Estandarizacion de Conexiones - Federico Buendia

ESTAN ES TANDARI DARI ZACI ACION ON DE CONEXI CONEXI ONES P REC RECALI ALI FI CADAS A MOMENTO M OMENTO A T R N I LLA DA V I A - LUM N A Y EMP ALM ES ATORN ATORNII LLA LLADOS DOS DE COLUMN AS FEDERAL FED ERAL EMERGENC EMERG ENCY Y M AN ANAGE AGEMENT MENT AGENCY FEMA-350

I NGRID LORENA GOMEZ OS OSPP I NA ADRI ANA MA RC RCELA ELA HORRI HORRI LLO RODRÍGUEZ RODRÍGUEZ FEDERI FEDE RI CO JACOBO BUENDÍ A

INTRODUCCION Con el presente proyecto se ofrece una herramienta de trabajo que permite contar con la información del detallado de conexiones rígidas y empa em palm lmes es de co colu lumn mnas as de ma mane nerra in inme medi diat ata, a, evitando invertir demasiado tiempo en el diseño ya que se pone al alcance opciones detalladas y seguras de cómo realizar estas uniones. Se diseñaron y estandarizaron conexiones para perfiles IPE y W, así mismo empalmes de columnas para perfiles HEA W mane ando las referencias ue se encuentran disponibles actualmente en el país; siguiendo las especificaciones y las recomendaciones de la FE FEM MA-350 del AISC 2005.

ANTECEDENTES El sismo de Northrid e California en 1994 de o como resultado una serie de edificios con Pórticos Resistentes a Momento (PRM) con fallas de tipo frágil en las conexiones , a lo largo de la línea de los pernos en el alma, fractura de los patines de las columnas), que impidieron a estos comportarse .

ANTECEDENTES Se inicia una am lia investi ación en Estados Unidos una renovación total en los métodos de diseño de conexiones y en la normativa de diseño sismo resistente de estructuras de . SAC: Union temporal entre SEAOC, ATC y Universidades de California.

ANTECEDENTES Especificaciones de diseño sismo resistente de estructuras de acero actuales en USA:  FEMA 350 Specification for Structural Steel Buildings. ANSI/AISC 360-05. Seismic Provisions for Structural Steel Buildings. ANSI/AISC 34105. Prequalified Connections for Special and Intermediate Steel Moment Frames for Seismic Applications ANSI/AISC 358-05.

ANTECEDENTES De estas especificaciones se tiene que las conexiones viga-columna de PRM`s en zonas de amenaza sísmica alta, deben cumplir con: (Sección 9.2 AISC Provisiones Sísmicas):  La conexion debe ser capaz de sostener un angulo de deriva de entrepiso de 0.04 radianes. La Resistencia a Flexion medida de la conexion en la cara de la columna debe ser al menos 0.8Mp de la viga conectada a un La Resistencia a Cortante requerida de la conexion debe ser determinada usando el efecto de la car a sismica ara la condicion de plastificacion en los dos extremos.

ANTECEDENTES

ANTECEDENTES Para cumplir con lo anterior, AISC establece lo siguiente:  USAR CONEXIONES PRECALIFICADAS. Cumpliendo con los requerimientos de AISC 358, Conexiones Precali icadas para Porticos Resistentes a Momento Especiales e Intermedios para aplicaciones sismicas. CON EL FIN DE FACILITAR Y ESTANDARIZAR EL DISEÑO DE CONEXIONES!!!. Si no se utilizan estas conexiones, se deben calificar bajo los parametros establecidos por AISC las conexiones a emplear.

END PLATE SI N RI GIDI ZAR Y RI GI DIZADO

RBS

ANTECEDENTES Normativa de diseño sismo resistente de estructuras de acero actual en Colombia:  NSR’98 PROXIMA: NSR’09 En revision .

’

’  Estructuras Acero: Adopta recomendaciones AISC 2005 y FEMA350!!!.

Estandarizar las conexiones atornilladas a momento vigacolumna, al igual que empalmes atornillados de columnas, siguiendo las recomendaciones para conexiones precalificadas de la Federal Emergency Management Agency (FEMA-350) y las especificaciones de la American Institute of Steel Construction (AISC 2005), para los perfiles IPE y W de mayor comercialización en Colombia. Analizar el impacto en peso que implica la adopción de las conexiones propuestas siguiendo las recomendaciones para especificaciones del AISC 2005.

