Mod 4_25_Sistema de Porticos Especiales a Momentos (SMF)

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ANALISIS Y DISEÑO EN
ACERO ESTRUCTURAL
SEGÚN AISC 360
MODULO IV: 
MODELADO, ANÁLISIS Y DISEÑO DE ESTRUCTURAS DE ACERO ESTRUCTURAL SMF BAJO 
NORMATIVA AISC-360, AISC-341 Y AISC-358
ING. SERGIO DAVID VALLE PEÑALVER
ANALISIS Y DISEÑO EN ACERO ESTRUCTURAL SEGÚN AISC 360
ING. SERGIO DAVID VALLE PEÑALVER
Sistema de Pórticos Especiales 
a Momento (SMF)
ANALISIS Y DISEÑO EN ACERO ESTRUCTURAL SEGÚN AISC 360
ING. SERGIO DAVID VALLE PEÑALVER
Generalidades.
Lo s pó r t i co s no a r r i o s t r ado s o pó r t i co s r e s i s t e n t e s a mom en to son en samb l e s
r ec t i l í n eo s de v i ga s y co l um na s conec tada s en t r e s í m ed i an t e so l d adu ra s ,
pe r no s o ambo s . Lo s m i em b ro s componen t e s de e s t o s pó r t i co s queda n
some t i do s p r i n c i pa l men t e a momen to s f l e c t o r e s y e s f ue r zo s de co r t e , q u e
con t r o l a n s u d i s e ño , r a zón po r l a que tamb i én s e l o s d eno m i na “ pó r t i co s a
momen to s ” . E s t e t i po e s t r uc t u r a l s e ca r ac t e r i za po r s u e l evada ca pac idad
de d i s i pac i ó n de ene rg ía , c uando se d i s e ña y con s t r u ye pa ra ta l f i n .
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ING. SERGIO DAVID VALLE PEÑALVER
Generalidades.
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Estructuras ante Cargas Cíclicas.
Ca rga s c í c l i ca s :
𝑭 𝟏
𝑭 𝟐
𝑭 𝟑
𝑭 𝟒
𝑭 𝟏
𝑭 𝟐
𝑭 𝟑
𝑭 𝟒
La na t u r a l e za d e la a cc i ó n
s í s m i ca e s t o ta lmen t e
a l ea to r i a , t a n t o en magn i t ud
como en d i r ecc i ó n y s en t i do ,
po r l o t a n t o , d u ran t e l a
eva l uac i ó n de l com po r t am i e n t o
de la s e s t r u c t u r a s an t e
even t o s s í s m i co s , debemo s
s upone r q ue la a cc i ó n s í s m i ca
pued e l l ega r en cua lqu i e r
d i r ecc i ó n .
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Estructuras ante Cargas Cíclicas.
Ca rga s c í c l i ca s :
D e fo r mac i ó n e spe rada en 
l a e s t r u c t u r a
𝑭 𝟏
𝑭 𝟐
𝑭 𝟑
𝑭 𝟒
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Estructuras ante Cargas Cíclicas.
Ca rga s c í c l i ca s :
𝒖𝒈(𝒕𝟏)
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Estructuras ante Cargas Cíclicas.
Ca rga s c í c l i ca s :
𝒖𝒈(𝒕𝟐)
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Estructuras ante Cargas Cíclicas.
Ca rga s c í c l i ca s :
𝒖𝒈(𝒕𝟑)
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Estructuras ante Cargas Cíclicas.
Ca rga s c í c l i ca s :
𝒖𝒈(𝒕𝟒)
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Estructuras ante Cargas Cíclicas.
Ca rga s c í c l i ca s :
𝒖𝒈(𝒕𝟓)
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Estructuras ante Cargas Cíclicas.
Ca rga s c í c l i ca s :
𝒖𝒈(𝒕𝟔)
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Estructuras ante Cargas Cíclicas.
Ca rga s c í c l i ca s :
𝒖𝒈(𝒕𝟕)
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Estructuras ante Cargas Cíclicas.
Ca rga s c í c l i ca s :
𝒖𝒈(𝒕𝟖)
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Estructuras ante Cargas Cíclicas.
Ca rga s c í c l i ca s :
𝝐
𝑓
−𝝐
−𝑓
𝑭(+ ó −)
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Estructuras ante Cargas Cíclicas.
Ca rga s c í c l i ca s :
𝑭(+ ó −)
𝝐
𝑓
−𝝐
−𝑓
Lazo s de h i s t é r e s i s
Ro t u l a p l á s t i ca
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Estructuras ante Cargas Cíclicas.
De sempeño e s t r u c t u r a l :
Cuando se p r evé que una e s t r u c t u r a pued e s u f r i r daño s en s u s m i emb ro s
e s t r u c t u r a l e s d eb ido a la s ca rga s que l o s fa t i gan , l a s e s t r u c t u r a s pued en
i ncu r s i o na r en e l r a ngo i ne l á s t i co , l o c ua l ha ce im pe ra t i vo pode r e s t i ma r l o s
daño s e n cada m i emb ro pa ra ex t r a po la r l o a un co mpo r t am i en t o g l oba l de l a
e s t r u c t u r a , de e s t a mane ra s e pued e eva l ua r l a ca pac i dad r e s i s t e n t e d e
una e s t r u c t u r a an t e un even t o s í s m i co (duc t i l i dad ) . La duc t i l i dad de una
e s t r u c t u r a de ma ne ra gene ra l , s e e ncuen t r a en f u nc i ó n de l ma t e r i a l q u e
compone l a e s t r u c t u r a , m ecan i smo s de d i s i pac i ó n de ene rg ía y d i s po s i c i ó n
de l s i s t ema e s t r uc t u r a l .
