El diseño práctico de las conexiones soldadas requiere considerar detalles como los tamaños y longitudes máximos y mínimos de la soldadura. Las NTC-DF, demanda lo siguiente,
Tamaño mínimo,
‘El tamaño mínimo permitido es una función del espesor de la parte mas gruesa conectada’ (Segui, 2000) y se da en la siguiente tabla,
mm pulg mm pulg
t ≤ 6.3 t ≤ 1/4 3.2 1/8
6.3 < t ≤ 12.7 1/4 < t ≤ 1/2 4.8 3/16 12.7 < t ≤ 19.1 1/2 < t ≤ 3/4 6.3 1/4
t > 19.1 t > 3/4 7.9 5/16
Tabla 6.7 Tamaños mínimos de soldaduras de filete (Arnal y Betancourt, 1999)
Tamaño máximo,
El tamaño máximo de las soldaduras de filete colocadas a lo largo de los bordes de placas o perfiles es,
En los bordes de material de grueso menor de 6.3 mm (1/4”), el grueso del material En los bordes de material de grueso igual o mayor que 6.3 mm, el grueso del
material menos 1.5 mm (1/16”) Longitud mínima,
‘La longitud mínima permisible de un filete de soldadura es de cuatro veces su tamaño. Esta limitación no es severa, pero si esta longitud no está disponible, una longitud más corta puede emplearse si el tamaño efectivo de la soldadura se toma como un cuarto de su longitud’ (Segui, 2000).
Remates de extremo,
‘Cuando una soldadura se extiende hasta el extremo de un miembro, ella debe prolongarse alrededor de la esquina. Para evitar las concentraciones de los esfuerzos y garantizar que el tamaño de la soldadura se mantenga en toda su longitud. El remate debe de ser de por lo menos dos veces el tamaño de la soldadura, con un mínimo de 1 cm’ (Segui, 2000).
Soldaduras intermitentes,
Pueden usarse soldaduras de filete intermitentes en los casos en que la resistencia requerida sea menor que la de una soldadura de filete continua del tamaño permitido más pequeño. La longitud efectiva de un segmento de una soldadura intermitente no será nunca menor de cuatro veces el tamaño de la soldadura, con un mínimo de 4 cm. La separación longitudinal máxima entre cordones interrumpidos de soldadura será; 30 cm si están colocados en líneas paralelas, y, 45 cm, si lo están en tresbolillo (Arnal y Betancourt, 1999).
Juntas traslapadas,
El traslape no será menor que cinco veces el grueso de la más delgada de las partes que se estén uniendo, con un mínimo de 2.5 cm.
Nota: las soldaduras pequeñas son, en general, más baratas que las grandes, ya que, el tamaño máximo que puede hacerse con un solo pase del electrodo es de, aproximadamente, 5/16” y los pases múltiples incrementan el costo.
PROFESOR M.C. JORGE AGUILAR CARBONEY FACULTAD DE INGENIERÍA SIMBOLOS DE LA SOLDADURA,
‘Las soldaduras son especificadas en los dibujos de diseño por medio de símbolos estandarizados, que proporcionan una manera conveniente de describir la configuración requerida de la soldadura’ (Segui, 2000).
Estos símbolos eliminan la necesidad de dibujos de las soldaduras y de hacer largas notas descriptivas.
La figura siguiente presenta el método de identificación de soldaduras mediante símbolos, desarrollado por la sociedad americana de soldadura (AWS),
Figura 6.12 Símbolos básicos de la soldadura (De Buen, 1993)
Para aclarar alguna confusión, se presentan en la figura 6.13, algunos símbolos con la explicación de cada uno.
PROFESOR M.C. JORGE AGUILAR CARBONEY FACULTAD DE INGENIERÍA Figura 6.13 Explicación de símbolos básicos
(Segui, 2000)
‘Si la conexión tiene un plano de simetría, el centroide del área de corte de los sujetadores o las soldaduras se usa como el punto de referencia, y la distancia perpendicular de la línea de acción de la carga al centroide se llama excentricidad’ (Segui, 2000).