-

Mf = 1.1 x Ry x Fy x Zy + Vu x Sh

Mf = Fy x Zy

-

MARCO TEÓRI CO

ENFOQUE BÁSI CO DEL DISEÑO SEGÚN FEMA-350 CONFI GURACIÓN DEL P ÓRTICO

FORMACIÓN A RTICULACIONES P LÁSTI CAS •

cantidades de energia a traves del desarrollo de articulaciones plasticas. •

de la columna para evitar la formacion de mecanismos y grandes demandas de deformacion inelastica en las soldaduras •La articulacion se ubica por fuera de la cara de la columna

cuando reforzamos la conexion o debilitamos la viga.

ENFOQUE BÁSI CO DEL DISEÑO SEGÚN FEMA-350 CONFI GURACIÓN DEL P ÓRTICO

•Esta metodologia previene fracturas fragiles, mas no puede

prevenir que ocurran daños estructurales en las vigas, el costo y reparar fallas fragiles, sin embargo la diferencia es que la proteccion de la vida puede ser significativamente lograda. •

generan perdida de capacidad de resistencia a cargas gravitacionales y desarrollo potencial de colapsos locales.

La ubicación su erida ara la articulación plástica se muestra en la figura , indicado como el parámetro S . Para pórticos en los que las cargas flexión considerable, la ubicación de la articulación plástica debe ser de análisis plásticos.

MOMENTO P LÁSTI CO PROBABLE EN LA ARTICULACIÓN Donde:

Mpr = Cpr x Ry x Fy x Ze

Mpr = Momento plástico probable en la articulación C r = Factor que tiene en cuenta el esfuerzo máximo en la conexión, incluyendo endurecimiento por deformación, retrasos locales, refuerzos adicionales y otras condiciones de la conexión. Cpr = (Fy+ Fu)/2 Fy Ry = Coeficiente que tiene en cuenta el material de la viga, se obtiene e a a a . . e as rov s ones sm cas e e . Ze = El módulo de sección plástico efectivo de la viga en el lugar de ormac n e a ar cu ac n p s ca. Fy = El esfuerzo de fluencia del elemento que debe fluir. Fu = El esfuerzo ultimo de tensión del elemento que debe fluir.

MOM ENTO DE FLUENCIA

la articulación plástica, Myf , es determinado de la siguiente manera: yf 

y

f 

Donde: C y = 1/ (C p r x Zb e / Sb )

Cpr = El coeficiente de máximo esfuerzo en la conexión. S = El módulo elástico de la sección de la vi a en la zona de la articulación plástica Z = EL módulo lástico efectivo de la vi a en la zona de la articulación plástica.

CONEXI ONES A MOMENTO ATORNILLADAS SIN -

Cuatro Pernos Sin Rigidizar (FBU)

Cuatro Pernos Rigidizado (FBS)

Ocho Pernos Rigidizado (EBS)

Estas son las tres configuraciones de conexión a momento tipo End-Plate más utilizadas en órticos de acero resistentes a momento. AISC Steel Design Guide No. 4, 2nd Edition (Murray and Sumner, 2003) provee antecedentes, los procedimientos de diseño e em los com letos de diseño ara las tres confi uraciones.

CONEXI ONES A MOMENTO ATORNILLADAS SIN plate se encuentra en la cara de la comuna. Mcf , es el momento de diseño para el end-plate, y es igual a la suma del momento esperado en por la excentricidad de la fuerza de cortante en la articulación plástica

CONEXI ONES A MOMENTO ATORNILLADAS SIN -

El momento es erado en la articulación plástica es: M = 1.1 x R x F x Z Por consiguiente, el momento en la cara de la columna es: Mcf  = Mpe +VuLp

GEOMETRIA CONEXI ONES ATORNI LLADAS SIN 1. End Plate en ASTM A36. 2. Soldadura de patines viga - CJP. 3. Soldadura de filete or ambos lados o soldadura CJP para el alma de viga. 4. Pernos pre tensionados ASTM A-325 o , er orac ones s n ar. 5. Pfi: Localización de los pernos. 6. Rigidizadores en la Columna. 7. Rigidizador del End plate. 8. La soldadura en el rigidizador es CJP a doble-bisel tanto para los patines de la vi a como ara el end late. 9. Tolerancia ,Separación si se requiere.

