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ESTRUCTURAS DE ACERO CON TUBOS Y SECCIONES ABIERTAS CONFORMADAS EN FRÍO Tomo 1 GABRIEL R. TROGLIA ESTRUCTURAS DE ACERO CON TUBOS Y SECCIONES ABIERTAS CONFORMADAS EN FRÍO Proyecto por Estados Límites Tomo 1 Primera Edición \ 2010 \ Con especificaciones CIRSOC 302 EL CIRSOC 303 EL JORGE SARMIENTO EDITOR - UNIVERSITAS Diseño Interior: Troglia, Gabriel Diseño de tapa: Sarmiento, Jorge Imagen de Tapa: Techo corredizo de la Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales, Universidad Nacional de Córdoba, pabellón Ingeniería. Ciudad Univer- sitaria. Córdoba. Foto del Autor. El cuidado de la presente edición estuvo a cargo de Gabriel Troglia 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. Obispo Trejo 1404. 2 “B”. B° Nueva Córdoba. Te: 54-351-4117411. Email: universitaslibros@yahoo.com.ar - Córdoba. Argentina. © 2010. Primera 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. ISBN: 978-987-24343-4-2 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 1ª Edición El objetivo de este libro es presentar en forma resumida los fundamentos y los procesos operativos utilizados para el proyecto por el Método de los Estados Límites (LRFD) de estructuras de acero formadas por tubos y por barras de sección abierta conformadas en frío, aplicables a los casos mas comunes de la práctica en nuestro medio. El proyecto por Estados Limites 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 uniforme, 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 (método por tensiones admisibles) antiguamente utilizados en el proyecto de estructuras de acero. En la Argentina el CIRSOC (Centro de Investigación de los Reglamentos de Seguridad para las Obras Civiles) ha elaborado para el proyecto por Estados Límites de estructuras de acero para edificios realizadas con tubos y con secciones abiertas conformadas en frío los Reglamentos CIRSOC 302 (EL) y CIRSOC 303(EL) respectivamente. Para ello se han tomado como base las Especificaciones de la AISC (American Institute of Steel Construcción) para los tubos y de la AISI (American Iron and Steel Institute) para las secciones abiertas conformadas en frío. Con ello se han mantenido el origen de las especificaciones y las bases conceptuales adoptadas para el Reglamento CIRSOC 301 (EL) aplicable a las estructuras de edificios realizadas con perfiles laminados y secciones armadas con chapas, y se han incorporado a nuestro medio las especificaciones mas actualizadas. La aparición de los Reglamentos citados y la existencia de muy escasa bibliografía actualizada en castellano sobre el proyecto por Estados Límites de los elementos estructurales cubiertos por aquellos, me ha impulsado a encarar este libro, reuniendo y tratando de ordenar aspectos dispersos en publicaciones de distintos autores y organizaciones. Además, el hecho de que las Especificaciones tomadas como base para los CIRSOC 302 y 303, han sido elaboradas por Organizaciones de origen, desarrollo y financiamiento diferente, ha llevado a que los formatos y varios procesos operativos sean distintos y también a que la bibliografía existente se refiera en muchos casos en forma separada a los elementos cubiertos por una u otra Especificación. Esto