TORNILLOS: -SUJETOS SÓLO A CORTANTE-
La conexión de ménsula de la columna que se muestra en la figura 6.14, es una conexión atornillada sometida a un cortante excéntrico.
Figura 6.14 Típica conexión de Ménsula (Segui, 2000)
‘Existen dos enfoques para la solución de este problema: el análisis tradicional elástico y el más exacto (pero más complejo) por análisis de resistencia última’ (Segui, 2000). En este apartado, estudiaremos el primero.
Análisis elástico,
En el inciso (a) de la figura siguiente, las áreas de corte de los sujetadores y las cargas se muestran separadas de la columna y de la placa de la ménsula.
Figura 6.15 Análisis estático de tornillos sujetos sólo a cortante (Segui, 2000)
La carga excéntrica P puede reemplazarse por la misma carga al actuar aplicada en el centroide más el par M = Pe, donde e es la excentricidad.
Si se hace este reemplazo, la carga será concéntrica y se puede suponer que cada sujetador resiste una porción igual de la carga, dada por Pc = P/n, donde n es el número
de sujetadores.
‘Las fuerzas en los sujetadores que resultan del par pueden encontrarse al considerar que los esfuerzos cortantes en los sujetadores son el resultado de la torsión de una sección transversal constituida por las áreas transversales de los sujetadores. Si se hace tal supuesto, el esfuerzo cortante en cada sujetador se encuentra con la fórmula de la torsión’ (Segui, 2000),
Fv = Md
J Donde,
D = distancia del centroide del área al punto donde se está calculando el esfuerzo J = momento polar de inercia del área respecto al centroide
Y el esfuerzo fv es perpendicular a d.
Si se emplea el teorema de los ejes paralelos y se desprecia el momento polar de inercia de cada área circular respecto a su propio centroide, J para el área total puede aproximarse como:
J = ∑ Ad2 = A ∑ d2
Si todos los sujetadores tienen la misma área, la ecuación del esfuerzo puede entonces escribirse como,
Fv = Md
A ∑ d2
Y la fuerza cortante en cada sujetador causada por el par es, Pm = Afv = A Md = Md
PROFESOR M.C. JORGE AGUILAR CARBONEY FACULTAD DE INGENIERÍA A ∑ d2 ∑ d2
‘Las dos componentes de fuerza cortante así determinadas pueden sumarse vectorialmente para obtener la fuerza resultante p, como se muestra en el inciso (b) de la figura 6.15, donde el sujetador inferior derecho se usa como ejemplo’ (Segui, 2000).
Cuando se ha determinado la resultante máxima, se elige el tamaño del sujetador que resista esta fuerza.
El sujetador crítico no puede siempre encontrarse por inspección y es necesario hacer los cálculos de varias fuerzas.
Es más conveniente, en general, trabajar con los componentes rectangulares de fuerzas. Para cada sujetador, los componentes horizontal y vertical de la fuerza cortante directa resultante son:
Pcx = Px y Pcy = Py
n n
donde Px y Py son las componentes x y y de la carga P total en la conexión, como se
muestra en la figura que sigue,
Las componentes horizontal y vertical causadas por la excentricidad pueden encontrarse apoyándose en la siguiente figura, como sigue,
En términos de las coordenadas x y y de los centros de las áreas de los sujetadores, ∑ d2 = ∑(x2 + y2)
donde el origen del sistema coordenado está en el centroide del área cortante total de los sujetadores. La componente x de Pm es:
cos ά = Y , cos ά = Pmx ; y = Pmx d Pm d Pm Por lo tanto, Pmx = y Pm = y Md = y Md = My . D d ∑ d2 d ∑(x2 + y2) ∑(x2 + y2) De manera similar,
Pmy = Mx
.
