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ESTRUCTURAS METÁLICAS Tomo 1 GABRIEL R. TROGLIA ESTRUCTURAS METÁLICAS Proyecto por Estados Límites Tomo 1 Séptima Edición \ 2010 \ Con especificaciones CIRSOC 301 EL CIRSOC 308 EL JORGE SARMIENTO EDITOR - UNIVERSITAS Diseño Interior: Troglia, Gabriel Diseño de tapa: Sarmiento, Jorge Imagen de Tapa: Cubierta Metálica del Estadio ORFEO, Ciudad de Córdoba. Gentileza de CINTER SRL. Santa Fe: Parque Industrial Sauce Viejo – Tel +54- 342-4503000. Buenos Aires: H. Yrigoyen 1180 – 5° P – Tel +54-11- 63460930 El cuidado de la presente edición estuvo a cargo de Gabriel Troglia ISBN: 978-987-9406-52-4 Prohibida su reproducción, almacenamiento y distribución por cualquier medio, total o parcial sin el permiso previo y por escrito de los autores y/o editor. Esta también totalmente prohibido su tratamiento informático y distribución por internet o por cualquier otra red. Se pueden re- producir párrafos citando al autor y editorial y enviando un ejemplar del material publicado a esta editorial. Hecho el depósito que marca la ley 11.723. Impreso en Córdoba. Argentina Distribución en el exterior: Editorial Brujas. Pje. España 1485. Córdoba. Argentina. Te: 54- 351-4606044 y 4691616. Horario: lunes a viernes de 9 a 18 hs. Email: publicaciones@editorialbrujas.com.ar www:editorialbrujas.com.ar Distribucion en Argentina: Editorial Nueva Librería. Estados Unidos 301, C1101AAG, San Telmo, Ciudad Autónoma de Buenos Aires, Argentina. Tel: 54-11-4362.9266, Fax: 54-11-4362-6887. Horario: lunes a viernes de 9 a 19 horas, sábados 9 a 13 horas Email: nuevalibreria@infovia.com.ar Venta directa: Jorge Sarmiento Editor-Universitas Libros. Obispo Trejo 1404. 2 “B”. B° Nueva Córdoba. Te: 54-351-4117411. Email: universitaslibros@yahoo.com.ar - Córdoba. Argentina. © 2010. Septima Edición. Jorge Sarmiento Editor-Universitas Libros. Obispo Trejo 1404. 2 “B”. B° Nueva Córdoba. Te: 54-351-4117411. Email: universitaslibros@yahoo.com.ar - Córdo- ba. Argentina. Acerca del Autor El Ingeniero Civil Gabriel R. Troglia es egresado de la Universidad Nacional de Córdoba. Es Profesor Titular de Estructuras Metálicas y de Madera en la Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales y Profesor Titular de Estructuras IA en la Facultad de Arquitectura, Urba- nismo y Diseño, ambas de la Universidad Nacional de Córdoba. Es Coordinador de la Comisión Permanente de Estructu- ras Metálicas del CIRSOC. Redactor de la versión final del Reglamento CIRSOC 301/2005, Comentarios y Ejemplos de Aplicación. Redactor del Reglamento CIRSOC 302/2005, Comentarios y Ejemplos de Aplicación. Co- Redactor del Proyecto de Reglamento CIRSOC 303 – Es- tados Límites, Comentarios y Ejemplos de Aplicación. Co- Redactor del Proyecto de Reglamento CIRSOC 701 y Co- mentarios (Estructuras de Aluminio). Es autor del Libro “Estructuras Metálicas, Proyecto por Es- tados Límites” y de otras publicaciones sobre la temática estructural. Ha dictado y dicta cursos y seminarios de Especialización y Postgrado en diversas Universidades y Colegios Profesionales del país. Durante mas de 37 años ha realizado numerosos pro- yectos de Estructuras de Acero, Hormigón Armado, Mix- tas y de Madera para edificios, naves industriales, puen- tes, silos, tanques y otros construcciones. P R E S E N T A C I Ó N 7ª Edición En esta Edición se han agregado algunas observaciones en los Capítulos 7 y 8 referidas a deformaciones de vigas reticuladas y a los límites de aplicación del Método de Amplificación de Momentos de Primer Orden respectivamente. También se han corregido algunos errores detectados y se han realizado algunas aclaraciones sugeridas. Reitero los agradecimientos realizados en anteriores