Ejersicio Tipo Estructura De Acero Conexiones
Páginas: 7 (1541 palabras)
Publicado: 20 de abril de 2011
poUniversidad de Los Andes Estructuras de Acero
Ejemplo de Diseno de Conexion de Momento
Datos de la columna: IN 40x111 Hc := 400mm Bfc := 300mm tfc := 20mm twc := 6mm Ac := 142cm
2
Tonf := 1000kgf
Altura de la seccion Ancho del ala Espesor del ala Espesor del Alma Area bruta de la seccion
Datos de la Viga IN 45x89.1 Hb := 450mm Bfb := 250mm tfb := 16mm twb := 8mm Ab := 113cm
2Altura de la seccion Ancho del ala Espesor del ala Espesor del Alma Area bruta de la seccion
Datos de los materiales: E := 2000 Fy := 2.7 Fu := 4.2 Tonf cm
2
Modulo de elasticidad del acero
Tonf cm
2
Tension minima de fluencia del acero
Tonf cm
2
Tension de rotura del acero
Datos de los pernos: ϕ := 1in Fnv := 60ksi Fnt := 90ksi Diametro de los pernos Resistencia de corte(hilo excluido del plano de falla) pernos A325 Resistencia de tracccion pernos A325
Verificaciones:
1.- Calculo momento probable de viga: h b := Hb − 2 ⋅ tfb = 418 ⋅ mm Zb := Bfb⋅ tfb⋅ h b + tfb + twb⋅ 4 Altura libre de la viga hb
2 3
(
)
= 2085.4⋅ cm
Calculo de modulo plastico de viga
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Universidad de Los Andes Estructuras de Acero
M pb := Zb ⋅ Fy = 5631⋅Tonf ⋅ cm 2.- Diseno de pernos del ala de la viga M pb Ndiseno := = 125 ⋅ Tonf Hb Abolt := n bf := π⋅ ϕ
2
Momento probable viga
Corte de diseno de los pernos del ala
4 Ndiseno
= 5.07⋅ cm
2
Area neta de 1 perno
0.75Abolt⋅ Fnv
= 7.805
Usar 8 pernos de 1"
n bf := 8 3.- Verificacion del deslizamiento de la conexion μ := 0.5 Dμ := 1.13 h sc := 1.0 Tb := 51kip Ns := 1 ϕRn :=1 ⋅ n bf ⋅ μ⋅ Dμ⋅ h sc⋅ Tb ⋅ Ns = 105 ⋅ Tonf n bf := 10 ϕRn := 1 ⋅ n bf ⋅ μ⋅ Dμ⋅ h sc⋅ Tb ⋅ Ns = 131 ⋅ Tonf 4.- Verificacion de aplastamiento del ala Pernos extremos Lce := 40mm − ϕ 2 − 1 32 in = 26.506⋅ mm Rnmax := 2.4⋅ ϕ⋅ tfb⋅ Fu = 41⋅ Tonf Ok Superficie preparada (Clase B)
Perforaciones estandar Pretension inicial de cada perno Numero de superficies de contacto Notese que la normativachilena permite disenar las conexiones considerado como capacidad la correspondiente a aplastamiento Ok
Rne := 1.5⋅ Lce ⋅ tfb⋅ Fu = 26.7⋅ Tonf Pernos interiores: Lci := 75mm − ϕ − 1 16 in = 48⋅ mm
Rni := 1.5⋅ Lci⋅ tfb⋅ Fu = 48.4⋅ Tonf Capacidad de aplastamiento total: ϕRn := 0.75⋅ 2 ⋅ Rne + 8 ⋅ Rnmax = 286 ⋅ Tonf 5.- Verificacion del bloque de corte del ala
En este caso usar Rnmax!!!!
(
)Ok
1 2 Anv := 2 ⋅ tfb⋅ ⎡40mm + 4 ⋅ 75mm − 4.5⋅ ⎛ ϕ + in⎞⎤ = 68⋅ cm Area neta de corte ⎢ ⎜ ⎟⎥ 8 ⎠⎦ ⎣ ⎝
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Universidad de Los Andes Estructuras de Acero
1 2 Ant := 2 ⋅ tfb⋅ ⎡60mm − 0.5⋅ ⎛ ϕ + in⎞⎤ = 14.6⋅ cm ⎢ ⎜ ⎟⎥ 8 ⎠⎦ ⎣ ⎝ ϕRn := 0.75⋅ 0.6Fu ⋅ Anv + Fu ⋅ Ant = 174 ⋅ Tonf Agv := 2 ⋅ tfb⋅ ( 40mm + 4 ⋅ 75mm) = 108.8 ⋅ cm
2
Area neta de traccion Capacidad de bloque decorte Area bruta de corte No controla!!
