295_DISENO DE ELEMENTOS COMPUESTOS

INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL 
ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA Y ARQUITECTURA 

“ DISEÑO DE ELEMENTOS COMPUESTOS”  

TESIS 
QUE PARA OBTENER EL TÍTULO DE 
INGENIERO CIVIL 

PRESENTA 
ALEJANDRO BÁRCENAS ORTIZ 

DIRECTOR DE TESIS: ING. ALFREDO PÁEZ ROBLES 

MÉXICO, D, F    A      JUNIO DE 2005

ÍNDICE 

DISEÑO DE ELEMENTOS COMPUESTOS 

ÍNDICE CAPITULO 1.INTRODUCCIÓN                                                                              Página 

Fundamentación del tema 

1 

Objetivo 

2 

Metodología 

2 

CAPITULO 2.PROPIEDADES DE LOS MATERIALES 
Características generales del acero 

3 

Características generales del concreto 

6 

CAPITULO 3.DISEÑO DE ELEMENTOS DE ACERO A FLEXIÓN Y COMPRESIÓN 

Elementos a compresión 

12 

Elementos a flexión 

19 

CAPITULO 4. ELEMENTOS DE ACERO SUJETOS A FLEXO­ COMPRESIÓN Elementos a  flexo­compresión 

35

i 

ÍNDICE 

CAPITULO 5. ELEMENTOS COMPUESTOS 

Ventajas de la construcción compuesta 

46 

Desventajas de la construcción compuesta 

47 

Construcción no apuntalada 

49 

Construcción  apuntalada 

49 

Resistencia por flexión tomando una distribución plástica 

52 

Conectores de cortante 

60 

Deflexiones 

62 

Columnas compuestas 

65 

Ventajas 

66 Desventajas 

68 

Elementos sometidos a carga axial y flexión 

77 

CAPITULO 6. PRUEBAS DE LABORATORIO 

Elementos sometidos a compresión 

84 

Elementos sometidos a flexión 

92 

Elementos sometidos a flexo­compresión 

106 

CAPITULO 7. CONCLUSIONES 

Conclusiones 

116 

Bibliografía 

120

ii 

CAPITULO 1.INTRODUCCIÓN 

CAPITULO 1. INTRODUCCIÓN 
FUNDAMENTACIÓN DEL TEMA En las estructuras de acero, es común el uso de estructuras compuestas, se denominan 
así  a  aquellas  estructuras  de  acero  que  trabajan  en  conjunto  con  una  sección  de 
concreto. En la frontera entre la sección de acero y la de concreto puede contarse con 
elementos de conexión como los pernos de cortante entre losa y viga o puede no tener 
conectores  entre  ambos  materiales  como  el  caso  de  las columnas  compuestas  que 
pueden ser perfiles de acero ahogados en secciones de concreto o secciones tubulares 
de acero rellenas de concreto. 
En  todos  los  casos,  además  de  la  contribución  del  concreto  al  trabajo  mecánico  del 
elemento  a  compresión,  se  obtiene  un  incremento  de  rigidez  y  en  algunos  casos  de confinamiento o atiesamiento contra el pandeo local de la sección de acero. 
Actualmente,  en  la  construcción  de  edificios  se  ha  incrementado  el  empleo  de  las 
secciones  de  columnas  compuestas,  erigiendo  con  rapidez  la  construcción  con  los 
perfiles  de  acero  en  una  primera  etapa  y  confinando  después  las  columnas  con 
secciones de concreto reforzado para ganar resistencia, rigidez y ahorro de tiempo de construcción en y una segunda etapa constructiva. 
Por  esta  razón,  se  consideró  importante  el  desarrollo  de  el  presente  trabajo  de  tesis 
para el  Diseño de Elementos Compuestos.

1 

CAPITULO 1.INTRODUCCIÓN 

OBJETIVO 
Una vez planteada la teoría del  diseño para elementos compuestos, se diseñarán una 
serie  de  ensayes  de  elementos  compuestos  en  el  laboratorio  y  de  esta  manera 
comprobar  que  aproximación tienen  los  criterios  de  diseño  para  determinar  su 
resistencia. 
También  se  pretende  determinar  si  en  realidad  hay  una  ganancia  de  resistencia  y  de 
rigidez como lo indican los criterios de diseño para secciones compuestas. 

METODOLOGÍA 

Se recopilará primordialmente los fundamentos teóricos en los que se basa el diseño de 
elementos  a  compresión,  flexión  y  flexocompresión para  elementos  simples  y 
compuestos. 
Se  propondrán ensayes a compresión, flexión y flexocompresión de pares semejantes 
de elementos simples y compuestos tanto para determinar su resistencia analíticamente 
como para determinar su resistencia real a partir de pruebas de laboratorio. 
Finalmente  se  hará  un  resumen  de  los  resultados ...