CentrodeInvestigacióndelosReglamentosNacionales deSeguridadparalasObrasCivilesdelSistemaINTI

CentrodeInvestigacióndelosReglamentosNacionales deSeguridadparalasObrasCivilesdelSistemaINTI Pu Tu Tu PROLOGO El Proyecto de Reglamento CIRSOC 301 “Reglamento Argentino de Estructuras de Acero para Edificios” que se presentó a discusión pública nacional en agosto del año 2000 hasta el 31 de agosto de 2001, se desarrolló sobre la base de la versión 1994 del documento Load and Resistence Factor Design Specification for Structural Steel Buildings del American Institute of Steel Construction (LRFD-AISC). A fines del año 2000 la AISC publica una actualización de las Especificaciones LRFD con el fin de incorporar los nuevos conocimientos y experiencias acumulados en los años de investigación y utilización masiva en su país de origen. Con el fin de disponer de un Reglamento actualizado, la Secretaría de Obras Públicas de la Nación y el Comité Ejecutivo del CIRSOC han decidido incorporar estas modificaciones al Proyecto CIRSOC 301-2000, y al mismo tiempo encarar una intensa campaña de difusión para que la comunidad técnica pueda juzgar y opinar sobre esta propuesta de actualización que estará en discusión pública nacional hasta el 31 de diciembre de 2001. En cada Capítulo y Apéndice, aquellas secciones que presentan modificaciones, incorporaciones o nuevos ordenamientos, se incluyen en forma completa con su nueva redacción con el fin de facilitar su evaluación en conjunto. Las modificaciones incluidas en esta actualización se resumen a continuación: EN EL REGLAMENTO: Capítulo A: q q q Se ajusta el campo de validez del Reglamento y se incorporan referencias a los Reglamentos CIRSOC en preparación Se ajusta la definición de los tipos de estructuras Se incorporan las combinaciones de acciones propuestas en el documento “Minimum Design Loads for buildings and others structures” (ASCE 7-98), utilizadas también en el Proyecto de Reglamento CIRSOC 201”Reglamento Argentino de Estructuras de Hormigón” basado en el Código ACI-318-99 Capítulo B: q Se realiza un nuevo ordenamiento en algunas Secciones y se ajusta la redacción de otras. Capítulo C q Se agrega un Sección con especificaciones para los Sistemas de Arriostramiento. Capítulo D: q Se realiza un reordenamiento de la Sección Barras unidas con perno y Barras de Ojo. Capítulo F: q Se reordenan las secciones referidas al estado límite de pandeo lateral- torsional y al proyecto con análisis plástico. Se modifican los límites de esbeltez local para la flexión de secciones de ángulo simple. Capítulo J y Apéndice J: q Se modifican algunas especificaciones para soldadura, uniones con bulones del tipo deslizamiento crítico y del tipo aplastamiento bajo cargas mayoradas y de servicio, y resistencia al aplastamiento de la chapa en agujeros. Apéndice K: q Se modifica totalmente el procedimiento para el proyecto de barras y uniones sometidas a cargas cíclicas (fatiga). Capítulo N: q Se agrega este Capítulo referido a la evaluación de estructuras existentes sometidas a acciones gravitatorias EN LOS COMENTARIOS: q Se incorporan a los Comentarios las modificaciones que se originan en los cambios propuestos a los distintos Capítulos. Las observaciones, comentarios y sugerencias tanto al proyecto de Reglamento como a su propuesta de actualización 2001, se deben enviar a la Sede del CIRSOC, Balcarce 186 1° piso of. 138 (C1064AAD) Buenos Aires, hasta el 31 de diciembre de 2001, siguiendo la metodología que a continuación se describe: 1. Se deberá identificar claramente el proyecto de reglamento que se analiza, como así también el artículo y párrafo que se observa. 2. Las observaciones se deberán acompañar de su fundamentación y de una redacción alternativa con el fin de que el coordinador del proyecto observado comprenda claramente el espíritu de la observación. 3. Las observaciones, comentarios y sugerencias deberán presentarse por escrito, firmadas y con aclaración de firma, y deberán enviarse por correo o entregarse en mano. Se solicita detallar Dirección, Teléfono, Fax, e-mail con el fin de facilitar la comunicación. 4. No se aceptarán observaciones enviadas por fax o e-mail, dado que estos medios no permiten certificar la autenticidad de la firma del autor de la observación. Confiamos en que los profesionales nos acompañen con buena predisposición y espíritu de colaboración, con el fin de que los reglamentos interpreten y reflejen su opinión, dado que son ellos los verdaderos destinatarios, como usuarios, del esfuerzo encarado. Confiamos también en que las facultades de arquitectura e ingeniería de todo el país participen activamente en la etapa de discusión dado que la Universidad debe ser uno de nuestros mejores aliados para iniciar el cambio. Gracias. INDICE ACTUALIZACION CAPITULO A : REQUISITOS GENERALES A.2.- LIMITES DE APLICACIÓN 1 A.2.1.- Campo de validez A.2.2.- Tipos de Estructura A.4.2.- Combinación de acciones para los estados límites últimos 1 2 2 CAPITULO B : REQUERIMIENTOS DE PROYECTO B.3.- AREA NETA EFECTIVA PARA BARRAS TRACCIONADAS B.9.- EMPOTRAMIENTOS B.10.- DIMENSIONAMIENTO DE VIGAS LAMINADAS Y VIGAS ARMADAS 5 6 6 CAPITULO C: ANÁLISIS ESTRUCTURAL Y ESTABILIDAD 9 C.3.- SISTEMA DE ARRIOSTRAMIENTO 9 9 9 10 10 10 11 C.3.1.- Alcance C.3.2.- Pórticos C.3.3.- Columnas C.3.4.- Vigas C.3.4.(a).- Arriostramiento lateral C.3.4.(b).- Arriostramientos para torsión CAPITULO D: BARRAS TRACCIONADAS 13 D.3.- BARRAS UNIDAS CON PERNO Y BARRAS DE OJO 13 D.3.1.- Barras Unidas con pernos D.3.1.(a).- Resistencia de diseño D.3.1.(b).- Especificaciones sobre detalles D.3.2.- Barras de ojo D.3.2.(a).- Resistencia de diseño D.3.2.(b).- Especificaciones sobre detalles 13 13 13 CAPITULO F: VIGAS Y OTRAS BARRAS EN FLEXION 15 14 14 F.1.2.- Estado límite de pandeo lateral-torsional F.1.2.(a).- Secciones doblemente simétricas y canales con Lb ≤ Lr F.1.2.(b).- Secciones doblemente simétricas y canales con Lb > Lr F.1.2.(c).- Secciones “tes” y secciones doble ángulo en contacto continuo F.1.3.- Proyecto por análisis plástico 15 15 17 18 18 F.4.- VIGAS Y VIGAS ARMADAS CON ABERTURAS EN EL ALMA 19 F.5.- DIMENSIONAMIENTO A FLEXION DE BARRAS DE ANGULO SIMPLE 19 Reglamento CIRSOC 301-EL Indice Actualización I F.5.1.- Resistencia de diseño a flexión F.5.1.1.- Estado límite de pandeo local F.5.1.2.- Estado límite de plastificación F.5.1.3.- Estado límite de pandeo lateral-torsional F.5.2.- Flexión alrededor de los ejes geométricos F.5.2.1.- Casos con restricción torsional F.5.2.2.- Ángulos de alas iguales sin restricción torsional F.5.2.3.- Ángulos de alas desiguales sin restricción torsional F.5.3.- Flexión alrededor de los ejes principales F.5.3.1.- Ángulos de alas iguales F.5.3.2.- Ángulos de alas desiguales 19 19 20 20 21 21 21 22 22 22 22 F.6.- DIMENSIONAMIENTO A CORTE DE BARRAS DE ÁNGULO SIMPLE 23 CAPITULO J : UNIONES, JUNTAS Y MEDIOS DE UNION 25 J.1.2.- Articulaciones J.1.9.- Bulones en combinación con soldadura 25 25 J.2.- SOLDADURA 25 J.2.2.- Soldadura de filete (b)Limitaciones J.2.6.- Material de aporte 26 29 J.3.- BULONES Y BARRAS ROSCADAS 31 J.3.1.J.3.2.J.3.3.J.3.4.J.3.5.J.3.6.J.3.7.J.3.8.- Bulones de alta resistencia Tamaño y uso de agujeros Separación mínima Distancia mínima al borde Máximas separación y distancia al borde Resistencia de diseño a la tracción o al corte Combinación de tracción y corte en uniones tipo aplastamiento Bulones de alta resistencia en uniones de deslizamiento crítico (a) Uniones de deslizamiento crítico dimensionadas para cargas mayoradas (b) Uniones de deslizamiento crítico dimensionadas para cargas de servicio J.3.9.- Tracción y corte combinados en uniones de deslizamiento crítico (a) Uniones de deslizamiento crítico dimensionadas para cargas mayoradas (b) Uniones de deslizamiento crítico dimensionadas para cargas de servicio J.3.10.- Resistencia al aplastamiento de la chapa en los agujeros 31 33 34 35 35 36 36 37 J.6.- CHAPAS DE RELLENO 40 37 38 38 38 39 39 APENDICE J : UNIONES, JUNTAS Y MEDIOS DE UNION 43 A-J.3.- BULONES Y BARRAS ROSCADAS 43 A-J.3.7.- combinación de tracción y corte en uniones tipo aplastamiento 43 “Reglamento Argentino de Estructuras de Acero para Edificios. Estados Límites” Indice Actualización II A-J.3.8.- Bulones de alta resistencia en uniones de deslizamiento crítico (b) Uniones de deslizamiento crítico dimensionadas para cargas de servicio A-J.3.9.-Tracción y corte combinados en uniones de deslizamiento crítico (b) Uniones de deslizamiento crítico dimensionadas para cargas de servicio APENDICE K: FUERZAS CONCENTRADAS, ACUMULACION DE AGUA Y FATIGA 43 43 44 45 A-K.3.- DIMENSIONAMIENTO PARA CARGAS CÍCLICAS (FATIGA) 45 A-K.3.1.- Generalidades A-K.3.2.- Cálculo de la Tensión Máxima y del Rango de tensión A-K.3.3.- Rango de Tensión de Diseño A-K.3.4.- Bulones y partes roscadas A-K.3.5.- Requerimientos especiales para fabricación y montaje 45 46 46 48 48 CAPITULO N : EVALUACIÓN DE ESTRUCTURAS EXISTENTES 65 N.1.- ESPECIFICACIONES GENERALES 65 N.2.- PROPIEDADES DE LOS MATERIALES 65 N.2.1.- Determinación de los ensayos necesarios N.2.2.- Propiedades mecánicas N.2.3.- Composición química N.2.4.- Tenacidad del metal base N.2.5.- Metal de soldadura N.2.6.- Bulones y remaches 65 65 65 66 66 66 N.3. EVALUACIÓN POR ANÁLISIS ESTRUCTURAL 66 N.3.1.- Datos de dimensiones N.3.2.- Evaluación de resistencia N.3.3.- Evaluación de condiciones de servicio 66 67 67 N.4.- EVALUACIÓN POR ENSAYOS DE CARGA 67 N.4.1.- Determinación de la capacidad de sobrecarga útil por medio de ensayos N.4.2.- Evaluación de condiciones de servicio 67 68 N.5.- INFORME DE LA EVALUACIÓN 68 Reglamento CIRSOC 301-EL Indice Actualización III “Reglamento Argentino de Estructuras de Acero para Edificios. Estados Límites” Indice Actualización IV CAPITULO A REQUISITOS GENERALES A.2.- LIMITES DE APLICACION A.2.1.- Campo de validez Este Reglamento se aplica a todos los elementos estructurales resistentes de acero, laminados o armados con perfiles laminados y/o chapas, y sus uniones, que formen parte de las estructuras de acero de edificios destinados a vivienda, locales públicos, depósitos e industrias (incluso las que tengan carácter provisorio como andamios, cimbras, puntales, etc.), y que sean necesarios para soportar los efectos de las acciones actuantes. Se incluyen las vigas carril de puentes grúas, monorieles y las estructuras de soporte de instalaciones y cañerías. Asimismo es de aplicación para las estructuras resistentes de carteles, marquesinas y similares. Se incluyen en este Reglamento elementos estructurales resistentes de acero realizados con tubos con costura longitudinal de sección circular a excepción de sus uniones directas. Para dichas uniones se aplicarán las especificaciones del Reglamento CIRSOC 302-EL/2000 (Secciones estructurales huecas de acero por Estados Límites) (1 ). Para el proyecto de estructuras de acero sometidas a acciones sísmicas se aplicarán también las especificaciones del Reglamento INPRES-CIRSOC 103 Parte IV (Construcciones de Acero). Para el proyecto de elementos estructurales resistentes de acero realizados con tubos con costura longitudinal de sección cuadrada o rectangular y sus uniones se aplicarán las especificaciones del Reglamento CIRSOC 302-EL/2000 (Secciones estructurales huecas de acero por Estados Límites) (1 ). Para el proyecto de elementos estructurales de: chapa de acero doblada o conformada en frío, no cubiertos por el Reglamento CIRSOC 302-EL/2000 (1) y sus uniones ; de barras armadas con cordones y/o diagonales de barras de acero de sección circular maciza (estructuras de hierro redondo o de filigrana) y sus uniones, se aplicarán las especificaciones del Reglamento CIRSOC 303-EL/2000 (Estructuras livianas de acero por Estados Límites). (1) Para el proyecto de estructuras con secciones compuestas de acero-hormigón se aplicarán las especificaciones del Reglamento CIRSOC 310-EL/2000 (1) Este Reglamento no es de aplicación para puentes carreteros o ferroviarios, tensoestructuras, construcciones hidráulicas de acero, torres especiales, construcciones sometidas a temperaturas inferiores a -20ºC o superiores a 100 ºC, o toda estructura especial de acero para la que exista vigente algún Reglamento particular. 1 ( ) En preparación Reglamento CIRSOC 301-EL Actualización 1 A.2.2.- Tipos de Estructura Bajo las condiciones establecidas en este Reglamento se permiten dos tipos de estructuras básicas, con sus respectivas hipótesis de proyecto y cálculo asociadas. Cada una de ellas definirá de una manera específica la resistencia de las barras estructurales y los tipos y resistencia de sus uniones. (a) Estructura tipo TR (totalmente restringida), usualmente designada como "pórtico rígido" (o entramado continuo) , en la cual se supone que las uniones tienen suficiente rigidez para mantener invariables los ángulos entre las barras que a ellas concurren. (b) Estructura tipo PR (parcialmente restringida), en la cual se supone que las uniones no tienen suficiente rigidez como para mantener invariables los ángulos entre las barras que a ellas concurren. Bajo este Reglamento el comportamiento de una estructura tipo PR depende de la proporción de restricción total al giro extremo (correspondiente al empotramiento elástico perfecto) que sea prefijada en el extremo de las barras. La restricción adoptada, con la correspondiente resistencia, rigidez y ductilidad características de la unión, deberá ser incorporada al análisis estructural y al proyecto y dimensionamiento por resistencia de las barras vinculadas. La resistencia, rigidez y ductilidad de la unión para proveer la restricción al giro adoptada será fundamentada en la bibliografía técnica respectiva o establecida mediante métodos analíticos o experimentales. Cuando se desprecia la restricción al giro de las uniones (situación comúnmente designada como "barras simplemente apoyadas", "entramado de barras articuladas" o " entramado simple"), se supondrá que para la transmisión de las cargas gravitatorias las uniones extremas de las vigas sólo deben trasmitir corte y que tienen libre rotación. Para " entramados simples " se establecen los siguientes requerimientos: (1) Las uniones y las barras unidas se deberán proyectar para resistir cargas gravitatorias mayoradas, como vigas “simplemente apoyadas”. (2) Las uniones y las barras unidas se deberán proyectar para resistir las cargas laterales mayoradas. (3) Las uniones deberán tener suficiente capacidad de rotación inelástica para evitar sobrecargar los pasadores o soldaduras bajo la combinación de cargas gravitatorias y laterales mayoradas. El tipo de estructura adoptada deberá ser indicada en los documentos del proyecto. El proyecto de todas las uniones será consistente con el tipo de estructura adoptado. A.4.2.- Combinación de acciones para los estados límites últimos La Resistencia Requerida de la estructura y de sus distintos elementos estructurales se determinará desde la combinación de acciones mayoradas mas desfavorable (combinación crítica). Se tendrá en cuenta que muchas veces la mayor Resistencia Requerida resulta de una combinación en que una o más acciones no están actuando. Deberán analizarse las siguientes combinaciones de acciones, con sus correspondientes factores de carga: “Reglamento Argentino de Estructuras de Acero para Edificios. Estados Límites” Actualización 2 1,4 D 1,2 (D + F + T) + 1,6 (L + H) + 0,5 (Lr ó S ó R) 1,2 D + 1,6 (Lr ó S ó R) + (f1 L ó 0,8 W) 1,2 D + 1,3 W + f1 L + 0,5 (Lr ó S ó R) 1,2 D ± 1,0 E + f1 L + f2 S 0,9 D ± ( 1,3 W ó 1,0 E ) (A.4-1) (A.4-2) (A.4-3) (A.4-4) (A.4-5) (A.4-6) Donde: f1= 1,0 para áreas con concentración de público, áreas donde la sobrecarga sea mayor a 5,0 kN/m 2 y garages o playas de estacionamiento. f1= 0,5 para otras sobrecargas. f2= 0,7 para configuraciones particulares de techos (tales como las de diente de sierra) que no permiten evacuar la nieve acumulada. f2 = 0,2 para otras configuraciones de techo. Para la aplicación de las combinaciones de acciones se considerará lo siguiente: (1) Acciones variables o accidentales con efectos favorables a la seguridad no serán consideradas en las combinaciones. (2) Cuando esté presente la carga de inundación (Fa), sus efectos deberán ser investigados en el proyecto usando en las combinaciones (A.4-2) y (A.4-4) el mismo factor de carga usado para L. Los efectos producidos por Fa deberán también ser incluidos cuando se investigue el volcamiento y deslizamiento en la combinación (A.4-6) usando un factor de carga 0,5 cuando actúe simultáneamente el viento y un factor de carga 1,6 cuando Fa actúa sola. Reglamento CIRSOC 301-EL Actualización 3 “Reglamento Argentino de Estructuras de Acero para Edificios. Estados Límites” Actualización 4 CAPITULO B REQUERIMIENTOS DE PROYECTO B.3.