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Estructuras ante Cargas Cíclicas.
De sempeño e s t r u c t u r a l :
Δ
𝑽𝒃𝒂𝒔𝒂𝒍
𝑽𝒃𝒂𝒔𝒂𝒍
Δ t e c hoΔ 𝒖Δ 𝒚
𝝁 =
Δ 𝒖
Δ 𝒚
Duc t i l i dad
Ra n g o a m p l i o d e 
d e f o r m a c i ó n :
A l t a D u c t i l i d a d
Mecan i smo 
de fa l l a e n 
l a s v i ga s
Mecan i smo 
e s t ab l e
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Estructuras ante Cargas Cíclicas.
De sempeño e s t r u c t u r a l :
Δ
𝑽𝒃𝒂𝒔𝒂𝒍
Δ t e c ho
Δ 𝒖Δ 𝒚
𝝁 =
Δ 𝒖
Δ 𝒚
Duc t i l i dad
Ra n g o l i m i t a d o d e 
d e f o r m a c i ó n :
B a j a D u c t i l i d a d
𝑽𝒃𝒂𝒔𝒂𝒍
Mecan i smo 
de fa l l a e n 
l a s co l umna s
Mecan i smo 
i n e s t ab l e
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Estructuras ante Cargas Cíclicas.
Ro t u l a s p lá s t i ca s :
Cuando un m i emb ro e s t r u c t u r a l l og ra p la s t i f i ca r o de sa r r o l l a r d e fo r mac i o ne s
p lá s t i ca s en zona s de a l t a d emand a s í s m i ca , po demo s d ec i r q ue e l m i emb ro
a a l can za do s u máx i ma ca pa c idad r e s i s t e n t e p rop i c i a ndo un m ecan i smo de
f a l l a dúc t i l y a s u vez ev i t a ndo o t r o s mecan i smo s de fa l l a s f r ág i l e s como
f a l l a s po r co r t e o a p la s t am i e n t o . E s t a s zona s de p l a s t i f i cac i ó n s e l e s
denom i na n como a r t i c u l ac i o ne s o ro t u l a s p lá s t i ca y son zo na s de
de fo r mac i o ne s muy e l evada s ( nece sa r i o pa ra a l canza r l a p la s t i f i cac i ó n de l
m i emb ro ) .
Ro t u l a s 
p l á s t i ca s
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Estructuras ante Cargas Cíclicas.
Ro t u l a s p lá s t i ca s :
Caso A: elástico (aun no se alcanza la cendencia del material).
∅
𝝐 < 𝝐𝒚 𝝈 < 𝑭𝒚
E.N.
E.N.
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Estructuras ante Cargas Cíclicas.
Ro t u l a s p lá s t i ca s :
∅𝒚
𝝐𝒚 𝑭𝒚
Caso B: Momento de cedencia, 𝑴𝒚.
𝑭𝒚
E.N.
E.N.
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Estructuras ante Cargas Cíclicas.
Ro t u l a s p lá s t i ca s :
𝝐𝒚
𝑭𝒚
Caso C: Parcialmente plástico.
𝑭𝒚
Zona Elástica.
Zona Plástica.
E.N.
E.N.
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Estructuras ante Cargas Cíclicas.
Ro t u l a s p lá s t i ca s :
𝑭𝒚
Caso D: Completamente plástica.
𝑭𝒚
Zona Plástica.
Deformacion
es “infinitas”
E.N.P.
E.N.P.
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Estructuras ante Cargas Cíclicas.
Ro t u l a s p lá s t i ca s :
𝑭𝒚
Caso D: Completamente plástica.
𝑭𝒚
Zona Plástica.
Deformacion
es “infinitas”
E.N.P.
E.N.P.
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360
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Estructuras ante Cargas Cíclicas.
Ro t u l a s p lá s t i ca s :
𝑭𝒚
Caso D: Completamente plástica.
𝑭𝒚
Zona Plástica.
Deformacion
es “infinitas”
E.N.P.
E.N.P.
C ie r t amen t e l a ro t u l a p lá s t i ca se
f o r ma cua ndo e l m i emb ro a l canza un
e s t ado de d e fo r m ac i ó n y t en s i o ne s
p lá s t i ca s , l o cua l e s men t i r a u na
d i s t r i b uc i ó n de t e n s i o ne s u n i f o r me s ,
s i n emba rgo , l o s mé todo s de d i s e ño
po r ca pac idad acep tan e s ta
s upo s i c i ó n de mane ra con se r vado ra ,
deb ido a la l i m i t ac i ó n de la s
t e n s i o ne s .
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Sistema de Pórticos Especiales a Momento (SMF).
Concep to bá s i co :
E s u n s i s t ema e s t r u c t u r a l e l c ua l con s i s t e ú n i cam en t e en l a un i ó n d e
m i emb ro s v i ga s y co l umna s , l o s cua l e s de sa r r o l l a n g ra nde s i nc u r s i o ne s
i n e l á s t i ca s deb ido a la acc i ó n c í c l i ca . S ue l e n p o see r m ayo r e s d i men s i o ne s
de v iga s y co l umna s que l o s s i s t ema s a r r i o s t r ado s , deb ido a que u s ua lmen t e
e l d i s e ño se encuen t r a gobe r nado po r e l c r i t e r i o de con t r o l de
de sp la za m i en t o , l o que s e t r aduce en do ta r con s u f i c i e n t e r i g i de z a la
e s t r u c t u r a , po r e s ta ra zón s ue l e n s e r s i s t ema s ma s co s t o so s , s i n emba rgo ,
pued e co mpen sa r s e con u na mayo r f l e x i b i l i dad a rqu i t ec t ó n i ca . Gene r a lmen t e
s e d i s ponen en e l pe r í me t r o de la e s t r uc t u r a , p e r m i t i e ndo una mayo r
f l e x i b i l i dad en l o s e spac i o s i n t e r i o r e s .
