DISEÑO DE MIEMBROS EN ACERO

DISEÑO DE MIEMBROS EN ACERO

(Ing. Eliud Hernández)
DISEÑO ESTRUCTURAL
- UNIMET

•Miembros a Tracción.
•Miembros a Compresión.
•Miembros a Flexión
•Miembros a Corte
•Miembros a Flexión y Carga Axial.

Ing. Eliud Hernández.
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DISEÑO DE MIEMBROS ENACERO
(Ing. Eliud Hernández)

1) Miembros a Tracción.
a) Generalidades.
Este capítulo aplica a los miembros prismáticos solicitados por tracción normal
causadas por las fuerzas que actúan a lo largo de su eje baricéntrico.

Comportamiento:

P
Donde:
P = Tracción aplicada en el centro de gravedad de la sección.
A = Área de la sección transversal.
σ = Esfuerzo Normal promedio de Tracción.

P
σ =
A

Mu= φb Mn

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b) Capacidad Resistente.
La capacidad resistente de un miembro a tracción Фt*Pn debe ser el menor de los
siguientes valores:
Cedencia del área gruesa:

Png = Fy Ag Falla dúctil φt = 0.90

Ruptura de la sección neta o efectiva:

Pne = Fu An Falla Frágil φt = 0.75

Donde:
Fy = Tensión cedente mínima especificada
Fu = Tensión límite deagotamiento
Фt = Factor de reducción de Resistencia
Ag = Área gruesa de la sección transversal
An = Área neta efectiva de la sección
Pu = Carga mayorada a tracción.
Requisito de Resistencia (LRFD):

Donde:

Pu ≤ φPn

 φt Pn g
φPn ≤ 
 φt Pn e

Mu = φb Mn

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Determinación del Área Neta:
1) El área neta efectiva esta asociada en primera instancia alos agujeros en una conexión
generándose así un debilitamiento de la misma.

An = Ag − ∑ d * t + ∑

S *t
≤ Ag
4G
2

Donde:
d = Diámetro del agujero (Фperno + 3mm).
t = Espesor de la plancha.
S = Paso (Separación Horizontal)
G = Gramil (Separación Vertical)

Áreas netas según Posibles
Rutas de falla:

1)... An = Ag − 2d * t
S2 * t
2)...An = Ag − 4d * t + 2
4G

3)... An = Ag − 4d * t

Mu = φb MnDISEÑO DE MIEMBROS EN ACERO
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2) Cuando la conexión de extremo se efectúa a todos los elementos de la sección transversal se
encuentra una distribución uniforme de esfuerzos en el área neta de la zona de la conexión, sin
embargo, cuando unos elementos se conectan y otros no, los esfuerzos deben fluir fuera de los
elementos de la placa que no están conectados y hacia adentro delos otros que están conectados.
Este congestionamiento de trayectorias de esfuerzos hace que se desarrollen mayores tensiones
y por tanto se vea reducida la eficiencia de la conexión. Este fenómeno se le suele conocer como
“Shear Lag” o Desfasaje por Corte. Este fenómeno se aplica tanto a miembros a tracción
empernados como a los soldados.
Cuando la sección está
parcialmente conectada mediantepernos o remaches:

Ae = U * An

Cuando la sección está parcialmente
conectada mediante soldadura:

Ae = U * Ag

Donde:

x
U = 1−
L

Tabla D.3.1
Specification

Mu = φb Mn

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Donde:
U: Coeficiente de Reducción.
X: Excentricidad desde el centro de gravedad del área
tributaria del miembro, al plano de contacto entre la
placa unión y el elementoconectado.
L: Longitud total de la conexión.

x
U = 1−
L
Ejemplo:

Mu = φb Mn

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c) Falla por Bloque Cortante.Cuando se efectúa la conexión de un miembro a una plancha de unión a través de pernos, un
bloque rectangular de material en la parte conectada se puede desgarrar. A este fenómeno se le
conoce como falla de “Bloque de Cortante”
Corte
Tracción

PP

Zonas Afectadas: Elemento / Plancha de conexión
Falla dúctil a corte y
frágil a tracción:
Falla dúctil a tracción y
frágil a corte:

φRn = φ (0.6Fy Agv + Fu Ant )
φRn = φ (0.6Fu Anv + Fy Agt )

φ = 0.75

Mu = φb Mn

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Donde:
Agv: Área total en cortante.
Agt: Área total en tracción.
Anv: Área neta a corte.
Ant: Área neta a tracción
Fy: Tensión...