∑(x2 + y2)
y la fuerza total en el sujetador es, P = √[( ∑Px )8 + ( ∑Py )2]
Donde,
∑Px = Pcx + Pmx
∑Py = Pcy + Pmy
‘Si P, la carga aplicada a la conexión, es una carga factorizada, entonces la fuerza p sobre el sujetador es la carga factorizada por ser resistida en cortante y aplastamiento, es decir, la resistencia de diseño requerida’ (Segui, 2000).
Ejemplo: Una carga factorizada de 45,359.20 kgs actúa sobre un grupo de tornillos, como se muestra en la figura.
Los tornillos están en cortante simple. Use un análisis elástico para determinar el diámetro requerido para tornillos A325 de deslizamiento crítico. Suponga que la resistencia por cortante de los tornillos de alta resistencia es adecuada.
El centroide del grupo de sujetadores se encuentra al usar un eje horizontal que pase por la fila inferior y aplicar el principio de momentos:
Ý = 8(7.62 cm)/10 = 6.096 cm
Las componentes horizontal y vertical de la carga son,
Cos 45˚ = Px/45,359.20 ;Px = 32,073.8
kg ←
sen 45˚ = Py/45,359.20 ;Py = 32,073.8
kg ↓
Con referencia a la figura inferior, calculamos el momento de la carga respecto al centroide,
M = 32073.8 kg(6.985 cm + 30.48 cm) – 32073.8 kg(30.48 cm – 6.096 cm) = 419,557.38 kg-cm (horario)
Analizando el tornillo inferior derecho:
Las componentes horizontal y vertical de la fuerza en cada tornillo que resulta de la carga concéntrica son,
Pcx = 32,073.8 kg = 3,207.38 kg ← Pcy = 32,073.8 kg = 3,207.38 kg ↓
10 10
PROFESOR M.C. JORGE AGUILAR CARBONEY FACULTAD DE INGENIERÍA ∑(x2 + y2) = 10(6.985 cm)2 + 2[(6.096 cm)2 + (1.524 cm)2 + (9.144 cm)2 + (16.764 cm)2 + (24.384 cm)2] = = 2,485.32 cm2 Pmx = My/∑(x2 + y2) = [419,557.38 kg-cm(6.096 cm)]/2,485.32 cm2 = 1,029.09 kg ← Pmy = Mx/∑(x2 + y2) = [419,557.38 kg-cm(6.985 cm)]/2,485.32 cm2 = 1,179.17 kg ↓ ∑Px = Pcx + Pmx = 1,029.09 kg + 3,207.30 kg = 4,236.39 kg ∑Py = Pcy + Pmy = 3,207.30 kg + 1,179.17 kg = 4,386.47 kg
P = √[(4,236.39 kg)2 + (4,386.47 kg)2] = 4,406.86 kg , carga factorizada de diseño Diseño de la conexión por fricción, con tornillos A325:
Para cada tornillo, Pservicio = Pu/F.C. = 4406.86 kg/1.4 = 3,147.76 kg
De la tabla -NTC-, para tornillos A325 y agujeros estándar; VCF = 1,203 kg/cm2
RF = FR x ATR x VCF
3,147.76 kg = 1.0(A)(1230 kg/cm2) ; A = 2.56 cm2 A = (∏ x d2)/4 = 2.56 cm2 ; d = 1.805 cm
Se propone usar d = ¾” (1.905 cm)
SOLDADURA: -SUJETAS SÓLO A CORTANTE-
‘Las conexiones excéntricas soldadas se analizan en forma muy parecida a como se hace con las atornilladas, excepto que las longitudes unitarias de soldaduras reemplazan a los sujetadores individuales en los cálculos. Como en el caso de las conexiones excéntricas atornilladas cargadas en cortante, las conexiones en cortante soldadas puede ser analizadas por métodos elásticos o de resistencia última’ (Segui, 2000). Analizaremos únicamente el primero.
Análisis elástico,
La carga sobre la ménsula que se muestra en el inciso (a) de la siguiente figura se considera que actúa en el plano de la soldadura, es decir, en el plano de la garganta. Si se hace esta ligera aproximación, la carga será resistida por el área de la soldadura que se presenta en el inciso (b) [tamaño efectivo de la garganta x L].