Ediciones. Ing. Civil Gabriel R. Troglia Profesor Titular Estructuras Metálicas y de Madera F.C.E.F. y N. Univ. Nac. de Córdoba Profesor Titular Estructuras IA. F.A.U. y D. U.N. de Córdoba Córdoba, julio de 2007 P R E S E N T A C I Ó N 5ª Edición En esta Quinta Edición fundamentalmente se incluyen en el Capítulo 12 las Especificaciones del Proyecto de Reglamento CIRSOC 308-EL “Reglamento Argentino de Estructuras Livianas para Edificios con Barras de Acero de Sección Circular” elaborado por el autor y sometido a la discusión pública. Es suplementario del general CIRSOC 301 e incorpora al Proyecto por Estados Límites a las estructuras comúnmente denominadas “ de hierro redondo”. Además: se han incluido en prácticamente todos los Capítulos algunas pequeñas modificaciones contenidas en la versión final del Reglamento CIRSOC 301-EL ; se han realizado algunas correcciones detectadas y se han agregado aclaraciones sugeridas por alumnos y profesionales que utilizaron ediciones anteriores. En los Ejemplos de Aplicación se agregan Elementos estructurales de Hierro redondo y algún otro caso complementario. Nuevamente debo agradecer a la Asociación Cooperadora del Departamento Estructuras Córdoba, al Ing. Daniel Troglia , a la Editorial Unirversitas y a los estudiantes y profesionales de todo el país que prácticamente agotaron las ediciones anteriores y casi obligaron a realizar esta edición actualizada. Ing. Civil Gabriel R. Troglia Profesor Titular Estructuras Metálicas y de Madera F.C.E.F. y N. Univ. Nac. de Córdoba Profesor Titular Estructuras IA. F.A.U. y D. U.N. de Córdoba Córdoba, abril de 2005 II P R E S E N T A C I O N 3ª Edición En septiembre de 2001 el CIRSOC presentó una Actualización al Proyecto de Reglamento Argentino de Estructuras de Acero para Edificios (Proyecto CIRSOC 301 /2000) que estuvo en discusión pública hasta el 31 de diciembre de 2001. En esa actualización se incorporaron especificaciones incluidas en la versión de diciembre de 1999 de la Especificación AISC-LRFD y en la versión 2000 de las Especificaciones para Angulo Único de la AISC. Finalizada la discusión pública y analizadas las observaciones recibidas se elaboró la versión final del Reglamento, aprobado como Reglamento CIRSOC 301/2002 y que estará vigente en el país en los próximos años para ser utilizado en el proyecto de Estructuras de Acero para Edificios. He tenido la satisfacción de realizar la versión final del Reglamento, sus Comentarios y los Ejemplos de Aplicación. Debo hacer notar que las observaciones y sugerencias realizadas por Instituciones y Profesionales del país han contribuido a mejorar y perfeccionar el Proyecto original. Dada la aparición de la versión final del Reglamento CIRSOC 301 y que la Segunda edición de este libro está prácticamente agotada, pareció conveniente realizar esta Tercera edición incorporando todas las especificaciones del Reglamento CIRSOC 301/2002 . Se ha mantenido la estructura general del libro revisando los contenidos y corrigiendo errores detectados. Las principales modificaciones son: Capítulo 1: combinación de acciones; ajustes en la definición de los tipos de estructuras. Capítulo 2: algunas especificaciones sobre uniones con bulones y uniones soldadas; resistencia al aplastamiento de la chapa en agujeros; factor de resistencia de soldaduras; especificaciones sobre filetes intermitentes. Capítulo 4: Corrección de factores k por diferencias de rigidez de columnas y pandeo no simultáneo. Capítulo 5 : ajustes en límites de Tabla B.5-1. Capítulo 7: pandeo lateral torsional con cargas actuando en o por encima del ala superior; modificaciones en Tabla A-F.1-1; flexión de perfiles ángulo simples; empalme de vigas. Capítulo 10: verificación del estado límite de fatiga. Capítulo11: especificaciones para los sistemas de arriostramiento. En los Ejemplos de Aplicación de la Parte II se han incorporado también todas las especificaciones del CIRSOC 301/2002. Agradezco el apoyo de la Asociación Cooperadora del Departamento Estructuras Córdoba sin la cual no sería posible la edición de este libro y al Ing. Daniel Troglia por sus sugerencias y su colaboración en la realización de gráficos y dibujos. Ing. Civil Gabriel R. Troglia Profesor Titular Estructuras Metálicas y de Madera F.C.E.F. y N. Univ. Nac. de Córdoba Profesor Titular Estructuras IA. F.A.U. y D. U.N. de Córdoba Córdoba, julio de 2002. III P R E S E N T A C I O N 1ª Edición Esta publicación busca presentar resumidos al estudiante de Ingeniería los fundamentos y procedimientos operativos del proyecto de estructuras metálicas por estados límites, aplicados a los casos mas comunes de la práctica en nuestro medio. El proyecto por estados límites permite al proyectista un conocimiento y control mas cierto de la seguridad real de la estructura y de sus elementos estructurales. Asimismo una confiabilidad mas uni- forme, independiente del tipo de acciones que actúen sobre la estructura. Es, en esos aspectos, un apreciable avance sobre los procedimientos de cálculo que utilizan un coeficiente de seguridad único (métodos por tensiones admisibles), tradicionalmente utilizados en el proyecto de estructuras metálicas. Las especificaciones mas modernas se han desarrollado sobre la base del método por estados límites y han incorporado los nuevos conocimientos sobre el comportamiento de las estructuras metálicas. Se pueden citar al respecto la Especificación AISC-LRFD (American Institute of Steel Construction - Load & Resistance Factor Design); La norma DIN 18800; El EUROCODE 3; Limit States Design of Steel Structures. A National Standard of Canada ( Can/CSA-S16.1-M89); La norma Brasilera NBR 8800 . Los principios generales son similares en todas ellas variando en algunas los procedimientos operativos, siendo otras una adaptación de las básicas a los criterios de proyecto propios de cada país. Los proyectos resultantes son también en general bastantes similares. En nuestro país el CIRSOC (Centro de Investigación de los Reglamentos de Seguridad para las Obras Civiles) decidió reemplazar la actual Norma CIRSOC 301 y complementarias, por una Norma por Esta- dos Límites basada en la Especificación AISC-LRFD (1994). El proyecto está actualmente en elaboración. Por lo anterior esta publicación se basa fundamentalmente en lo conceptual y operativo en la Especificación AISC-LRFD. Se incorporan sin embargo algunas propuestas que, a juicio del autor, cubren aspectos necesarios para la adaptación a nuestro medio de la especificación norteamericana. Ellas se refieren por ejemplo a combinaciones de cargas, proyecto de columnas armadas, estructuras de hierro redondo, etc. El procedimiento alternativo para el proyecto de columnas armadas fue elaborado en colaboración con el Ing. Omar Miño, Profesor Titular de Estructuras Metálicas de la Fac. de Ingeniería de la U.N. de Rosario. Las restantes propuestas pertenecen al autor y se basan en general en la adaptación de disposiciones de otras Especificaciones que no son las AISC-LRFD pero resultan perfectamente compatibles con ellas. Se plantean además de los fundamentos y procesos operativos, criterios generales para el proyecto de las estructuras metálicas mas comunes y de sus elementos estructurales, obtenidos a partir del análisis cualitativo de su comportamiento. El proyectista debiera acostumbrarse a efectuar un análisis cualitativo del comportamiento de una estructura como paso previo al análisis