DA TOS DE P R ECA LI FI CA CI ÓN DE General Sistemas aplicables Pórticos Resistentes a Momento Ordinarios (OMF), Pórticos Resistentes a Momento Especia es SMF P arámetros Críticos de la Viga Relación mínima luz libre/altura OMF:5 : Pernos: Referencia perno A-325 & A-490 equer m en os e ns a ac n re ens ona os Tipo de perforación Estándar End Plate: Soldadura: Tipo de soldadura CJP, 3/8in para el filete de Perforación para acceso de soldadura No permitido

P ROCEDI MI ENTO DE DI SEÑO P ARA CONEXI ONES -

El procedimiento de diseño empleado para el desarrollo del resente traba o es el ro uesto or la sección 6.10 de Prequalified Connections for Special and Intermediate Steel Moment Frames for Seismic Applications, AISC 2005, el cual es muy similar al procedimiento propuesto en AISC Design Guide No. 4, 2nd Edition (Murray and Sumner, 2003). Este procedimiento incorpora las disposiciones de FEMA 350, 2000.

SUP UESTOS DEL DISEÑO DEL END- P LATE

Mcf  = Mpe +VuSh

Mcf  = 1.25 Mpe

Para esto se determinó el incremento or el cortante como un porcentaje con respecto al momento máximo probable en la articulación plástica (Mpe), para diferentes perfiles con geometrías de end-plate conocidas de la Guía de Diseño para Perfiles Estructurales de Acero y sus Conexiones en Edificios, FEDESTRUCTURAS. 2006, un valor fijo de cargas y una longitud mínima y máxima de la viga, permitiendo calcular el incremento del momento plástico que se presentaba para cada perfil. 

SUP UESTOS DEL DISEÑO DEL END- P LATE Cargas:

Viva: LL = 200 Kg/m2 Muerta: LD = 500 Kg/m2

Longitudes de Viga: ong u

n ma:

De acuerdo a los datos de precalificación de las conexiones tipo End-Plate – pórticos resistentes a momento especiales (SMF) es de 7. Por consiguiente: Lmín = 7 * db Longitud Máxima: db = L/24

→ Lmáx = 24 *

db

El ancho aferente se asumió igual a la longitud de la viga trabajando en módulos cuadrados.

SUP UESTOS DEL DISEÑO DEL END- P LATE

Perfil:

IPE 300 =

db = 300 mm

Zx = 628 cm3

Longitud de la viga: L = 7 * d = 7 * 300mm = 2.1m Lmáx = 24 * db = 24 * 300mm = 7.2m Ubicación articulación plástica: db /2 = 150 mm y 3 bf  = 450 mm

→

Longitud entre articulaciones: L1´= 2100mm – 2(150mm) – 2(200mm) = 1400mm L2´= 7200mm – 2(150mm) – 2(200mm) = 6500mm

Sh = 150 mm

SUP UESTOS DEL DISEÑO DEL END- P LATE Carga actuante en la viga: W = 1.2(500Kg/m2) + 1.6(200Kg7m2) = 920Kg/m * . Wµ2 = 920Kg/m * 7.2m = 6624Kg/m 1

Mpe = 1.1 * 1.5 * 2530kg/cm2 * 628cm3 = 26216Kg.m Cortante plástica: V = 2M e + W * L 2 2 L ´ = (2* 26216Kg.m + 1932Kg/m * (2.1m)2 /2 ) / 1.4m = 40494Kg V2 = (2Mpe + Wµ2 * L22 /2 )/L2´ = (2* 26216Kg.m + 6624Kg/m * (7.2m)2 /2 ) / 6.5m = 34480Kg

SUP UESTOS DEL DISEÑO DEL END- P LATE

Mf1 = 26216Kg.m + 40494Kg * 0.15m = 32290Kg.m →

Mf2 = 26216Kg.m + 34480Kg * 0.15m = 31388Kg.m Incremento del 20% →

De la misma manera se realizaron los cálculos del incremento del momento en la cara de la columna debido al momento producido por la excentricidad de la fuerza cortante en la articulación para los perfiles a diseñar, obteniendo un incremento promedio del 25%.