Figura 6.16 Análisis elástico de soldaduras sujetas sólo a cortante (Segui, 2000)
‘Sin embargo, los cálculos se simplifican si se utiliza una dimensión unitaria para la garganta. En tal caso, la carga calculada se multiplica por 0.7071 veces el tamaño de la soldadura para obtener la carga real’ (Segui, 2000).
Una carga excéntrica, en el plano de la soldadura, somete a la propia soldadura a un cortante directo (provocado por la carga P) y a un cortante torsionante (debido al momento provocado por la excentricidad).
Como todos los elementos de la soldadura reciben una porción igual del cortante directo, el esfuerzo cortante directo es,
F1 = P = P = P ,
A (1)L L Donde ,
L es la longitud total de la soldadura y es numéricamente igual al área por cortante, porque se ha supuesto un tamaño unitario de garganta.
Si se emplean componentes rectangulares,
F1x = Px y f1y = Py ,
L L Donde Px y Py son las componentes x y y de la carga aplicada.
El esfuerzo cortante originado por el par que se encuentra con la fórmula de la torsión, F2 = Md J Donde,
D = distancia del centroide del área cortante al punto donde se está calculando el esfuerzo
J = momento polar de inercia de tal área
La figura 6.17, muestra este esfuerzo en la esquina superior derecha de la soldadura dada.
En términos de componentes rectangulares,
F2x = My y f2y = Mx
J J
Figura 6.17 Elementos de una soldadura (Segui, 2000)
Se tiene también,
J = ∫A r2 d A = ∫A (x2 + y2) d A = ∫A x2 d A + ∫A y2 d A = Iy + Ix
PROFESOR M.C. JORGE AGUILAR CARBONEY FACULTAD DE INGENIERÍA Una vez encontradas todas las componentes rectangulares, ellas pueden sumarse vectorialmente para obtener el esfuerzo resultante en el punto de interés, o
Fv = √[( ∑fx )2 + ( ∑fy )2
Nota: ‘Al igual que sucede con las conexiones atornilladas, la localización crítica para este esfuerzo resultante se determina por la inspección de las magnitudes y las direcciones relativas de las componentes de los esfuerzos cortantes directo y torsionante’ (Segui, 2000).
Como se utiliza un ancho unitario de la soldadura, los cálculos del centroide y el momento de inercia son los mismos que para una línea.
En esta sección tratamos todos los segmentos de la soldadura como segmentos de línea, que suponemos de la misma longitud que el borde de la parte conectada a la que son adyacentes. Por lo tanto, despreciamos el momento de inercia de un segmento de línea respecto al eje que coincide con la línea (Segui, 2000).
Ejemplo: Determine el tamaño de la soldadura requerida para la conexión de la ménsula mostrada en la figura. La carga de 27,215.52 kgs es factorizada. Se usa acero A36 para la ménsula y para la conexión.
La carga excéntrica puede ser reemplazada por una carga axial y un par, como se muestra en la segunda parte de la figura.
Entonces, el esfuerzo cortante directo, es el mismo para todos los segmentos de la soldadura y es igual a: Cos 60˚ = Px / 27,215.52 kg ; Px = 13,607.76 kg Sen 60˚ = Py / 27,215.52 kg ; Py = 23,569.33 kg L = 30.48 cm + 2(20.32 cm) = 71.12 cm F1x = 13,607.76 kg/71.12 cm = 191.34 kg/cm F1y = 23,569.33 kg/71.12 cm = 331.40 kg/cm
Antes de calcular la componente torsionante del esfuerzo cortante, la localización del centroide del área cortante de la soldadura debe ser determinado.