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Sistema de Pórticos Especiales a Momento (SMF).
Concep to bá s i co :
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Sistema de Pórticos Especiales a Momento (SMF).
Concep to bá s i co :
Zona s de de fo r mac i ó n i n e l á s t i ca 
( Ro t u l a s p l á s t i ca s e n v i ga s )
Zona s de de fo r mac i ó n i n e l á s t i ca 
(Zona de l pane l )
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Sistema de Pórticos Especiales a Momento (SMF).
Cr i t e r i o de Co l umna Fue r t e – V iga Déb i l :
Te n i e ndo en cuen ta que l a fo r mac i ó n de ro t u l a s p lá s t i ca s en l a s co l umna s
p rop i c i a n un d e sempeño e s t r u c t u r a l i n e f i c i e n t e o d e ba ja duc t i l i dad ,
deb ido a que p rop i c i a n meca n i s mo s de fa l l a s i n e s t ab l e s , s e ha ce nece sa r i o
que la f i l o s o f í a de d i s eño a p un t e a la fo r mac i ó n de ro t u l a s p lá s t i ca s en l a s
v i ga s . Pa ra l og ra r e s t o s e pa r t e de l concep to que la s v i ga s a l cancen l a
cedenc i a an t e s que la s co l umna s , e s t o s e cump l e e s e nc i a lmen t e con v i ga s
que po s een una m eno r ca p ac idad r e s i s t e n t e a f l e x i ó n que la s co l umna s
(p rop i c i a ndo fa l l a dúc t i l ) .
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Sistema de Pórticos Especiales a Momento (SMF).
Cr i t e r i o de Co l umna Fue r t e – V iga Déb i l :
Momen to s máx i mo s 
p robab l e s e n l a s 
co l umna s e n e l e j e 
cen t r a l de l a zona 
de l pane l
Momen to s máx i mo s 
p robab l e s e n l a s 
v i ga s e n e l e j e 
cen t r a l de l a zona 
de l pane l
𝑴 ∗ 𝒑 𝒄
𝑴 ∗ 𝒑 𝒄
𝑴 ∗ 𝒑𝒃
𝑴 ∗ 𝒑𝒃
σ𝑴∗𝒑𝒄
σ𝑴∗𝒑𝒃
> 𝟏
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Sistema de Pórticos Especiales a Momento (SMF).
Cr i t e r i o de Co l umna Fue r t e – V iga Déb i l :
W
Ro t u l a s p l á s t i ca s
𝒔 𝒉 𝒔 𝒉𝑳 𝒉
Fue r za 
S í s m i ca
Ca rga s g rav i t ac i o na l e s
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Sistema de Pórticos Especiales a Momento (SMF).
Cr i t e r i o de Co l umna Fue r t e – V iga Déb i l :
Ro t u l a s p l á s t i ca s
𝒔 𝒉 𝒔 𝒉𝑳 𝒉
Fue r za 
S í s m i ca
𝑴 𝒑𝒓𝒃
𝑴 𝒑𝒓𝒃
𝑽 𝒑𝒓𝒃
𝑽 𝒑𝒓𝒃
𝑴 𝒑𝒓𝒃 = 𝟏 , 𝟏 . 𝑹 𝒚 . 𝒁 𝒃 . 𝑭 𝒚 𝑽 𝒑𝒓𝒃 =
𝟐 . 𝑴 𝒑𝒓𝒃
𝑳 𝒉
𝑴 𝒑𝒓 = Momen to máx i mo p robab l e .
𝑽 𝒑𝒓 = Co r t a n t e máx i mo p robab l e .
𝑯 𝒄
𝟐
𝑯 𝒄
𝟐
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Sistema de Pórticos Especiales a Momento (SMF).
Cr i t e r i o de Co l umna Fue r t e – V iga Déb i l :
Ro t u l a s p l á s t i ca s
𝒔 𝒉 𝒔 𝒉𝑳 𝒉
𝑽 𝒈 𝑽 𝒈
W
Ca rga s g rav i t ac i o na l e s
𝑽 𝒈 =
𝑾 . 𝑳 𝒉
𝟐
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Sistema de Pórticos Especiales a Momento (SMF).
Cr i t e r i o de Co l umna Fue r t e – V iga Déb i l :
𝑴 𝒑𝒄 _ 𝒔𝒖𝒑𝒆𝒓 𝒊 𝒐𝒓
𝑴 𝒑𝒄 _ 𝒊 𝒏𝒇𝒆𝒓 𝒊 𝒐𝒓
𝑽 𝒑𝒄 _ 𝒔𝒖𝒑𝒆𝒓 𝒊 𝒐𝒓
𝑽 𝒑𝒄 _ 𝒊 𝒏𝒇𝒆𝒓 𝒊 𝒐𝒓
𝑳 𝒏
Fue r za 
S í s m i ca
𝑴 𝒑𝒄
𝑴 𝒑𝒄
𝑽 𝒑𝒄
𝑽 𝒑𝒄 𝑴 𝒑𝒄 = 𝒁 𝒄 . 𝑭 𝒚 𝒄 −
𝑷 𝒖
𝑨 𝒈
𝑽 𝒑𝒄 =
𝟐 . 𝑴 𝒑𝒄
𝑳 𝒏
𝑴 𝒑 𝒄 = M o m e n t o n o m i n a l
d e l a c o l u m n a .
𝑽 𝒑 𝒄 = C o r t a n t e e s p e r a d o
d e l a r e s i s t e n c i a
n o m i n a l a f l e x i ó n d e l a s
c o l u m n a s .