- AREA NETA EFECTIVA PARA BARRAS TRACCIONADAS El área neta efectiva para barras traccionadas será determinada de la siguiente forma: (1) Cuando la fuerza de tracción se trasmite directamente por cada uno de los elementos de la sección transversal, mediante pasadores (bulones o remaches) o cordones de soldadura, el área neta efectiva Ae es igual al área neta An . (2) Cuando la fuerza de tracción se trasmite a través de algunos, pero no de todos, los elementos de la sección transversal, mediante pasadores o cordones de soldadura, el área neta efectiva Ae será determinada de la siguiente forma: (a) Cuando la fuerza de tracción se trasmite sólo por pasadores: Ae = An .U donde: (B.3-1) U = coeficiente de reducción = = 1 – ( x / L) ≤ 0,9 x = excentricidad de la unión. (distancia entre el plano de la unión y el centro de gravedad de la sección por la que va la fuerza a trasmitir). (cm) L = longitud de la unión en la dirección de la fuerza. (cm) Para ejemplos de x y L ver Figuras B.3-1 y B.3-2. (b) Cuando la fuerza de tracción se trasmite a un elemento (que no sea una chapa plana) sólo mediante cordones longitudinales de soldadura, o mediante cordones de soldadura longitudinales combinados con cordones transversales: Ae = Ag .U donde: (B.3-2) U = 1 – ( x / L) ≤ 0,9 Ag = área bruta de la barra. (cm2) (c) Cuando la fuerza de tracción se trasmite sólo por cordones de soldadura transversales: Ae = A .U donde: (B.3-3) A = área de los elementos unidos directamente. (cm2) U = 1,0 (d) Cuando la fuerza de tracción se trasmite a una chapa plana sólo mediante cordones de soldadura longitudinales a lo largo de ambos bordes próximos al extremo de la Reglamento CIRSOC 301-EL Actualización 5 chapa, debe ser L ≥ w y: Ae = Ag . U donde: donde: (B.3-4) Para L ≥ 2 w ...................................................................... U = 1,0 Para 2 w > L ≥ 1,5 w ......................................................... U = 0,87 Para 1,5 w > L ≥ w ........................................................... U = 0,75 L = longitud de cada cordón de soldadura. (cm) w = ancho de la chapa (distancia entre los cordones de soldadura). (cm) Se permiten valores mayores para U cuando ellos sean justificados por ensayos u otro criterio racional. Para calcular el área neta efectiva de elementos auxiliares de una unión ver Sección J.5.2. B.9.- EMPOTRAMIENTOS Las vigas laminadas, vigas armadas, vigas reticuladas y cerchas proyectadas con la hipótesis de un empotramiento extremo parcial o total, así como también las secciones de los elementos estructurales a los que aquellas se unen, deberán tener una Resistencia de Diseño calculada según las especificaciones de los Capítulos D a K, mayor o igual a las fuerzas y momentos requeridos resultantes de dicho empotramiento bajo las acciones mayoradas, excepto que se permita alguna deformación inelástica autolimitada de una parte de la unión. B.10.- DIMENSIONAMIENTO DE VIGAS LAMINADAS Y VIGAS ARMADAS Cuando las vigas laminadas, vigas armadas, vigas armadas de alma esbelta y vigas con platabandas sean dimensionadas en base a la resistencia flexional de la sección bruta, entonces: (a) No se descontarán los agujeros de bulones y remaches en cualquiera de las alas si: 0,75 Fu . Afn ≥ 0,9 Fy . Afg (B.10-1) donde: Afg = área bruta del ala traccionada. (cm2) Afn = área neta del ala traccionada calculada según lo especificado en las Secciones B.1. y B.2.. (cm2) Fu = tensión de rotura a tracción. (MPa) (b) Las propiedades de la sección flexada serán calculadas en base al área efectiva del ala traccionada Afe si: siendo: 0,75 Fu . Afn < 0,9 Fy . Afg (B.10-2) Afe = (5/6).(Fu / Fy). Afn (B.10-3) Además la máxima resistencia flexional será determinada en base al módulo elástico de la sección. “Reglamento Argentino de Estructuras de Acero para Edificios. Estados Límites” Actualización 6 Las vigas armadas híbridas pueden ser dimensionadas para la resistencia flexional en base al momento de inercia de su sección bruta, de acuerdo a las especificaciones aplicables del Apéndice G, Sección A-G.1., siempre que no estén solicitadas por una fuerza axil mayor que φ b . 0,15 Fyf . Ag . (10-1), donde Fyf es la tensión de fluencia especificada del acero del ala y Ag es el área bruta de la sección. No se limitan las tensiones producidas en el alma por el momento flexor para el cual la viga se dimensiona, excepto lo especificado en la Sección K.3 y en el Apéndice K, Sección A-K.3. Para calificar una viga armada como híbrida las alas de cualquier sección transversal de la misma deberán tener igual área y ser del mismo tipo de acero. Las alas de vigas armadas soldadas pueden variar su ancho o espesor, ya sea por el empalme de chapas o por el uso de platabandas. El área total de las platabandas no superará el 70 % del área total del ala, en vigas y vigas armadas abulonadas o remachadas. Los remaches, bulones de alta resistencia o c ordones de soldadura que vinculan el alma con el ala, o el ala con las platabandas, deberán ser dimensionados para resistir los esfuerzos tangenciales resultantes de la flexión de la viga. Su distribución longitudinal será función de la intensidad y variación de las tensiones tangenciales. No obstante dicha separación longitudinal no excederá los máximos permitidos para barras comprimidas o traccionadas especificados en las Secciones E.4 y D.2 respectivamente. Los bulones, remaches o cordones de soldadura que unan ala y alma serán también dimensionados para trasmitir al alma cualquier carga aplicada directamente al ala, excepto que se tomen los recaudos para trasmitir dichas cargas por apoyo directo en el alma. Platabandas que no tengan la longitud total de la barra, deberán extenderse mas allá del punto teórico necesario y el tramo excedente se unirá a la viga laminada o viga armada con bulones de alta resistencia con uniones del tipo de deslizamiento crítico, remaches o cordones de soldadura. La unión debe ser dimensionada para tener la resistencia de diseño aplicable según las Secciones J.2.2, J.3.8, o K.3, y de manera que se desarrolle en el punto final teórico, la parte de la resistencia de diseño a flexión de la viga o viga armada correspondiente a la platabanda. Para platabandas soldadas, la unión soldada que une el tramo final de la platabanda a la viga laminada o viga armada deberá tener cordones continuos de longitud a´ (definida mas adelante) a lo largo de ambos bordes de la platabanda y dimensionados según corresponda para tener la resistencia de diseño necesaria para desarrollar la parte correspondiente a la platabanda de la resistencia de diseño de la viga armada a la distancia a´ del extremo de la platabanda. (ver Figura B.10-1) (a) Cuando en el extremo de la platabanda existe un cordón de soldadura transversal continuo de lado z mayor o igual que 3/4 del espesor tp de la platabanda: a´= w donde: (B.10-4) w = ancho de la platabanda. (cm) (b) Cuando en el extremo de la platabanda existe un cordón de soldadura transversal continuo de lado z menor que 3/4 del espesor tp de la platabanda: a´= 1,5 w (B.10-5) (c) Cuando en el extremo de la platabanda no existe cordón transversal: a´= 2 w Reglamento CIRSOC 301-EL (B.10-6) Actualización 7 Figura B.10-1 Determinación de a’ “Reglamento Argentino de Estructuras de Acero para Edificios. Estados Límites” Actualización 8 CAPITULO C ANALISIS ESTRUCTURAL Y ESTABILIDAD C.3.- SISTEMA DE ARRIOSTRAMIENTO C.3.1.- Alcance Estas especificaciones definen las mínimas resistencia y rigidez de la riostra necesarias para asegurar la resistencia de diseño del elemento estructural arriostrado. Se basan en la longitud del elemento estructural entre puntos arriostrados con un factor de longitud efectiva K = 1. Se supone que el arriostramiento es perpendicular al elemento estructural que arriostra; para arriostramientos inclinados o diagonales la resistencia requerida de la riostra (fuerza o momento) y la rigidez (fuerza por unidad de desplazamiento o momento por unidad de rotación) deberá ser corregida por el ángulo de inclinación. La evaluación de la rigidez suministrada por la riostra incluirá sus propiedades seccionales y geométricas como así también los efectos de las uniones y detalles de anclaje. Se consideran dos tipos generales de sistemas de arriostramiento: relativo y nodal. El arriostramiento relativo controla el movimiento del punto arriostrado respecto de los puntos arriostrados adyacentes. El arriostramiento nodal controla el movimiento del punto arriostrado sin la directa interacción con los puntos arriostrados adyacentes. La resistencia y rigidez suministrada por el sistema de arriostramiento será mayor o igual que los límites requeridos. Los requerimientos de esta Sección pueden ser reemplazados por un análisis de segundo orden que incluya un desplazamiento inicial fuera del plano de la estructura o una deformación inicial fuera de la posición recta de las barras para obtener la resistencia y rigidez necesaria del arriostramiento. C.3.2.- Pórticos En pórticos arriostrados cuya estabilidad lateral es provista por sistemas reticulados, paredes de corte u otros medios equivalentes, la fuerza de corte requerida (kN) por piso o panel arriostrado es : Pbr = 0,004 Σ Pu (C.3-1) La rigidez de corte requerida (kN/cm) por piso o panel es: 2 . Σ Pu βbr = (C.3-2) φ .L donde: φ = 0,75 Σ Pu = sumatoria de las resistencias axiles requeridas de las columnas del piso o panel soportado por el arriostramiento, debidas a acciones mayoradas. (kN) L = altura del piso o espaciamiento de paneles. (cm) Estos requerimientos para la estabilidad del piso serán combinados con las fuerzas laterales y los requerimientos de desplazamiento lateral debidos a otras causas tales como acciones de viento o sísmicas. Reglamento CIRSOC 301-EL Actualización 9 C.3.3.- Columnas Una columna individual puede ser arriostrada en puntos intermedios a lo largo de su longitud por sistemas de arriostramiento relativo o nodal. Se supone que las riostras nodales están igualmente espaciadas a lo largo de la columna. (a) Sistema de arriostramiento relativo. La resistencia requerida de la riostra (kN) es: Pbr = 0,004 Pu (C.3-3) La rigidez requerida de la riostra (kN/cm) es: βbr = 2 Pu φ . Lb (C.3-4) donde: φ = 0,75 Pu = resistencia axil requerida de la columna. (kN) Lb = distancia entre riostras. (cm) (b) Sistema de arriostramiento nodal. La resistencia requerida de la riostra (kN) es: Pbr = 0,01 Pu (C.3-5) La rigidez requerida de la riostra (kN/cm) es: βbr = 8 Pu φ . Lb (C.3-6) donde: φ = 0,75 Cuando la distancia real entre puntos arriostrados es menor que Lq , siendo Lq la máxima longitud no arriostrada para la carga axil requerida de la columna con K = 1, entonces se permite en las Ecuaciones (C.3-4) y (C.3-6) tomar Lb igual a Lq . C.3.4.- Vigas Los arriostramientos de vigas deben evitar el desplazamiento relativo entre las alas superior e inferior o sea el giro de la sección. La estabilidad lateral de vigas deberá ser provista por arriostramientos laterales, arriostramientos para torsión o combinación de ambos. En barras sujetas a flexión con doble curvatura el punto de inflexión no será considerado un punto arriostrado. C.3.4.(a). Arriostramiento lateral El arriostramiento deberá ser unido cerca del ala comprimida, excepto para vigas en voladizo, donde la riostra extrema deberá ser unida cerca del ala superior (en tracción). Para “Reglamento Argentino de Estructuras de Acero para Edificios. Estados Límites” Actualización 10 vigas sometidas a flexión con doble curvatura a lo largo de la longitud arriostrada, el arriostramiento lateral deberá ser unido a ambas alas en el punto arriostrado cercano al punto de inflexión. (a) Sistema de arriostramiento relativo. La resistencia requerida de la riostra (kN) es: Pbr = 0,008 Mu . Cd .(10)2/ ho (C.3-7) La rigidez requerida de la riostra (kN/cm) es: 4 Mu .Cd .(10) 2 βbr = (C.3-8) φ. Lb .ho donde: φ = 0,75 M u = resistencia requerida a flexión de la viga. (kN.m) ho = distancia entre centros de gravedad de las alas. (cm) Cd = 1,0 para flexión con simple curvatura; 2,0 para doble curvatura; Cd = 2 sólo es aplicable para riostras cercanas al punto de inflexión. Lb = distancia entre riostras. (cm) (b) Sistema de arriostramiento nodal. La resistencia requerida de la riostra (kN) es: Pbr = 0,02 Mu .Cd .(10)2/ ho La rigidez requerida de la riostra (kN/cm) es: 10 Mu . Cd . (10 )2 βbr = φ. Lb .ho donde: φ = 0,75 (C.3-9) (C.3-10) Cuando la distancia real entre puntos arriostrados es menor que Lq siendo Lq la máxima distancia no arriostrada para desarrollar M u , entonces se permite en las Ecuaciones (C.3-8) y (C.3-10) tomar Lb igual a Lq . C.3.4.(b). Arriostramientos para torsión El arriostramiento torsional puede ser nodal o continuo a lo largo de la longitud de la viga. El arriostramiento puede ser unido en cualquier ubicación de la sección transversal y no necesita ser unido cerca del ala comprimida. La unión entre el arriostramiento torsional y la viga deberá ser apta para soportar el momento requerido dado mas abajo. (a) Sistema de arriostramiento nodal La resistencia a momento requerida del arriostramiento (kN.m) es: Mbr = Reglamento CIRSOC 301-EL 0,024 Mu . L n . Cb . Lb (C.3-11) Actualización 11 La rigidez requerida (kN.m/radián) del pórtico transversal o diafragma de arriostramiento es: βTb = βT  β  1− T  β sec      (C.3-12) donde: βT = 24 L.M2u φ. n .E . Iy . C2b β sec = 0,33 E  1,5 h o . t 3w t s . b 3s    + h o  12 12  (C.3-13) (C.3-14) φ L n E Iy = 0,75 = longitud de la viga arriostrada. (cm) = número de puntos arriostrados nodalmente dentro de la longitud de la viga. = Módulo de elasticidad longitudinal del acero = 202 000 MPa = momento de inercia de la sección transversal de la viga con respecto a eje de pandeo fuera del plano. (cm4) Cb = factor de modificación definido en Sección F.1.2. (Ecuación (F.1-3)) tw = espesor del alma de la viga. (cm) ts = espesor del rigidizador de alma. (cm) bs = ancho del rigidizador para rigidizadores de un solo lado. (usar el doble del ancho del rigidizador individual para pares de rigidizadores). (cm) β T = rigidez del arriostramiento excluida la distorsión del alma. (kN.m/radián) β sec = rigidez distorsional del alma, incluído el efecto de rigidizadores transversales del alma, cualquiera sean ellos. (kN.m/radián) Si β sec < β T la Ecuación C.3-12 da valores negativos, lo cual indica que el sistema de arriostramiento torsional de la viga puede no ser efectivo debido a una inadecuada rigidez distorsional del alma. Cuando sea necesario el rigidizador del alma se extenderá en toda su altura y deberá unirse al ala si el arriostramiento torsional también está unido al ala. Alternativamense te permitirá que el extremo del rigidizador termine a una distancia de 4 tw desde cada ala de la viga que no esté directamente unida al arriostramiento torsional. Cuando la distancia real entre puntos no arriostrados es menor que Lq se permite tomar en la Ecuación (C.3-11) Lb igual a Lq . (b) Sistema de arriostramiento torsional continuo Para arriostramientos continuos se usarán las Ecuaciones C.3-11, C.3-12 y C.3-13 con (L / n) = 1 ; el momento y la rigidez requeridas del arriostramiento será tomada para una longitud unitaria. La rigidez distorsional para un alma no rigidizada es: β sec = 0,33 E . t3w 12 ho “Reglamento Argentino de Estructuras de Acero para Edificios. Estados Límites” (C.3-15) Actualización 12 CAPITULO D BARRAS TRACCIONADAS D.3.- BARRAS UNIDAS CON PERNO Y BARRAS DE OJO D.3.1.- Barras unidas con pernos D.3.1.(a).