X(71.12 cm) = 2(20.32 cm)(10.16), x = 5.81 cm La excentricidad e para Py es,
25.4 cm + 20.32 cm – 5.81 cm = 39.91 cm La excentricidad e para Px es,
30.48 cm / 2 = 15.24 cm y el momento torsionante es,
M = 23,569.33 kg(39.91 cm) – 13,607.76 kg(15.24 cm) = 733,269.70 kg-cm
Si se desprecia el momento de inercia de cada soldadura horizontal con respecto a su propio eje centroidal, el momento de inercia del área total de la soldadura con respecto a su eje centroidal horizontal es:
Ix = (1/12)(1)(30.48 cm)3 + 2(20.32 cm x 1)(15.24 cm)2 = 11,798.69 cm4 De manera similar, Iy = 2[(1/12)(1)(20.32 cm)3 + (20.32 cm x 1)(10.16 cm – 5.81 cm)2] + (30.48 cm x 1)(5.81 cm)2 = 3,196.26 Entonces, J = Ix + Iy = 11,798.69 cm4 + 3,196.26 cm4 = 14,994.95 cm4
La segunda parte de la figura mostrada, muestra las direcciones de ambas componentes de un esfuerzo en cada esquina de la conexión. Por inspección, la esquina superior derecha o la esquina inferior derecha pueden tomarse como la posición crítica.
Si se toma la esquina inferior derecha,
F2x = My/J = [733,269.70 kg-cm(15.24 cm)]/14,994.95 cm4 = 745.25 kg/cm
F2y = Mx/J = [733,269.70 kg/cm(20.32 cm – 5.81 cm)]/14,994.95 cm4 = 709.56 kg/cm
El cortante total en el conector crítico es,
Fv = √[(191.34 kg/cm + 745.25 kg/cm)2 + (331.40 kg/cm + 709.56 kg/cm)2] = 1400.29
kg/cm
Revisamos la resistencia del metal base (si usamos soldaduras de filete);
De la tabla -NTC- ; FMB = 0.60Fu = 0.60(4200 kg/cm2) = 2,520 kg/cm2 , y FR =
0.75
RMB = FR[(área del metal base sometida a cortante)FMB] = 0.75(1.43 cm x 1)(2,520
kg/cm2) = 2,702.7 kg/cm > 1,400.29 kg/cm (es satisfactoria)
La resistencia del metal de la soldadura es, RS = FR[(0.7071 x w x L)Fs]
Proponemos usar electrodos E70 ; De tabla -NTC- , Fs = 0.60(4,920 kg/cm2) =
2,952 kg/cm2
W = Rs = 1,400.29 kg/cm = 0.89 cm
PROFESOR M.C. JORGE AGUILAR CARBONEY FACULTAD DE INGENIERÍA Utilice una soldadura de filete de 3/8” (0.95 cm) y electrodos E7018
6.1.1.1.3-1 Determine la resistencia de diseño para la conexión que se muestra en la siguiente figura, con base en el cortante y el aplastamiento. Los tornillos son A307 de ¾” de diámetro y se utiliza acero A36 para el miembro y la placa de nudo.
Resistencia por cortante;
De la tabla -NTC-, y para tornillos A307 FR = 0.60
VC = 1,900 kg/cm2
El área nominal del tornillo es, A = [∏(1.905 cm)2]/4
= 2.85 cm2
RC = FR x ATR x VC tR = 0.60(2.85 cm2)(1,900 kg/cm2) =
3,249 kgs
Para tres tornillos, la resistencia por cortante será,
RC = 3(3,249 kg) = 9,747 kgs
Resistencia por aplastamiento; (Para acero A36, Fu = 4,200 kg/cm2)
Para la revisión por aplastamiento, el diámetro es, D = dNOM + 1.5 mm = 19.05 mm + 1.5 mm = 20.55 mm
Como el espesor es el mismo para el miembro en tensión que para la placa de nudo, y, Como L > 1.5d, 1 1/4” > 1.5(3/4”) = 1 1/8” ; consideramos agujeros estándar y, hay tres tornillos en la línea de la fuerza,
RA = FR x 2.4 x d x t x Fu = 0.75(2.4)(2.06 cm)(0.9525 cm)(4,200 kg/cm2) = 14,833.85
kg
Para tres tornillos, la resistencia por aplastamiento es,
RA = 3(14,833.85 kg) =
44,501.55 kg
Por lo tanto, la resistencia de la conexión es = 9,747 kgs
6.1.1.1.3-2 a. ¿Cuántos tornillos A307 de 1” de diámetro se requieren para la conexión que se presenta en la figura? Los tornillos se colocarán en dos líneas como se muestra
b. ¿Cuál es la longitud mínima de empalme?