SUP UESTOS DEL DISEÑO DEL END- P LATE Despejando el valor de la cortante plástica Vu de la ecuación del , Mcf  = Mpe +VuSh =

Mcf  = 1.25 Mpe

=

Vu = (0.25 Mpe) / Sh

Calculados los diseños para los tres tipos de end-plate de cada perfil, se realizo un filtro de estos, descartando aquellos en donde 

exactamente el espesor del end-plate, y también aquellas configuraciones de ocho pernos rigidizado que por la imposibilidad , materializar, por tal razón, algunos perfiles solo disponen de un tipo de configuración, mientras que para otros todos los tres tipos .

SUP UESTOS DEL DISEÑO DEL END- P LATE

Para los diseños por la Norma Colombiana de Diseño Sismo Resistente, NSR´98 se planteó la misma metodología de diseño, a exce ción de la demanda de diseño, ue ara el códi o antes mencionado en su sección F3.7.2 estipula que corresponde al momento plástico de la viga. 

Mf  = Mpe = FyZx

CONEXIÓN DE PLA TABANDAS P ERNADAS A 1. Pernos de la platabanda. Pernos , ASTM A-325 o A-490, diseñados por aplastamiento. Las perforaciones en las platabandas son agujeros de el patín de la viga son estándar. Arandelas cuando se use separación entre las platabandas y los patines de la viga. 2. Soldadura CJP, simple o a doble bisel. Se ermite el uso de Soldadura en filete. 3. Se permite la separación entre las . 4. Placa a cortante y pernos. Las perforaciones en la platina a cortante son e ranura cor a or zon a ; os agu eros en el alma de la viga son estándar.

DATOS DE PRECALI FI CACIÓN CONEXIONES DE P LATABA NDAS General s emas ap ca es

r cos es s en es a omen o r nar os (OMF), Pórticos Resistentes a Momento Especiales (SMF)

Relación mínima luz libre/altura OMF:5 SMF:8 Detalles de la Conexión P lacas de Conexión: Especificación del material ASTM A-36, A-572 Grado 42 o 50 Pernos: Referencia perno A325-X o A490-X Espaciamiento pernos Mínimo 3 veces el diámetro Requerimientos de instalación Pre tensionados Arandelas Sólo F436 cuando se requieran P arámetros de Conexión en el Alm a: columna y pernada a la viga. Perforaciones de ranura corta horizontal.

P ROCEDI M IENTO DE DI SEÑO CON EXI ONES TI P O

se o e a conex n se rea z usan o a me o o og a escr a en el FEMA-350, numeral 3.6.3.1.

SUP UESTOS DEL DI SEÑO DE LAS PLATA BAN DAS

Mcf  = Mpe +VuSh

Mcf  = 1.35 Mpe

Al igual que las conexiones de end-plate, se determinó cual es e ncremen o con respec o a momen o m x mo pro a e en a articulación plástica (Mpe) del momento en la cara de la columna (Mf ), para diferentes perfiles con geometrías de platabandas 

para Perfiles Estructurales de Acero y sus Conexiones en Edificios, FEDESTRUCTURAS. 2006. Finalmente al analizar los resultados se adopto como un valor adecuado para representar el incremento del Mpe al llegar a la 

SUP UESTOS DEL DI SEÑO DE LAS PLATA BAN DAS

Despejando el valor de la cortante plástica Vu de la ecuación del momento que fue reemplazada anteriormente, se tiene:

Mcf  = Mpe +VuSh =

Mcf  = 1.35 Mpe =

Vu = (0.35 Mpe) / Sh

n e se o e as p a a an as perna as en os pa nes y a ma e la viga, se involucran unos factores (LTF) que se consideran en la geometría de la conexión, por tal razón se decidió determinar su , de utilizar como un valor apropiado para todos estos LTF de 1.0

SUP UESTOS DEL DI SEÑO DE LAS PLATA BAN DAS

Para los diseños por la Norma Colombiana de Diseño Sismo Resistente, NSR´98 se planteó la misma metodología de diseño a excepción de la demanda de diseño, que para el código antes mencionado en su sección F3.7.2 estipula que corresponde al momento plástico de la viga. 