puede hacer suponer que los fundamentos de las Especificaciones son distintos cuando en realidad son los mismos o similares, con las particularidades resultantes de la forma y del proceso de elaboración de los tubos y las secciones abiertas. Buscando la clarificación de lo anteriormente expresado en la SECCIÓN A de la PARTE I del libro se presentan en 4 Capítulos las bases y fundamentos generales del proyecto, comunes a los tubos y a las secciones abiertas conformadas en frío. Ellos están referidos a las bases del proyecto estructural, al comportamiento de las placas sometidas a flexión y a corte, a la estabilidad de la estructura y de sus barras componentes incluyendo sus sistemas de arriostramiento, y a los Estados Límites seccionales considerados. Por la común fundamentación citada y para darle a este libro una unidad conceptual y operativa, se reiteran en la SECCIÓN A algunos temas tratados y desarrollados en el libro “Estructuras Metálicas. Proyecto por Estados Límites”. En la SECCIÓN B se desarrollan los aspectos específicos del proyecto de estructuras con elementos tubulares tanto con costura como sin costura. Se hace especial hincapié en el proyecto de vigas planas y espaciales de alma abierta sometidas a flexión y a torsión, y de columnas armadas con tubos sometidas a fuerza axil y flexión. Se desarrollan los distintos tipos de uniones entre tubos incluyendo especialmente las uniones directas soldadas y las uniones de placas a tubos. En la SECCIÓN C se desarrolla el proyecto de estructuras con barras de secciones abiertas conformadas en frío incluyendo el proyecto de algunos conjuntos estructurales como los tabiques utilizados en el sistema constructivo denominado “Steel Framing”. Se analizan particularmente los sistemas de arriostramiento y su dimensionado. El libro se divide en dos partes. En la PARTE I se desarrolla el contenido conceptual y operativo, planteando además criterios generales de diseño para el proyecto de los distintos elementos estructurales obtenidos a partir del análisis cualitativo de su comportamiento, análisis que el proyectista debiera acostumbrarse a realizar como paso previo al análisisnumérico. Se incluye el Apéndice 1 con fórmulas para obtener los parámetros mecánicos y geométricos de secciones tubulares y de algunas secciones abiertas comúnmente utilizadas. En el Apéndice 2 se incorporan tablas con los parámetros geométricos y mecánicos de tubos y perfiles de sección abierta normalizados por IRAM-IAS. En la PARTE II se dan ejemplos de aplicación referidos a los Capítulos de la PARTE I . Todos los temas se han desarrollado en base a las especificaciones de los Reglamentos CIRSOC, Estados Límites (CIRSOC 301-2005, CIRSOC 302-2007, CIRSOC 303-2009, CIRSOC 304-3007, Recomendación CIRSOC 305-2007). Para la comprensión acabada del contenido de esta publicación son necesarios conocimientos previos de Estática, Resistencia de Materiales y Análisis estructural, y también conocimientos básicos sobre el proyecto de estructuras de acero por Estados Límites. Se debe hacer notar que en este libro se cubren sólo aspectos del proyecto de las estructuras y elementos estructurales mas comunes y simples. Para el estudio, proyecto y cálculo de aquellos casos no