- Resistencia de diseño La Resistencia de diseño de una barra unida mediante perno, φ .Pn será el menor valor de los correspondientes a los siguientes estados límites: (a) Tracción sobre el área neta efectiva: φ = φ t = 0,75 Pn = 2 . t . beff . Fu . (10-1) (D.3-1) (b) Corte sobre el área efectiva: φ = φ sf = 0,75 Pn = 0,6 . Asf . Fu . (10-1) (D.3-2) (c) Para aplastamiento en el área proyectada del perno ver Sección J.8.(b). (d) Para fluencia en el área bruta de la barra, utilizar la Ecuación D.1-1. donde: a = la menor distancia desde el borde del agujero hasta el borde de la barra, medida en dirección paralela a la dirección de la fuerza. (cm) Asf = 2.t.( a + d/2 ) (cm²) beff= 2.t + 1,6 (dimensiones en cm) pero no mayor que la distancia real desde el borde del agujero al borde de la barra, medida en dirección normal a la de la fuerza aplicada. d = diámetro del perno. (cm) t = espesor de la chapa. (cm) Pn = resistencia nominal. ( kN) Fu = tensión de rotura a la tracción especificada del acero. (MPa) D.3.1.(b).- Especificaciones sobre detalles El agujero para el perno se ubicará centrado con respecto a los bordes de la barra, en dirección normal a la fuerza aplicada. Cuando esté previsto que el perno permita movimientos relativos entre las partes unidas bajo la carga total, el diámetro del agujero no será mayor que el diámetro del perno mas 1 mm. El ancho de la chapa detrás del agujero será mayor o igual a beff + d. La mínima longitud a detrás del extremo apoyado del agujero y medida en dirección paralela al eje de la barra, será mayor o igual a 1,33 beff . Reglamento CIRSOC 301-EL Actualización 13 Las esquinas, por detrás del agujero, podrán cortarse a 45º respecto del eje de la barra, siempre que el área neta detrás del agujero y en un plano perpendicular al corte, sea mayor o igual que la requerida por detrás del agujero y en dirección paralela al eje de la barra. D.3.2.- Barras de ojo D.3.2.(a).- Resistencia de diseño La Resistencia de diseño de las barras de ojo se determinará de acuerdo a la Sección D.1. tomando como Ag el área de la sección transversal del cuerpo de la barra. Para propósitos de cálculo el ancho del cuerpo de la barra de ojo será menor o igual que 8 veces su espesor. D.3.2.(b).- Especificaciones sobre detalles Las barras de ojo serán de espesor uniforme, sin refuerzos en la zona del agujero, y tendrán cabezas circulares con perímetro concéntrico con el agujero. El radio de transición entre la cabeza circular y el cuerpo de la barra será mayor o igual que el diámetro de la cabeza. El diámetro del perno será mayor o igual que 7/8 del ancho del cuerpo de la barra de ojo. El diámetro del agujero para el perno no excederá en mas de 1 mm el diámetro del perno. Para aceros con tensión de fluencia Fy > 485 MPa, el diámetro del agujero será menor o igual a 5 veces el espesor de la chapa y el ancho del cuerpo de la barra de ojo será reducido en concordancia con esa limitación. Se permiten espesores menores a 13 mm sólo si se utilizan tuercas externas para mantener todas las partes unidas apretadas y en contacto. El ancho b desde el borde del agujero al borde de la chapa, medido perpendicularmente a la dirección de la fuerza, será mayor que 2/3 y, a los efectos del cálculo, menor o igual que 3/4 del ancho del cuerpo de la barra de ojo. “Reglamento Argentino de Estructuras de Acero para Edificios. Estados Límites” Actualización 14 CAPITULO F VIGAS Y OTRAS BARRAS EN FLEXION F.1.2.- Estado límite de pandeo lateral-torsional Este estado límite solamente es aplicable a barras sometidas a flexión alrededor del eje principal de mayor momento de inercia. La Resistencia de diseño a flexión, para el estado límite de pandeo lateral-torsional es: φ b .M n con: φ b = 0,90 M n = Resistencia nominal a la flexión ( kN.m ) determinada según las siguientes especificaciones. F.1.2.(a).- Secciones doblemente simétricas y canales con Lb ≤ Lr La resistencia nominal a flexión es:   L b − L p   ≤ Mp Mn = Cb M p − (M p − Mr ) ⋅   L − L   r p   ( F.1-2 ) donde: Lb = distancia entre puntos de arriostramiento contra el desplazamiento lateral del ala comprimida, o entre puntos de arriostramiento para impedir la torsión de la sección transversal. (cm) Lp = longitud lateralmente no arriostrada límite definida mas adelante. (cm) Lr = longitud lateralmente no arriostrada límite definida mas adelante. (cm) M r = momento límite para pandeo lateral-torsional definido mas adelante. (kN.m) En la Ecuación F.1-2, Cb es el factor de modificación para diagramas de momento flexor no uniformes, cuando están arriostrados los extremos del segmento de viga considerado. Cb = donde: 2,5 M max 12,5 M max + 3 M A + 4 MB + 3 MC (F.1-3) M máx= valor absoluto del máximo momento flexor en el segmento no arriostrado. (kN.m) M A = valor absoluto del momento flexor en la sección ubicada a un cuarto de la luz del segmento no arriostrado. (kN.m) M B = valor absoluto del momento flexor en la sección ubicada a la mitad de la luz del segmento no arriostrado. (kN.m) M C = valor absoluto del momento flexor en la sección ubicada a tres cuartos de la luz del segmento no arriostrado. (kN.m) Reglamento CIRSOC 301-EL Actualización 15 Se permite adoptar conservadoramente un valor Cb = 1 para todos los casos de diagramas de momento flexor. Las ecuaciones F.1-4 y F.1-6 están basadas en la hipótesis conservadora de considerar Cb = 1. Para vigas en voladizo, cuando el extremo libre no esté arriostrado, se deberá tomar Cb = 1 para todos los casos, cualquiera sea el diagrama de momento flexor en el voladizo. • La longitud lateralmente no arriostrada límite Lp (cm) será determinada de la siguiente manera: (a) Para barras con secciones "doble te", incluyendo secciones híbridas, y secciones canales: 788 ⋅ r y Lp = (F.1-4) Fyf (b) Para barras de sección rectangular maciza y de sección cajón: Lp = 26 ⋅ ry Mp J⋅ A (F.1-5) donde: A = área de la sección transversal. (cm²) J = módulo de torsión. (cm4) ry = radio de giro de la sección con respecto al eje principal de menor inercia. (cm) • La longitud lateralmente no arriostrada límite Lr (cm) y el correspondiente momento de pandeo lateral-torsional M r (kN.m), serán determinadas de la siguiente manera: (a) Para barras con secciones "doble te" doblemente simétricas y secciones canales: Lr = ry ⋅ X 1 FL 1 + 1 + X 2 ⋅ FL 2 (F.1-6) ( (F.1-7) Mr = FL ⋅ Sx ⋅ 10−−3 ) donde: X1 = π Sx E⋅ G⋅ J⋅ A 2 (MPa) (F.1-8) (MPa)-2 (F.1-9) 2 4 ⋅ Cw  Sx  X2 =   Iy  G ⋅ J  Sx = módulo resistente elástico de la sección con respecto al eje principal de mayor inercia. (cm3) E = módulo de elasticidad longitudinal del acero. (MPa) “Reglamento Argentino de Estructuras de Acero para Edificios. Estados Límites” Actualización 16 G = módulo de elasticidad transversal del acero. (MPa) FL = el menor valor de (Fyf - Fr ) ó Fyw. (MPa) Fr = tensión residual de compresión en ala = 69 Mpa para secciones laminadas; 114 MPa para secciones soldadas. Fyf = tensión de fluencia del acero del ala. (MPa) Fyw = tensión de fluencia del acero del alma. ( MPa) Iy = momento de inercia de la sección con respecto al eje principal de menor inercia. (cm4) Cw = módulo de alabeo de la sección. (cm6) (b) Para barras de sección rectangular maciza y de sección cajón: Lr = 393 ⋅ ry J⋅ A Mr ( Mr = Fyf ⋅ Sx ⋅ 10−−3 (F.1-10) ) (F.1-11) F.1.2.(b).- Secciones doblemente simétricas y canales con Lb > Lr La resistencia nominal a flexión M n (MPa) es: Mn = M cr ≤ Mp (F.1-12) donde M cr (kN.m) es el momento crítico elástico determinado de la siguiente manera: (a) Para barras con secciones "doble te" doblemente simétricas, y secciones canales: ( M cr = 10 −3 ) 2  π ⋅E  ⋅ Iy ⋅ C W E ⋅ I y ⋅ G ⋅ J +   L  b  π ⋅ Cb Lb (F.1-13) ó (10 ) ⋅ C = −−3 M cr b ⋅ Sx ⋅ X1 ⋅ 2 Lb ry 1+ X 12 ⋅ X 2 2 2 Lb   ry  (b) Para barras de sección rectangular maciza y de sección cajón: M cr = Reglamento CIRSOC 301-EL 393 ⋅ C b L b ry J⋅ A (F.1-14) Actualización 17 F.1.2.(c).- Secciones "Tes" y secciones doble ángulo en contacto continuo Para vigas con secciones "te" y secciones doble águlo en contacto continuo, cargadas en el plano de simetría: (10 ) ⋅ π ⋅ E ⋅Iy ⋅G ⋅ J −−3 M n = M cr = donde: Lb [B + 1 + B2 ] (F.1-15) M n ≤ 1,5 M y para almas traccionadas por la flexión. M n ≤ 1,0 M y para almas comprimidas por la flexión. B = ± 2,3 d ⋅ I J  y L  b  (F.1-16) El signo positivo de B se aplica cuando el alma está traccionada, y el signo negativo cuando el alma está comprimida. Si la punta del alma está comprimida en alguna sección de la viga a lo largo de la longitud no arriostrada se deberá usar signo negativo para B. F.1.3.- Proyecto por análisis plástico Se permite utilizar el análisis plástico con las condiciones especificadas en la Sección C.1.3., para el proyecto de barras con secciones compactas, flexadas alrededor del eje principal de mayor inercia, cuando la longitud lateralmente no arriostrada Lb del ala comprimida, adyacente a las ubicaciones de las rótulas plásticas asociadas con el mecanismo de falla, sea menor o igual a Lpd . Lpd (cm) será determinada de la siguiente manera: (a) Para barras con secciones "doble te" simple y doblemente simétricas, con el ala comprimida de área igual o mayor que el área del ala traccionada (incluyendo secciones híbridas), y cargadas en el plano del alma: L pd = [24.800 + 15.200(M 1 Fy M 2 )] ry (F.1-17) donde: Fy = tensión de fluencia mínima especificada para el acero del ala comprimida. (MPa) M 1 = menor momento flexor en valor absoluto en un extremo del segmento no arriostrado considerado. (kN.m) M 2 = mayor momento flexor en valor absoluto en un extremo del segmento no arriostrado considerado. (kN.m) ry = radio de giro de la sección con respecto al eje principal de menor inercia. (cm) M 1 / M2 = se tomará positivo cuando los momentos producen doble curvatura y negativo cuando producen simple curvatura. (b) Para barras de sección rectangular maciza y de sección cajón simétrica: Lpd = [34.500 + 20 .700(M1 Fy M 2 )] ry ≥ 20. 700 ry Fy “Reglamento Argentino de Estructuras de Acero para Edificios. Estados Límites” (F.1-18) Actualización 18 No hay límite para Lb para barras con secciones transversales cuadradas o circulares. Tampoco hay límite para Lb en vigas de cualquier sección transversal flexadas alrededor del eje principal de menor momento de inercia. En la zona de la última rótula a formar dentro de la viga, y en las zonas no adyacentes a las rótulas plásticas, la Resistencia de diseño a flexión será determinada de acuerdo a lo especificado en la Sección F.1.2. F.4.- VIGAS Y VIGAS ARMADAS CON ABERTURAS EN EL ALMA Deberá ser determinado el efecto de cualquier abertura en las almas sobre la resistencia de diseño, en vigas y vigas armadas de acero o de sección compuesta de acero-hormigón. Deberán ser provistos refuerzos adecuados cuando la resistencia requerida supere la resistencia neta de la barra en la sección con aberturas. F.5.- DIMENSIONAMIENTO A FLEXION DE BARRAS DE ANGULO SIMPLE La Resistencia de diseño a flexión determinada según la Sección F.5.1. se deberá usar según las especificaciones de las Secciones F.5.2 y F.5.3. F.5.1.- Resistencia de diseño a flexión La Resistencia de diseño a flexión será menor o igual al menor valor de φ b . Mn , con M n determinado por aplicación de lo especificado en las Secciones F.5.1.1., F.5.1.2. ó F.5.1.3., las que sean aplicables. φ b = 0,90 F.5.1.1.- Estado límite de pandeo local Para el estado límite de pandeo local, cuando la punta del ala del ángulo está comprimida: (Figura F.5-1a) Cuando: b 240 ≤ t Fy ( Mn = 1,50 ⋅ Fy ⋅ Sc ⋅ 10 −−3 Cuando: ) (F.5 - 1a) 240 b 407 < ≤ Fy t Fy   bt  Mn = Fy ⋅ Sc ⋅ 10 −−3 ⋅ 1,50 − 0,93  − 1  240 Fy      b 407 Cuando: > t Fy ( ) ( Mn = 1,34 Qs ⋅ Fy ⋅ Sc ⋅ 10 −−3 donde: ) (F.5- 1b) (F.5- 1c) M n = resistencia nominal a flexión. (kN.m) b = ancho total del ala del ángulo con la punta comprimida. (cm) t = espesor del ala del ángulo con la punta comprimida. (cm) Reglamento CIRSOC 301-EL Actualización 19 Sc = módulo resistente elástico de la sección relativo al eje de flexión y correspondiente a la punta comprimida. (cm3) Fy = tensión de fluencia mínima especificada. (MPa) Qs= factor de reducción para ángulos simples con alas con relación ancho-espesor mayor que λ r , dado en el Apéndice B, Sección A-B.5.3.a., Ecuaciones A-B.5-3 y b 200 A-B.5-4. Si ≤ resulta Qs= 1 t Fy (-) (-) (+) (+) eje geométrico (-) eje geométrico (+) (-) (-) eje principal eje principal (+) (+) (a) (b) Figura F.5-1 Solicitaciones en punta de ala F.5.1.2.- Estado límite de plastificación Para el estado límite de plastificación cuando la punta del ala del ángulo está traccionada: (Figura F.5-1b) M n = 1,50 M y donde: (F.5-2) M y = momento elástico relativo al eje de flexión.(kN.m) = Fy . St . (10-3) St =módulo resistente elástico de la sección relativo al eje de flexión y correspondiente a la punta traccionada. (cm3) F.5.1.3.- Estado límite de pandeo lateral-torsional Para el estado límite de pandeo lateral-torsional: Cuando: M ob ≤ M y [ ] (F.5-3a) ] (F.5-3b) Mn = 0,92 − 0,17 M ob M y ⋅ M ob Cuando: M ob > M y [ Mn = 1,92 − 1,17 M y Mob ⋅ M y ≤ 1,50 My donde: M ob =momento elástico de pandeo lateral-torsional obtenido según la Sección F.5.2. ó la Sección F.5.3. la que sea aplicable. (kN.m) M y =momento elástico de la sección relativo al eje de flexión. (kN.m) “Reglamento Argentino de Estructuras de Acero para Edificios. Estados Límites” Actualización 20 F.5.2.- Flexión alrededor de los ejes geométricos F.5.2.1.- Casos con restricción torsional (a) Los perfiles ángulo flexados que tengan una restricción al pandeo lateral-torsional en toda su longitud deberán ser dimensionados en base a la flexión alrededor de sus ejes geométricos y sus resistencia nominal a flexión M n será determinada con las especificaciones de la Secciones F.5.1.1. y F.5.1.2. (b) Para perfiles ángulo de alas iguales cuando la restricción al pandeo lateral-torsional se produce sólo en el punto de momento máximo, la resistencia de diseño a flexión φ b .M n será determinada por lo especificado en la Sección F.5.1.. M y será calculado usando el módulo resistente elástico de la sección relativo al eje geométrico de la misma, y M ob será reemplazado por 1,25 Mob , con M ob obtenido de la Ecuación F.5-4. F.5.2.2.- Ángulos de alas iguales sin restricción torsional Barras formadas por un único perfil ángulo de alas iguales, sin restricción al pandeo lateral-torsional y sometidas a flexión alrededor de un eje geométrico, podrán ser dimensionadas considerando únicamente la flexión sufrida alrededor del eje geométrico, con las siguientes consideraciones: (a) El momento elástico M y será determinado usando un valor del módulo resistente elástico igual a 0,80 del módulo resistente elástico de la sección relativo al eje geométrico de flexión. (b) Cuando la máxima compresión está en la punta del ala del ángulo, la resistencia nominal a flexión M n será determinada con las especificaciones de la Sección F.5.1.1. y las de la Sección F.5.1.3. para la que se utilizará: M ob = 133 ⋅ b 4 ⋅ t ⋅ Cb  2 1 + 0,78 (L ⋅ t b 2 ) − 1 2    L (F.5-4) siendo: M ob = momento elástico de pandeo lateral-torsional.(kN.m) L = longitud sin arriostramiento lateral. (cm) Cb = 2,5 M max 12,5 M max ≤ 1,5 + 3 M A + 4 MB + 3 M C M máx= valor absoluto del máximo momento flexor en el segmento no arriostrado. (kN.m) M A = valor absoluto del momento flexor en la sección ubicada a un cuarto de la luz del segmento no arriostrado. (kN.m) M B = valor absoluto del momento flexor en la sección ubicada a la mitad de la luz del segmento no arriostrado. (kN.m) M C = valor absoluto del momento flexor en la s ección ubicada a tres cuartos de la luz del segmento no arriostrado. (kN.m) Reglamento CIRSOC 301-EL Actualización 21 (c) Cuando la máxima tracción está en la punta del ala del ángulo, la resistencia nominal a flexión M n será determinada con las especificaciones de la Sección F.5.1.2. y con las de la Sección F.5.1.3. para la que se utilizará el valor de M ob dado por la Ecuación (F.5-4) pero reemplazando –1 por +1. F.5.2.3.- Ángulos de alas desiguales sin restricción torsional Las barras de un solo perfil ángulo de alas desiguales que no tengan restricción al pandeo lateral-torsional, y que estén sometidas a flexión alrededor de un eje geométrico, deberán ser dimensionadas con las especificaciones de la Sección F.5.3.. F.5.3.