𝑯 𝒗 𝒊𝒈𝒂
𝑷 𝒖
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Sistema de Pórticos Especiales a Momento (SMF).
Cr i t e r i o de Co l umna Fue r t e – V iga Déb i l :
𝑴 ∗ 𝒑 𝒄
𝑴 ∗ 𝒑 𝒄
𝑴 ∗ 𝒑𝒃
𝑴 ∗ 𝒑𝒃
𝑴 ∗ 𝒑𝒃 = 𝑴 𝒑𝒓𝒃 + 𝑽 𝒑𝒓𝒃 + 𝑽 𝒈 . 𝑺 𝒉 +
𝑯 𝒄
𝟐
𝑴 ∗ 𝒑 𝒄 = 𝑴 𝒑𝒄 + 𝑽 𝒑𝒄 .
𝑯 𝒃
𝟐
𝑴 ∗ 𝒑𝒃 = 𝟏 , 𝟏 . 𝑹 𝒚 . 𝒁 𝒃 . 𝑭 𝒚 +
𝟐 . 𝟏 , 𝟏 . 𝑹 𝒚 . 𝒁 𝒃 . 𝑭 𝒚
𝑳 𝒉
+
𝑾 . 𝑳 𝒉
𝟐
. 𝑺 𝒉 +
𝑯 𝒄 𝒐 𝒍
𝟐
𝑴 ∗ 𝒑 𝒄 = 𝒁 𝒄 . 𝑭 𝒚 𝒄 −
𝑷 𝒖
𝑨 𝒈
+
𝟐 . 𝒁 𝒄 . 𝑭 𝒚 𝒄 −
𝑷 𝒖
𝑨 𝒈
𝑳 𝒏
.
𝑯 𝒗 𝒊𝒈𝒂
𝟐
σ 𝑴 ∗ 𝒑𝒄
σ 𝑴 ∗ 𝒑𝒃
> 𝟏
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Sistema de Pórticos Especiales a Momento (SMF).
Sopo r t e l a t e ra l adecuado :
Ba j o l a p r em i s a de que la s v i ga s deben a l ca nza r e s t ado s de de fo r mac i ó n
i ne l á s t i co , s e debe ga ran t i za r que e s ta pueda se r ca paz de hace r l o
med ian t e un ad ecuado sopo r t e l a t e ra l de m ane ra ta l q ue p ueda d e sa r r o l l a r
l a p l a s t i f i cac i ó n de la s ecc i ó n (momen to p lá s t i co ) .
𝑳 𝒃 ≤ 𝟎 , 𝟎 𝟗𝟓 . 𝒓 𝒚 .
𝑬
𝑅𝑦 . 𝑭 𝒚
𝑳 𝒃 𝑳 𝒃𝑳 𝒃 𝑳 𝒃
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Sistema de Pórticos Especiales a Momento (SMF).
Sopo r t e l a t e ra l adecuado :
Amba s a l a s 
s opo r t ada s
V iga s r e s i s t e n t e s 
a momen t o
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Sistema de Pórticos Especiales a Momento (SMF).
Sopo r t e l a t e ra l adecuado :
Ro t u l a s p l á s t i ca s
𝒔 𝒉 𝒔 𝒉𝑳 𝒉
Sopo r t e l a t e r a l e spec i a l e n zona s 
de f o r mac i ó n de r o t u l a s p l á s t i ca s .
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Sistema de Pórticos Especiales a Momento (SMF).
Conex i o ne s V i ga -Co l umna con sopo r t e l a t e ra l :
Cuando e l a lma de la v i ga y de la co l umna son cop la na r e s ( e s t á n
a l i n ead a s ) , y l a co l umna se e spe ra mue s t r e u n r emanen t e d e d e fo r mac i ó n
e lá s t i ca f ue ra de la zona de l pane l , l a s a la s de l a co l umna s en l a
conex i o ne s v i ga -co l umna r eque r i r á de un sopo r t e l a t e ra l s o l o en e l n i ve
l
de l a l a s upe r i o r de la s v i ga s . S e pe r m i t e a s um i r q ue l a co l umna pe r manece
e lá s t i ca cuando la r e l ac i ó n v i ga -co l umna e s mayo r que 2 , e s dec i r, :
σ 𝑴 ∗ 𝒑𝒄
σ 𝑴 ∗ 𝒑𝒃
> 𝟐
S i l a r e l ac i ó n cump l e , 
puede d i s pone r s e de 
u n ú n i co s opo r t e 
l a t e r a l pa ra l a s a l a s 
de l a co l umna
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Sistema de Pórticos Especiales a Momento (SMF).
Conex i o ne s V i ga -Co l umna con sopo r t e l a t e ra l :
Cuando una co l um na no se mue s t r a a pe r manece r e l á s t i ca f ue ra d e la zona
de l pane l , s e deben segu i r l o s s i g u i e n t e s r eque r i m i e n t o s :
1 . La s a la s de la co l umna d eben e s ta r sopo r t ada s tan t o en e l n i v e l d e l a l a
s upe r i o r como de l a l a i n f e r i o r de l a v i ga .
2 . Cada sopo r t e l a t e r a l d e la s a la s de la co l umna deben se r d i s e ñada s pa ra
r e s i s t i r u na f ue r za mayo rada igua l a l 2% de l a r e s i s t e nc i a d i s pon ib l e e n
l a s a l a s de la v i ga .
𝑭 𝒚𝒃 . 𝒃 𝒇 . 𝒕 𝒃𝒇
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Pa ra v i ga s de pó r t i co s 
e spec i a l e s a momen t o
Sistema de Pórticos Especiales a Momento (SMF).
