Transcript 11.- Estudio de conexiones

CONEXIONES
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Introducción
Conexiones típicas
Daños en conexiones
Conexiones atornilladas
Elementos de conexión
Junta: zona de intersección de los miembros estructurales.
Conexión: conjunto de elementos que unen cada miembro a la
junta: placas o ángulos por patines o alma, soldaduras, tornillos.
Componentes de una Conexión: placas o ángulos, patines o
almas, soldaduras, tornillos.
Tipos de conexiones estructurales para edificios
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Conexión viga-columna de esquina
Conexión viga-columna
Conexión de viga secundaria a viga principal
Empalme de columna y de cabezal
Placa base de columna
Conexión de larguero de techo y de fachada
CLASIFICACION



Por tipo de conectores
• Remaches (en desuso)
• Soldadura
• Tornillos de alta resistencia ASTM A325 y ASTM 490
Por rigidez de la conexión
• Flexible
• Semi-rígida
• Rígida
Por elementos de conexión
• Ángulos
• Placas y ángulos
• Ángulos de asiento
• Perfiles Te



Por fuerza que transmiten
• Fuerza cortante (conexión flexible)
• Fuerza cortante y momento flexionante (conexión rígida
o semi-rígida)
• Fuerzas internas de tensión y compresión (armaduras y
contraventeos)
Por lugar de fabricación
• Conexiones de taller (hechas en el taller de fabricación
de estructuras metálicas)
• Conexiones de campo (fabricadas en el taller y armadas
en el sitio de la obra)
Por mecanismo de resistencia de la conexión
• Conexiones por fricción
• Conexiones por aplastamiento
Gráfica momento - rotación para
los tipos de Construcción adoptados por las
Especificaciones AISC
Conexiones flexibles
Conexiones rígidas
Ángulos dobles: Atornillado - Atornillado
Ángulos dobles: Soldado - Atornillado
Placa simple (Placa de cortante).
Placa simple (Placa de cortante)
Placa simple
2 Ángulos
Conexión atornillada con perfil T rigidizador
Conexión de contraventeos en edificios altos
Empalme atornillado de tramos de columnas
Empalme soldado de columna
Placa base de columna
DAÑOS TÍPICOS EN ESTRUCTURAS DE ACERO
Conexiones atornilladas
VENTAJAS
• Rapidez en el atornillado y menor tiempo de ejecución
de una obra
• No se requiere mano de obra especializada
• Inspección visual sencilla y económica
• Facilidad para sustituir piezas dañadas
• Mayor calidad en la obra
DESVENTAJAS
• Mayor trabajo en taller
• Cuidado en la elaboración de los planos de taller y de
montaje
• Mayor precisión en geometría (las tolerancias son al
milímetro)
• Mayor peso de la estructura
• Menor amortiguamiento
Conexiones soldadas
VENTAJAS
• Rigidez. Se obtienen estructuras más rígidas
• Sencillez. Se elimina material (placas, ángulos,
conectores)
• Economía. Menor trabajo en taller
• Mayor amortiguamiento
DESVENTAJAS
• Se inducen altas temperaturas al acero durante la
aplicación de la soldadura
• Requiere mayor supervisión en obra
• Necesita mano de obra calificada
• Las condiciones climáticas y sitio de la obra afectan la
calidad final
• Inspección cara. Se requiere la asistencia de un
laboratorio especializado
Las formas típicas de falla en una conexión son:




Cortante
Aplastamiento
Desgarramiento
Sección insuficiente
Aplastamiento (bearing-type joints)
Fricción y corte (slip-critical joints)

Falla del tornillo por cortante

Falla de la placa por cortante

Falla por aplastamiento:
Aplastamiento en el tornillo

Aplastamiento en la placa
Falla por sección insuficiente (sección crítica)

Falla del tornillo por flexión o tracción
Deformación por flexión
Ruptura por tensión
Esfuerzos típicos en tornillos
Tornillos en tensión
Tornillos en cortante
Tornillos sujetos a
tensión y cortante
Respuesta de tornillos de alta resistencia a tracción directa
Respuesta de tornillos de alta resistencia a fuerzas cortantes
CONSIDERACIONES DE DISEÑO
Elementos en tensión
Placa de unión en tensión
P
Revisar la fluencia de la placa de unión
Rn = Ag Fy
 = 0.9
Pu   Rn (LRFD)
Placa de unión en tensión
P
Revisar la fractura de la placa de unión
Rn = Ae Fu
 = 0.75
Pu   Rn (LRFD)
CONSIDERACIONES DE DISEÑO
Elementos en cortante
Vu
Revisar la fluencia por cortante en la placa de conexión
Rn = Ag (0.6 Fy)
 = 1.0
Vu   Rn (LRFD)
Vu
Revisar la fractura por cortante de la placa de
conexión
Rn = Ae (0.6 Fu)
 = 0.75
Vu   Rn (LRFD)