cubiertos por esta publicación el lector podrá remitirse a la bibliografía que se acompaña. Es necesario también aclarar que por razones de espacio y alcance, en este libro sólo se hace una somera referencia a las etapas posteriores al proyecto, que son la fabricación, montaje y construcción 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. Agradezco: al Ing. Daniel Troglia por sus aportes y su colaboración en la revisión de este libro; al Ing. José Angulo por su colaboración en la revisión de los Ejemplos de Aplicación; al Dr. Carlos A. Prato por su asesoramiento en aspectos del análisis estructural y en la resolución de algunos modelos de vigas tubulares realizados por el Ing. Miguel Ruiz; a los integrantes de la Cátedra de Estructuras Metálicas y de Madera de la F.C.E.F. y N., Ings. Ricardo Rosso, Gabriela Culasso, Daniel Troglia, Juan Fernández y José Angulo por la ejecución de las tablas de perfiles. Es deseo del autor que este trabajo sea útil a estudiantes y profesionales para su introducción en el conocimiento y proyecto de las estructuras con tubos y secciones abiertas conformadas en frío, y que el mismo sea un aporte para el desarrollo de la construcción en acero 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 Profesor Titular Estructuras IA, F.A.U. y D. U.N. de Córdoba Córdoba, diciembre de 2009. I INDICE PARTE I: FUNDAMENTOS, PROCEDIMIENTOS Y CRITERIOS DE PROYECTO SECCIÓN A: BASES Y FUNDAMENTOS GENERALES PARA EL PROYECTO DE SECCIONES TUBULARES Y DE SECCIONES ABIERTAS CONFORMADAS EN FRÍO 1 CAPÍTULO 1: GENERALIDADES. BASES DEL PROYECTO ESTRUCTURAL 1.1.- EL PROYECTO ESTRUCTURAL 3 1.2.- ESTRUCTURAS DE ACERO CON TUBOS Y CON SECCIONES 4 ABIERTAS DE CHAPA CONFORMADAS EN FRÍO 1.3.- ESPECIFICACIONES Y REGLAMENTOS DE APLICACIÓN 5 1.4.- LA SEGURIDAD ESTRUCTURAL 7 1.5.- ACCIONES 7 1.6.- BASES DEL PROYECTO 10 1.6.1.- Dimensionamiento para Estados Límites Últimos 12 1.6.2.- Dimensionamiento para Estados Límites de Servicio 14 1.7.- ANÁLISIS ESTRUCTURAL 16 1.7.1.- Generalidades 16 1.7.2.- Análisis Global Elástico 17 1.7.3.- Análisis Global Plástico 18 1.8.- EFECTO DE LAS DEFORMACIONES 18 1.8.1.- Generalidades 18 1.8.2.- Cálculo de los Momentos de Segundo Orden 19 1.8.3.- Método Aproximado de Amplificación de Momentos de Primer Orden 20 1.8.4.- Método iterativo 25 CAPÍTULO 2: PLACAS SOLICITADAS A COMPRESIÓN Y A CORTE 2.1.- INTRODUCCIÓN 27 2.2.- PANDEO CRÍTICO DE PLACAS PLANAS 27 2.2.1.- Pandeo crítico elástico 27 2.2.1.1.- Tensiones normales 27 2.2.1.2.- Tensiones tangenciales 32 2.2.1.3.- Tensiones normales y tangenciales simultáneas 33 2.2.2.- Pandeo crítico inelástico 33 2.3.- PANDEO POSCRÍTICO DE PLACAS PLANAS 35 2.3.1.- Resistencia poscrítica. Concepto. Ancho efectivo 35 2.3.2.- Ancho efectivo de elementos rigidizados uniformemente comprimidos 36 2.3.3.- Ancho efectivo de almas y otros elementos rigidizados con tensiones linealmente variables 40 2.3.4.- Ancho efectivo de elementos no rigidizados uniformemente comprimidos 40 2.3.5.- Ancho efectivo de elementos no rigidizados con tensiones linealmente variables 43 2.3.6.- Ancho efectivo de elementos uniformemente comprimidos con con rigidizadores intermedios y/o rigidizador de borde 44 Estructuras de Acero con Tubos y Secciones Abiertas Conformadas en Frío. G.R. Troglia II 2.4.