Mf  = Mpe = FyZx

ANÁLI SI S DE RESULTADOS

ANALISIS COMPARATIVO DE PESOS ENTRE CONEXIONES TIPO END PLATE

ANALISIS COMPARATIVO DE PESOS ENTRE CONEXIONES TIPO END PLATE

DIFERENCIA DE PESO PARA CONEXIONES TIPO END PLATE EN PERFILES PERFILES IPE ASTMASTM- A 36 140 130

125

120 110

   )   g    K    (    N     Ó    I    X    E    N    O    C    A    L    D    O    S    E    P

30% y 50%

100

99

100

88

90 79

80

75 67

70 57

60 47

50 40

40

40 30 20

26

25 18 12

18 13

15

29

31

22 17

10 0

   0    0    2    E    P    I NSR 98

   0    2    2    E    P    I

   0    4    2    E    P    I

FEMA 350

   0    7    2    E    P    I

   0    0    3    E    P    I

   0    3    3    E    P    I

   0    6    3    E    P    I

   0    0    4    E    P    I

PERFILES

   0    5    4    E    P    I

   0    0    5    E    P    I

   0    5    5    E    P    I

   0    0    6    E    P    I

ANALISIS COMPARATIVO DE PESOS ENTRE CONEXIONES TIPO END PLATE

DIFERENCIA DE PESO PARA CONEXIONES TIPO END PLATE EN -

140 130

125 121

120

DIF DI FERENC IA EN PES PESO ENTRE 10% y 30%

110

   )   g    K    (     Ó    I    X    E    N    O    C    A    L    E    D    O    S    E    P

100

99

100 92

87

90 79

80 67

70 57

60 47

50 40

40

35

30 20

25 18 13

18 15

28 23

30

40 33

24

16

10 0

   0    0    2    E    P    I NSR 98

   0    2    2    E    P    I

   0    4    2    E    P    I

FEMA 350

   0    7    2    E    P    I

   0    0    3    E    P    I

   0    3    3    E    P    I

   0    6    3    E    P    I

PERFILES

   0    0    4    E    P    I

   0    5    4    E    P    I

   0    0    5    E    P    I

   0    5    5    E    P    I

   0    0    6    E    P    I

ANALISIS COMPARATIVO DE PESOS ENTRE CONEXIONES TIPO END PLATE DIFERENCIA DE PESO PARA CONEXIONES TIPO END PLATE EN PERFILES W

ASTM- A 572 Gr 50

260 240 220 200

   )   g    K    (    N    I    X    E    N    O    C    A    L    E    D    O    S    E    P

DIFERENCIA EN PESO ENTRE 10% y 30%

180 160 140 120 100 80 60 40 20 0

   3

5

8    2

5

7

2

6

4

6

2

6

0

2

6

0

8

6

1

6

5

5

0

0

4

7

2

8

6

4

4

7

   X    X    X    X    X    X    X    X    X    X    X    X    X    X    X    X    X    X    X    X    X    X    X    X    X    X    X    X    X    X    1    1    "    "    "    "    "    "    "    "    "    "    "    "    "    "    "    "    "    "    "    "    "    "    "    "    "    "    "    "    "    "    X    X    8    8    8    0    0    0    0    0    2    2    2    2    2    4    4    4    4    6    6    6    6    8    8    8    1    1    1    4    4    4    "    "    1    1    1    1    1    1    1    1    1    1    1    1    1    1    1    1    1    1    1    1    1    2    2    2    2    2    2    4    4    W    2    2    W    W    W    W    W    W    W    W    W    W    W    W    W    W    W    W    W    W    W    W    W    W    W    W    W    W    W    W    W    W    W