Reque r i m i e n t o s de e sbe l t e z pa ra la s s ecc i o ne s :
Con e l p r opó s i t o de e l i m i na r l o s p rob l ema s de p andeo l oca l de l o s m i emb ro s
s í s m i co s , s e d ebe a tend e r con cu i dado la s r e l ac i o ne s ancho e spe so r de l o s
m i emb ro s que con fo r man e l s i s t ema r e s i s t e n t e a ca rga s s í s m i ca s . La A I SC
341 -16 , de f i n e en s u tab la D1 .1 l o s l i m i t e s de d i cha s r e l a c i o ne s , d e f i n i e ndo
l o s pe r f i l e s como s í s m i camen t e compac to s .
λ𝑓 =
𝑏𝑓
2. 𝑡𝑓
λ𝑤 =
𝑑
𝑡𝑤
Miembros no 
rigidizado.
Miembros 
rigidizado.
𝑏𝑓
2
𝑑
Limite de esbeltez para miembros no rigidizado.
λ𝑟 ≤ 0,32.
𝐸
𝑅𝑦 . 𝐹𝑦
Limite de esbeltez para miembros rigidizado.
λ𝑤 ≤ 2,57.
𝐸
𝑅𝑦 . 𝐹𝑦
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Reque r i m i e n t o s de e sbe l t e z pa ra la s s ecc i o ne s :
Con e l p r opó s i t o de e l i m i na r l o s p rob l ema s de p andeo l oca l de l o s m i emb ro s
s í s m i co s , s e d ebe a tend e r con cu i dado la s r e l ac i o ne s ancho e spe so r de l o s
m i emb ro s que con fo r man e l s i s t ema r e s i s t e n t e a ca rga s s í s m i ca s . La A I SC
341 -10 , de f i n e en s u tab la D1 .1 l o s l i m i t e s de d i cha s r e l a c i o ne s , d e f i n i e ndo
l o s pe r f i l e s como s í s m i camen t e compac to s .
λ𝑤 =
𝑑
𝑡𝑤
Miembros 
rigidizado.
𝑏𝑓
2
𝑑
Limite de esbeltez para miembros rigidizado.
λ𝑤 ≤ 2,57.
𝐸
𝑅𝑦 . 𝐹𝑦
. 1 − 1,04. 𝐶𝑎
Pa ra co l umna s de pó r t i co s 
e spec i a l e s a momen t o
λ𝑤 ≤ 1,57.
𝐸
𝑅𝑦 . 𝐹𝑦
≤ 0,88.
𝐸
𝑅𝑦 . 𝐹𝑦
. 2,68 − 𝐶𝑎
𝐶𝑎 ≤ 0.114
𝐶𝑎 > 0.114
𝐶𝑎 =
𝑃𝑢
∅𝑃𝑦
𝑃𝑦 = 𝑅𝑦𝐹𝑦𝐴𝑔
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Zona s p ro t eg ida s :
La s zona s p ro t eg ida s con s t i t u yen po r c i o ne s l i m i t ada s de c i e r t o s m i emb ro s o
componen t e s de l s i s t ema r e s i s t e n t e a ca rga s l a t e r a l e s , q ue s e d i s e ña n
e spec ia lm en t e pa r a sopo r t a r de fo r mac i o ne s i ne l á s t i ca s ( r o t u l a s p l á s t i ca s )
ba jo l a acc i ó n s í s m i ca . La ub i cac i ó n d e la s r o t u l a s p lá s t i ca s depend e rán d e
l a conex i ó n u t i l i zada .
Ro t u l a s p l á s t i ca s
𝒔 𝒉 𝒔 𝒉𝑳 𝒉
Zona s 
p ro t eg ida s
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So ldadu ra de demanda c r i t i ca ( Demand C r i t i ca l We ld s ) :
S o n so l dadu ra s en s i s t ema s s i smo r r e s i s t en t e s que pued en q ueda r s ome t i da s a
n i ve l e s d e d e fo r mac i ó n d e ced enc i a , d e m odo que s u fa l l a o r i g i na
deg rada c i ó n de r i g i dez y r e s i s t e nc i a en e l s i s t ema . La s e spec i f i cac i o ne s
A I SC 341 -16 iden t i f i can e spec í f i ca men t e l o s ca so s en que deben
con s i de ra r s e so l da du ra s de demanda c r i t i ca . La s s o l dadu ra s en t r e l a s a la s
de v i ga s y l a s co l umna s e n p ó r t i co s e spec i a l e s e i n t e r m ed i o s a momen to s y
empa lme s s o l dado s en co l um na s de p ó r t i co s a r r i o s t r ado s e xcén t r i cam en t e
so n e j emp l o s de d i c ho t i po de so ld ad u ra . Lo s e l e c t r odo s y p roced im i e n t o s
con s t r uc t i vo s i nd i cado s en l a s e spec i ac i o ne s A I SC 341 -16 (Apend i ce W) y
en l a AWS D1 . 8 “ S t r u c t u r a l We ld i ng Code -Se i s m i c S upp l em en t ” . E n pa r t i c u l a r,
e l m a t e r i a l de r e l l e no de la so l dadu ra debe cump l i r co n l o s va l o r e s l i m i t e s
de ene rg í a ab so rb ida , m ed id a a t r avé s de en sayo s de impac to Cha r py ( s e
r equ i e r e u na r e s i l i e nc i a de 27 J a 21 °C en e l e n sayo V-No t ch ) .
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S o l d a d u r a d e d e m a n d a c r i t i c a ( D e m a n d C r i t i c a l We l d s ) :
Pa r a e l c a s o e s p e c i f i c o d e l o s p ó r t i c o s e s p e c i a l e s a m o m e n t o s , l a s c o n e x i o n e s q u e
i n c l u y e n d o s o l d a d u r a d e d e m a n d a c r i t i c a s o n :
1 . S o l d a d u r a s d e r a n u r a e n e m p a l m e s d e c o l u m n a s .
