institute of Steel Construction. (2010).

Prequalified Connections for Special and

Intermediate Steel Moment Frames for

Seismic Applications. Chicago IL:

American Institute of Steel Construction.

American Institute of Steel Construction. (2010).

Specification for Structural Steel

Buildings. Chicago IL: American Institute

of Steel Construction.

American Welding Society. (2010). Structural

Welding Code - Steel. Miami, Estados

Unidos: American Welding Society.

ASTM. (25 de 11 de 2014). ASTM. Obtenido de

ASTM:

http://www.astm.org/DATABASE.CART/

HISTORICAL/A572A572M-07-SP.htm

Beltrán, J. F., & Herrera, R. (2008). Construccion

en Acero. Obtenido de Construccion en

Acero:

http://www.construccionenacero.com/Doc

uments/Dise%C3%B1o%20Anti%20Sismi

co/InnovacionesSismicas%20_2_.pdf

Bolivar Diaz, I. C. (2012). Consideraciones

Sismoresistentes en el Diseño y Detallado

de Conexiones Precalificadas Tipo Flange

Plate de Acuerdo a la Guia AISC 358-10.

Trabajo de Grado, Universidad Nueva

Esparta, Facultad de Ingenieria, Caracas.

Crisafulli, F. J. (2013). Diseño Sismorresistente de

Construcciones de Acero (Tercera ed.).

Las Condes (Santiago de Chile): Alacero.

Federal Emergency Management Agency. (2000).

Recommended Seismic Design Criteria for

New Steel Moment-Frame Buildings.

Washington DC: Federal Emergency

Management Agency.

Gomez Ospina, I. L., Horrillo Rodríguez, A. M.,

Oliveros Rivera, R. D., & Buendía, F. J.

(2009). Fedestructuras. Recuperado el

Noviembre de 2014, de Fedestructuras

Valle:

http://fedestructurasvalle.com.co/eventos/e

ac/files/Estandarizacion%20de%20Conexi

ones%20-%20Federico%20Buendia.pdf

Page 16: Articulo Estandarizacion de conexiones soldadas

Facultad de Ingeniería. Programa de Ingeniería Civil

16

INDURA. (17 de 02 de 2015). INDURA. Obtenido

de

http://www.indura.net/_file/file_2243_701

0%20a1.pdf

Minilo, C. O. (2007). Inspector de Soldadura AWS

QCI:2007. Santiago: INCHISOL.

Ministerio de Obras Públicas, Transportes y Medio

Ambiente. (1995). Norma Básica de la

Edificación “NBE-EA-95” Estructuras de

Acero en Edificación. España : Ministerio

de Obras Públicas, Transportes y Medio

Ambiente.

Quiroz, E. R. (2011). Comportamiento de

Conexiones Empernadas Sometidas a

Cargas Cíclicas y Periódicas. Tesis

Maestira , Universidad Nacional de

Ingeniería, Lima.

Sanchez, R. (15 de 02 de 2015). Slideshare.

Obtenido de

http://es.slideshare.net/RICHARD_SANC

HEZ13/estructuracion-de-edificios-en-

marcos-de-acero-pdf

SOLFUMEX. (17 de 02 de 2015). SOLFUMEX.

Obtenido de

http://www.solfumex.com/Spanish/Product

s/Electrodos_convencionales/7013-CE.asp

Tecnicos, O. (15 de 02 de 2015). Tecnoficio.

Obtenido de

http://www.tecnoficio.com/soldadura/solda

dura_electrica.php

Uribe, M., & Valencia, G. F. (2009). Calificación

de una Conexión Rígida de una Viga "I" y

una Columna Tubular Rellena de Concreto

Bajo la Accion de Cargas Dinámicas.

Ingenieria e Investigacion, 1-2.