numérico pues así podrá lograr estructuras mas eficientes, seguras, económicas y factibles de fabricar y montar con relativa facilidad. La publicación se divide en dos partes. En la primera se desarrolla el contenido conceptual y operativo y en la segunda se dan ejemplos de aplicación ordenados en correspondencia con los capítulos de la primera. Para la comprensión acabada del contenido de esta publicación son necesarios conocimientos previos de Estática, Resistencia de Materiales y Análisis estructural. Se debe hacer notar que en este trabajo se cubren sólo aspectos básicos del proyecto y las estructuras y elementos estructurales mas comunes y simples. Para el estudio, proyecto y cálculo de aquellos casos no cubiertos por esta publicación el estudiante podrá remitirse a la bibliografía que se acompaña y a las Especificaciones citadas, debiéndose destacar la Especificación AISC-LRFD, el Manual of Steel Estructuras Metálicas. Proyecto por Estados Límites. G.R. Troglia IV Construction y numerosos guías de diseño publicadas por la AISC. Es necesario también aclarar que por razones de espacio y alcance, en esta publicación sólo se hace una somera referencia a las etapas posteriores al proyecto, que son la fabricación, montaje y construc- ción de las estructuras metálicas. Estas etapas son tan importantes como el proyecto, se interrelacionan con él y necesitan de profesionales con buenos conocimientos sobre ellas. Un buen proyecto no alcanza. El usuario necesita una buena obra que es un buen proyecto bien ejecutado. Es deseo del autor que este trabajo sea útil a estudiantes y profesionales para su introducción en el conocimiento y proyecto de las estructuras metálicas, y que el mismo sea un aporte para el desarrollo de la construcción metálica en nuestro medio. Ing. Civil Gabriel R. TROGLIA Profesor Titular Estructuras Metálicas y de Madera. F.C.E.F. y N. U.N. de Córdoba Córdoba, julio de 1999. PRESENTACIÓN 2ª Edición En Agosto de 2000 el CIRSOC (Centro de Investigación de los Reglamentos de Seguridad para las Obras Civiles) lanzó a la discusión pública el Proyecto de Reglamento Argentino de Estructuras de Acero Para Edificios. CIRSOC 301-EL/2000. El mismo se basa en la Especificación AISC-LRFD en su versión 1993 e incluye algunas modificaciones y agregados necesarios para la adaptación a nuestro medio de la especificación norteamericana. Algunas de ellas surgieron de propuestas que se habían presentado en la primera edición de esta publicación. En mi condición de Coordinador de la Comisión Permanente de Estructuras Metálicas del CIRSOC tuve la satisfacción profesional y académica de realizar la redacción final del Proyecto CIRSOC 301-EL y sus Comentarios, y la elaboración de los Ejemplos de Aplicación (Dos Tomos) editados simultáneamente y destinados a facilitar la comprensión, discusión y uso del Reglamento. El Proyecto tuvo una prolongada discusión previa en la que participaron distintos sectores empresarios, profesionales y académicos involucrados en el proyecto, construcción y provisión de insumos de las estructuras metálicas. Además han transcurrido unos meses de la etapa de discusión pública sin que existan observaciones significativas al mismo. Por lo anterior pareció conveniente realizar una Segunda Edición de esta Publicación, ya con formato de libro, incorporando las Especificaciones del Proyecto CIRSOC 301-EL. Se suma a ello que la Primera Edición se agotó, que la Publicación es utilizada por docentes y estudiantes en cursos de Estructuras Metálicas en varias Facultades de Ingeniería del país y que sigue existiendo poca bibliografía en castellano sobre el Proyecto por Estados Límites. Por ello, en esta edición se ha mantenido la estructura