a.-
Para un tornillo, la resistencia por cortante es,
De la tabla –NTC-, y para agujeros A307 FR = 0.60
VC = 1,900 kg/cm2
El área nominal del tornillo es, A = [∏(2.54 cm)2]/4 = 5.07 cm2
RC = FR x ATR x VC = 0.60(5.07 cm2)(1,900 kg/cm2)
= 5,779.8 kgs Para un tornillo, la resistencia por aplastamiento es, D = dnom + 1.5 mm = 25.4 mm + 1.5 mm = 2.7 cm
Si consideramos que, L > 1.5d ; usamos agujeros estándar y, hay dos tornillos en la línea de la fuerza,
RA = FR x 2.4 x d x t x Fu = 0.75(2.4)(2.7 cm)(1.27 cm)(4,200 kg/cm2) = 25,923.24 kg
Como se puede apreciar, es crítica la resistencia por cortante, RC = 5,779.8 kgs
No. Tornillos = 54,431 kg/5,779.8 kg = 9.42 ; usar 10 tornillos, 5 en cada línea. b.- Según las NTC,
separación mínima = 3d = 3(2.54 cm) = 7.62 cm
d.b.m. (para bordes cortados con cizalla) = 4.45 cm ; se confirma que, L > 1.5d por lo tanto, L = S + 2(d.b.m.) = 7.62 cm + 2(4.45 cm) = 16.52 cm. Usar L = 20 cm
6.1.1.1.3-3 Un miembro en tensión de 7/8” de espesor forma un empalme en dos placas de 3/8” de espesor, como se muestra en la figura. La conexión se hace con cuatro tornillos A325 de 5/8” de diámetro. Todo el acero es A36. Calcule la resistencia de diseño de la conexión con base en el aplastamiento y el cortante en los tornillos. Considere la rosca no incluida en el plano de corte
Revisión por cortante,
De tabla -NTC-, para tornillos A325, FR = 0.60
VC = 5,060 kg/cm2
El área nominal del tornillo es, A = [∏(1.59 cm)2]/4 = 1.99 cm2
RC = FR x ATR xVC = 0.60(1.99 cm2)(5,060 kg/cm2)
= 6,041.64 kgs ; pero como existen 2 planos de corte,
RC = 2(6,041.64 kg) = 12,083.28 kg
La resistencia por cortante total es,
PROFESOR M.C. JORGE AGUILAR CARBONEY FACULTAD DE INGENIERÍA Resistencia por aplastamiento del material; (Para acero A36, Fu = 4,200 kg/cm2)
Para la revisión por aplastamiento, el diámetro es,
D = dNOM + 1.5 mm = 15.9 mm + 1.5
mm = 17.40 mm
Se utiliza el espesor menor (t = 3/8” x 2 placas = 1.905 cm),
Como L > 1.5d, 1 1/2” > 1.5(5/8”) ; consideramos agujeros estándar y, hay dos tornillos en la línea de la fuerza,
RA = FR x 2.4 x d x t x Fu = 0.75(2.4)(1.74 cm)(1.905 cm)(4,200 kg/cm2) = 25,059.13
kg
Para cuatro tornillos, la resistencia por aplastamiento es,
RA = 4(25,059.13 kg) =
100,236.52 kg
Por lo tanto, la resistencia de la conexión es = 48,333.12 kgs
6.1.2.4-1 Un miembro en tensión formado por un solo ángulo LI2x1/4” está conectado con soldaduras de filete como se muestra en la figura. Todo el material es acero A36. Diseñe la soldadura.
