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Autor Tema: Diseño de empalme viga viga  (Leído 3422 veces)

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Desconectado jorgeblat1

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Diseño de empalme viga viga
« en: 11 de Febrero de 2014, 09:57:53 am »
Buenas estoy diseñando unas conexiones metalicas, tengo un inconveniente, las vigas principales las estoy diseñando como conexiones resistentes a momentos, y elegi la conexion plancha de cabeza (adjunto imagen), para dicha conexion tengo un Mu=62 tn-m y Vu=33 tn, eso es por un lado. La longitud total es de 10 metros, pero la viga es de 9 m asi que en el otro extremo tengo una mensula (asi como en la figura 1) y la conecto a la viga con el mismo criterio como si fuese la conexion empotrada, pero esta bien con esa conexion? unir las vigas con una plancha de cabeza? (la conexion resiste lo mismo como si fuese la conexion viga columna) o necesito una conexion atornillada como en de la (figura2).

Yo creo que si se puede porque otra tipologia de conexion de momento es con 3 planchas (2en los patines y 1 en las alas, empernadas), para el caso de conexion viga columna, y para la conexion viga viga es muy parecido (el de la figura 2) tambien sigue el mismo criterio, como se puede observar.
Esto me indica que puedo usar una conexion plancha de cabeza para poder empalmar la viga con otra viga (como la imagen 1).

Saludos


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Desconectado Gabo2008

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Re:Diseño de empalme viga viga
« Respuesta #1 en: 11 de Febrero de 2014, 11:20:56 am »
Hola Jorgeblat1.
Viendo las uniones presentadas si lo que se desea es realizar un empalme veo que la que propones si cumple con los requerimientos mecánicos de la unión no tendría problema. 


Por otro lado la conexión viga columna si me despierta serias dudas si esta viga pertenece al sistema de resistencia sísmica debería ser precalificada  y la zona donde estas proponiendo el empalme de la viga esta en zona protegida se tendría que desplazar.


Espero amplies este tema y nos comentes que solucion adoptas.
Saludos.

Desconectado PROYECTOR

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Re:Diseño de empalme viga viga
« Respuesta #2 en: 11 de Febrero de 2014, 01:46:33 pm »
Buenas tardes,
 
Es pefectamente factible realizar un empalme de viga utilizando una conexión con plancha de cabeza como la que se ve en la imagen que adjuntas (Fig. 1).
 
Sin embargo, tal como lo indica Gabo2008, la conexión viga-columna debe ser una conexión precalificada si tu estructura requiere un nivel de detallado sismorresistente alto (SMF o IMF). Ahora bien, si la estructura no está ubicada en zona de alto riesgo sismico y se pudiera aplicar un nivel de detallado menor (por ejemplo OMF), la conexión que planteas es perfectamente adecuada siempre que verifiques todos los estados límites involucrados y determines la resistencia requerida correctamente.
 
Considerando que la viga tiene 9m y debes cubrir una luz de 10m (y asumiendo conservadoramente que la columna pueda tener entre 300 y 600 mm de peralte), te faltarían entre 350 y 200mm en cada extremo para completar la longitud de la viga. Esta diferencia la puedes cubrir con cartelas, las cuales permiten desplazar la rótula plástica fuera de la zona en que se hace el empalme. Y aunque no sería una conexión precalificada, esta podría ser una buena solución si se toman en cuenta los criterios adecuados.
 
Comentanos sobre el tipo de estructura que estás diseñando (edificio de oficinas, galpon, pipe rack, etc.), está ubicado en zona de alto riesgo sismico?, que factor de reducción de respuesta "R" has considerado?.
 
Saludos

Desconectado jorgeblat1

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Re:Diseño de empalme viga viga
« Respuesta #3 en: 12 de Febrero de 2014, 09:10:39 am »
Gracias por las respuestas, la solucion que estoy adoptando (espero no sea erroneo) es la siguiente:
Longitud total 10.5 m (imagen 1 disposicion de las conexiones)
En un extremo tengo la conexion viga columna resistente a momento (imagen 2) (plancha de cabeza), en el otro estremo tengo la mensula que se conectara a la viga de 9m (imagen 3) y en la (imagen 2) se puede ver el empalmde viga viga

Caracteristicas de la estructura: Portico resistene a momentos, SMF, segun la Norma E030 factor de reduccion 9.5 para porticos ductiles de acero. La estructura esta ubicada en una zona sismica y sera una estructura indrustial con una s/c=500 kg/m2.