general de la Primera Edición tratando de mejorar el desarrollo de algunos temas e incorporando las especificacionesdel Proyecto CIRSOC 301- EL tanto en la Parte I como en los Ejemplos de Aplicación, los que han sido desarrollados con las unidades utilizadas por el Proyecto de Reglamento. Como en la Edición anterior es mi deseo que este libro resulte útil a profesionales y estudiantes de nuestro país. Ing. Civil Gabriel R. Troglia Profesor Titular Estructuras Metálicas y de Madera F.C.E:F. y N. Univ. Nac. de Córdoba Profesor Titular Estructuras IA. F.A.U. y D. U.N. de Córdoba Córdoba, abril de 2001. V I N D I C E PARTE I: FUNDAMENTOS, PROCEDIMIENTOS Y CRITERIOS DE PROYECTO. CAPÍTULO 1 : GENERALIDADES. BASES DEL PROYECTO. 1.1.-EL PROYECTO ESTRUCTURAL. 1 1.2.- EL ACERO ESTRUCTURAL. Propiedades. Formas seccionales. 2 1.3.- LA SEGURIDAD ESTRUCTURAL. 9 1.3.1.- Acciones 9 1.3.2.- Métodos de dimensionamiento y cálculo. 11 (A) Métodos de cálculo por coeficiente único de seguridad. 11 (B) Métodos de cálculo por factores de carga y de resistencia. 13 (C)Método de cálculo por múltiples factores de seguridad. 22 1.4.- EL REGLAMENTO CIRSOC 301/ EL 24 1.4.1.- Formato. 24 1.4.2.- Campo de validez. 24 1.4.3.- Bases del proyecto por estados límites. 24 1.4.3.1.- Resistencia requerida. 24 1.4.3.2.- Estados límites. Condición de proyecto. 25 1.4.3.3.- Dimensionamiento para estados límites últimos. 25 1.4.3.4.- Dimensionamiento para estados límites de servicio. 25 1.5.- ANÁLISIS ESTRUCTURAL. 27 1.5.1.- Análisis global elástico. 28 1.5.2.- Análisis global plástico. 29 1.6.- FABRICACIÓN, MONTAJE, PROTECCIÓN DE LA ESTRUCTURA. 29 1.6.1.- Fabricación. 29 1.6.2.- Montaje. 30 1.6.3.- Protección contra la corrosión. 30 1.6.4.- Protección contra el fuego. 30 CAPÍTULO 2 : UNIONES Y MEDIOS DE UNIÓN. 2.1.- INTRODUCCIÓN. 33 2.2.- UNIONES ABULONADAS. 2.2.1.- Tipos de bulones. Formas de instalación 34 2.2.2.- Tipos de uniones abulonadas. 37 2.2.3.- Tipo, tamaño y uso de agujeros. 38 2.2.4.- Uniones tipo APLASTAMIENTO 2.2.4.1.- Generalidades 39 2.2.4.2.- Resistencia de diseño de los bulones a TRACCIÓN y a CORTE en uniones tipo aplastamiento. 41 2.2.4.3.- Resistencia de diseño al aplastamiento de la chapa en los agujeros. 45 2.2.5.- Distribución de bulones en una unión. 47 2.2.6.- Repartición de la fuerza entre bulones. Largo de bulón. 49 2.2.7.- Uniones de deslizamiento crítico. Generalidades. 49 2.2.7.1.- Uniones de deslizamiento crítico proyectadas para CARGAS DE SERVICIO. 50 2.2.7.2.- Uniones de deslizamiento crítico proyectadas para CARGAS MAYORADAS. (estado último). 52 2.2.8.- Proyecto de uniones que trasmiten fuerza axil. 53 Estructuras Metálicas. Proyecto por Estados Límites. G.R. Troglia VI 2.2.9.- Uniones abulonadas sometidas a corte y momento en el plano. 54 2.2.10.- Uniones sometidas a corte y tracción. 55 2.3.- UNIONES SOLDADAS. 2.3.1.- Generalidades. Procedimientos de soldado. 56 2.3.2.- Ventajas y desventajas de las uniones soldadas. 57 2.3.3.- Tipos de uniones soldadas. 58 2.3.4.- Calidad de las soldaduras. 59 2.3.5.- Soldaduras a tope. 60 2.3.6.- Soldaduras de filete. 63 2.3.7.- Soldaduras de tapón y de muesca. 69 2.3.8.- Símbolos para uniones soldadas. 69 2.3.9.- Resistencia de diseño de uniones soldadas. 70 2.3.10.-Proyecto de uniones soldadas con soldaduras de filete. 73 2.3.10.1.- Uniones que trasmiten fuerza axil. 73 2.3.10.2.- Uniones sometidas a corte y momento en el plano. 74 2.3.10.3.- Uniones que trasmiten corte y momento en elplano normal. (corte y flexión). 75 2.4.- ESPECIFICACIONES GENERALES PARA UNIONES. 76 2.5.- ELEMENTOS AUXILIARES DE UNA UNIÓN. 77 2.6.- CHAPAS DE RELLENO. 77 CAPÍTULO 3: BARRAS SOMETIDAS A TRACCIÓN AXIL. 3.1.- GENERALIDADES. FORMAS SECCIONALES. 