El metal base en esta conexión es acero A36, por lo que se usarán electrodos E70XX.
Para el espesor, t = ¼” ; el tamaño mínimo del filete es = 3/16”
Ensayamos una soldadura de filete 3/16” (0.48 cm) y E70XX. La capacidad por centímetro es,
0.7071w[FRFS] = 0.7071(0.48 cm)[0.75(0.60 x 4920)] =
751.34 kg/cm
y la capacidad del metal base es,
FRFMBt = 0.90(2,530 kg/cm2)(0.32 cm) = 728.64 kg/cm (gobierna)
Longitud requerida = 4000 kg / 728.64 kg/cm = 5.5 cm, Use 6 cms (3 cm a cada lado) Emplee una soldadura de filete de 3/16” (el tamaño máximo con un solo pase es 5/16”), con electrodo E70XX y una longitud mínima de 3 cm a cada lado.
Capítulo 7
‘En algunas ocasiones los patines de una viga por sí solos proporcionan suficiente área de apoyo, pero de cualquier modo deben utilizarse placas de apoyo, ya que éstas son muy útiles en el montaje y aseguran una mejor superficie de apoyo para la viga’ (McCormac, 1991).
‘Por otro lado, cuando una columna de acero se apoya en la parte superior de un cimiento, o de una zapata aislada, es necesario que la carga de la columna se distribuya en un área suficiente para evitar que se sobreesfuerce el concreto’ (McCormac, 1991).
En ambos casos, la función de la placa es distribuir una carga concentrada al material del soporte.
El diseño de una placa sobre la que se apoyará una viga de sección transversal I, se hace mediante los cuatro pasos siguientes. Mientras que, el diseño de una placa sobre la que se apoya cualquier otro elemento estructural de acero, adopta únicamente los pasos 3 y 4 (Segui, 2000).
1.- Determine el ancho de la placa (el cual referenciaremos con la letra N) de manera que se impida la fluencia del alma de la viga
2.- Determine el ancho de la placa, de manera que se impida también, el aplastamiento del alma de la viga
3.- Determine el largo de la placa (que llamaremos B) de manera que, el área BxN sea suficiente para impedir que el material de soporte (usualmente concreto) sea aplastado por apoyo
4.- Determine el espesor t de manera que la placa tenga suficiente resistencia por flexión.
PROFESOR M.C. JORGE AGUILAR CARBONEY FACULTAD DE INGENIERÍA Es la compresión del alma de la viga causada, principalmente, por dos tipos de fuerzas: una reacción de extremo, ó, una carga transmitida al patín superior por una columna u otra viga (Segui, 2000). Ver figura 7.1,
Figura 7.1 Tipos de fuerzas que intervienen en la fluencia del alma de la viga. Cuando la carga es transmitida por una placa, se supone que la fluencia del alma tiene lugar a una distancia K de la cara exterior del patín (esta dimensión está tabulada en las tablas de dimensiones y propiedades del manual) . Además, se supone que, la carga se distribuye según una pendiente de 1:2.5 (Segui, 2000), como se muestra en la siguiente figura,
Figura 7.2 Modo de distribución de una carga sobre la viga (Segui, 2000)
Entonces,
Para la carga de extremo, Ru;
El área sometida a fluencia es (2.5k + N)tw.
Y por lo tanto, la resistencia de diseño es,
RFA = FR[(2.5k + N)twFy] ; FR = 1.0
Para la carga interior;
La longitud de la sección sometida a fluencia es 2(2.5k) + N = 5k + N
Y por lo tanto, la resistencia de diseño es,
RFA = FR[(5k + N)twFy] ; FR = 1.0
Aplastamiento del alma,
‘Es el pandeo del alma causado por la fuerza de compresión transmitida a través del patín’ (Segui, 2000).
La resistencia de diseño por aplastamiento del alma es,