- PANDEO LOCAL DE TUBOS CIRCULARES 44 2.4.1.- Pandeo local de tubos circulares bajo compresión axil 44 2.4.2.- Pandeo local de tubos circulares sometidos a flexión 47 2.4.3.- Pandeo local de tubos circulares sometidos a torsión 48 2.4.4.- Pandeo local de tubos circulares sometidos a corte 49 CAPÍTULO 3: ESTABILIDAD DE LA ESTRUCTURA Y DE SUS BARRAS COMPONENTES 3.1.- LA ESTABILIDAD ESTRUCTURAL 51 3.2.- ESTABILIDAD GLOBAL DE LA ESTRUCTURA 51 3.3.- ESTABILIDAD GLOBAL DE BARRAS AXILMENTE COMPRIMIDAS 53 3.3.1.- Teoría de Euler 53 3.3.2.- Teorías de Engesser y Shanley 55 3.3.3.- Factores que influyen en la tensión crítica de pandeo flexional de las columnas reales 56 3.3.3.1.- Tensiones residuales 57 3.3.3.2.- Deformación inicial 58 3.3.3.3.- Condiciones de vínculo. Longitud de pandeo de barras. Factor de longitud efectiva 59 3.3.3.3.1.- Pórticos 60 3.3.3.3.2.- Reticulados (Triangulaciones) 68 3.3.3.3.3.- Arcos 71 3.3.4.- Tensión crítica de pandeo flexional de las columnas reales. Curvas de pandeo 72 3.3.5.- Tensión crítica de pandeo torsional y pandeo flexotorsional 74 3.3.6.- Efecto del Pandeo local sobre la tensión crítica de pandeo 77 3.4.- ESTABILIDAD DE BARRAS FLEXADAS. PANDEO LATERAL 79 3.5.- SISTEMA DE ARRIOSTRAMIENTO 81 3.5.1.- Alcance y fundamentos generales 81 3.5.2.- Pórticoa 84 3.5.3.- Columnas 85 3.5.4.- Vigas 86 3.5.4(a).- Arriostramiento lateral 86 3.5.4(b).- Arriostramiento para torsión 88 CAPÍTULO 4: ESTADOS LÍMITES SECCIONALES Y OTROS ASPECTOS GENERALES 4.1.- ESTADOS LÍMITES SECCIONALES. CLASIFICACIÓN DE SECCIONES 4.1.1.- Estados Límites seccionales 91 4.1.2.- Clasificación de secciones 93 4.1.3.- Especificaciones Reglamentarias 95 4.2.- MÉTODO LINEAL PARA LA DETERMINACIÓN DE PARÁMETROS SECCIONALES. 98 SECCIÓN B: PROYECTO DE SECCIONES TUBULARES 101 CAPÍTULO 5: SECCIONES TUBULARES. GENERALIDADES 5.1.- TIPOS DE TUBOS ESTRUCTURALES 103 5.2.- PROCESO DE FABRICACIÓN 103 5.3.- USOS Y VENTAJAS DE LOS PERFILES DE SECCIÓN TUBULAR 104 5.4.- EL REGLAMENTO CIRSOC 302-EL. CAMPO DE VALIDEZ 105 5.5.- ACEROS.NORMAS DEL MATERIAL. TOLERANCIAS DE FABRICACIÓN 106 Estructuras de Acero con Tubos y Secciones Abiertas Conformadas en Frío. G.R. Troglia III 5.6.- FABRICACIÓN. MONTAJE. PROTECCIÓN DE LA ESTRUCTURA 107 5.6.1.- Fabricación 107 5.6.2.- Montaje 108 5.6.3.- Protección contra la corrosión 108 5.6.4.- Protección contra el fuego 109 CAPÍTULO 6: TUBOS SOMETIDOS A TRACCIÓN AXIL 6.1.- GENERALIDADES. ESBELTECES LÍMITES 111 6.2.- ÁREA BRUTA Y ÁREA NETA 111 6.3.- ÁREA NETA EFECTIVA PARA BARRAS TRACCIONADAS 112 6.4.- RESISTENCIA DE DISEÑO A TRACCIÓN AXIL. ESTADOS LÍMITES 117 6.5.- ESTADO LÍMITE POR ROTURA DE BLOQUE DE CORTE 118 6.6.- PROYECTO DE TUBOS SOMETIDOS A TRACCIÓN 119 6.7.- EMPALME DE TUBOS TRACCIONADOS 120 CAPÍTULO 7: TUBOS Y ELEMENTOS CON TUBOS SOMETIDOS A COMPRESIÓN AXIL 7.1.- GENERALIDADES. FACTOR DE LONGITUD EFECTIVA. ESBELTECES LÍMITES 121 7.2.- RESISTENCIA DE DISEÑO A LA COMPRESIÓN AXIL DE BARRAS CON SECCIONES TUBULARES 121 7.3.- COLUMNAS ARMADAS CON TUBOS SOMETIDAS A COMPRESIÓN AXIL 123 7.3.1.- Columnas de Grupo IV 125 7.3.2.- Columnas de Grupo V 128 7.4.