79 3.2.- AREA BRUTA DE UNA BARRA. 80 3.3.- AREA NETA DE UNA BARRA. 80 3.4.- AREA NETA EFECTIVA DE BARRAS TRACCIONADAS. 82 3.5.- RESISTENCIA DE DISEÑO A TRACCIÓN AXIL. ESTADOS LIMITES. 85 3.6.- ESTADO LÍMITE POR ROTURA DE BLOQUE DE CORTE. 86 3.7.- BARRAS MACIZAS DE SECCIÓN CIRCULAR. 87 3.8.- CRITERIOS PARA EL PROYECTO DE BARRAS TRACCIONADAS. 88 3.9.- EMPALMES DE BARRAS TRACCIONADAS. 89 3.10.-BARRAS ARMADAS TRACCIONADAS. 89 3.11.-BARRAS DE OJO Y BARRAS UNIDAS CON PERNO. 91 CAPÍTULO 4: BARRAS SOMETIDAS A COMPRESIÓN AXIL. 4.1.- LA ESTABILIDAD ESTRUCTURAL. 93 4.2.- ESTABILIDAD GLOBAL DE LA ESTRUCTURA. 93 4.3.- ESTABILIDAD GLOBAL DE BARRAS AXILMENTE COMPRIMIDAS. PANDEO FLEXIONAL DE BARRAS RECTAS DE SECCIÓN LLENA. 95 4.3.1.- Teoría de Euler. 95 4.3.2.- Teorías de Engesser y Shanley. 97 4.3.3.- Curvas de pandeo de las columnas reales. 99 4.3.4.- Resistencia nominal y resistencia de diseño de las columnas reales de sección llena. 108 4.4.- EFECTO DEL PANDEO LOCAL SOBRE LA RESISTENCIA NOMINAL DE LA COLUMNA. 109 4.5.- LONGITUD DE PANDEO DE BARRAS (kL). FACTOR DE LONGITUD EFECTIVA (k). 110 4.5.1.- Pórticos. Método aproximado. Uso de nomogramas. Correcciones. 111 4.5.2.- Reticulados. (Triangulaciones) 119 4.5.3.- Arcos. 122 Estructuras Metálicas. Proyecto por Estados Límites. G.R. Troglia VII 4.6.- BARRAS PRISMÁTICAS DE SECCIÓN LLENA SOMETIDAS A COMPRESIÓN CENTRADA. FORMAS SECCIONALES. ESBELTECES LÍMITES. RESISTENCIA DE DISEÑO PARA PANDEO FLEXIONAL. 123 4.6.1.- Generalidades. Formas seccionales. 123 4.6.2.- Esbelteces límites. 124 4.6.3.- Resistencia de diseño para pandeo flexional. 124 4.7.- PANDEO TORSIONAL Y FLEXOTORSIONAL. 126 4.8.- COLUMNAS ARMADAS. 4.8.1.- Generalidades. Formas seccionales. 131 4.8.2.- Comportamiento de las columnas armadas sometidas a compresión axil. 133 4.8.3.- Método de proyecto y cálculo de COLUMNAS DE GRUPOS I a IV some- tidas a compresión axil según CAPÍTULO E del CIRSOC 301/EL 134 4.8.4.- Otras especificaciones para barras armadas del Grupo II. 141 4.8.5.- Método de proyecto y cálculo de COLUMNAS DE LOS GRUPOS IV a V sometidas a compresión axil y a compresión con flexión según el APÉNDICE E del CIRSOC 301/EL 142 4.9.- APOYO POR CONTACTO DE BARRAS COMPRIMIDAS 153 4.10.- EMPALME DE COLUMNAS Y BARRAS AXILMENTE COMPRIMIDAS. 153 4.11.- COLUMNAS DE SECCIÓN Y/ O CARGA VARIABLE. 155 CAPÍTULO 5: PLACAS SOLICITADAS A COMPRESIÓN Y CORTE. 5.1.- INTRODUCCIÓN. 157 5.2.- PANDEO PRECRÍTICO DE PLACAS PLANAS. 5.2.1.- Pandeo precrítico elástico. 157 5.2.2.- Pandeo precrítico en zona inelástica. 161 5.3.- PANDEO POSCRÍTICO DE PLACAS PLANAS. 162 5.4.- ESTADOS LÍMITES SECCIONALES. CLASIFICACIÓN DE SECCIONES. 164 5.4.1.- Estados límites seccionales. 164 5.4.2.- Clasificación de secciones. 166 5.4.3.- Determinación de los límites λλp, λλr . 168 5.5.- CÁLCULO DEL FACTOR DE REDUCCIÓN DE PANDEO LOCAL Q PARA SECCIONES CON ELEMENTOS ESBELTOS. 178 5.5.1.- Elementos no rigidizados. 179 5.5.2.- Elementos rigidizados. 181 5.5.3.- Cálculo del factor Q. 183 5.6.- APLICACIÓN AL DIMENSIONADO. 184 CAPÍTULO 6: BARRAS SOLICITADAS A TORSIÓN. 6.1.- INTRODUCCIÓN. 185 6.2.- CENTRO DE CORTE. 186 6.3.- TORSIÓN UNIFORME. 186 6.4.- TORSIÓN NO UNIFORME.190 6.5.- TORSIÓN MIXTA. 193 6.6.- TORSIÓN COMBINADA CON FLEXIÓN. 194 6.7.- VERIFICACIÓN PARA ESTADOS LIMITES ÚLTIMOS. 195 6.8.- VERIFICACIÓN PARA ESTADOS LIMITES DE SERVICIO. 195 Estructuras Metálicas. Proyecto por Estados Límites. G.R. Troglia VIII CAPÍTULO 7: BARRAS SOLICITADAS A FLEXIÓN Y CORTE. 7.1.- GENERALIDADES. 197 7.2.- VIGAS DE ALMA LLENA. GENERALIDADES. 198 7.3.- COMPORTAMIENTO DE VIGAS Y VIGAS ARMADAS DE ALMA LLENA EN FLEXIÓN SIMPLE. 199 7.3.1.- Estados límites últimos. 199 7.3.2.