(
)
ϕRnmax := 0.75⋅ 0.6⋅ Fy ⋅ Agv + Fu ⋅ Ant = 178 ⋅ Tonf 6.- Espesor de planchas conectoras
(
)
El diseno de las alas de las vigas esta controlado por el desgarro del bloque de corte: Ndiseno tpl := tfb⋅ = 11.5⋅ mm Espesor de placa requerido (verificar que ϕRn este sea un espesor comercial) tpl := 22mm Bpl := Bfb = 250 ⋅ mm 7.- Verificacioncapacidad de traccion de plancha conectora Agpl := tpl⋅ Bpl = 55⋅ cm
2
Ancho de placa
Area bruta plancha conectora Area neta plancha conectora Ok
1 2 Anpl := Agpl − tpl⋅ 2 ⋅ ⎛ ϕ + in⎞ = 42.4⋅ cm ⎜ ⎟ 8 ⎠ ⎝ ϕPt := min 0.9Agpl⋅ Fy , 0.75⋅ Anpl ⋅ Fu = 134 ⋅ Tonf
(
)
8.- Verificacion capacidad de compresion de plancha conectora L := 60mm r := tpl
2
Notar que dejo 20 mm entre laviga y el ala de la columna Radio de giro Conservador Esbeltez del elemento Tonf cm
2
12
= 0.635 ⋅ cm
K := 1 K⋅ L r Fe := = 9.448 π ⋅E
2
⎛ K⋅ L ⎞ ⎜ r ⎟ ⎝ ⎠
2
= 221.2 ⋅
Tension critica de pandeo elastico
Fy
Fcr := 0.658
Fe
⋅ Fy = 2.686 ⋅
Tonf cm
2
Tension critica pandeo por flexion Ok
ϕPn := 0.9⋅ Fcr⋅ Agpl = 133 ⋅ Tonf
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Ejemplo de Diseno de Conexion de Momento
Datos de la columna: IN 40x111 Hc := 400mm Bfc := 300mm tfc := 20mm twc := 6mm Ac := 142cm
2
Tonf := 1000kgf
Altura de la seccion Ancho del ala Espesor del ala Espesor del Alma Area bruta de la seccion
Datos de la Viga IN 45x89.1 Hb := 450mm Bfb := 250mm tfb := 16mm twb := 8mm Ab := 113cm
2Altura de la seccion Ancho del ala Espesor del ala Espesor del Alma Area bruta de la seccion
Datos de los materiales: E := 2000 Fy := 2.7 Fu := 4.2 Tonf cm
2
Modulo de elasticidad del acero
Tonf cm
2
Tension minima de fluencia del acero
Tonf cm
2
Tension de rotura del acero
Datos de los pernos: ϕ := 1in Fnv := 60ksi Fnt := 90ksi Diametro de los pernos Resistencia de corte(hilo excluido del plano de falla) pernos A325 Resistencia de tracccion pernos A325
Verificaciones:
1.- Calculo momento probable de viga: h b := Hb − 2 ⋅ tfb = 418 ⋅ mm Zb := Bfb⋅ tfb⋅ h b + tfb + twb⋅ 4 Altura libre de la viga hb
2 3
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)
= 2085.4⋅ cm
Calculo de modulo plastico de viga
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M pb := Zb ⋅ Fy = 5631⋅Tonf ⋅ cm 2.- Diseno de pernos del ala de la viga M pb Ndiseno := = 125 ⋅ Tonf Hb Abolt := n bf := π⋅ ϕ
2
Momento probable viga
Corte de diseno de los pernos del ala
4 Ndiseno
= 5.07⋅ cm
2
Area neta de 1 perno
0.75Abolt⋅ Fnv