- APOYO EXTREMO POR CONTACTO Y EMPALME DE TUBOS AXILMENTE COMPRIMIDOS 131 CAPÍTULO 8: TUBOS Y ELEMENTOS CON TUBOS SOMETIDOS A FLEXIÓN Y A CORTE 8.1.- GENERALIDADES 133 8.2.- COMPORTAMIENTO DE LOS TUBOS EN FLEXIÓN SIMPLE 134 8.2.1.- Estados Límites últimos 134 8.2.2.- Estados Límites Últimos por acción del Momento Flector 134 8.2.2.1.- Plastificación 135 8.2.2.2.- Pandeo Lateral-Torsional 135 8.2.2.3.- Pandeo Local 141 8.2.3.- Estados Límites Últimos por acción del Esfuerzo de Corte 144 8.2.3.1.- Tubos rectangulares 144 8.2.3.2.- Tubos circulares 146 8.2.4.- Estados Límites Últimos por acción de Fuerzas concentradas 147 8.3.- FLEXIÓN DISIMÉTRICA 152 8.3.1.- Resistencia de Diseño a flexión 152 8.3.2.- Resistencia de Diseño al corte 153 8.4.- DEFORMACIONES DE TUBOS EN FLEXIÓN 153 8.5.- VIGAS DE ALMA ABIERTA CON TUBOS 154 8.5.1.- Vigas planas de alma abierta 154 8.5.1.1.- Diseño 154 8.5.1.2.- Determinación de las solicitaciones en las barras 157 8.5.1.3.- Dimensionado y verificación de las barras 160 8.5.1.4.- Deformaciones 160 8.5.2.- Vigas espaciales de alma abierta 161 8.5.2.1.- Vigas espaciales 161 8.5.2.2.- Emparrillados planos 169 Estructuras de Acero con Tubos y Secciones Abiertas Conformadas en Frío. G.R. Troglia IV 8.6.- EMPALMES DE TUBOS EN FLEXIÓN 176 CAPÍTULO 9: TUBOS Y ELEMENTOS CON TUBOS SOMETIDOS A TORSIÓN 9.1.- GENERALIDADES 177 9.2.- RESISTENCIA DE DISEÑO A TORSIÓN DE TUBOS 177 9.2.1.- Torsión en tubos circulares 178 9.2.2.- Torsión en tubos rectangulares 178 9.3.- TORSIÓN EN VIGAS ESPACIALES CON TUBOS 9.3.1.- Generalidades 179 9.3.2.- Vigas espaciales rectangulares 180 9.3.3.- Vigas espaciales triangulares 182 CAPÍTULO 10: TUBOS Y ELEMENTOS CON TUBOS SOMETIDOS A ACCIONES COMBINADAS 10.1.- TUBOS SOMETIDOS A FUERZA AXIL Y FLEXIÓN 185 10.2.- TUBOS SOMETIDOS A SOLICITACIONES COMBINADAS DE TORSIÓN, CORTE, FLEXIÓN, Y/O FUERZA AXIL 186 10.3.- COLUMNAS ARMADAS CON TUBOS SOMETIDAS A COMPRESIÓN Y FLEXIÓN 188 CAPÍTULO 11: UNIONES DE TUBOS Y MEDIOS DE UNIÓN 11.1.- GENERALIDADES 191 11.2.- BULONES. UNIONES CON BULONES 11.2.1.- Tipos de bulones. Formas de instalación 192 11.2.2.- Tipos de uniones abulonadas 194 11.2.3.- Tipo, tamaño y uso de agujeros 195 11.2.4.- Uniones tipo APLASTAMIENTO 11.2.4.1.-Generalidades 196 11.2.4.2.- Resistencia de Diseño de los bulones a TRACCIÓN y a CORTE en uniones tipo aplastamiento 198 11.2.4.3.- Resistencia de Diseño al aplastamiento de la chapa en los agujeros 201 11.2.4.4.- Resistencia al aplastamiento de la pared en uniones con bulón pasante 204 11.2.5.- Distribución de bulones en una unión 204 11.2.6.- Repartición de la fuerza entre bulones. Largo del bulón. Diámetro del bulón 205 11.2.7.- Uniones de DESLIZAMIENTO CRÍTICO. Generalidades 207 11.2.7.1.- Uniones de deslizamiento crítico proyectadas para CARGAS DE SERVICIO 208 11.2.7.2.- Uniones de deslizamiento crítico proyectadas para CARGAS MAYORADAS (estado último) 209 11.2.8.- Uniones con bulones 210 11.2.8.1.- Uniones con bridas abulonadas y sometidas a tracción 210 11.2.8.2.- Otras uniones abulonadas 215 11.3.- UNIONES SOLDADAS 11.3.1.- Generalidades 216 11.3.2.- Soldaduras a tope de penetración completa o parcial 217 11.3.3.- Soldaduras a tope ACAMPANADAS 221 11.3.4.- Soldaduras de filete 224 11.3.5.