- Estados límites últimos por acción del momento flector. 7.3.2.(a).- Plastificación. 200 7.3.2.(b).- Pandeo lateral torsional. 200 7.3.2.(c).- Pandeo local del ala. (PLF). 211 7.3.2.(d).- Pandeo local del alma. (PLW) 214 7.3.2.(e).- Tabla A-F.1-1 del P. CIRSOC 301-E L 217 7.3.3. Estados límites últimos por acción del esfuerzo de corte. (Flexión alrededor del eje fuerte). 220 7.3.3.(a).- Generalidades. 220 7.3.3.(b).- Tensiones tangenciales críticas. 221 7.3.3.(c).- Resistencia nominal a corte con alma SIN rigidizadores. 224 7.3.3.(d).- Resistencia nominal a corte con alma CON rigidizadores (sin acción del campo a tracción). 224 7.3.3.(e).- Resistencia nominal a corte con alma CON RIGIDIZADORES CON ACCIÓN DEL CAMPO A TRACCIÓN. 226 7.3.3.(f).- Interacción de flexión y corte en el alma. 228 7.3.3.(g).- Rigidizadores longitudinales. 229 7.3.4.- Estados límites últimos por acción del esfuerzo de corte. (Flexión alrededor del eje débil, secciones rectangulares, tubos circulares y secciones asimétricas). 230 7.3.5.- Estados límites últimos por acción de cargas concentradas. 231 7.3.6.- Vigas de alma llena de altura variable. 239 7.3.7.- Vigas de perfiles ángulo simple.(perfiles laminados). 7.3.7.1.- Generalidades. 240 7.3.7.2.- Resistencia de diseño a momento flector. 240 7.3.7.3.- Flexión alrededor de ejes geométricos. 243 7.3.7.4.- Flexión alrededor de ejes principales. 243 7.3.7.5.- Estado límite por acción del esfuerzo de corte. 244 7.4.- PROYECTO DE VIGAS Y VIGAS ARMADAS DE ALMA LLENA. 7.4.1.- Generalidades. 244 7.4.2.- Vigas de perfiles laminados. 245 7.4.3.- Vigas de perfiles laminados con platabandas. 246 7.4.4.- Vigas armadas. 248 7.4.5.- Empalme de vigas y vigas armadas. 250 7.5.- PROYECTO DE VIGAS ARMADAS DE ALMA ESBELTA. 7.5.1.- Generalidades. 252 7.5.2.- Resistencia de diseño a flexión, a corte y a cargas concentradas. 253 7.6.- FLEXIÓN DISIMÉTRICA. 7.6.1.- Resistencia de diseño a flexión. 256 7.6.2.- Resistencia de diseño al corte. 257 7.7.- DEFORMACIONES. 257 7.8.- VIGAS RETICULADAS PLANAS. 7.8.1.- Generalidades. 258 7.8.2.- Tipos de reticulados. 258 7.8.3.- Aplicaciones de las vigas reticuladas. 260 7.8.4.- Resistencia requerida de las barras. 260 7.8.5.- Criterios constructivos y formas seccionales de barras. 263 Estructuras Metálicas. Proyecto por Estados Límites. G.R. Troglia IX 7.8.6.- Resistencia de diseño de las barras. 265 7.8.7.- Nudos. 265 7.8.8.- Deformaciones 268 CAPÍTULO 8: BARRAS SOLICITADAS A FUERZA AXIL Y FLEXIÓN. 8.1.- GENERALIDADES. 269 8.2.- BARRAS DE SECCION SIMETRICA SOMETIDAS A FLEXIÓN COMPUESTA. FÓRMULAS DE INTERACCIÓN. 270 8.3.- BARRAS DE SECCIÓN LLENA CON SECCIONES SIMÉTRICAS Y ASIMÉTRICAS SOMETIDAS A FLEXIÓN COMPUESTA Y/O TORSIÓN. BARRAS DE SECCIÓN LLENA CON SECCIONES ASIMÉTRICAS SOMETIDAS A FLEXIÓN COMPUESTA. 275 8.4.- EFECTOSDE SEGUNDO ORDEN. 8.4.1.- Generalidades. 276 8.4.2.- Cálculo de los momentos de segundo orden. 277 8.4.3.- Método aproximado de amplificación de momentos de primer orden. 277 8.4.4.- Método iterativo. 282 8.5.- FLEXIÓN COMPUESTA DE BARRAS ARMADAS. 283 CAPÍTULO 9: SUSTENTACIONES. 9.1.- APOYOS DE VIGAS SOBRE VIGAS. 285 9.2.- UNIÓN DE VIGAS A COLUMNAS. 287 9.3.- APOYO DE VIGAS SOBRE HORMIGÓN O MAMPOSTERÍA. 290 9.4.- BASES DE COLUMNAS. 293 9.5.- OTRAS UNIONES EXTREMAS DE COLUMNAS. 299 CAPÍTULO 10: PUENTES GRÚAS. VIGAS CARRIL. IMPACTO. FATIGA. 10.1.- MONORIELES Y PUENTES GRÚAS. 301 10.2.- IMPACTO. 302 10.3.- FATIGA. 303 10.4.- VIGAS MONORIEL. 322 10.5.- VIGAS CARRIL DE PUENTES GRÚAS. 323 10.6.- OTROS ELEMENTOS ESTRUCTURALES. 325 CAPÍTULO 11: CONSTRUCCIONES CON ESTRUCTURAS METÁLICAS. NAVES DE GRANDES LUCES. 11.1.- ESTRUCTURAS PARA NAVES DE GRANDES LUCES. 11.1.1.- Generalidades. Acciones. 327 11.1.2.- Esquema estructural. 