2 . S o l d a d u r a s e n l a i n t e r f a z e n t r e l a c o l u m n a y l a p l a n c h a b a s e .
E x c e p c i ó n : C u a n d o s e m u e s t r a q u e i m p o s i b i l i t a l a f o r m a c i ó n d e l a r o t u l a p l á s t i c a
e n l a c o l u m n a c e r c a n a a l a p l a n c h a b a s e , y e n a u s e n c i a d e c a r g a n e t a s a t r a c i o n
( l e va n t a m i e n t o ) d e r i va d a d e u n a c o m b i n a c i ó n d e c a r g a q u e i n c l u ya f u e r z a s
s í s m i c a s a m p l i f i c a d a s , l a s s o l d a d u r a s d e d e m a n d a c r i t i c a n o s o n r e q u e r i d a s .
3 . S o l d a d u r a s d e p e n e t r a c i ó n c o m p l e t a e n a l a s y a l m a d e v i g a s c o n e c t a d a s a l a
c o l u m n a , a m e n o s q u e l a A I S C 3 5 8 - 1 6 d e s i g n e l o c o n t r a r i o o s e d e m u e s t r e
e x p e r i m e n t a l m e n t e .
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Conex i ó n v i ga -co l umna :
La s cone x i o ne s v iga -co l umna u sada s en e l s i s t ema r e s i s t e n t e a f ue r za s
s í s m i ca s debe rán sa t i s f ace r l o s s i g u i e n t e s r eque r i m i e n t o :
1 . La co nex i ó n s e rá ca paz d e de sa r r o l l a r u na de r i va de en t r ep i s o de a l
meno s 0 . 04 rad iane s .
2 . La ca p a c idad a f l e x i ó n med ida o r eg i s t r ada de la conex i o ne s ,
de t e r m i na da en la ca ra de l a co l um na , d ebe rá se r a l m eno s 0 . 8 𝑴 𝒑 de l a
v i ga conec tada cuando s e a l canza una d e r i va d e en t r ep i s o de 0 . 04
r ad i a ne s .
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Conex i ó n v i ga -co l umna :
𝑫𝒆𝒓 𝒊𝒗𝒂 , 𝜽
𝑀𝑜𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜,𝑀
𝑭(+ ó −)
∆
𝑯 𝒄 𝜽 =
∆
𝑯 𝒄
𝜽
0 . 0 4 r a d
0.8𝑀𝑝
0.8𝑀𝑝
0 . 0 4
r a d
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Co r tan t e r eque r i do en l a conex i ó n :
E l co r t a n t e r eque r i do en l a conex i ó n debe rá ba sa r s e en l a s comb i nac i o ne s
de ca rga de a cue rdo con e l cód igo de ed i f i cac i ó n pe r t i n e n t e , q ue i nc l u ya
la s ca rga s s í s m i ca s amp l i f i cada s . E n de t e r m i na c i ó n de l a ca rga s í s m i ca
amp l i f i cad a , e l e f ec t o de la s f ue r za s i nc l u ye ndo e l f ac t o r de
s ob r e r r e s i s t e nc i a , 𝑬𝒎𝒉 , d ebe rá se r t omado como :
𝑬𝒎𝒉 =
𝟐 . 𝟏 , 𝟏 . 𝑹 𝒚 . 𝑴 𝒑
𝑳 𝒉
𝟏 , 𝟐 . 𝑪𝑷 + 𝜸 . 𝑪𝑽 ± Ω 𝟎 . 𝑺
𝟎 , 𝟗 . 𝑪𝑷 + ±Ω 𝟎 . 𝑺
𝟏 , 𝟐 . 𝑪𝑷 + 𝜸 . 𝑪𝑽 ± 𝑬𝒎𝒉
𝟎 , 𝟗 . 𝑪𝑷 + ±𝑬𝒎𝒉
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Co r tan t e r eque r i do en l a conex i ó n :
Ro t u l a s p l á s t i ca s
𝒔 𝒉 𝒔 𝒉𝑳 𝒉
Fue r za 
S í s m i ca
𝑴 𝒑𝒓𝒃
𝑴 𝒑𝒓𝒃
𝑽 𝒑𝒓𝒃
𝑽 𝒑𝒓𝒃
𝑴 𝒑𝒓𝒃 = 𝟏 , 𝟏 . 𝑹 𝒚 . 𝒁 𝒃 . 𝑭 𝒚 𝑽 𝒑𝒓𝒃 =
𝟐 . 𝑴 𝒑𝒓𝒃
𝑳 𝒉
𝑴 𝒑𝒓 = Momen to máx i mo p robab l e .
𝑽 𝒑𝒓 = Co r t a n t e máx i mo p robab l e .
𝑯 𝒄
𝟐
𝑯 𝒄
𝟐
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Sistema de Pórticos Especiales a Momento (SMF).
Zona l de pane l :
La s r e s i s t e nc i a r eq ue r i da en l a zona de l pane l debe rá de t e r m i na r s e d e la
s uma to r i a de mom en to s en l a s ca r a s de la co l umna , p royec tando l o s
momen to s e spe rado s en l a s r o t u l a s p lá s t i ca s a la ca ra d e la co l umna . La
r e s i s t e nc i a de d i s eño se rá :
𝑹 𝒖 ≤ ∅ 𝒗 . 𝑹 𝒏
∅ 𝒗 = 𝟏
Donde 𝑹 𝒏 s e de t e r m i na a pa r t i r de l ca p i t u l o J10 . 6 de la s e s pec i f i ca c i o ne s
A I SC 360 -16 .