- Soldaduras de uniones directas 229 Estructuras de Acero con Tubos y Secciones Abiertas Conformadas en Frío. G.R. Troglia V 11.4.- UNIONES SOLDADAS DIRECTAS DE TUBOS EN RETICULADOS 11.4.1.- Generalidades 231 11.4.2.- Nudos soldados entre tubos circulares 234 11.4.3.- Nudos soldados entre barras de alma de sección circular, cuadrada o rectangular y cordón de sección cuadrada o rectangular 243 11.4.4.- Nudos soldados entre barras de alma de sección circular, cuadrada o rectangular y CORDÓN DE SECCIÓN “DOBLE TE” 255 11.4.5.- Uniones reforzadas 258 11.4.5.1.- Uniones reforzadas con placas de refuerzo en cordones de RHS 258 11.4.5.2.- Uniones reforzadas con relleno de hormigón para cordones de RHS 262 11.4.6.- Uniones extremas, uniones de cordón acodado y uniones en ángulo a inglete 264 11.4.7.- Nudos con barras de alma CHS con los extremos aplastados o cizallados 268 11.5.- UNIONES DE PLACAS A TUBOS 270 11.5.1.- Uniones de placas a tubos circulares 271 11.5.2.- Uniones de placas a tubos rectangulares 274 SECCIÓN C : PROYECTO DE SECCIONES ABIERTAS CONFORMADAS EN FRÍO CAPÍTULO 12: SECCIONES ABIERTAS. GENERALIDADES. 12.1.- GENERALIDADES. FABRICACIÓN 277 12.2.- FORMAS SECCIONALES. CONSIDERACIONES DE DISEÑO 277 12.3.- EL REGLAMENTO CIRSOC 303-EL. CAMPO DE VALIDEZ 280 12.4.- ACEROS. NORMAS DEL MATERIAL. TOLERANCIAS DE FABRICACIÓN 280 12.5.- MODIFICACIÓN DE LA TENSIÓN DE FLUENCIA DEBIDA AL CONFORMADO EN FRÍO 284 CAPÍTULO 13: ELEMENTOS: LIMITACIONES Y ANCHOS EFECTIVOS 13.1.- GENERALIDADES 289 13.2.- LIMITACIONES Y CONSIDERACIONES SOBRE LAS DIMENSIONES 293 13.2.1.- Consideraciones sobre el ancho plano de las alas y su espesor 293 13.2.2.- Máxima relación entre la altura del alma y su espesor 296 13.3.- ANCHOS EFECTIVOS DE LOS ELEMENTOS RIGIDIZADOS 296 13.3.1.- Elementos rigidizados uniformemente comprimidos 296 13.3.2.- Elementos rigidizados uniformemente comprimidos con perforaciones circulares 298 13.3.3.- Almas y otros elementosrigidizados con tensiones linealmente variables 299 13.3.4.- Almas de secciones C con perforaciones y tensiones linealmente variables 301 13.4.- ANCHOS EFECTIVOS DE LOS ELEMENTOS NO RIGIDIZADOS 13.4.1.- Elementos no rigidizados uniformemente comprimidos 303 Estructuras de Acero con Tubos y Secciones Abiertas Conformadas en Frío. G.R. Troglia VI 13.4.2.- Elementos no rigidizados y rigidizadores de borde con tensiones linealmente variables 304 13.5.- ANCHOS EFECTIVOS DE LOS ELEMENTOS CON UN RIGIDIZADOR INTERMEDIO O UN RIGIDIZADOR DE BORDE 304 13.5.1.- Elementos uniformemente comprimidos con un rigidizador intermedio 304 13.5.2.- Elementos uniformemente comprimidos con un rigidizador de borde 306 13.6.- ANCHOS EFECTIVOS DE ELEMENTOS RIGIDIZADOS CON MÁS DE UN RIGIDIZADOR INTERMEDIO O ELEMENTOS RIGIDIZADOS EN SUS BORDES Y CON RIGIDIZADORES INTERMEDIOS 13.6.1.- Anchos efectivos de elementos rigidizados uniformemente comprimidos con más de un rigidizador intermedio 309 13.6.2.- Elementos con rigidizador de borde y rigidizadores intermedios 313 CAPÍTULO 14: BARRAS CON SECCIONES ABIERTAS SOMETIDAS A TRACCIÓN AXIL 14.1.- ESBELTECES LÍMITES. ESTADOS LÍMITES 317 14.2.- RESISTENCIA DE DISEÑO PARA FLUENCIA EN LA SECCIÓN BRUTA Y PARA ROTURA EN LA SECCIÓN NETA FUERA DE LAS UNIONES 318 14.3.- RESISTENCIA DE DISEÑO PARA ROTURA EN LA SECCIÓN NETA EN LAS UNIONES 318 14.3.1.