329 11.1.3.- Materiales y estructuración de cubiertas, cerramientos laterales y entrepisos. 330 11.1.4.- Tipologías para los planos principales transversales. Estabilidad frente a acciones horizontales transversales. 333 11.1.5.- Estructuración para los planos frontales. Estabilidad frente a acciones horizontales longitudinales. 337 11.1.6.- Estructuración de los planos laterales. 338 11.1.7.- Otras tipologías estructurales para naves de grandes luces. 339 11.1.8.- Especificaciones para los sistemas de arriostramiento 339 11.1.9.- Columnas para naves industriales. 341 Estructuras Metálicas. Proyecto por Estados Límites. G.R. Troglia X CAPÍTULO 12: ESTRUCTURAS LIVIANAS DE ACERO. 12.1.- ESTRUCTURAS DE BARRAS DE SECCIÓN CIRCULAR MACIZA. (estructuras de hierro redondo). 12.1.1.- Generalidades. 343 12.1.2.- Formas seccionales y solicitaciones de sección. 344 12.1.3.- Parámetros seccionales. 346 12.1.4.- Relaciones geométricas y esbelteces límites. 347 12.1.5.- Análisis Estructural. 348 12.1.5.1.- Elementos de eje curvo de pequeña curvatura (arcos) 349 12.1.6.- Esfuerzos secundarios. 350 12.1.6.1.- Estructuración de nudos y momentos secundarios en barras con cordones de sección circular maciza y celosía con solo diagonales. 350 12.1.6.2.- Estructuración de nudos y momentos secundarios en barras con cordones de sección circular maciza y celosía con diagonal y montante. 351 12.1.6.3.- Estructuración de nudos en barras con cordones de perfil ángulo o perfil te. 352 12.1.6.4.- Momentos secundarios en barras con cordones de perfil ángulo o perfil te. 355 12.1.7.- Estabilidad global de las barras comprimidas. 355 12.1.8.- Estabilidad local de las barras del reticulado. 356 12.1.9.- Elementos sometidos a tracción. 12.1.9.1.- Resistencia de diseño a la tracción de barras rectas de sección circular maciza. 357 12.1.9.2.- Resistencia de diseño a la tracción de perfiles ángulo y te laminados. 358 12.1.9.3.- Resistencia de diseño a la tracción de barras armadas. 358 12.1.10.- Elementos solicitados a compresión axil. 12.1.10.1.- Resistencia de diseño a la compresión de barras rectas de sección circular maciza. 359 12.1.10.2.- Resistencia de diseño a la compresión para pandeo torsional y flexotorsional de perfiles ángulo y te laminados. 360 12.1.10.3.- Resistencia de diseño a la compresión axil de barras armadas. 360 12.1.11.- Elementos solicitados a flexión simple. 364 12.1.11.1.- Estado límite de pandeo local de barras. 365 12.1.11.2.- Estado límite de fluencia del cordón traccionado. 367 12.1.11.3.- Estado límite de pandeo lateral torsional. 367 12.1.11.4.- Rigidización de las secciones Te y verificación del travesaño. 373 12.1.11.5.- Apoyo de barras flexadas. 374 12.1.11.6.- Deformaciones de barras flexadas. 375 12.1.11.7.- Criterios para el proyecto de barras flexadas. 376 12.1.12.- Barras armadas sometidas a flexión disimétrica. 376 12.1.13.- Barras armadas sometidas a tracción axil combinada con flexión. 378 12.1.14.- Barras armadas sometidas a compresión axil combinada con flexión. 379 12.1.15.- Barras de sección circular sometidas a compresión axil combinada con flexión. 381 12.1.16.- Elementos sometidos a torsión. 382 12.1.16.1.- Generalidades. 382 12.1.16.2.- Secciones rectangulares. 382 Estructuras Metálicas. Proyecto por Estados Límites. G.R. Troglia XI 12.1.16.2.- Secciones triangulares. 385 12.1.17.- Nudos . Uniones soldadas. 387 12.1.18.- Uniones extremas de barras armadas y juntas. 391 12.2.- ELEMENTOS RETICULADOS DE TUBOS DE PARED DELGADA. 391 12.3.- ESTRUCTURAS ESPACIALES. EMPARRILLADOS PLANOS. 393 BIBLIOGRAFÍA.401 UNIDADES 402 PARTE II: EJEMPLOS DE APLICACIÓN. (ver índice particular)
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