𝑹 𝒖 =
σ 𝑴 𝒇
𝒅 𝒃 − 𝒕 𝒇
− 𝑽 𝒖𝒄
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Sistema de Pórticos Especiales a Momento (SMF).
Zona l de pane l :
La s r e s i s t e nc i a r eq ue r i da en l a zona de l pane l debe rá de t e r m i na r s e d e la
s uma to r i a de mom en to s en l a s ca r a s de la co l umna , p royec tando l o s
momen to s e spe rado s en l a s r o t u l a s p lá s t i ca s a la ca ra d e la co l umna . La
r e s i s t e nc i a de d i s eño se rá :
𝑹 𝒖 =
σ 𝑴 𝒇
𝒅 𝒃 − 𝒕 𝒇
− 𝑽 𝒖𝒄
𝑴 𝒇𝑴 𝒇
𝑽 𝒖𝒄
𝑽 𝒖𝒄
𝒅 𝒃
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E spe so r de la zona de l pane l :
E l e spe so r i nd i v i d ua l , 𝒕 , d e l a l ma de la co l umna o p lancha s “ dob l e s ” , s i s e
u san , debe rá con fo r ma r s e con e l s i g u i e n t e r eque r i m i e n t o :
𝒕 ≥
𝒅 𝒛 + 𝒘 𝒛
𝟗𝟎
𝒅 𝒛
𝒘 𝒛
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P l a ncha s de r e f ue r zo ado sada s a l a lma :
La s p la ncha s de r e f ue r zo deben se r a p l i cada s d i r ec tamen t e en e l a l ma d e
la co l umna , c uando e s ta no cump l e co n l o s r eque r i m i e n t o s de e sp e so r m í n i m o
de l pane l .
P l a ncha de 
r e f ue r zo s i mp l e
P l a ncha s de 
r e f ue r zo dob l e s
P l a ncha s de r e f ue r zo 
dob l e s con e spac i am i e n t o
𝒕
𝒕
𝒕
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Sistema de Pórticos Especiales a Momento (SMF).
P l a ncha s de r e f ue r zo ado sada s a l a lma :
Ap l i ca a f ue r za s co ncen t r ada s dob l e s a p l i cada s en una o amba s a la s de u n
m i emb ro en l a m i sma ub i cac i ó n y s u r e s i s t e nc i a s e de t e r m i na med ian t e :
a ) Cuando e l e f ec t o de d e fo r mac i ó n en l a zona de l pane l pa ra l a
e s tab i l i dad de l o s m i emb ro s no e s con s i de rada en e l a ná l i s i s :
I . Pa ra 𝑷 𝒓 ≤ 𝟎 , 𝟒 . 𝑷 𝒄
𝑹 𝒏 = 𝟎 , 𝟔 . 𝑭 𝒚 . 𝒅 𝒄 . 𝒕𝒘
I I . Pa ra 𝑷 𝒓 > 𝟎 , 𝟒 . 𝑷 𝒄
𝑹 𝒏 = 𝟎 , 𝟔 . 𝑭 𝒚 . 𝒅 𝒄 . 𝒕𝒘 . 𝟏 , 𝟒 −
𝑷 𝒓
𝑷 𝒄
∅ = 𝟎 , 𝟗 𝟎
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P l a ncha s de r e f ue r zo ado sada s a l a lma :
b ) Cuando l a e s t ab i l i dad de l o s m i emb ro s , i n c l u yendo l a s de fo r mac i o ne s
p lá s t i ca s en l a zona de l pane l , s o n con s i de rada s en e l a ná l i s i s :
I . Pa ra 𝑷 𝒓 ≤ 𝟎 , 𝟕 𝟓 . 𝑷 𝒄
𝑹 𝒏 = 𝟎 , 𝟔 . 𝑭 𝒚 . 𝒅 𝒄 . 𝒕𝒘 . 𝟏 +
𝟑 . 𝒃 𝒄 𝒇 . 𝒕 𝒄 𝒇
𝟐
𝒅 𝒃 . 𝒅 𝒄 . 𝒕𝒘
I I . Pa ra 𝑷 𝒓 > 𝟎 , 𝟕 𝟓 . 𝑷 𝒄
𝑹 𝒏 = 𝟎 , 𝟔 . 𝑭 𝒚 . 𝒅 𝒄 . 𝒕𝒘 . 𝟏 +
𝟑 . 𝒃 𝒄 𝒇 . 𝒕 𝒄 𝒇
𝟐
𝒅 𝒃 . 𝒅 𝒄 . 𝒕𝒘
. 𝟏 , 𝟗 −
𝟏 , 𝟐 . 𝑷 𝒓
𝑷 𝒄
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P l a ncha s de con t i n u i dad :
La s p la ncha s de con t i n u i dad pueden om i t i r s e d e cuando ex i s t e n l a s
s i g u i e n t e s cond i c i o ne s :
1 . Cuando se d e t e r m i na med ian t e l a p r eca l i f i cac i ó n d e acue rdo a l a
s ecc i ó n K1 , o cuando se de t e r m i na m ed ian t e un p rog rama de p r ueb a de
ca l i f i cac i ó n de acue rdo con la s ecc i ó n K2 .
2 . Cuando l a s a la s de la v i ga e s ta so ldada a l a la d e l a co l um na de secc i ó n
de a la ancha o secc i ó n a r ma da , sa t i s fac i e ndo con l o s e spe so r e s d e la s
s i g u i e n t e s ecuac i o ne s :
𝒕 𝒇 𝒄 ≥ 𝟎 , 𝟒 . 𝟏 , 𝟖 . 𝒃 𝒃𝒇 . 𝒕 𝒃𝒇 .