- Flexión alrededor de los ejes principales Las barras de un solo perfil ángulo que no tengan restricción al pandeo lateral-torsional deberán ser dimensionadas considerando la flexión alrededor de los ejes principales, excepto en el caso indicado en la Sección F.5.2.2. cuando se utilice la alternativa allí especificada. Se deberá evaluar la flexión alrededor de ambos ejes principales según lo especificado en el Capítulo H, Sección H.4. F.5.3.1.- Ángulos de alas iguales: (a) Flexión alrededor del eje principal de mayor inercia. La resistencia nominal a flexión M n (kN.m) alrededor del eje principal de mayor inercia deberá ser determinada por las especificaciones de la Sección F.5.1.1. y de la Sección F.5.1.3. para la cual se utilizará: M ob = C b ⋅ 92,7 b 2 ⋅ t 2 L (F.5-5) (b) Flexión alrededor del eje principal de menor inercia. La resistencia nominal a flexión M n (kN.m) alrededor del eje principal de menor inercia deberá ser determinada con las especificaciones de la Sección F.5.1.1 cuando las puntas de las alas estén comprimidas, y con las especificaciones de la Sección F.5.1.2. cuando las puntas de las alas estén traccionadas. F.5.3.2.- Ángulos de alas desiguales: (a) Flexión alrededor del eje principal de mayor inercia. La resistencia nominal a flexión M n (kN.m) alrededor del eje principal de mayor inercia deberá ser determinada con las especificaciones de la Sección F.5.1.1 para cuando la punta del ala está comprimida y con las especificaciones de la Sección F.5.1.3. para la que se utilizará: M ob = 987 ⋅ Iz ⋅ Cb ⋅  β w 2 + 0,052 (L ⋅ t rz ) 2 + β w    L 2 “Reglamento Argentino de Estructuras de Acero para Edificios. Estados Límites” (F.5-6) Actualización 22 siendo: Iz = momento de inercia de la sección con respecto al eje principal de menor inercia. (cm4) rz = radio de giro de la sección con respecto al eje principal de menor inercia. (cm) 1 βw =  I w ∫ z ⋅ (w A  + z 2 ⋅ dA − 2 z o propiedad especial de la sección  ) para ángulos de alas desiguales. Es positivo para el ala corta en compresión y negativo para el ala larga en compresión. (Ver en Comentarios de este Capítulo valores de ßw para ángulos de dimensiones comunes ). Si el ala larga está en compresión en alguna sección de la longitud de la barra no arriostrada lateralmente se deberá tomar el valor negativo de ßw.(cm) z o = coordenada en la dirección del eje z del centro de corte con respecto al centro de gravedad de la sección.(cm) Iw = momento de inercia de la sección con respecto al eje principal de mayor inercia.(cm4) (b) Flexión alrededor del eje principal de menor inercia. La resistencia nominal a flexión M n (kN.m) alrededor del eje principal de menor inercia deberá ser determinada con las especificaciones de la Sección F.5.1.1. cuando las puntas de las alas estén comprimidas, y con las especificaciones de la Sección F.5.1.2. cuando las puntas de las alas estén traccionadas. F.6.- DIMENSIONAMIENTO A CORTE DE BARRAS DE ANGULO SIMPLE Para el estado límite de plastificación por corte, la tensión de corte fuv (MPa), debida a flexión y torsión deberá ser: fuv ≤ φ v ⋅ 0,6 ⋅F y φ v = 0,9 Reglamento CIRSOC 301-EL (F.6-1) Actualización 23 “Reglamento Argentino de Estructuras de Acero para Edificios. Estados Límites” Actualización 24 CAPITULO J UNIONES, JUNTAS Y MEDIOS DE UNION J.1.2.- Articulaciones Las uniones de apoyo de vigas, vigas armadas y vigas reticuladas serán proyectadas como articulaciones, excepto que se especifique de otra manera en los documentos de proyecto. Se admitirá que sean dimensionadas para trasmitir solamente el esfuerzo de corte requerido y la fuerza axil requerida, si ella existiera, de la unión. Las articulaciones deberán permitir las rotaciones extremas de las barras supuestas como articuladas. Para lograr esa capacidad de rotación se podrá permitir en la unión alguna deformación plástica autolimitada. En una triangulación las uniones articuladas de barras serán proyectadas para trasmitir las fuerzas requeridas resultantes del análisis estructural y no deberán desarrollar momentos flexores significativos que afecten a las barras concurrentes. Esta condición se considerará cumplida si el momento flexor desarrollado es menor o igual al 20% de la menor Resistencia a flexión de las barras concurrentes. Los ejes de las barras que concurran a la unión se cortarán en un punto, excepto que el momento flexor resultante de la excentricidad sea considerado en el dimensionamiento de las barras concurrentes y de la unión. J.1.9.- Bulones en combinación con soldaduras En uniones nuevas no se aceptará colaboración en la trasmisión de esfuerzos entre soldaduras y bulones A307 o bulones de alta resistencia en uniones de tipo aplastamiento. Si se utiliza soldadura la unión soldada deberá dimensionarse para absorber todas las solicitaciones requeridas de la unión. En uniones nuevas puede considerarse que existe colaboración entre soldaduras y bulones de alta resistencia en uniones de deslizamiento crítico. El dimensionado deberá ser realizado para los efectos de acciones mayoradas. En las modificaciones de estructuras existentes en las cuales se utilicen soldaduras, puede aceptarse que los remaches y bulones de alta resistencia ajustados con los requerimientos para uniones de deslizamiento crítico, sean utilizados para trasmitir las solicitaciones requeridas resultantes de las acciones efectivamente actuantes al momento de la modificación. Las soldaduras serán dimensionadas para trasmitir las resistencias requeridas resultantes de las acciones adicionales a las anteriores que actúen en la estructura modificada. J.2.- SOLDADURA Son de aplicación todas las especificaciones del Reglamento CIRSOC 304-2000 (1) excepto las referidas a uniones de tubos, fuera del alcance de este Reglamento, y las siguientes especificaciones de este Reglamento que reemplazan a las correspondientes del Reglamento CIRSOC 304-2000 (1): Sección J.1.5 y J.1.6 del Capítulo J en lugar de la Sección 5.17 Reglamento CIRSOC 304-2000 (1). (1) En preparación Reglamento CIRSOC 301-EL Actualización 25 Sección J.2.2 del Capítulo J en lugar de la Sección 2.4.1.1 Reglamento CIRSOC 3042000 (1). Tabla J.2-5 del Capítulo J en lugar de la Tabla 2-3 Reglamento CIRSOC 304-2000(1) Sección K.3 del Capítulo K y Sección A-K.3 y Tabla A-K.3-2 del Apéndice K en lugar de la Sección 2, Parte C del Reglamento CIRSOC 304-2000 (1). Sección M.2.2 del Capítulo M en lugar de la Secciones 5.15.1.2., 5.15.4.3. y 5.15.4.4. Reglamento CIRSOC 304-2000 (1). La disposición y longitud de las soldaduras, incluyendo los retornos, deberán ser indicados en los documentos del Proyecto y en los planos de taller. J.2.2(b).- Limitaciones El lado mínimo de la soldadura de filete será mayor o igual que el requerido para transmitir las fuerzas calculadas y que el indicado en la Tabla J.2-4 que está basado en experiencias y provee cierto margen respecto de las tensiones no calculadas que se originan durante la fabricación, manipuleo, transporte, y montaje. Estas disposiciones no se aplican para los refuerzos de cordones de penetración parcial o completa mediante soldaduras de filete. Tabla J.2-4 Tamaño Mínimo de Soldaduras de Filete (b) Espesor del Material Unido más Grueso (mm) Hasta 6 Tamaño Mínimo de la Soldadura de Filete (a) (mm) 3 Más de 6 hasta 13 5 Más de 13 hasta 19 6 Más de 19 8 (a) Lado del filete. Debe hacerse de una sola pasada. (b) Ver la Sección J.2.2(b) para el lado máximo del filete. El lado máximo del filete en soldaduras de unión entre partes será: (a) No mayor que el espesor del material para cordones a lo largo de los bordes de material de espesor menor que 6 mm. (b) No mayor que el espesor del material menos 2 mm, para cordones a lo largo de los bordes de material de espesor mayor o igual que 6 mm, a menos que la soldadura sea especialmente proyectada para ser realizada de forma de obtener un espesor de garganta completo. En este caso, se permite que la distancia entre el borde del metal base y el pie de la soldadura sea menor que 2 mm, siempre que el tamaño del cordón sea claramente verificable. (1) En preparación “Reglamento Argentino de Estructuras de Acero para Edificios. Estados Límites” Actualización 26 Para la unión de alas con almas, el tamaño real del cordón no necesita ser mayor que el requerido para desarrollar la capacidad del alma, y no es necesario aplicar los requerimientos de la Tabla J.2-4. La longitud efectiva mínima de una soldadura de filete calculada sobre la base de la resistencia, será mayor o igual a cuatro veces el lado nominal. Si esto no se cumple se considerará que el lado de la soldadura no exceda de ¼ de la longitud efectiva. Si en las uniones extremas de barras planas traccionadas se usan solamente soldaduras de filete longitudinales, la longitud de cada filete de soldadura será mayor o igual que la distancia perpendicular entre ellos. Para los efectos sobre el área efectiva de las barras unidas de la longitud de las soldaduras de filete longitudinales en uniones extremas, ver la Sección B.3. Para soldaduras de filete paralelas a la dirección de la tensión que trasmiten fuerzas en el extremo de barras cargadas (“soldaduras de filete extremas”) con una longitud menor o igual que 100 veces el lado del filete, se puede tomar la longitud efectiva igual a la longitud real del filete. Cuando la longitud de la “soldadura de filete extrema” es mayor que 100 veces el lado del filete, la longitud efectiva Le será : Le = β . L donde: β = 1,2 – 0,002 ( L / w ) ≤ 1 (J.2-1) L = longitud real del filete. (cm) w = lado del filete. (cm) Cuando la longitud del filete supera 300 veces el lado del filete, se tomará β = 0,60 Se podrán usar filetes de soldadura intermitentes para transferir fuerzas a través de una unión o superficie de unión entre las partes que constituyen una barra armada, cuando la resistencia requerida sea menor que la desarrollada por un filete de soldadura continuo del menor tamaño permitido. Los filetes intermitentes serán dimensionados para trasmitir la resistencia requerida. La longitud efectiva de cualquier segmento de soldadura de filete intermitente será mayor o igual que cuatro veces el lado de la soldadura, con un mínimo de 40 mm. En juntas traslapadas, la cantidad mínima de solape será de cinco veces el espesor de la parte unida más delgada, pero no menor de 25 mm. Las uniones traslapadas que unan chapas o barras sometidas a fuerzas axiles y que utilicen solamente soldaduras de filete transversales, serán soldadas con filetes a lo largo del extremo de ambas partes solapadas, excepto donde la deflexión de las partes solapadas esté suficientemente restringida para prevenir la abertura de la junta bajo la carga máxima. Las terminaciones de las soldaduras de filete pueden ser extendidas hasta el extremo o el borde de las partes unidas, o terminadas antes de ellos, o encajonadas excepto en los casos indicados a continuación: (1) En juntas traslapadas en las cuales una parte se extiende mas allá de un borde sometido a tensiones de tracción, las soldaduras de filete serán terminadas a una distancia de dicho borde menor o igual que el lado del filete. (ver Figura J.2-4) (2) Para uniones y elementos estructurales tales como ménsulas, apoyos de vigas, o chapas extremas en uniones simples que están solicitados a fuerzas cíclicas (fatiga) normales al plano y/o momentos de frecuencia e intensidad que puedan tender a iniciar una falla progresiva desde el punto de máxima tensión en el extremo de la soldadura, los filetes serán retornados alrededor de la esquina en una distancia Reglamento CIRSOC 301-EL Actualización 27 mayor o igual a dos veces el lado nominal del filete o el ancho del elemento, lo que sea menor. (3) Para ángulos y chapas extremas en uniones simplemente apoyadas en las cuales su flexibilidad determina la flexibilidad de la unión, si son usados retornos éstos no deberán tener una longitud mayor que cuatro veces el lado nominal del filete. (Figura J.2-5) (4) Las soldaduras de filete que unan rigidizadores transversales al alma de vigas armadas deberán terminar a no menos de 4 veces y no mas de 6 veces el espesor del alma del pie de la soldadura de unión de ala y alma, excepto cuando el rigidizador esté soldado al ala. (ver Figura A-F.2-1(b)) (5) Las soldaduras de filete que estén ubicadas en los lados opuestos de un plano común deberán ser interrumpidas en el ángulo común de ambas soldaduras.(Figura J.2-6) Figura J.2-4 Soldaduras de filete cercanas a bordes traccionados Figura J.2-5 Retornos “Reglamento Argentino de Estructuras de Acero para Edificios. Estados Límites” Actualización 28 Figura J.2-6 Soldaduras de filete en lados opuestos de un plano común Los cordones de soldadura de filete en agujeros y muescas pueden ser usados para transferir corte en juntas traslapadas ó para prevenir el pandeo o separación de partes traslapadas y para unir componentes de barras armadas. Tales soldaduras de filete podrán solaparse, debiendo cumplir las disposiciones de la Sección J.2. Las soldaduras de filete en agujeros o muescas no serán consideradas como soldaduras de tapón o de muesca. J.2.6.- Material de aporte La elección del electrodo para usar en soldaduras a tope de penetración completa sometidas a tracción en dirección perpendicular al área efectiva será determinada por los requerimientos para materiales de aporte dados en el Reglamento CIRSOC 304-2000. Se utilizará material de aporte con una tenacidad Charpy de 27J a 4ºC en los siguientes casos: (a) Uniones soldadas a tope de penetración completa en juntas en “te” o en ángulo sin retiro de chapas de respaldo, sometidas a tracción perpendicular a la sección efectiva, a menos que ellas sean dimensionadas conforme a la Tabla J.2-5 (ver la nota al pie (d)). (b) Empalmes soldados a tope con penetración completa de perfiles pesados definidos en la Sección A.3.1.b. (tanto perfiles laminados como secciones armadas soldadas) sometidas a tracción normal al área efectiva. Para garantizar el cumplimiento de lo especificado bastará la presentación del certificado del fabricante. Reglamento CIRSOC 301-EL Actualización 29 Tabla J.2-5 Resistencia de Diseño de Cordones de Soldadura Tipo de Soldadura y tipo de fuerza (a) Tracción perpendicular al área efectiva Compresión perpendicular al área efectiva Tracción o compresión paralela al eje de la soldadura Corte en el área efectiva Resistencia Nominal FBM o Fw Soldaduras a Tope de Penetración Completa Material Base Base Factor de Resistencia φ 0,90 0,90 Fy Fy Base 0,90 0,60 Fy Electrodo 0,80 0,60 FEXX Soldaduras a Tope de Penetración Parcial Compresión perpendicular al área efectiva Tracción o compresión paralela al eje de la soldadura (e) Corte paralelo al eje de la soldadura Tracción perpendicular al área efectiva Base Electrodo Base Electrodo Corte en el área efectiva Base Electrodo 0,75 (f) 0.60FEXX(f) Base 0,90 Fy Tracción o compresión paralela al eje de la soldadura (e) Base 0,90 0,75 (f) 0,90 0,80 Soldaduras de Filete Fy (f) 0,60 FEXX Fy 0,60 FEXX Nivel de Resistencia Requerida del material de aporte (b,c) Debe usarse material de aporte compatible. Para requerimientos de Ensayo Charpy ver (d) Se permite usar metal de aporte con un nivel de resistencia igual o menor que la del metal de aporte compatible Se permite usar metal de aporte con un nivel de resistencia igual o menor que la Del metal de aporte compatible Se permite usar metal de aporte con un nivel de resistencia igual o menor que la Del metal de aporte compatible Soldaduras de Tapón y de Muesca Corte paralelo a las superficies de empalme (en el área efectiva) Base Electrodo 0,75 (f) (f) 0,60 FEXX Se permite usar metal de aporte con un nivel de resistencia igual o menor que la del metal de aporte compatible (a) Para la definición del área efectiva, Ver Sección J.2. (b) Para el material de aporte compatible, ver Tabla 3.1, Recomendación CIRSOC 304-2000. (c) Se permitirá metal de aporte con una resistencia mayor en un nivel que el metal de aporte compatible. (d) Para juntas en T o en ángulo sin retiro de chapas de respaldo en servicio deberá usarse material de aporte con una mínima tenacidad Charpy de 27J a 4ºC. Si el material de aporte no cumple la citada exigencia y la chapa de respaldo no es retirada la soldadura será dimensionada usando el factor de resistencia y la resistencia nominal de la soldadura a tope de penetración parcial. (e) Las soldaduras de filete y de penetración parcial que unen los elementos componentes de barras armadas, como una unión de ala y alma, podrán ser dimensionadas sin considerar la tensión de tracción o compresión en aquellos elementos, paralelos al eje de las soldaduras. (f) El cálculo de los materiales unidos está gobernado por las Secciones J.4. y J.5. “Reglamento Argentino de Estructuras de Acero para Edificios. Estados Límites” Actualización 30 J.3.