- En Uniones soldadas 318 14.3.2.- En Uniones abulonadas 320 14.4.- RESISTENCIA DE DISEÑO PARA ROTURA DE BLOQUE DE CORTE 323 CAPÍTULO 15: BARRAS CON SECCIONES ABIERTAS SOMETIDAS A COMPRESIÓN AXIL 15.1.- ESBELTECES LÍMITES. ESTADOS LÍMITES EN SECCIONES SIMPLES 325 15.2.- RESISTENCIA DE DISEÑO A COMPRESIÓN AXIL DE BARRAS DE SECCIÓN SIMPLE 326 15.2.1.- Secciones no sometidas a pandeo torsional ni a pandeo flexotorsional 327 15.2.2.- Secciones con simetría doble o simetría simple sometidas a pandeo torsional o flexotorsional 327 15.2.3.- Secciones con simetría puntual 328 15.2.4.- Secciones no simétricas 328 15.3.- BARRAS COMPRIMIDAS QUE TIENEN EN TODA SU LONGITUD UN ALA UNIDA AL TABLERO O REVESTIMIENTO MEDIANTE PASADORES EN FORMA DISCONTINUA 329 15.4.- COLUMNAS ARMADAS CON PERFILES DE SECCIONES ABIERTAS CONFORMADOS EN FRÍO 330 15.4.1.- Columnas armadas con perfiles en contacto continuo 331 15.4.2.- Columnas armadas con perfiles distanciados 332 15.5.- APOYO EXTREMO Y EMPALMES DE BARRAS DE SECCIÓN ABIERTA 339 CAPÍTULO 16: BARRAS CON SECCIONES ABIERTAS SOMETIDAS A FLEXIÓN Y A CORTE 16.1.- GENERALIDADES 341 16.2.- RESISTENCIA DE DISEÑO A MOMENTO FLECTOR DE VIGAS DE ALMA LLENA DE SECCIÓN SIMPLE EN FLEXIÓN SIMPLE 341 Estructuras de Acero con Tubos y Secciones Abiertas Conformadas en Frío. G.R. Troglia VII 16.2.1.- Resistencia de Diseño de barras con secciones lateralmente arriostradas en forma continua 342 16.2.1.(a).- Procedimiento I 343 16.2.1.(b).- Procedimiento II 344 16.2.2.- Resistencia de Diseño a Pandeo lateral-torsional 348 16.2.2.1.- Resistencia de Diseño a pandeo lateral-torsional de barras de sección abierta 348 16.2.2.2.- Pandeo lateral de alas comprimidas sin arriostra- miento lateral 354 16.2.3.- Vigas con el ala traccionada unida en forma fija y continua a un tablero o revestimiento 359 16.2.4.- Vigas de sección C o Z con el ala comprimida unida a una cubierta o revestimiento de chapa plegada 361 16.3.- RESISTENCIA DE DISEÑO A CORTE DE VIGAS DE ALMA LLENA DE SECCIÓN SIMPLE 16.3.1.- Resistencia de Diseño al corte de barras con almas sin perforaciones 361 16.3.2.- Resistencia de Diseño al corte de almas de secciones C con perforaciones 362 16.3.3.- Rigidizadores de corte 363 16.4.- RESISTENCIA A FLEXIÓN Y CORTE COMBINADOS 365 16.5.- ACCIÓN DE CARGAS CONCENTRADAS 16.5.1.- Resistencia de Diseño a cargas concentradas 366 16.5.2.- Rigidizadores transversales de fuerza 374 16.6.- RESISTENCIA A FLEXIÓN Y PANDEO LOCALIZADO DEL ALMA COMBINADOS 376 16.7.- VIGAS ARMADAS DE ALMA LLENA 379 16.8.- DEFORMACIONES DE VIGAS DE ALMA LLENA 383 16.9.- EFECTO DE LA TORSIÓN EN PERFILES C Y U PARA CARGAS NO APLICADAS EN EL CENTRO DE CORTE 383 CAPÍTULO 17: BARRAS CON SECCIONES ABIERTAS SOMETIDAS A ACCIONES COMBINADAS 17.1.- BARRAS DE SECCIÓN ABIERTA SIMPLES SOMETIDAS A TRACCIÓN Y FLEXIÓN 385 17.2.- BARRAS DE SECCIÓN ABIERTA SIMPLES SOMETIDAS A COMPRESIÓN Y FLEXIÓN 386 17.3.- COLUMNAS ARMADAS CON PERFILES EN CONTACTO CONTINUO SOMETIDAS A COMPRESIÓN Y FLEXIÓN 387 17.4.- EFECTOS DE SEGUNDO ORDEN 387 17.4.1.(a).- Métodos Generales de Análisis Elástico de Segundo Orden 387 17.4.1.(b).- Análisis de Segundo Orden por Amplificación de Momentos Elásticos de Primer Orden 388 17.5.