Estube revisando las conexiones precalificadas de plancha de cabeza y para zonas sismicas la plancha deben sobresalir de las dos alas de la viga y claro con los chequeos respectivos.

Bueno no se si sea lo correcto utilizar mas de dos columnas de pernos en planchas de cabeza. En la teoria me indica que hay varios tipos de conexion de plancha de cabeza, con 4 pernos, con 8 pernos, pero todas tiene solo dos columnas de pernos y varias filas. Si esta configuracion de tornillos esta mal pues tengo que reordenarlos en dos columnas y varias filas.
« Última modificación: 12 de Febrero de 2014, 09:58:36 am por jorgeblat1 »

Desconectado PROYECTOR

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Re:Diseño de empalme viga viga
« Respuesta #4 en: 12 de Febrero de 2014, 12:04:45 pm »
Buenas tardes,
 
Ya que se trata de pórticos especiales de momento (SMF), la conexión debe ser precalificada y se debe siseñar de acuerdo con la norma ANSI/AISC 358-10 (a menos que puedas calificar la conexión experimentalmente).
 
Con relación a las imagenes 1 y 3:
El empalme de viga que haces con la conexión tipo END PLATE entre los perfiles W18X86 lo puedes hacer soldado en taller con juntas precalificadas de penetración completa, procurando que dicho empalme quede fuera de la zona protegida de la viga. Una viga de 10m se puede transportar sin problemas.
 
Con relación a la imagen 2:
Veo varios problemas en el detallado de la conexión:
1.- La conexión que planteas no es precalificada.
 
2.- Dejando de lado el tema de la precalificación, la misma debe ser simetrica (la misma cantidad de pernos en torno a cada ala) y la plancha de cabeza se debe extender desde cada ala de la viga. Esto se debe a que el sismo no actua en una sola dirección sino que es reversible, por lo que la conexión se verá sometida a momentos positivos y negativos durante la acción del sismo.
 
3.- La soldadura en las alas de la viga no puede ser de filete. Esta soldadura debe ser de penetración completa y requiere un detallado especifico (lleva un filete de 8mm en la parte interna del ala de la viga pero es unicamente como respaldo de la junta de penetración completa).
 
4.- El diámetro de los pernos y el espesor de la plancha parecen pequeños para el tamaño de la viga.
 
5.- Una viga W18x86 no se puede conectar a un perfil W14x90 utilizando una conexión tipo End Plate. Simplemente no va a cumplir la cedencia en flexión de las alas de la columna aun cuando uses planchas de continuidad (las alas de la columna son muy delgadas para conectar esta viga). Podrías pensar en reforzar las alas de la columna, pero esa solución no es práctica y se puede volver muy complicada si además tienes planchas de continuidad y planchas adosadas al alma de la columna (las cuales podrías necesitar).
 
Algunos datos para resolver tu conexión:
 
La conexión tipo End Plate indicada para una viga W18x86 es la 8ES (pernos de 1 1/2" A490 no serían suficientes para una conexión de 4 pernos).
 
Los perfiles más pequeños a los que una viga W18x86 se puede conectar utilizando una conexión tipo 8ES, y considerando planchas de continuidad, son: (W14x132, W21x132, W24x146, W27x161, W36x170, entre otros).
 
La conexión debe ser capaz de desarrollar el momento máximo probable de la viga, es decir, debes hacer un diseño por capacidad. Si sigues paso a paso el capitulo 6 de la norma AISC 358-10 no tienes perdida.
 
Cualquier duda adicional estamos a la orden.
 
Saludos.

Desconectado jorgeblat1

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Re:Diseño de empalme viga viga
« Respuesta #5 en: 12 de Febrero de 2014, 06:06:11 pm »
Excelente aporte Proyector, ahora estoy ampliando mas mis conocimientos sobre las conexiones sismicas, ya mismo me puse a investigar mas sobre las conexiones plancha de cabeza precalificada y las platabandas empernada en los patines (como en la imagen 2).
Y es muy cierto, tengo que corregir la disposicion de los tornillos, la soldadura tambien, es de penetracion completa, seguire la metodologia de la norma correspondiente para las verificaciones correspondientes.
Mas adelante estare mostrando mis resultados

**Tengo que ver la manera de conectar la viga 18x86 con la columna 14x90, debido a que esas piezas son las que se usaran**
Saludos