NSR 98

FEMA 350

PERFILES

ANALISIS COMPARATIVO DE PESOS ENTRE CONEXIONES TIPO PLATABANDA

ANALISIS COMPARATIVO DE PESOS ENTRE CONEXIONES TIPO PLATABANDA

DIFERENCIA DE PESO PARA CONEXIONES TIPO PLATABANDA EN PERFILES IPE ASTM A- 36 280 260

249

DIFERENCIA EN PESO y

240 220

   )   g    K    (    N    I    X    E    N    O    C    A    L    D    O    S    E    P

192

200 180 160

149

140 118

114

120 99

100

93

85

83 66

58

60 42

40 20

29 15

47

42

15

43

31

30 17

18

22

0

   0    0    2    E    P    I NSR 98

   0    2    2    E    P    I

   0    4    2    E    P    I

FEMA 350

   0    7    2    E    P    I

   0    0    3    E    P    I

   0    3    3    E    P    I

   0    6    3    E    P    I

PERFILES

   0    0    4    E    P    I

   0    5    4    E    P    I

   0    0    5    E    P    I

   0    5    5    E    P    I

   0    0    6    E    P    I

ANALISIS COMPARATIVO DE PESOS ENTRE CONEXIONES TIPO PLATABANDA DIFERENCIA DE PESO PARA CONEXIONES TIPO PLATABANDA PERFILES IPE ASTM A- 572 G r 50

280 252

260 240

DIFERENCIA EN PESO ENTRE 40% y 85%

220

   )   g    K    (    N     Ó    I    X    E    N    O    C    A    L    E    O    S    E    P

218

194

200

181

180 153

160

145

140 116

120

114

101

100 80 61

59

60 40

30

29 20

20

26

47

46

42 29

64

32

20 0

   0    0    2    E    P    I NSR 98

   0    2    2    E    P    I

   0    4    2    E    P    I

FEMA 350

   0    7    2    E    P    I

   0    0    3    E    P    I

   0    3    3    E    P    I

   0    6    3    E    P    I

PERFILES

   0    0    4    E    P    I

   0    5    4    E    P    I

   0    0    5    E    P    I

   0    5    5    E    P    I

   0    0    6    E    P    I

ANALISIS COMPARATIVO DE PESOS ENTRE CONEXIONES TIPO PLATABANDA

DIFERENCIA DE PESO PARA CONEXIONES TIPO PLATABANDA PERFILES W ASTM A- 572 Gr 50 380 360 340 320 300 280

DIFERENCIA EN PESO ENTRE 30% y 80%

260    )   g    K 240    (

   N     Ó    I    X    E    N    O    C    A    L    E    D    O    S    E    P

220 200 180 160 140 120 100 80 60 40 20 0

   3    5    8    2    5    7    2    6    4    6    2    6    0    2    6    0    8    6    1    6    5    5    0    0    4    7    2    8    6    4    4    7    1    1    1    1    1    1    2    2    1    1    2    2    3    2    2    3    3    2    3    3    4    3    5    6    4    5    6    6    7    8    0    1    X    "    X    X    X    X    X    X    X    X    X    X    X    X    X    X    X    X    X    X    X    X    X    X    X    X    X    X    X    X    X    1    1    "    8    "    "    "    "    "    "    "    "    "    "    "    "    "    "    "    "    "    "    "    "    "    "    "    "    "    "    "    "    X    X    8    8    0    0    0    0    0    2    2    2    2    2    4    4    4    4    6    6    6    6    8    8    8    1    1    1    4    4    4    "    "    1    1    1    1    1    1    1    1    1    1    1    1    1    1    1    1    1    1    1    1    1    2    2    2    2    2    2    4    4    2    2    W   W   W    W   W   W   W   W   W   W   W   W   W   W   W   W   W   W   W   W   W   W   W   W   W   W   W   W   W   W    W   W NSR 98

FEMA 350

PERFILES

ANALISIS COMPARATIVO DE PESOS PARA CONEXIONES DE EMPALME

ANALISIS COMPARATIVO DE PESOS PARA CONEXIONES DE EMPALME DIFERENCIA DE PESO PARA CONEXIONES DE EMPALME EN PERFILES HEA ASTM - A 36 350 329