- COLUMNAS ARMADAS FORMADAS POR DOS BARRAS DISTANCIADAS UNIDAS POR PLANOS DE CELOSÍAS O PRESILLAS SOMETIDAS A COMPRESIÓN Y FLEXIÓN 390 17.6.- SOLICITACIONES DE TORSIÓN 391 CAPÍTULO 18: UNIONES DE BARRAS CON SECCIONES ABIERTAS Y MEDIOS DE UNIÓN 18.1.- GENERALIDADES 393 18.2.- UNIONES ABULONADAS 393 Estructuras de Acero con Tubos y Secciones Abiertas Conformadas en Frío. G.R. Troglia VIII 18.2.1.- Uniones tipo APLASTAMIENTO 18.2.1.1.- Resistencias de Diseño a tracción, a corte y a corte combinado con tracción 394 18.2.1.2.- Separación y distancias mínimas entre agujeros y a bordes 396 18.2.1.3.- Resistencia de Diseño al aplastamiento de la chapa en los agujeros 396 18.3.- UNIONES ATORNILLADAS 18.3.1.- Generalidades 398 18.3.2.- Separación mínima 400 18.3.3.- Distancias mínimas a los bordes y a los extremos 400 18.3.4.- Resistencia al corte 401 18.3.4.1.- Uniones sometidas a corte; limitaciones por volcamiento del tornillo y aplastamiento de la chapa 402 18.3.4.2.- Uniones sometidas a corte; limitación por la distancia a borde 402 18.3.4.3.- Resistencia al corte de los tornillos 402 18.3.5.- Resistencia a la tracción 402 18.3.5.1.- Arrancamiento 403 18.3.5.2.- Aplastamiento 403 18.3.5.3.- Resistencia a la tracción de los tornillos 403 18.4.- UNIONES SOLDADAS 18.4.1.- Generalidades 404 18.4.2.- Soldaduras a tope 404 18.4.3.- Soldadura de tapón 405 18.4.3.1.- Resistencia al corte de la Soldadura de tapón 406 18.4.3.2.- Resistencia a tracción de la Soldadura de tapón 409 18.4.4.- Soldadura de costura 410 18.4.5.- Soldadura de filete 411 18.4.6.- Soldaduras a tope acampanadas 413 18.4.7.- Soldaduras de Resistencia por puntos 417 18.5.- ROTURA POR CORTE 418 CAPÍTULO 19: CONJUNTOS ESTRUCTURALES. ARRIOSTRAMIENTOS 19.1.- TABIQUES. MONTANTESY CONJUNTOS DE MONTANTES 19.1.1.- Generalidades 419 19.1.2.- Proyecto de montantes y conjuntos de montantes como un sistema de miembros de acero 422 19.1.3.- Proyecto de montantes y conjunto de montantes considerando el arriostramiento provisto por el revestimiento 422 19.1.3.1.- Montantes de tabiques comprimidos 423 19.1.3.2.- Montantes de tabiques sometidos a flexión 429 19.1.3.3.- Montantes de tabiques sometidos a carga axil y flexión 429 19.2.- CONSTRUCCIÓN DE DIAFRAGMAS DE ACERO PARA ENTREPISOS, CUBIERTAS O TABIQUES 429 19.3.- ARRIOSTRAMIENTO LATERAL 431 19.3.1.- Columnas y vigas sometidas a cargas que no inducen torsión 432 19.3.2.- Perfiles C, U y Z utilizados como vigas 432 19.3.2.1.- Arriostramientos de sistemas de cubiertas some- tidas a cargas gravitatorias que poseen el ala superior vinculada al revestimiento 432 19.3.2.2.- Alas no vinculadas al revestimiento 435 Estructuras de Acero con Tubos y Secciones Abiertas Conformadas en Frío. G.R. Troglia IX 19.3.3.- Verificación de perfiles C y U utilizados como vigas en sistemas de cubiertas con pendiente 440 19.3.3.1.- Cargas gravitatorias 441 19.3.3.2.- Cargas de viento de succión 444 CAPÍTULO 20: ENSAYOS PARA CASOS ESPECIALES DE SECCIONES CONFORMADAS EN FRÍO 445 APÉNDICE 1: PARÁMETROS GEOMÉTRICOS Y MECÁNICOS 451 APÉNDICE 2: TABLAS DE PERFILES 461 BIBLIOGRAFÍA 493 UNIDADES 494 PARTE II: EJEMPLOS DE APLICACIÓN (Ver Índice particular)
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