- BULONES Y BARRAS ROSCADAS J.3.1.- Bulones de alta resistencia Excepto que se indique de otra manera en este Reglamento, el uso de bulones de alta resistencia deberá satisfacer los requisitos de la Recomendación CIRSOC 305 - EL. “Especificación para Uniones Estructurales Ejecutadas con Bulones” (*) Tabla J.3-1 Tracción Mínima de los Bulones. (kN)(a) Bulones milimétricos ISO. Rosca Gruesa Bulones – Rosca UNC Diámetro Diámetro Bulones 8.8 Bulones 10.9 nominal del Bulones A325 Bulones A490 nominal del bulón (kN) (kN) (kN) (kN) bulón (mm) Pulg. mm. 10 32 7/16 11,11 40 12 47 59 1/2 12,70 53 66 14 65 81 9/16 14,28 68 85 16 88 110 5/8 15,87 84 105 18 108 135 3/4 19,05 125 156 20 137 171 7/8 22,22 172 215 22 170 212 1 25,40 226 283 24 197 246 1 1/8 28,57 249 356 27 257 321 1 1/4 31,75 317 453 30 314 392 1 3/8 34,92 377 539 33 388 485 1 1/2 38,10 459 656 36 457 571 42 628 785 48 825 1031 (a) Igual a 0,70 de la resistencia mínima a la tracción del bulón, redondeado a la unidad más cercana. Si se requiere apretar a más del 50% de su resistencia mínima especificada a la tracción, los bulones A449 en tracción y en las uniones de corte tipo aplastamiento, tendrán una arandela endurecida según la Norma IRAM 5457, instalada bajo la cabeza del bulón, y las tuercas deberán cumplir los requerimientos de la Norma IRAM 5456. Durante el armado, todas las superficies a unir, incluyendo aquellas adyacentes a las arandelas, estarán libres de escamas, excepto las fuertemente adheridas por laminación. Todos los bulones A325 (ISO 8.8) y A490 (ISO 10.9) serán apretados hasta una tracción del bulón no menor que la dada en la Tabla J.3-1, excepto en los casos que se indican más abajo. El apriete será ejecutado mediante uno de los procedimientos siguientes: el método del giro de la tuerca, mediante un indicador directo de tracción, por una llave calibrada o por un bulón calibrado. Los bulones sólo necesitan ser apretados con un ajuste sin juego en: (a) uniones del tipo aplastamiento sometidas a corte donde se permite el deslizamiento o (b) uniones tipo aplastamiento sujetas a tracción o tracción combinada con corte ejecutadas solamente con bulones A325 (ISO 8.8) y donde el aflojamiento o fatiga debido a vibraciones o cargas pulsantes no son la condición de proyecto. (*) En preparación Reglamento CIRSOC 301-EL Actualización 31 Descripción de los Bulones Tabla J.3-2 Resistencia de Diseño de Bulones Resistencia al corte en unioResistencia a la Tracción nes del Tipo Aplastamiento Factor de Resistencia Factor de Resistencia Resistencia φ Nominal, (MPa) Resistencia φ Nominal, (MPa) 300 (a) 165 (b,e) Bulones A307 Bulones A325, cuando la rosca no está excluida de los 620 (d) 330 (e) planos de corte (Bulones 8.8 ISO) (600) (320) Bulones A325, con la rosca está excluida de 620 (d) 415 (e) los planos de corte (Bulones 8.8 ISO) (600) (400) Bulones A490, cuando la rosca no está excluida de los 778 (d) 414 (e) planos de corte (Bulones 10.9 ISO) (750) (400) 0,75 0,75 Bulones A490 cuando la rosca está excluida 778 (d) 517 (e) de los planos de corte (Bulones 10.9 ISO) (750) (500) Partes roscadas que cumplen con los requerimientos de la 0,75 Fu (a,c) 0,40 Fu Sección A.3, y la rosca no está excluida de los planos de corte Partes roscadas que cumplen con los requerimientos de la 0,75 Fu (a,c) 0,50 Fu (a,c) Sección A.3, y la rosca está excluida de los planos de corte (a) Cargas estáticas solamente. (b) Se permite la rosca en los planos de corte. (c) La resistencia nominal a la tracción de la parte roscada de una varilla recalcada, basada en el área de la sección en el diámetro mayor de la rosca AD , será mayor que el área nominal del cuerpo Ab de la varilla antes del recalcado multiplicada por Fy. (d) Para bulones A325 y A490 solicitados a tracción con fatiga, ver la Sección A-K.3. (e) Cuando se emplean uniones del tipo de aplastamiento para empalmar barras traccionadas con bulones separados en dirección paralela a la fuerza a más de 1300 mm, los valores tabulados deben ser reducidos en un 20%. La condición de ajuste sin juego se define como el ajuste obtenido por unos cuantos golpes con una llave de impacto o por el esfuerzo máximo de un trabajador con una llave de tuerca ordinaria, hasta obtener un contacto firme entre las piezas unidas. “Reglamento Argentino de Estructuras de Acero para Edificios. Estados Límites” Actualización 32 Para uniones del tipo aplastamiento bajo la condición de ajuste sin juego se deberá emplear la resistencia nominal dada en las Tablas J.3-2 y J.3-5. Los bulones a ser apretados solamente bajo la condición de ajuste sin juego serán claramente identificados en los planos de proyecto y montaje. Cuando se emplean bulones A490 o ISO 10.9 de más de 25 mm de diámetro, en chapas externas con agujeros holgados u ovalados, debe usarse una arandela endurecida de acuerdo con la Norma IRAM 5457 (con un espesor mínimo de 8 mm) en lugar de arandelas comunes. En uniones de deslizamiento crítico, cuando la dirección de la fuerza es hacia un borde de la parte unida, se debe proveer una resistencia al aplastamiento suficiente para cargas mayoradas de acuerdo con las especificaciones de la Sección J.3.10. J.3.2.- Tamaño y uso de agujeros El tamaño máximo de los agujeros para remaches y bulones esta dado en la Tabla J.3-3. Podrán indicarse en los planos agujeros mayores, para las bases de las columnas, por requerimientos de tolerancia en la ubicación de los anclajes de las fundaciones de hormigón. Deberán ejecutarse agujeros normales en las uniones de barra con barra, a menos que el Proyectista o el Director Técnico apruebe agujeros holgados, ovalados cortos u ovalados largos en uniones abulonadas. Se pueden introducir chapas de relleno de hasta 6 mm, dentro de uniones de deslizamiento crítico calculadas sobre la base de agujeros normales, sin hacer la reducción correspondiente a agujeros ovalados, de la resistencia nominal al corte especificada del bulón. Se podrán usar agujeros holgados en cualquiera o todas las chapas de uniones de deslizamiento crítico, pero no podrán ser usadas en uniones tipo aplastamiento. Se deberán instalar arandelas endurecidas sobre los agujeros holgados de una chapa externa. Se podrán usar agujeros ovalados cortos en cualquiera o todas las chapas de uniones de deslizamiento crítico o del tipo aplastamiento. Los agujeros ovalados cortos se podrán usar independientemente de la dirección de la carga en uniones del tipo deslizamiento crítico, pero su longitud mayor deberá ser normal a la dirección de la fuerza en el caso de uniones tipo aplastamiento. Se deberán instalar arandelas sobre los agujeros ovalados cortos en una chapa externa; cuando se usen bulones de alta resistencia, estas arandelas deberán ser endurecidas. Tanto en uniones tipo deslizamiento crítico como tipo aplastamiento, los agujeros ovalados largos solamente podrán ser usados en una de las partes unidas en cada superficie individual de empalme. Se podrán usar agujeros ovalados largos independientemente de la dirección de la fuerza en uniones tipo deslizamiento crítico, pero deberán ser normales a la dirección de la fuerza en el caso de uniones tipo aplastamiento. En donde se usen agujeros ovalados largos en una chapa externa, deberán colocarse arandelas planas o una barra continua con agujeros normales, que tengan el tamaño suficiente como para cubrir completamente el óvalo después del montaje. En uniones con bulones de alta resistencia, tales arandelas planas o barras continuas tendrán un espesor mayor o igual a 8 mm y deberán ser de material de grado estructural, pero no necesitan ser endurecidas. Si se requieren arandelas endurecidas para el uso de bulones de alta resistencia, estas arandelas endurecidas deberán ser colocadas sobre la superficie externa de la arandela plana o de la barra continua. Reglamento CIRSOC 301-EL Actualización 33 Tabla J.3-3 Dimensión Nominal de los Agujeros Dimensiones de los Agujeros (mm) Diámetro de los Bulones. (mm) 6 7 8 10 12 14 16 20 22 24 27 >28 Diámetro en pulgadas 1/4 5/16 3/8 7/16 1/2 5/8 3/4 7/8 1 ≥1 1/8 Normales (Diámetro) Holgados (Diámetro) Ovalado Cortos (Ancho x Largo) 8 9 9 10 10 11 12 13 14 16 14 x 18 16 18 16 x 20 18 20 18 x 22 22 24 22 x 26 24 28 24 x 30 27 30 27 x 32 30 35 30 x 37 d+3 d+8 (d+3) x (d+10) Dimensiones de los agujeros en pulgadas 5/16 3/8 7/16 1/2 9/16 11/16 13/16 15/16 1 1/16 d+1/16 3/8 7/16 1/2 9/16 5/8 13/16 15/16 1 1/16 1 1/4 d+5/16 9/16 x 11/16 11/16 x 7/8 13/16 x 1 15/16 x 1 1/8 1 1/16 x 1 5/16 (d+1/16)x(d+3/8) Ovalados Largos (Ancho x Largo) 14 x 30 16 x 35 18 x 40 22 x 50 24 x 55 27 x 60 30 x 67 (d+3)x(2,5 xd) 9/16 x 1 1/4 11/16 x 1 9/16 13/16 x 1 7/8 15/16 x 2 3/16 1 1/16 x 2 1/2 (d+1/16)x(2,5xd) J.3.3.- Separación mínima La distancia mínima s, entre los centros de los agujeros normales, holgados u ovalados será 2 2/3 veces el diámetro nominal del bulón, siendo recomendable adoptar una distancia mínima de 3d. Para el cálculo de la resistencia al aplastamiento, ver la Sección J.3.10. (Ver Figura J.3-1). Figura J.3-1 Separación entre centros de agujeros “Reglamento Argentino de Estructuras de Acero para Edificios. Estados Límites” Actualización 34 J.3.4.- Distancia mínima al borde. La distancia db desde el centro de un agujero normal a un borde de un elemento unido será mayor o igual al valor aplicable indicado en la Tabla J.3-4 o mayor o igual que la requerida en la Sección J.3.10 (ver Figura J.3-1). La distancia desde el centro de un agujero holgado u ovalado a un borde de un elemento unido será mayor o igual que la requerida para un agujero normal a un borde, más el incremento C2 de la Tabla J.3-6. Para los requerimientos de resistencia al aplastamiento se cumplirá lo especificado en la Sección J.3.10. Tabla J.3-4 Distancia Mínima al Borde, (a) (mm) (Centro del Agujero Normal (b) al Borde de la Parte Conectada) Diámetro Nominal del Bulón o Remache (mm) A bordes cizallados, matrizados o punzonados A bordes de Chapas, Perfiles o Barras Laminadas, o a Bordes cortados a soplete (c) ISO - A325/A490 6 6,35 (1/4”) 12 10 7 14 11 8 7,96 (5/16”) 15 12 10 9,52 (3/8”) 18 14 12 11,11 (7/16”) 22 16 14 12,7 (1/2”) 25 18 16 15,9 (5/8”) 28 22 20 19,05 (3/4”) 34 26 22 22,22 (7/8”) 38 (d) 28 24 25,4 (1”) 42 (d) 30 27 48 34 30 28,58(1 1/8”) 52 38 > 30 > 28,58(>1 1/8”) 1.75 x Diámetro 1.25 x Diámetro (a) Se permite utilizar una distancia al borde menor siempre que se satisfagan las Ecuaciones de la Sección J.3.10. (b) Para agujeros holgados u ovalados, ver la Tabla J.3-6. (c) Se permite reducir todas las distancias en esta columna en 3 mm cuando el agujero está en un punto en donde la tensión no excede el 25% de la resistencia de diseño máxima del elemento. (d) Se permite que la distancia sea 32 mm en el extremo de los ángulos de unión de vigas y chapas extremas de corte. J.3.5.- Máximas separación y distancia al borde La distancia máxima desde el centro de cualquier remache o bulón al borde más próximo de las partes en contacto, será igual a 12 veces el espesor de la parte unida en consideración, pero no excederá de 150 mm. La separación longitudinal entre los bulones o remaches que vinculan elementos en contacto continuo como dos chapas o una chapa y un perfil será como sigue: a) Para barras pintadas o no pintadas sin peligro de corrosión, la separación no superará 24 veces el espesor de la chapa más fina ni 300 mm. Reglamento CIRSOC 301-EL Actualización 35 b) Para barras no pintadas de acero resistente a la corrosión sometidas a la corrosión atmosférica , la separación no superará 14 veces el espesor de la chapa más fina ni 180 mm. J.3.6.- Resistencia de Diseño a la Tracción o al Corte La resistencia de diseño a la tracción o al corte de los bulones de alta resistencia y de elementos roscados es: φ . Fn . Ab . (10-1) donde φ = el factor de resistencia indicado en la Tabla J.3-2. Fn = la resistencia nominal a la tracción Ft, o al corte Fv, indicadas en la Tabla J.3-2. (MPa) Ab = el área nominal del cuerpo no roscado del bulón o de la parte roscada [para varillas recalcadas, ver la nota (c) al pie de la Tabla J.3-2]. (cm2) g qu qu r ut+ q u r ut+ q u b' b a' a M u2 M u1 2rut Figura J.3-2 Acción de palanca La fuerza aplicada será la suma de la fuerza requerida resultante de las acciones mayorada y de cualquier tracción resultante del efecto de la acción de palanca producida por la deformación de las partes unidas (ver Figura J.3-2). J.3.7.- Combinación de tracción y corte en uniones tipo aplastamiento La resistencia de diseño a tracción de un bulón sometido a corte y tracción combinados es φ Ft .Ab . (10-1) donde: φ = 0,75 Ft = resistencia nominal a tracción en términos de tensión calculada con las ecuaciones de la Tabla J.3-5 como una función de la tensión de corte requerida fv producida por las cargas mayoradas. (MPa). La tensión de corte requerida fv será menor o igual a la resistencia de diseño al corte φ Fv indicada en la Tabla J.3-2. “Reglamento Argentino de Estructuras de Acero para Edificios. Estados Límites” Actualización 36 Tabla J.3-5 Resistencia Nominal a la Tracción (Ft) , (Mpa) Uniones de Tipo Aplastamiento Descripción de los Bulones Bulones A307 Bulones A325 Rosca incluída en el Rosca excluída del Plano de corte Plano de Corte 390 – 2,5 fv ≤ 300 806 – 2,5 fv ≤ 620 806 – 2,0 fv ≤ 620 (bulones 8.8 ISO) Bulones A490 (780 – 2,5 fv ≤ 600) 1012 – 2,5 fv ≤ 778 (780 – 2,0 fv ≤ 600) 1012 – 2,0 fv ≤ 778 (bulones 10.9 ISO) Partes roscadas de bulones A449 de diámetro mayor que 38.1 mm (975 – 2,5 fv ≤ 750) (975 – 2,0 fv ≤ 750) 0,98 Fu –2,5 fv ≤ 0,75Fu 0,98Fu – 2,0 fv ≤ 0,75Fu Tabla J.3-6 Valores del adicional de Distancia al Borde C2, (mm) (a) Agujeros Ovalados Eje Mayor Perpendicular al Eje Mayor Agujeros Holgados Borde Paralelo al Borde Cortos Largos (a) ≤ 22 2 3 0,75 d 0 24 3 3 ≥ 27 3 5 (a) Cuando la longitud del agujero es menor que el máximo admisible (ver Tabla J.3.5), se permite reducir C2 en la mitad de la diferencia entre el valor máximo de la longitud y el valor real. Diámetro Nominal del Bulón, mm J.3.8.- Bulones de alta resistencia en uniones de deslizamiento crítico La resistencia de diseño al corte de bulones de alta resistencia en uniones de deslizamiento crítico se obtendrá de acuerdo con la Sección J.3.8(a) o J3.8(b). Los bulones así dimensionados serán verificados a corte trabajando en uniones tipo aplastamiento con las Secciones J.3.6. y J.3.7 y será verificado el aplastamiento de la chapa de acuerdo con las Secciones J.3.1. y J.3.10.. J.3.8(a).- Uniones de deslizamiento crítico dimensionadas para cargas mayoradas La resistencia de diseño al deslizamiento φ Rstr, deberá ser mayor o igual que la fuerza requerida debida a las cargas mayoradas, donde: Rstr = 1,13 . µ . T b . Ns donde: Rstr Tb (J.3-1) = resistencia nominal al deslizamiento. (kN) = fuerza de tracción mínima del bulón dada en la Tabla J.3-1. (kN) Reglamento CIRSOC 301-EL Actualización 37 Ns µ = cantidad de superficies de rozamiento = coeficiente medio de rozamiento para las Clases A, B, o C, según corresponda, o el que surja de ensayos. (a) Para superficies Clase A (superficies de acero limpias con cepillo metálico libres de polvo, óxido o cascarillas de laminación y no pintadas, o superficies con recubrimientos Clase A en acero limpiado con chorro de arena) µ = 0,33 (b) Para superficies Clase B (superficies de acero limpiadas con chorro de arena y no pintadas o superficies con recubrimiento Clase B en acero limpiado con chorro de arena) µ = 0,50 φ (c) Para superficies Clase C (superficies galvanizadas por inmersión en caliente y con superficies ásperas), µ = 0,35 = factor de resistencia (a) Para agujeros normales, φ = 1,0 (b) Para agujeros holgados y ovalados cortos, φ = 0,85 (c) Para agujeros ovalados largos con eje mayor perpendicular a la dirección de la fuerza, φ = 0,70 (d) Para agujeros ovalados largos con eje mayor paralelo a la dirección de la fuerza, φ = 0,60. Se permite introducir láminas de reglaje digitiformes dentro de uniones de deslizamiento crítico proyectadas para agujeros normales sin reducir su resistencia de diseño al corte a la especificada para agujeros ovalados. J.3.8(b).