325 292

300

DIFERENCIA EN PESO

277 255

250

   )   g    K    (    N    I    X    E    N    O    C    A    L    D    O    S    E    P

225

211

200

186 171

175

165 148

150

147

150

124

125 101 92

91 79

75 50

63

63

49

50 25

63

58

82

31

26

37

25 0

   0    0    2    A    E    H NSR 98

   0    2    2    A    E    H

   0    4    2    A    E    H

   0    6    2    A    E    H

FEMA 350

   0    8    2    A    E    H

   0    0    3    A    E    H

   0    2    3    A    E    H

   0    4    3    A    E    H

PERFILES

   0    6    3    A    E    H

   0    0    4    A    E    H

   0    5    4    A    E    H

   0    0    5    A    E    H

   0    5    5    A    E    H

   0    0    6    A    E    H

ANALISIS COMPARATIVO DE PESOS PARA CONEXIONES DE EMPALME

DIFERENCIA DE PESO PARA CONEXIONES DE EMPALME EN PERFILES W ASTM- A 572 Gr 50 325

307

300 275 250

   )   g    K    (    N     Ó    I    X    E    N    O    C    A    L    E    D    O    S    E    P

20% y 35%

225

196

200

180 171

175 154 144

150

126 118

125

115

147

143

119

98

100

89 78

75

5658

50 2628

35 27

   5    2    X    "    6

   4    2    X    "    8

62

68

45 41

25 0

   W NSR 98

   W

   1    3    X    "    8

   0    4    X    "    8

   8    4    X    "    8

   W

   W

   W

FEMA 350

   9    4    X    "    0    1

   3    6    X    "    2    1    H

PERFILES

   5    6    X    "    2    1

   2    8    X    "    4    1

   7    7    X    "    6    1

   6    8    X    "    8    1

   7    9    X    "    8    1

   1    0    1    X    "    1    2    W

ANALISIS COMPARATIVO DE PESOS ENTRE CONEXIONES TIPO END PLATE Y PLATABANDAS DIFERENCIA DE PESO PARA CONEXIONES TIPO END PLATE Y PLATABANDAS EN PERFILES IPE ASTM A- 36 300

250

200

   )   g    K    (    N     Ó    I    X    E    N    O    C    A    L    E    O    S    E    P

150

100

50

   0    0    2    E    P    I

   0    2    2    E    P    I

END PLATE NSR 98

   0    4    2    E    P    I

   0    7    2    E    P    I

   0    0    3    E    P    I

END PLATE FEMA 350

   0    3    3    E    P    I

   0    6    3    E    P    I

   0    0    4    E    P    I

PLATABANDA NSR 98

   0    5    4    E    P    I

   0    0    5    E    P    I

   0    5    5    E    P    I

   0    0    6    E    P    I

PLATABANDA FEMA 350

ANALISIS COMPARATIVO DE PESOS ENTRE CONEXIONES TIPO END PLATE Y PLATABANDAS DIFERENCIA DE PESO PARA CONEXIONES TIPO END PLATE Y PLATABANDAS EN PERFILES IPE A 572 Gr 50

ASTM-

250

   )   g    K    (    N     Ó    I    X    E    N    O    C    A    L    E    O    S    E    P

150

100

50

0

   0    0    2    E    P    I

   0    2    2    E    P    I

   0    4    2    E    P    I

   0    7    2    E    P    I

   0    0    3    E    P    I

   0    3    3    E    P    I

   0    6    3    E    P    I

   0    0    4    E    P    I

   0    5    4    E    P    I

   0    0    5    E    P    I

   0    5    5    E    P    I

   0    0    6    E    P    I

PERFILES END PLATE FEMA 350

END PLATE NSR 98

PLATABANDAS FEMA 350

PLATABANDAS NSR 98

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

Para perfiles en acero ASTM A-36 las conexiones de mayor peso son las de tipo End Plate y Platabandas por FEMA 350 mientras que para los perfiles en acero ASTM A-572 las conexiones de mayor peso son las de tipo Platabanda tanto por FEMA 350 como por , o que reve a que a var ac n en a eman a e diseño en la norma NSR 98 es controlada por la resistencia del material, es decir, a menor Fy mayores son las diferencias en peso, o que acen a e rango e erenc a en re am as normas. 