= 7.805
Usar 8 pernos de 1"
n bf := 8 3.- Verificacion del deslizamiento de la conexion μ := 0.5 Dμ := 1.13 h sc := 1.0 Tb := 51kip Ns := 1 ϕRn :=1 ⋅ n bf ⋅ μ⋅ Dμ⋅ h sc⋅ Tb ⋅ Ns = 105 ⋅ Tonf n bf := 10 ϕRn := 1 ⋅ n bf ⋅ μ⋅ Dμ⋅ h sc⋅ Tb ⋅ Ns = 131 ⋅ Tonf 4.- Verificacion de aplastamiento del ala Pernos extremos Lce := 40mm − ϕ 2 − 1 32 in = 26.506⋅ mm Rnmax := 2.4⋅ ϕ⋅ tfb⋅ Fu = 41⋅ Tonf Ok Superficie preparada (Clase B)
Perforaciones estandar Pretension inicial de cada perno Numero de superficies de contacto Notese que la normativachilena permite disenar las conexiones considerado como capacidad la correspondiente a aplastamiento Ok
Rne := 1.5⋅ Lce ⋅ tfb⋅ Fu = 26.7⋅ Tonf Pernos interiores: Lci := 75mm − ϕ − 1 16 in = 48⋅ mm
Rni := 1.5⋅ Lci⋅ tfb⋅ Fu = 48.4⋅ Tonf Capacidad de aplastamiento total: ϕRn := 0.75⋅ 2 ⋅ Rne + 8 ⋅ Rnmax = 286 ⋅ Tonf 5.- Verificacion del bloque de corte del ala
En este caso usar Rnmax!!!!
(
)Ok
1 2 Anv := 2 ⋅ tfb⋅ ⎡40mm + 4 ⋅ 75mm − 4.5⋅ ⎛ ϕ + in⎞⎤ = 68⋅ cm Area neta de corte ⎢ ⎜ ⎟⎥ 8 ⎠⎦ ⎣ ⎝
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1 2 Ant := 2 ⋅ tfb⋅ ⎡60mm − 0.5⋅ ⎛ ϕ + in⎞⎤ = 14.6⋅ cm ⎢ ⎜ ⎟⎥ 8 ⎠⎦ ⎣ ⎝ ϕRn := 0.75⋅ 0.6Fu ⋅ Anv + Fu ⋅ Ant = 174 ⋅ Tonf Agv := 2 ⋅ tfb⋅ ( 40mm + 4 ⋅ 75mm) = 108.8 ⋅ cm
2
Area neta de traccion Capacidad de bloque decorte Area bruta de corte No controla!!
(
)
ϕRnmax := 0.75⋅ 0.6⋅ Fy ⋅ Agv + Fu ⋅ Ant = 178 ⋅ Tonf 6.- Espesor de planchas conectoras
(
)
El diseno de las alas de las vigas esta controlado por el desgarro del bloque de corte: Ndiseno tpl := tfb⋅ = 11.5⋅ mm Espesor de placa requerido (verificar que ϕRn este sea un espesor comercial) tpl := 22mm Bpl := Bfb = 250 ⋅ mm 7.- Verificacioncapacidad de traccion de plancha conectora Agpl := tpl⋅ Bpl = 55⋅ cm
2
Ancho de placa
Area bruta plancha conectora Area neta plancha conectora Ok
1 2 Anpl := Agpl − tpl⋅ 2 ⋅ ⎛ ϕ + in⎞ = 42.4⋅ cm ⎜ ⎟ 8 ⎠ ⎝ ϕPt := min 0.9Agpl⋅ Fy , 0.75⋅ Anpl ⋅ Fu = 134 ⋅ Tonf
(
)
8.- Verificacion capacidad de compresion de plancha conectora L := 60mm r := tpl
2
Notar que dejo 20 mm entre laviga y el ala de la columna Radio de giro Conservador Esbeltez del elemento Tonf cm
2
12
= 0.635 ⋅ cm
K := 1 K⋅ L r Fe := = 9.448 π ⋅E
2
⎛ K⋅ L ⎞ ⎜ r ⎟ ⎝ ⎠
2
= 221.2 ⋅
Tension critica de pandeo elastico
Fy
Fcr := 0.658
Fe
⋅ Fy = 2.686 ⋅
Tonf cm
2
Tension critica pandeo por flexion Ok
ϕPn := 0.9⋅ Fcr⋅ Agpl = 133 ⋅ Tonf
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