Aceros: Almas Patines

UNIVERSIDAD NACIONAL DE CHIMBORAZO
FACULTAD DE INGENIERÍA
ESCUELA DE INGENIERÍA CIVIL

DISEÑO DE ESTRUCTURAS DE ACERO




ALMAS Y PATINES CON CARGAS CONCENTRADAS

1. BASES PARA EL DISEÑO
Las almas de los miembros de sección transversal H o I sobre los que actúan cargas concentradas aplicadas en un solo patín que producen compresiones en el alma, deben satisfacerlos requisitosde las secciones 3, 4 y 5,que corresponden, respectivamente, a resistencia a la iniciación del flujo plástico, al aplastamiento, ya pandeo con desplazamiento lateral. Cuando las cargas están aplicadas en los dos patines de una misma sección transversal, las almas cumplirán los requisitos de las secciones 3, 4 y 6, referentes a resistencias y a pandeo. Para el diseño de almas sujetas a fuerzascortantes elevadas véase la sección 7, y para el de atiesadores de apoyo, la sección 3.7.8.Cuando actúen cargas concentradas aplicadas en uno o en los dos patines, que traten de que éstos se deformen flexionándose localmente hacia afuera, y producen tensiones en el alma, deberán cumplirse los requisitos de las secciones 2 y 3.Los atiesadores transversales o en diagonal, y las placas adosadas al alma,de las secciones 2 a 7 deben Satisfacer, además, los requisitos de las secciones 8 y 9, respectivamente.

2. FLEXIÓN LOCAL DEL PATIN
Esta sección se refiere a la flexión local de los patines producida por una carga lineal, normal al eje del alma, que trata de deformarlos flexionándolos hacia afuera. Un ejemplo de este tipo de carga es la producida, en el patín de una columna, por el patínen tensión de una viga conectada rígidamente a ella.
 
La resistencia de diseño en flexión de un patín sometido a una carga lineal de tensión del tipo de la indicada en el párrafo anterior, es FRRN, donde FR se toma igual a 0.9 y RN está dada por:
RN = 6.25tp² Fy                         
Donde:
* tp es el grueso del patín en el que está aplicada la carga.

 Si la fuerza exterior dediseño no es mayor que FRRN, donde RN está dada por la ecuación anterior, los patines no requieren ningún refuerzo. En caso contrario, debe utilizarse un par de atiesadores, colocados en los dos lados del alma y ligados a ella y a los patines, que coincidan con el elemento que aplica la fuerza exterior. La longitud de los atiesadores debe ser, como mínimo, la mitad del peralte del alma.
Losatiesadores se sueldan al patín cargado, para desarrollar la fuerza que les corresponde, y al alma, para transmitirle esa fuerza.
Si la fuerza exterior está aplicado a una distancia del extremo del miembro menor que 10tp, RN se reduce en 50 por ciento.
 
Cuando la longitud de la carga lineal, medida normalmente al alma de la sección que la recibe, no excede de 0.15b, donde b es el ancho del patín, no esnecesario revisar la ecuación anterior.
 
3. FLUJO PLÁSTICO LOCAL DEL ALMA
La región crítica del alma es la que corresponde en secciones laminadas a la iniciación de las curvas de unión con los patines, y en secciones soldadas, a los bordes de las soldaduras de unión entre alma y patines.
 
La resistencia de diseño en la región crítica del alma de miembros de sección transversal H o Ien los que actúan cargas concentradas que producen tensiones o compresiones en el alma es FRRN, donde FR se toma igual a 1.0 y RN se determina como sigue:
 
a) Cuando la fuerza que debe ser resistida es una carga concentrada que produce tensión o compresión en el alma del elemento que la recibe, aplicada en un punto o a lo largo de una recta normal al alma de ese elemento, situada a unadistancia del extremo del elemento no menor que su peralte,
RN = (5k + N) Fy ta
Donde:
* Fy: esfuerzo de fluencia especificado del acero del alma
* N: longitud del apoyo o grueso de la placa que aplica la fuerza lineal
* K: distancia de la cara exterior del patín a la región crítica del alma definida arriba
* ta: grueso del alma.
 
b) Cuando la fuerza que debe ser resistida...