ANALISIS COMPARATIVO DE PESOS ENTRE CONEXIONES TIPO END PLATE Y PLATABANDAS DIFERENCIA DE PESO PARA CONEXIONES TIPO END PLATE Y PLATABANDAS EN PERFILES W ASTM 572 Gr 50

A

400

300

   )   g    K    (    N    I    X    E    N    O    C    A    L    E    D    O    S    E    P

200

100

0

   3    1    X    "    8

   5    8    1    1    X    "    X    8    "    8    W

   2    1    X    "    0    1

   5    1    X    "    0    1

   7    1    X    "    0    1

   2    2    X    "    0    1

   6    2    X    "    0    1

   4    1    X    "    2    1

   6    1    X    "    2    1

   2    2    X    "    2    1

   6    2    X    "    2    1

   0    3    X    "    2    1

   2    2    X    "    4    1

   6    2    X    "    4    1

   0    3    X    "    4    1

   8    3    X    "    4    1

   6    2    X    "    6    1

   1    3    X    "    6    1

   6    3    X    "    6    1

   5    4    X    "    6    1

   5    3    X    "    8    1

   0    5    X    "    8    1

   0    6    X    "    8    1

   4    4    X    "    1    2

   7    5    X    "    1    2

   2    6    X    "    1    2

   8    6    X    "    4    2

   6    7    X    "    4    2

   4    8    X    "    4    2

   4    7    0    1    1    1    X    X    "    "    4    4    2    2    W    W

PERFILES END PLATE FEMA 350

END PLATE NSR 98

PLATABANDAS FEMA 350

PLATABANDAS NSR 98

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

n a r ca compara va en re as normas y para las conexiones tipo End Plate y Platabandas en perfiles IPE en acero ASTM A-36, ASTM A-572 Gr 50 y W ASTM A-572 Gr 50 , comportamiento particular observando que los perfiles IPE ASTM A36 y perfiles IPE ASTM A-572 Gr 50 muestran una divergencia FEMA 350 con respecto a las demás conexiones para este tipo de perfiles, así mismos se observa que los diseños para las conexiones más convergentes entre si, pudiéndose decir este comportamiento se debe al gran numero de perfiles existentes en el mercado.

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

Los

diseños que se obtienen p o r la no rm a FEM A-350 presenta

diseñadas por NSR 98, lo que se ve reflejado en los valores de la demanda de diseño puesto que en las especificaciones dadas pr , y la contribución a momento generada por la cortante plástica, los cuales incrementan la demanda para los end plates 63%.

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

En eneral ara conexiones de erfiles en acero ASTM A-36 la diferencia en peso entre FEMA-350 y NSR-98 es mayor con respecto a perfiles en acero ASTM A-572 Gr 50 debido a la variación en el momento de diseño por la norma NSR-98 . 

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

En el análisis de pesos de las conexiones, es indiscutible ver como , que las mayores diferenciaciones en peso se dan en las conexiones viga – columna por platabandas, seguidas de los empalmes de , en acero ASTM A-36 de estas conexiones, así mismo, para los perfiles en acero ASTM A-572 grado 50, a pesar de tener diver encias menores la conexión ti o latabandas resenta las mas altas variaciones, mientras los empalmes y los end plates ilustran rangos mas controlados. 

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

Para los end plate la variación en peso esta determinada por una modificación del espesor de la placa, el cual esta en función de la demanda de diseño, mientras que el resto de las dimensiones de sta est n ija as por a geometr a e a viga y e tipo e configuración de end plate a emplear. 

En

las platabandas el cambio del momento de diseño se ve

conforman y se debe hacer incidencia en que es una conexión que cuenta con mas componentes que el end plate, ya que utiliza placas .

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

La metodolo ía los criterios recomendados or FEMA-350 son una herramienta para el diseño y fabricación de conexiones que por encontrarse precalificadas nos dan la seguridad de estar dimensionando platinas de conexión que no solo nos garantizan rigidez y resistencia sino también la ductilidad de los pórticos resistentes a momento. 

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

Observando los resultados del análisis comparativo de pesos de las conexiones propuestas en este proyecto de investigación se a as a o as normas y , e mpac o económico sería bastante significativo al adoptar los criterios estipulados por la primera; sin embargo, siendo esta el resultado e un amp o programa e nves gac n en o re eren e a materiales, comportamiento de los sistemas estructurales, entre otros, sustentada con pruebas de laboratorio y análisis de 

conexiones, es la que nos garantiza un comportamiento adecuado de estas de acuerdo al sistema estructural en el que se , sin fractura, así como los efectos sísmicos.