𝑹 𝒚𝒃 . 𝑭 𝒚𝒃
𝑹 𝒚𝒄 . 𝑭 𝒚𝒄
𝒕 𝒇 𝒄 ≥
𝒃 𝒃𝒇
𝟔
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P l a ncha s de con t i n u i dad :
La s p la ncha s de con t i n u i dad pueden om i t i r s e d e cuando ex i s t e n l a s
s i g u i e n t e s cond i c i o ne s :
3 . Cuando l a s a la s de la v i ga e s ta so ldada a l a la d e l a co l um na de secc i ó n
de a la ancha ce r r a da con p l a ncha s , s a t i s f ac i e ndo con l o s e spe so r e s de
la s s i g u i e n t e s ecuac i o ne s :
𝒕 𝒇 𝒄 ≥ 𝟎 , 𝟒 . 𝟏 −
𝒃 𝒃𝒇
𝒃 𝒄 𝒇
𝟐 . 𝒃 𝒄 𝒇 −
𝒃 𝒃𝒇
𝟒
. 𝟏 , 𝟖 . 𝒃 𝒃𝒇 . 𝒕 𝒃𝒇 .
𝑹 𝒚𝒃 . 𝑭 𝒚𝒃
𝑹 𝒚𝒄 . 𝑭 𝒚𝒄
𝒕 𝒇 𝒄 ≥
𝒃 𝒃𝒇
𝟏𝟐
4 . Pa ra cone x i o ne s a t o r n i l l ada s , s e debe rá p rovee r p la ncha s de co n t i n u i dad
de acue rdo con la A I SC 358 -16 .
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E spe so r de la p la ncha de con t i n u i dad :
Cuando l a s p la ncha s de co n t i n u i dad son r eque r i da s , s u e spe so r debe se r
de t e r m i nado po r :
1 . Pa ra co nex i o ne s po r u n so l o l ado , e l e spe so r de la s p la ncha s de
con t i n u i dad debe r á se r a l meno s l a m i t ad de l e spe so r de la s a l a s de l a
v i ga .
2 . Pa ra conex i o ne s po r ambo s l ado s , e l e spe so r de la s p la ncha s de
con t i n u i dad debe r á se r a l meno s i gua l que e l e spe so r de l a s a l a s de
amba s v i ga s a cada lado de la co l umna .
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E spe so r de la p la ncha de con t i n u i dad :
𝒕 𝒑 𝒕 𝒇 𝒕 𝒑 𝒕 𝒇𝟐𝒕 𝒇𝟏
𝒕 𝒑 ≥
𝒕 𝒇
𝟐
𝒕 𝒑 ≥ 𝟎 , 𝟕 𝟓 . 𝒎𝒂𝒙 𝒕 𝒇𝟏 , 𝒕 𝒇𝟐
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E spe so r de la p la ncha de con t i n u i dad :
𝒅 𝒃
Compo r t am i e n t
o 
como co l umna
𝑷𝒄𝒓
Cond i c i o ne s ( J10 . 8 ) :
𝒌 . 𝑳 = 𝟎 , 𝟕 𝟓 . 𝒉 𝒄 − 𝟐 . 𝒕 𝒇 𝒄
𝒃 𝒆𝒇𝒇 = 𝟐𝟓 . 𝒕𝒘
𝟐𝟓 . 𝒕𝒘
La r e s i s t e n c i a d e 
d i s e ñ o s e o b t i e n e 
a n á l o g a m e n t e 
i g u a l q u e u n a 
c o l u m n a .
R i g i d i zado r
A l m a d e l a 
c o l u m n a
𝒃 𝒇 𝒄
𝒌 . 𝑳
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Re s i s t e nc i a pa ra ca rga s concen t r ada s de la co l umna :
𝒌
𝟓
.
𝒌
+
𝒍
𝒃
𝒕 𝒇𝒃
Cedenc ia
l oca l de l a l ma
Cedenc ia
l oca l de l a l a
Pandeo po r 
comp r e s i ó n de l a l ma
Ap la s t am i e n t o 
de l a l ma
∅ . 𝑹 𝒏 = 𝒎𝒊𝒏 𝒆𝒔 𝒕 𝒂𝒅𝒐 𝒔 𝒍 𝒊𝒎 𝒊 𝒕 𝒆 𝒔
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E spe so r de la p la ncha de con t i n u i dad :
𝒅 𝒃
∅ . 𝑹 𝒏𝑹 𝒖
𝑹 𝒖∅ . 𝑹 𝒏
∅𝑷 𝒏 = 𝑹 𝒖 − ∅ . 𝑹 𝒏
𝑨 𝒄𝒑 + 𝟐𝟓 . 𝒕𝒘
𝟐 . ∅ 𝑭 𝒄 𝒓 = 𝑹 𝒖 − ∅ . 𝑹 𝒏
𝑨 𝒄𝒑 =
𝑹 𝒖 − ∅ . 𝑹 𝒏
∅𝑭 𝒄 𝒓
− 𝟐𝟓 . 𝒕𝒘
𝟐
𝑭𝒆 =
𝝅𝟐. 𝑬
𝒌. 𝑳
𝒓
𝟐𝑭𝒄𝒓 =
𝟎, 𝟔𝟓𝟖
𝑭𝒚
𝑭𝒆 . 𝑭𝒚 → 𝝀 ≤ 𝟒, 𝟕𝟏.
𝑬
𝑭𝒚
𝟎, 𝟖𝟕𝟕. 𝑭𝒆 → 𝝀 > 𝟒, 𝟕𝟏.
𝑬
𝑭𝒚
𝒕 𝒄𝒑 =
𝑨 𝒄 𝒑
𝒃 𝒄 𝒑
R e s i s t e n c i a a c o m p r e s i ó n r e q u e r i d a 
p o r l a p l a n c h a d e c o n t i n u i d a d