- Uniones de deslizamiento crítico dimensionadas para cargas de servicio Ver el Apéndice J, Sección A-J.3.8(b).. J.3.9.- Tracción y corte combinados en uniones de deslizamiento crítico El dimensionamiento de uniones de deslizamiento crítico solicitadas a esfuerzos de tracción se realizará de acuerdo con las Secciones J.3.9(a) y J3.8(a) o las Secciones J.3.9(b) y J.3.8(b). J.3.9(a).- Uniones de deslizamiento crítico dimensionadas para cargas mayoradas Cuando las uniones de deslizamiento crítico están solicitadas por una fuerza de tracción T u, que reduce la fuerza de apriete entre las superficies en contacto, la resistencia de diseño al rozamiento φ Rstr de la Sección J.3.8(b) deberá ser multiplicada por el siguiente factor, en el cual T u (kN) es la resistencia a tracción requerida bajo cargas mayoradas: [1 - T u /(1,13 . T b . Nb )] donde: Tb Nb = fuerza de tracción mínima del bulón dada en la Tabla J.3-1. (kN) = cantidad de bulones cargados con la fuerza de tracciónT u “Reglamento Argentino de Estructuras de Acero para Edificios. Estados Límites” Actualización 38 J.3.9(b).- Uniones de deslizamiento crítico dimensionadas para cargas de servicio Ver el Apéndice J, Sección A-J.3.9(b). J.3.10.- Resistencia al Aplastamiento de la chapa en los Agujeros La resistencia al aplastamiento de la chapa será verificada tanto para las uniones tipo aplastamiento como para las tipo deslizamiento crítico. El uso de agujeros holgados y ovalados cortos y largos con eje mayor paralelo a la dirección de la fuerza es restringido para las uniones de deslizamiento crítico por la Sección J.3.2.. La resistencia de diseño al aplastamiento de la chapa en los agujeros es φ Rn , donde φ = 0,75 Rn = resistencia nominal al aplastamiento de la chapa (kN). La resistencia nominal Rn será determinada de la siguiente manera: (a) Para un bulón en una unión con agujeros normales, holgados u ovalados cortos independientemente de la dirección de la fuerza, o con agujeros ovalados largos con eje mayor paralelo a la dirección de la fuerza: • Cuando la deformación alrededor del agujero para cargas de servicio es una consideración de proyecto Rn = 1,2 Lc . t .Fu .(10)-1 ≤ 2,4 . d . t . Fu . (10-1) • (J.3-2a) Cuando la deformación alrededor del agujero para cargas de servicio no es una consideración de proyecto: Rn = 1,5 Lc . t . Fu . (10-1) ≤ 3,0 . d . t . Fu . (10-1) (J.3-2b) (b) Para un bulón en una unión con agujeros ovalados largos con eje mayor perpendicular a la dirección de la fuerza: Rn = 1,0 Lc . t . Fu . (10-1) ≤ 2,0 . d . t . Fu . (10-1) (J.3-2c) En las ecuaciones anteriores: Fu = resistencia a la tracción mínima especificada de la chapa (MPa) d = el diámetro del bulón (cm). t = espesor de la parte conectada crítica. (cm). Lc = distancia libre, en la dirección de la fuerza, entre el borde del agujero y el borde del agujero adyacente o el borde del material. (cm) Para la unión, la resistencia al aplastamiento de la chapa será tomada como la suma de las resistencias al aplastamiento de la chapa en todos los agujeros de los bulones que pertenecen a la unión. Reglamento CIRSOC 301-EL Actualización 39 J.6.- CHAPAS DE RELLENO En la construcción soldada, cualquier chapa de relleno de espesor mayor o igual que 6 mm se extenderá más allá de los bordes del cubrejunta y será soldada al elemento sobre la cual aquella se ajusta, con soldadura suficiente como para transmitir la carga del cubrejunta, aplicada en la superficie de la chapa de relleno. Las soldaduras que unen el cubrejunta con la chapa de relleno serán suficientes para transmitir la carga del cubrejunta y serán de longitud suficiente para evitar sobrecargar la chapa de relleno a lo largo del pie del cordón de soldadura. Cualquier chapa de relleno de espesor menor que 6 mm tendrá sus bordes al rás con los bordes del cubrejunta, y la dimensión de la soldadura será la suma de la dimensión necesaria para soportar la carga en el cubrejunta más el espesor de la chapa de relleno. (Ver Figura J.6-1 y J.6-2) Figura J.6-1 Chapa de relleno con espesor mayor o igual a 6 mm Figura J.6-2 Chapa de relleno con espesor menor a 6 mm “Reglamento Argentino de Estructuras de Acero para Edificios. Estados Límites” Actualización 40 Cuando los bulones que soportan cargas pasen a través de chapas de relleno de espesor menor o igual que 6 mm, se usará la resistencia de diseño al corte sin reducción. Cuando los bulones que soportan cargas pasen a través de chapas de relleno de espesor mayor que 6 mm será aplicado uno de los siguientes requerimientos: (1) Para chapas de relleno de espesor menor o igual que 19 mm, la resistencia de diseño al corte de los bulones será multiplicada por el factor [1- 0,154(t - 0,6)], donde t (cm) es el espesor total de las chapas de relleno, hasta 19 mm; (Ver Figura J.6-3) (2) Las chapas de relleno se extenderán más allá de la junta y la prolongación de la chapa de relleno será asegurada con suficientes bulones para distribuir el esfuerzo total en la barra de manera uniforme en la sección combinada de la barra y la chapa de relleno; (3) El tamaño de la junta será aumentado para incluir en la unión un número de bulones equivalente al número total requerido en el punto anterior (2) ó (4) La unión será proyectada como de deslizamiento crítico. t1= espesor de la chapa de relleno. t2= espesor del elemento empalmado. F1+F2= F; F 1/t1 = F2/t2 Nota: Las fuerzas indicadas en los grupos de bulones corresponden a las resultantes Figura J.6-3 Chapas de relleno en uniones abulonadas Reglamento CIRSOC 301-EL Actualización 41 “Reglamento Argentino de Estructuras de Acero para Edificios. Estados Límites” Actualización 42 APÉNDICE J UNIONES, JUNTAS Y MEDIOS DE UNION La sección A-J.3.7. da ecuaciones alternativas para el dimensionamiento de uniones tipo aplastamiento sometidas a una combinación de tracción y corte. Las Secciones A-J.3.8 y AJ.3.9 dan especificaciones para el dimensionamiento de uniones de deslizamiento crítico bajo solicitaciones debidas a acciones de servicio. A-J.3.- BULONES Y BARRAS ROSCADAS A-J.3.7.- Combinación de tracción y corte en uniones tipo aplastamiento Alternativamente se podrán usar las ecuaciones de la Tabla A-J.3-1 en lugar de las ecuaciones de la Tabla J.3-5. Tabla A-J.3-1 Resistencia Nominal a la Tracción (Ft) , (Mpa) Uniones de Tipo Aplastamiento Descripción de los Bulones Bulones A307 Bulones A325 Rosca incluída en el Plano de corte Rosca excluída del Plano de Corte 300 2 − 6 ,25 fv2 620 2 − 6,25 fv2 620 2 − 4,00 fv2 ( 600 2 − 6,25 fv2 ) ( 600 2 − 4,00 fv2 ) 778 2 − 6,31fv2 778 2 − 4,04 fv2 (bulones 10.9 ISO) ( 750 2 − 6 ,25 fv2 ) ( 750 2 − 4,04 fv2 ) Partes roscadas de bulones A449 de diámetro mayor que 38.1 mm (0,75 Fu )2 − 6,25 fv2 (0,75 Fu )2 − 4 ,00 fv2 (bulones 8.8 ISO) Bulones A490 A-J.3.8.- Bulones de alta resistencia en uniones de deslizamiento crítico A-J.3.8(b).- Uniones de deslizamiento crítico dimensionadas para cargas de servicio La resistencia de diseño al corte de un bulón en una unión de deslizamiento crítico para cargas de servicio es φ FvAb .(10-1) donde φ = 1,0 para agujeros normales, holgados, ovalados cortos, y ovalados largos cuando el eje más largo es perpendicular o paralelo a la línea de fuerza. Fv = la resistencia nominal al deslizamiento crítico indicada en la Tabla A-J.3-2 (MPa) Reglamento CIRSOC 301-EL Actualización 43 Los valores de Fv de la Tabla A-J.3-2 están calculados para superficies en contacto de Clase A (coeficiente de deslizamiento 0,33), con superficies no pintadas, limpias de cascarilla de laminación y polvo, con escamas de laminación firmes o superficies con recubrimientos Clase A aplicadas sobre superficies arenadas. Cuando lo especifique el proyectista, la resistencia nominal al deslizamiento para uniones que tengan condiciones especiales de las superficies de contacto pueden ajustarse a los valores aplicables dados en la Recomendación CIRSOC 305 – EL “Especificaciones para Uniones Estructurales Ejecutadas con Bulones”. (*) La resistencia de diseño al corte será igual o mayor que la fuerza de corte en el bulón debida a las cargas de servicio. Para la determinación de la fuerza de corte requerida en servicio se podrán utilizar las combinaciones de acciones indicadas en el Capítulo L. Tabla A-J.3-2 Resistencia Nominal al Corte Fv de Bulones de Alta Resistencia en Uniones de Deslizamiento Crítico (a) (MPa) Tipo de Bulón Agujeros Normales A325 (bulones 8.8 ISO) A490 (bulones 10.9 ISO) (a) Para cada plano de corte. 117 (113) 145 (140) Resistencia Nominal al Corte Agujeros Agujeros Ovalados Largos Holgados y Ovalados Perpendicular a Paralelo a Cortos a la línea la línea de fuerza de fuerza 103 83 69 (100) (80) (66) 124 103 90 (120) (100) (87) A-J.3.9.- Tracción y corte combinados en uniones de deslizamiento crítico J.3.9(b).- Uniones de deslizamiento crítico dimensionadas para cargas de servicio La resistencia de diseño al corte de un bulón en una unión de deslizamiento crítico solicitada a una fuerza de tracción T (kN) debida a las cargas de servicio que reduce la fuerza de apriete entre las partes en contacto, será φ FvAb .(10-1), calculada de acuerdo con lo especificado en la Sección A-J.3.8(a) multiplicada por el siguiente factor de reducción, T 1− 0,8 Tb . Nb donde: T b = el pretensado mínimo del bulón dado por la Tabla J.3-1. (kN) Nb = número de bulones cargados con la tracción de servicio T. (kN) (*) En preparación “Reglamento Argentino de Estructuras de Acero para Edificios. Estados Límites” Actualización 44 APÉNDICE K FUERZAS CONCENTRADAS, ACUMULACIÓN DE AGUA Y FATIGA La Sección A-K.3 es aplicable para el proyecto de barras y uniones sujetas a cargas o acciones cíclicas que producen fatiga. A-K.3.- DIMENSIONAMIENTO PARA CARGAS CÍCLICAS (FATIGA) Esta Sección es aplicable a barras y uniones sujetas a cargas cíclicas dentro del rango elástico de tensiones, de frecuencia e intensidad suficiente para iniciar la fisuración y la falla progresiva (fatiga). A-K.3.1.- Generalidades Las especificaciones de esta Sección son aplicables a tensiones determinadas por la acción de cargas de servicio (no mayoradas). La máxima tensión debida a cargas de servicio será menor o igual a 0,66 Fy. El Rango de Tensión se define como la magnitud del cambio de tensión debido a la aplicación y retiro de las sobrecargas útiles no mayoradas. En el caso de tensiones oscilatorias alternadas el Rango de Tensión será calculado como la suma de los valores absolutos de la máxima tensión repetida de tracción y de la máxima tensión repetida de compresión o por la suma de los valores absolutos de las máximas tensiones de corte en sentidos opuestos, en todos los casos en el punto de probable iniciación de la fisuración. En el caso de juntas a tope con soldaduras a tope de penetración completa, el máximo Rango de Tensión calculado por la Ecuación A-K.3-1 solamente es aplicable para aquellas soldaduras sin defectos que satisfagan los requerimientos de aceptación dados en las Secciones 6.12.2. y 6.13.2. del Reglamento CIRSOC 304-2000. No se evaluará la resistencia a los efectos de fatiga si el Rango de Tensión debido a las sobrecargas útiles es menor que el umbral de Rango de Tensión FTH dado en la Tabla AK.3-1. No se evaluará la resistencia a los efectos de fatiga si el número de aplicaciones de las sobrecargas útiles en la vida útil del elemento estructural considerado es menor a 2x104. La resistencia a efectos de fatiga determinada por las especificaciones de esta Sección es aplicable a estructuras con adecuada protección contra la corrosión y sometidas a atmósferas poco corrosivas, tal como las condiciones atmosféricas normales. La resistencia a efectos de fatiga determinada por las especificaciones de esta Sección sólo es aplicable a estructuras sometidas a temperaturas menores o iguales a 150ºC. El Proyectista deberá especificar ya sea los detalles completos incluyendo dimensiones de soldaduras, o bien especificar los ciclos previstos en la vida útil y los rangos máximos de momentos flexores, esfuerzos de corte y reacciones para las uniones. Reglamento CIRSOC 301-EL Actualización 45 A-K.3.2.- Cálculo de la Tensión Máxima y del Rango de Tensión La determinación de las tensiones se hará por Análisis Elástico. Las tensiones no serán amplificadas por factores de concentración de tensiones resultantes de discontinuidades geométricas. Para bulones y barras roscadas sometidos a tracción axil, se incluirán en el cálculo de la tensión los efectos de la acción de palanca, si ella existiera. En el caso de tensión axil combinada con flexión, la máxima tensión de cada clase será aquélla determinada por los efectos concurrentes de las cargas aplicadas. Para barras con secciones transversales simétricas los pasadores y soldaduras serán dispuestos simétricamente respecto de los ejes de la barra, o bien las tensiones resultantes de la excentricidad serán incluidas en la determinación del Rango de Tensión. Para barras de ángulo simple donde el centro de gravedad de las soldaduras de unión se ubica entre la línea del centro de gravedad de la sección transversal del ángulo y el eje de gravedad del ala unida, se podrán ignorar los efectos de la excentricidad. Si el centro de gravedad de las soldaduras de unión se ubica fuera de dicha zona, se deberán incluir en el cálculo del Rango de Tensión las tensiones debidas al efecto de la excentricidad. A-K.3.3.- Rango de Tensión de Diseño El Rango de Tensión bajo la acción de cargas de servicio será menor o igual que el Rango de Tensión de Diseño calculado según lo siguiente: (a) Para Categorías de tensión A, B, B´, C, D, E y E´ el Rango de Tensión de Diseño FSR será determinado por la Ecuación A-K.3-1. 0, 333  327 Cf  FSR =    N  ≥ FTH (A-K.3-1) donde: FSR = Rango de Tensión de Diseño . (MPa) Cf = Constante obtenida de la Tabla A-K.3-1 según la Categoría de tensión. N = Número de variaciones del Rango de Tensión en la vida útil de la estructura. = Número de variaciones del Rango de Tensión por día x 365 x años de vida útil. FTH = Umbral de Rango de Tensión de fatiga, Rango de Tensión máximo para vida útil indefinida, obtenido de la Tabla A-K.3-1. (MPa) (b) Para categoría de tensión F, el Rango de Tensión de Diseño FSR (MPa) será determinado por la Ecuación A-K.3-2.  11x10 4 Cf FSR =  N  0, 167     ≥ FTH (A-K.3-2) (c) Para chapas traccionadas unidas con juntas en cruz, en te o en ángulo, con soldaduras transversales a la dirección de la tensión del tipo a tope de penetración completa, a tope de penetración parcial, de filete o combinación de ellas, el Rango de Tensión de Diseño en la sección transversal de la chapa traccionada cercana al pie de la soldadura, será determinado según lo siguiente: Reglamento CIRSOC 301-EL Actualización 46 • Basado en que la iniciación de la fisura se produce en el pie de la soldadura entonces el Rango de Tensión de Diseño de la chapa traccionada FSR será determinado por la Ecuación A-K.3-1, para Categoría C, que resulta: 0, 333  14 ,4 x1011   FSR =   N   • ≥ 68,9 MPa Basado en que la iniciación de la fisura se produce en la raíz de la soldadura, cuando se usan soldaduras a tope de penetración parcial transversales, con o sin soldaduras de filete de refuerzo o contorno, el Rango de Tensión de Diseño de la chapa traccionada en la sección transversal cercana al pie de la soldadura será determinado por la Ecuación A-K.3-3, correspondiente a la Categoría C´: 0, 333 FSR = 1,72 RPJP  14 ,4 x1011      N   (A-K.3-3) donde: RPJP= factor de reducción para soldaduras transversales de penetración parcial (PJP) reforzadas o no reforzadas. Si RPJP = 1 se usará Categoría C.       0 ,65 − 0,59  2 a  + 0,72  w    tp   tp         . 0,68 ≤ 1,0 =  0, 167 tp       2 a = longitud de la cara de la raíz no soldada en la dirección del espesor de la chapa traccionada. (cm) w = el lado de la pata de la soldadura de filete de refuerzo o contorno, si existe, en la dirección del espesor de la chapa traccionada. (cm) tp = espesor de la chapa traccionada. (cm) • Basado en que la iniciación de la fisura se produce desde las raíces del par de soldaduras transversales de filete ubicadas en lados opuestos de la chapa traccionada, el Rango de Tensión de Diseño FSR de la sección transversal cercano al pie de las soldaduras será determinado por la Ecuación A-K.3-4, correspondiente a la Categoría C´´ : 0, 333 FSR = 1,72 RFIL  14,4 x1011      N   (A-K.3-4) donde: RFIL = factor de reducción para juntas que sólo usan un par de soldaduras de filete transversales. Si RFIL = 1 se usará Categoría C.  0 ,06 + 0,72 ( w / tp )   . 0,68 ≤ 1,0 =  0,167   t p   Reglamento CIRSOC 301-EL Actualización 47 A-K.3.4.- Bulones y partes roscadas El Rango de Tensión para cargas de servicio será menor o igual al Rango de Tensión de Diseño calculado según lo siguiente: (a) Para pasadores mecánicos en uniones sometidas a fuerzas de corte, el máximo Rango de Tensión en el material unido para cargas de servicio será menor o igual al Rango de Tensión de Diseño calculado con la Ecuación A-K.3-1 donde Cf y FTH serán tomados de la Sección 2 de la Tabla A-K.3-1. (b) Para bulones de alta resistencia, bulones comunes, y varillas de anclaje roscadas con roscas cortadas, laminadas o esmeriladas el máximo Rango de Tensión de tracción en el área neta a tracción para fuerzas axiles aplicadas y fuerzas resultantes del efecto de la acción de palanca, será menor o igual al Rango de Tensión de Diseño calculado con la Ecuación A-K.3-1. El Factor Cf se tomará igual a 3,9 x 108 (como para Categoría E´). El umbral de tensión FTH se tomará igual a 48 MPa (como para Categoría D). El área neta a tracción At (cm2) será calculada con la Ecuación A-K.3-5. π At = ( db − 0,9382 P )2 (A-K.3-5) 4 donde: P = paso de rosca (cm / rosca) db = diámetro nominal (diámetro del cuerpo o espiga) (cm) Para juntas en las cuales el material dentro de la zona de apriete no se limita al acero, o juntas que no son pretensadas con los requerimientos de la Tabla J.3-1 , todas las fuerzas axiles y momentos aplicados mas los efectos de la acción de palanca (si existe) se supondrán tomados exclusivamente por los bulones o barras roscadas. Para juntas en las cuales el material dentro de la zona de apriete es sólo el acero y en las cuales los pasadores son pretensados según lo especificado en la Tabla J.3-1, se permite usar un análisis de la rigidez relativa de las partes unidas y de los bulones a fin de determinar el Rango de Tensión de tracción en los bulones pretensados debidos a las fuerzas axiles y momentos producidos por la totalidad de las sobrecargas útiles de servicio mas los efectos de la acción de palanca (si existe). Alternativamente el Rango de Tensión en los bulones puede ser tomado como el 20% del valor absoluto de la tensión en el área neta a tracción debida a la fuerza axil y al momento producidos por la acción de las cargas de servicio permanentes, sobrecargas útiles y otras cargas variables. A-K.3.5.- Requerimientos especiales para fabricación y montaje Si se utilizan barras longitudinales de respaldo se permite que permanezcan en su lugar, pero ellas deberán ser continuas. Si es necesario empalmarlas en juntas largas, las barras serán unidas a tope con soldaduras de penetración completa y el refuerzo será pulido antes del armado de la junta. En uniones transversales sometidas a tracción, si se usan barras de respaldo, ellas deberán ser removidas y la junta respaldada escarificada y soldada. En soldaduras transversales a tope de penetración completa en juntas en “te” o en ángulo, en los ángulos entrantes serán agregadas soldaduras de filete de refuerzo de no menos de 6mm de lado. Reglamento CIRSOC 301-EL Actualización 48 Las superficies rugosas de los bordes cortados a soplete sujetos a Rangos de Tensión de tracción significativos deberán tener un esmerilado menor o igual a 25 µm (1000µin), donde la referencia estándar es ASME B46.1. Los ángulos entrantes de cortes, rebajes y agujeros de acceso para soldar serán ejecutados con radios mayores o iguales a 10 mm por taladrado o punzonado y posterior escariado del agujero, o por corte térmico que forme el radio del corte. Si el radio es formado por corte térmico la superficie del corte será esmerilada hasta dejar la superficie brillante. Para juntas a tope transversales en zonas de alta tensión de tracción, se usarán chapas de respaldo de inicio para permitir la terminación de la soldadura fuera de los extremos de la junta. Las chapas de respaldo de inicio deberán ser removidas y el extremo de la soldadura será nivelado con el borde de las chapas. No se permite el uso de topes extremos alineados con los bordes de las chapas. Para los requerimientos de retornos extremos de soldaduras de filete sometidas a cargas cíclicas de servicio ver la Sección J.2.2.(b) (Terminaciones de soldaduras de filete). Reglamento CIRSOC 301-EL Actualización 49 TABLA A-K.3-1 Parámetros para el Diseño para Fatiga Descripción SECCION 1 - Categoría de Tensión Constante Cf Umbral FTH (MPa) Punto potencial de inicio de fisura MATERIAL PLANO FUERA DE CUALQUIER SOLDADURA 1.1.- Metal base, excepto aceros resistentes a la corrosión no bañados, con superficie laminada o limpia. Bordes cortados a soplete con superficie esmerilada con valor menor o igual a 25µm, con extremos sin ángulos entrantes. 1.2.- Metal base acero resistente a la corrosión no bañado con superficie laminada o limpia. Bordes cortados a soplete con superficie esmerilada con valor menor o igual a 25µm, con extremos sin ángulos entrantes. 1.3.- Elementos con agujeros taladrados o escariados. Elementos con ángulos entrantes en cortes, rebajes, bloques salientes u otra discontinuidad geométrica ejecutada según las especificaciones de la Sección A-K.3.5., excepto agujeros de acceso. 1.4.- Secciones transversales laminadas con agujeros de acceso para soldar ejecutados según las especificaciones de la Sección J.1.6. y de la Sección A-K.3.5..Barras con agujeros taladrados o escariados para bulones de unión de arriostramientos ligeros donde existe una pequeña componente longitudinal de la fuerza de la riostra. A 250 x108 165 Fuera de soldadura o estructural toda unión B 120x108 110 Fuera de soldadura o estructural toda unión B 120x108 110 Cerca de cualquier borde externo o perímetro de agujero C 44x108 69 Cerca de los ángulos entrantes de los agujeros de acceso o de cualquier pequeño agujero (puede contener bulones para uniones menores). SECCION 2 – MATERIAL UNIDO EN UNIONES CON PASADORES MECÁNICOS 2.1.- Área Bruta del metal base en juntas traslapadas unidas con bulones de alta resistencia en uniones que cumplen todas las especificaciones de las uniones de deslizamiento crítico. 2.2.- Metal base en la sección neta de la unión con bulones de alta resistencia diseñados en base a resistencia a corte pero fabricados e instalados con los requerimientos de las uniones de deslizamiento crítico. 2.3.- Metal base en la sección neta de otras uniones con pasadores mecánicos excepto barras de ojo y barras unidas por perno. 2.4.- Metal base en la sección neta de barras de ojo y barras unidas por perno. Reglamento CIRSOC 301-EL B 120x108 110 A lo largo de la sección bruta cerca del agujero. B 120x108 110 En la sección neta originada al lado del agujero D 22x108 48 E 11x108 31 En la sección neta originada al lado del agujero. En la sección neta originada al lado del agujero. Actualización 50 TABLA A-K3.1 (Cont.) Parámetros para el Diseño para Fatiga Ilustración de Ejemplos típicos SECCION 1- MATERIAL PLANO FUERA DE CUALQUIER SOLDADURA 1.1 y 1.2 (a) (b) 1.3 (a) (b) (c) 1.4 (c) (a) (b) SECCION 2- MATERIAL UNIDO EN UNIONES CON PASADORES MECANICOS 2.1 vista sin la chapa lateral solapada (c) (a) (b) 2.2 vista sin la chapa lateral solapada (c) (a) (b) 2.3 (a) (b) 2.4 (a) Reglamento CIRSOC 301-EL (b) Actualización 51 TABLA A-K.3-1(continuación) Parámetros para el Diseño para Fatiga Descripción Categoría Constante de Tensión Cf Umbral FTH (MPa) Punto potencial de inicio de fisura SECCION 3 – COMPONENTES DE UNIONES SOLDADAS DE BARRAS ARMADAS 3.1.- Metal base y metal de aporte en barras sin piezas accesorias unidas, armadas con chapas o perfiles, unidos por soldaduras longitudinales: continuas a tope de penetración completa, respaldo retomado y soldado por el revés, o por soldaduras de filete continuas. 3.2.- Metal base y metal de aporte en barras sin piezas accesorias unidas, armadas con chapas o perfiles, unidos por soldaduras longitudinales: continuas a tope de penetración completa con barras de respaldo no removidas o continuas a tope de penetración parcial. 3.3.- Metal base y metal de aporte en la terminación de soldaduras longitudinales cerca de agujeros de acceso en barras armadas. 3.4.- Metal base cerca de los extremos de los segmentos de soldaduras de filete intermitentes. 3.5.- Metal base en los extremos de platabandas de longitud parcial y mas angostas que el ala que tengan extremos en ángulo recto o de ancho variable, con o sin soldaduras transversales; o platabandas mas anchas que el ala, con soldaduras transversales en el extremo. Espesor del ala ≤ 2 cm B 120x108 110 Desde la superficie o discontinuidades internas en la soldadura fuera del extremo de la misma. B´ 61x108 83 Desde la superficie o discontinuidades internas en la soldadura incluidas las soldaduras de unión de las barras de respaldo. D 22x108 48 Desde la terminación de la soldadura dentro del alma o ala. E 11x108 31 E 11x108 31 En el material unido en el comienzo y en sito de soldadura. En ala en el pie de la soldadura extrema, o en ala en el final de la soldadura longitudinal, o en el borde del ala en contacto con el ancho de la platabanda. E´ 3,9x108 18 E´ 3,9x108 18 Espesor del ala > 2cm 3.6.- Metal base en los extremos de platabandas de longitud parcial, mas anchas que el ala, sin soldaduras transversales en el extremo. En el borde del ala cerca del extremo de la soldadura de la platabanda. SECCION 4–SOLDADURAS LONGITUDINALES DE FILETE EN UNIONES EXTREMAS 4.1.- Metal base en empalmes de barras axilmente cargadas con soldaduras longitudinales en las uniones extremas. Las soldaduras se ubicarán a cada lado del eje d e la barra de manera que la tensión en la soldadura resulte balanceada. T ≤ 1,3 cm T > 1,3 cm Reglamento CIRSOC 301-EL E E’ 11x108 3,9x108 Iniciación desde el extremo de cualquier terminación de soldadura extendiéndose dentro del metal base. 31 18 Actualización 52 TABLA A-K3.1 (Cont.) Parámetros para el Diseño para Fatiga Ilustración de Ejemplos típicos SECCION 3- COMPONENTES DE UIONES SOLDADAS DE BARRAS ARMADAS 3.1 (c) o SPC o (a) (b) SPC: Soldadura a tope de penetración completa 3.2 (a) SPC (b) 3.3 (a) 3.4 (b) 2-6 (b) (c) (a) 3.5 (b) (c) (a) 3.6 sin soldar (a) (b) tipica SECCION 4- SOLDADURAS LONGITUDINALES DE FILETE EN UNIONES EXTREMAS 4.1 t=espesor (a) Reglamento CIRSOC 301-EL t=espesor (b) Actualización 53 TABLA A-K.3-1(continuación) Parámetros para el Diseño para Fatiga Descripción Categoría de Tensión Constante Cf Umbral FTH (MPa) Punto potencial de inicio de fisura SECCION 5 – SOLDADURAS TRANSVERSALES A LA DIRECCIÓN DE LA TENSION 5.1.- Metal base y metal de aporte en o adyacencias a empalmes soldados a tope con penetración completa en secciones laminadas o armadas soldadas, con mecanizado de la soldadura fundamentalmente paralelo a la dirección de la tensión. 5.2.- Metal base y metal de aporte en o adyacencias a empalmes soldados a tope con penetración completa, con mecanizado de la soldadura fundamentalmente paralelo a la dirección de la tensión, en transiciones de espesor o de ancho con pendiente menor o igual a 1 en 2,5. B 120x108 110 Desde discontinuidades internas del metal de aporte o a lo largo del límite de fusión. Desde discontinuidades internas del metal de aporte o a lo largo del límite de fusión o en el inicio de la transición cuando Fy ≥ 620MPa B 120x108 110 Fy ≥ 620 MPa B’ 61x108 83 5.3.- Metal base con Fy menor o igual a 620 MPa y metal de aporte, en o las adyacencias de empalmes soldados a tope con penetración completa con mecanizado de la soldadura fundamentalmente paralelo a la dirección de la tensión, en transiciones de ancho con radio menor o igual a 600 mm., con el punto de tangencia cercano al extremo de la soldadura. 5.4.- Metal base y metal de aporte en o las adyacencias del pie de la soldadura a tope de penetración completa en empalmes o en juntas en “te” o en ángulo, con o sin transición en espesor con pendiente menor o igual a 1 en 2,5, con soldadura de refuerzo no removida. 5.5.- Metal base y metal de aporte en uniones extremas transversales de chapas traccionadas con soldaduras a tope de penetración parcial o en juntas en “te” o en ángulo, con soldaduras de filete de refuerzo o contorno. FSR será el menor de los Rangos de Tensión entre los de inicio de la fisura en el pie o inicio de la fisura en la raíz. B 120x108 110 Desde discontinuidades internas del metal de aporte o a lo largo del límite de fusión. C 44x108 69 Desde la superficie de la discontinuidad en el pie de la soldadura extendiéndose dentro del metal base o a lo largo del límite de fusión. Iniciación de la fisura desde el pie: C 44x108 69 Iniciación de la fisura desde la raíz: C´ Ec. A-K.3-3 No proporcionado . Fy < 620 MPa Reglamento CIRSOC 301-EL Iniciación desde discontinuidades geométricas en el pie de la soldadura extendida dentro del metal base, o iniciación en la raíz sometida a tracción extendida hacia arriba y luego hacia afuera a través de la soldadura. Actualización 54 TABLA A-K3.1 (Cont.) Parámetros para el Diseño para Fatiga Ilustración de Ejemplos típicos SECCION 5 - SOLDADURAS TRANSVERSALES A LA DIRECCION DE LA TENSION 5.1 terminación SPC (a) (b) 5.2 terminación SPC (a) terminación SPC terminación SPC (b) (c) (d) 5.3 terminación SPC (a) (b) 5.4 (c) Lugar de potencial inicio de fisura, debido a la tracción por flexión SPC SPC (a) (c) (b) 5.5 (d) SPP Lugar de potencial nicio de fisura, debido a la tracción por flexión 2 t SPP (d) (b) SPP: Soldadura a tope de penetración parcial Reglamento CIRSOC 301-EL (c) 2 t 2 (a) (e) Actualización 55 TABLA A-K.3-1(continuación) Parámetros para el Diseño para Fatiga Descripción Categoría de Tensión Constante Cf Umbral FTH (MPa) Punto potencial de inicio de fisura SECCION 5 – SOLDADURAS TRANSVERSALES A LA DIRECCIÓN DE LA TENSIÓN 5.6.- Metal base y metal de aporte en uniones extremas transversales de chapas traccionadas usando un par de soldaduras de filete ubicadas en lados opuestos de la chapa. FSR será el menor de los Rangos de Tensión entre los de inicio de la fisura en el pie o inicio de la fisura en la raíz. Inicio de la fisura desde el pie: Inicio de la fisura en la raíz: 5.7.- Metal base de chapas traccionadas y en almas y alas de vigas laminadas y armadas, en el pie de las soldaduras transversales de filete adyacentes a rigidizadores transversales soldados. C 44x108 C´´ Ec. A-K.3-4 C 44x108 69 Iniciación desde discontinuidad geométrica en el pie de la soldadura extendida dentro del metal base o iniciación en la raíz sometida a tracción extendida hacia arriba y luego hacia afuera a través de la soldadura. No propor_ cionado 69 Desde discontinuidad geométrica en el pie del filete extendida dentro del metal base. SECCION 6- METAL BASE EN UNIONES SOLDADAS DE BARRAS TRANSVERSALES 6.1- Metal base de piezas accesorias unidas por soldaduras a tope de penetración completa sometidas a cargas longitudinales sólo cuando la pieza accesoria se une con un radio de transición R, y con la soldadura pulida. Cerca del punto de tangencia del radio en el borde de la barra. R ≥ 600mm B 120x108 110 600 mm > R ≥ 150 mm C 44x108 69 150 mm > R ≥ 50 mm D 22x108 48 50 mm > R E 11x108 31 Reglamento CIRSOC 301-EL Actualización 56 TABLA A-K3.1 (Cont.) Parámetros para el Diseño para Fatiga Ilustración de Ejemplos típicos SECCION 5 - SOLDADURAS TRANSVERSALES A LA DIRECCION DE LA TENSION 5.6 t Fisuración potencial debido a la tracción por flexión (a) (b) (c) 5.7 (a) (c) (b) __ t sin importancia > C SECCION 6 - METAL BASE EN UNIONES SOLDADAS DE BARRAS TRANSVERSALES 6.1 SPC SPC (a) R Reglamento CIRSOC 301-EL (b) R (c) Actualización 57 TABLA A-K.3-1(continuación) Parámetros para el Diseño para Fatiga Descripción Categoría de Tensión Constante Cf Umbral FTH (MPa) Punto potencial de inicio de fisura SECCION 6- METAL BASE EN UNIONES SOLDADAS DE BARRAS TRANSVERSALES 6.2.- Metal base de piezas accesorias de igual espesor unidas con soldadura a tope de penetración completa sometidas a cargas transversales con o sin cargas longitudinales, cuando la pieza accesoria se une con un radio de transición R, y con la soldadura pulida. Cuando la placa de respaldo es removida: R ≥ 600 mm B 120x108 110 600 mm > R ≥ 150 mm C 44x108 69 150 mm > R ≥ 50 mm D 22x108 48 50 mm > R E 11x108 31 R ≥ 600 mm C 44x108 69 600 mm > R ≥ 150 mm C 44x108 69 150 mm > R ≥ 50 mm D 22x108 48 50 mm > R E 11x108 31 R > 50 mm D 22x108 48 Al pie de la soldadura a lo largo del borde del material mas delgado. R ≤ 50 mm E 11x108 31 En la terminación de la soldadura en el radio pequeño. Cerca de los puntos de tangencia del radio o en la soldadura o en el límite de fusión o en la barra o en la pieza accesoria. Cuando la placa de respaldo no es removida: En el pie de la soldadura a lo largo de cualquiera de los bordes de la barra o de la pieza accesoria. 6.3.- Metal base de piezas accesorias de dis t into espesor unidas por soldaduras a tope de penetración completa sometidas a cargas transversales con o sin cargas longitudinales cuando la pieza accesoria se une con un radio de transición R, y con la soldadura pulida. Cuando la placa de respaldo es removida: Cuando la placa de respaldo no es removida: Cualquier Radio: Reglamento CIRSOC 301-EL E 11x108 Al pie de la soldadura a lo largo del borde del material mas delgado. 31 Actualización 58 TABLA A-K3.1 (Cont.) Parámetros para el Diseño para Fatiga Ilustración de Ejemplos típicos SECCION 6 - METAL BASE EN UNIONES SOLDADAS DE BARRAS TRANSVERSALES 6.2 G SPC G (a) R (c) (d) SPC (b) R (e) 6.3 G SPC (a) R (c) SPC (b) Reglamento CIRSOC 301-EL R (d) Actualización 59 TABLA A-K.3-1(continuación) Parámetros para el Diseño para Fatiga Descripción Categoría de Tensión Constante Cf Umbral FTH (MPa) Punto potencial de inicio de fisura SECCION 6- METAL BASE EN UNIONES SOLDADAS DE BARRAS TRANSVERSALES 6.4.- Metal base sometido a tensión longitudinal en el elemento transversal, con o sin tensión transversal, unido por soldaduras de filete o soldadura a tope de penetración parcial, paralelas a la dirección de la tensión, cuando la pieza accesoria se une con un radio de transición R, y con la soldadura pulida: En la terminación de la soldadura o desde el pie de la soldadura extendida dentro del elemento. R > 50 mm D 22x108 48 R ≤ 50 mm E 11x108 31 SECCION 7 – METAL BASE EN PIEZAS ACCESORIAS CORTAS 1 7.1.- Metal base sometido a cargas longitudinales en piezas accesorias unidas por soldaduras a tope de penetración completa paralelas a la dirección de la tensión cuando la pieza accesoria se une con un radio de transición R menor a 50 mm, siendo a la longitud de la pieza accesoria en la dirección de la tensión, y b la altura de la pieza accesoria normal a la superficie de la barra : a < 50 mm En la barra y en el extremo de la soldadura. C 44x108 69 50 mm ≤ a ≤12 b o 100 mm D 22x108 48 a > 12 b ó 100 mm cuando b ≤ 25 mm E 11x108 31 a > 12 b ó 100 mm cuando b > 25 mm E´ 3,9x108 18 7.2.- Metal base sometido a cargas longitudinales en piezas accesorias unidas por soldaduras de filete o a tope de penetración parcial, con o sin cargas transversales en la pieza accesoria, cuando ella se une con un radio de transición R, y con la soldadura pulida: En la terminación de la soldadura extendida dentro del metal base. R > 50 mm D 22x108 48 R ≤ 50 mm E 11x108 31 1 Pieza accesoria corta se define como cualquier pieza accesoria d e acero soldada a la barra, la cual por su simple presencia e independientemente de sus cargas, crea una discontinuidad en el flujo de tensiones en la barra y de esa manera reduce la resistencia a fatiga. Reglamento CIRSOC 301-EL Actualización 60 TABLA A-K3.1 (Cont.) Parámetros para el Diseño para Fatiga Ilustración de Ejemplos típicos SECCION 6 - METAL BASE EN UNIONES SOLDADAS DE BARRAS TRANSVERSALES 6.4 o SPC SPC (b) R (a) R (c) SECCION 7 - METAL BASE EN PIEZAS ACCESORIAS CORTAS b a (a) (c) b (promedio) a a b (b) (d) o (a) SPP R (b) b R Reglamento CIRSOC 301-EL a Actualización 61 TABLA A-K.3-1(continuación) Parámetros para el Diseño para Fatiga Descripción Categoría de Tensión Constante Cf Umbral FTH (MPa) Punto potencial de inicio de fisura SECCION 8 - VARIOS 8.1.- Metal base con pernos de corte unidos por soldadura de filete o soldadura eléctrica del perno. C 44x108 69 En el pie de la soldadura en el metal base. 8.2.- Corte en garganta de soldaduras de filete continua o intermitente, longitudinal o transversal. F 150x1010 Ec. A-K.3-2 55 En la garganta de la soldadura. 8.3.- Metal base en soldaduras de tapón o de muesca. E 11x108 31 8.4.- Corte en soldaduras de tapón o de muesca. F 150x1010 Ec.A-K.3-2 55 En el extremo de la soldadura en el metal base. En la superficie de empalme. 8.5.- Bulones de alta resistencia no totalmente pretensados, bulones comunes y varillas roscadas con rosca cortada, esmerilada o laminada. El Rango de Tensión en el área neta traccionada será el debido a la sobrecarga útil mas el efecto de la acción de palanca, si ella existiera. E´ 3,9x108 48 Reglamento CIRSOC 301-EL En la raíz de la rosca extendida dentro del área traccionada. Actualización 62 TABLA A-K3.1 (Cont.) Parámetros para el Diseño para Fatiga Ilustración de Ejemplos típicos SECCION 8 - VARIOS 8.1 (a) (b) 8.2 (a) (c) (b) 8.3 (a) (b) 8.4 (a) 8.5 lugar de fisuras lugar de fisuras (c) (b) (d) (a) Reglamento CIRSOC 301-EL lugar de fisuras Actualización 63 Reglamento CIRSOC 301-EL Actualización 64 CAPITULO N EVALUACIÓN DE ESTRUCTURAS EXISTENTES Este Capítulo es aplicable para la evaluación de la resistencia y rigidez de estructuras existentes sometidas a la acción de cargas verticales estáticas (gravitatorias), realizada por análisis estructural, por ensayos de carga o por combinación de análisis estructural y ensayos de carga según lo especifiquen los documentos contractuales o el Profesional Responsable. Para dicha evaluación los tipos de acero no estarán limitados a los listados en la Sección A.3.1.. Este Capítulo no es aplicable a ensayos de carga para evaluar efectos de acciones sísmicas o cargas móviles que produzcan vibraciones. N.1.- ESPECIFICACIONES GENERALES Estas especificaciones serán aplicables cuando la evaluación de estructuras de acero existentes sea especificada para: (a) verificación de un específico conjunto de acciones de diseño ó (b) determinación de la resistencia de diseño de un elemento estructural o de un sistema estructural. La evaluación será realizada por análisis estructural (Sección N.3.), por ensayos de carga (Sección N.4.) o por una combinación de análisis estructural y ensayos de carga, según lo especifiquen los documentos contractuales. Donde se utilicen ensayos de carga, el Profesional Responsable deberá primero analizar la estructura, preparar un plan de ensayos, y desarrollar un procedimiento escrito que prevenga la producción de deformaciones permanentes excesivas o de un colapso catastrófico durante los ensayos. N.2.- PROPIEDADES DE LOS MATERIALES N.2.1.- Determinación de los ensayos necesarios El Profesional Responsable determinará los ensayos a realizar para obtener lo especificado en las Secciones N.2.2. a N.2.6. y fijará las ubicaciones donde ellos deberán ser realizados. Donde sean utilizables, se permite el uso de los registros de la obra aplicables, si ello reduce o elimina la necesidad de ensayos. N.2.2.- Propiedades mecánicas Las propiedades mecánicas de las barras deberán ser consideradas en la evaluación por análisis estructural (Sección N.3.) o por ensayos de carga (Sección N.4.). Dichas propiedades deberán incluir la tensión de fluencia, la resistencia a tracción y la deformación específica de rotura del acero. Para ese propósito se podrán utilizar los registros de análisis de colada certificados, o registros certificados de ensayos mecánicos realizados por el fabricante o ensayos de laboratorio realizados según las normas IRAM-IAS e IRAM aplicables. Sin embargo se deberán realizar ensayos de tracción sobre muestras cortadas de los componentes de la estructura realizados según la norma IRAM-IAS U 500-102. N.2.3.- Composición química Cuando se prevea la necesidad de reparar o modificar soldaduras en la estructura existente, se deberá determinar la composición química del acero para preparar las especificaciones para el Procedimiento de Soldadura. Reglamento CIRSOC 301-EL Actualización 65 Para ese propósito se podrán utilizar los registros de análisis de colada certificados, o registros certificados de ensayos realizados por el fabricante o ensayos de laboratorio realizados según las normas IRAM correspondientes. Sin embargo se deberán realizar análisis según las normas IRAM 588, IRAM 850, IRAM 852, IRAM 854, IRAM 856, IRAM 857, IRAM 861, IRAM 862, y demás aplicables, sobre las muestras usadas para determinar las propiedades mecánicas o sobre otras muestras tomadas en la misma ubicación que aquellas. N.2.4.- Tenacidad del metal base Cuando existan empalmes soldados traccionados de perfiles pesados definidos en la Sección A.3.1.b que resulten críticos para el comportamiento de la estructura, deberá ser determinada la tenacidad Charpy sobre muestra entallada en V de acuerdo con las especificaciones de la Sección A.3.1.b. Si los resultados del ensayo no satisfacen los requerimientos de la Sección A.3.1.b el Profesional Responsable deberá determinar las acciones requeridas para remediar el problema. N.2.5.- Metal de soldadura Cuando el comportamiento de la estructura dependa de uniones soldadas existentes, se obtendrán muestras representativas del metal de soldadura. Se deberán realizar análisis químicos y ensayos mecánicos que caractericen el metal de soldadura. También deberá hacerse una determinación sobre la magnitud y las consecuencias de las imperfecciones en las soldaduras. Si no se cumplen los requerimientos del Reglamento CIRSOC 304-2000 (*) el Profesional Responsable deberá determinar las acciones requeridas para remediar el problema. N.2.6.- Bulones y remaches Se deberán inspeccionar muestras representativas de bulones para determinar su marca y su clasificación. Cuando no se puedan identificar adecuadamente los bulones en forma visual deberán ser extraídas muestras representativas y las mismas deberán ser ensayadas para determinar la resistencia a tracción según normas IRAM aplicables y normas indicadas en la Sección A.3.2., y según los resultados obtenidos clasificar los bulones. Alternativamente se permite suponer que los bulones son comunes (A307). Se supondrá que los remaches son del tipo de menor resistencia indicado en las normas IRAM salvo que se establezca fehacientemente que son de un grado superior mediante ensayos o documentación existente. N.3.- EVALUACIÓN POR ANÁLISIS ESTRUCTURAL N.3.1.- Datos de dimensiones Todas las dimensiones usadas en la evaluación, tales como luces, altura de columnas, separación de barras, ubicación de rigidizaciones, dimensiones de secciones transversales, espesores, y detalles de uniones, deberán ser determinadas mediante un ajustado relevamiento. Alternativamente, cuando sea posible, se podrán determinar las citadas dimensiones con los planos de proyecto, de taller o conformes a obra, con una verificación “in situ” de las dimensiones críticas. (*) En preparación “Reglamento Argentino de Estructuras de Acero para Edificios. Estados Límites” Actualización 66 N.3.2.- Evaluación de resistencia Los efectos de las acciones sobre los elementos estructurales y las uniones deberán ser determinadas por un análisis estructural que sea aplicable al tipo de estructura evaluada. Los efectos de las acciones serán determinados para las acciones y las combinaciones de acciones especificadas en la Sección A.4.. La resistencia de diseño de los elementos estructurales y de las uniones serán determinadas con las especificaciones de los Capítulos B hasta K y sus respectivos Apéndices de este Reglamento N.3.3.- Evaluación de condiciones de servicio Cuando sea necesario, se calcularán y registrarán las deformaciones bajo cargas de servicio. N.4.- EVALUACIÓN POR ENSAYOS DE CARGA N.4.1.- Determinación de la capacidad de sobrecarga útil por medio de ensayos Para determinar la capacidad de sobrecarga útil de una estructura existente de piso o de techo por medio de ensayos, la carga de ensayo deberá ser aplicada en forma gradual de acuerdo con el plan establecido por el Profesional Responsable. La estructura deberá ser inspeccionada visualmente para detectar signos de daño o falla inminente para cada incremento de la carga aplicada. Frente a ello o a cualquier otra situación inusual se deberán tomar las medidas apropiadas. La resistencia de diseño resultante de ensayo de la estructura será la máxima carga de ensayo aplicada mas la carga permanente existente al momento del ensayo. La capacidad de sobrecarga útil nominal de una estructura de piso L será determinada haciendo igual la resistencia de diseño resultante de ensayo a 1,2 D + 1,6 L, donde D es la carga permanente nominal. La capacidad de sobrecarga útil nominal de una estructura de piso será menor o igual que aquella que puede calcularse usando las especificaciones aplicables de este Reglamento. Para estructuras de techo, Lr , S o R , tal como se definen en la Sección A.4. reemplazan a L. Se usarán combinaciones de acciones mas severas si el Código de Edificación local aplicable así lo determinara. Serán programadas descargas periódicas una vez que el nivel de carga de servicio es alcanzado y después que el inicio del comportamiento inelástico de la estructura es identificado por la aparición de deformaciones permanentes y por la magnitud de las deformaciones inelásticas. Las deformaciones de la estructura, tales como las flechas de las barras, deberán ser medidas durante el ensayo, refiriendo las mismas a la posición inicial anterior a la aplicación de las cargas. Se deberá verificar que, manteniendo la máxima carga de ensayo durante una hora, la deformación de la estructura no aumenta mas del 10% por sobre la deformación medida al comienzo de ese período. Se permite repetir la secuencia si es necesaria una verificación. Se registrarán las deformaciones de la estructura durante un período de 24 hs. posterior al retiro de la carga de ensayo para determinar la magnitud de las deformaciones permanentes. No se especifican límites para la deformación permanente con la máxima carga pues ellos dependen de cada estructura particular. Si no fuera posible realizar un ensayo de carga sobre la estructura completa, el mismo será realizado sobre un sector representativo de las condiciones mas críticas. Dicho sector no será menor que un módulo completo. Reglamento CIRSOC 301-EL Actualización 67 N.4.2.- Evaluación de condiciones de servicio Cuando sean especificados ensayos de carga, la estructura será gradualmente cargada hasta el nivel de la carga de servicio. Se controlarán las deformaciones durante un período de una hora. La estructura será descargada y se registrarán las deformaciones. N.5.- INFORME DE LA EVALUACIÓN Después de completado la evaluación de la estructura existente el Profesional Responsable deberá preparar un informe documentado de la misma. Este informe deberá indicar si la evaluación fue realizada por análisis estructural, por ensayos de carga o por combinación de análisis estructural y ensayos de carga. Además cuando se realicen ensayos, el informe deberá incluir las cargas y combinaciones de cargas utilizadas, y las relaciones cargadeformación y deformación-tiempo observadas. También se incluirá toda información relevante obtenida de la documentación de obra y de proyecto, de los certificados de análisis de colada, y material auxiliar de ensayos. Finalmente el informe deberá indicar si la resistencia de diseño de la estructura, incluidos todos los elementos estructurales y uniones, es adecuada para resistir los efectos de las cargas a los que aquella será sometida. “Reglamento Argentino de Estructuras de Acero para Edificios. Estados Límites” Actualización 68