Mod 2_05_Diseño de Miembros Solicitados a Tracción

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ANALISIS Y DISEÑO EN
ACERO ESTRUCTURAL
SEGÚN AISC 360
MODULO II: 
COMPORTAMIENTO Y DISEÑO DE MIEMBROS DE ACERO ESTRUCTURAL SOMETIDO A 
DISTINTAS SOLICITACIONES SEGÚN ESPECIFICACIONES AISC 360
ING. SERGIO DAVID VALLE PEÑALVER
ANALISIS Y DISEÑO EN ACERO ESTRUCTURAL SEGÚN AISC 360
ING. SERGIO DAVID VALLE PEÑALVER
Diseño de Miembros Sometidos 
a Tracción.
ANALISIS Y DISEÑO EN ACERO ESTRUCTURAL SEGÚN AISC 360
ING. SERGIO DAVID VALLE PEÑALVER
Generalidades.
Los m iembros en t racc ión son e lemen tos e s t r uc tu ra le s que es tán
su je tos a fue r zas ax ia le s d i r ec tas, que t i enden a a la rgar e l m iembro.
Un m iembro cargado en t racc ión ax ia l , s e su je ta a tens iones no rma le s
de t racc ión un i fo rmes, en todas la s secc iones t ran sve r sa le s a lo la rgo
de su long i t ud .
P
𝜎 =
𝑃
𝐴 Sección
A
E.N.
E.N.
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Generalidades.
E l cap i tu lo D de la espec i f i cac ión A I SC 360-16 comprende todos lo s
requ i s i to s con re spec to a l d i seño de m iembros de ace ro es t r uc tu ra l
so l i c i tados p r i nc ipa lmen te a t racc ión causados por fue r zas es tá t i cas
a lo la rgo de su e je ax ia l .
L im i tac iones de esbe l tez :
• N inguna .
La A I SC recom ienda med ian te la expe r i enc ia pro fe s iona l y
cons ide rac iones económ icas p ract icas, fac i l i dad de mane jo y
segu r idad, e l va lo r de L / r no exceda 300 . Cabe a des taca r que
d icho l im i t e de esbe l tez no es esenc ia l en la in teg r idad es t r uc tu ra l de
m iembros a t racc ión .
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Resistencia a Tracción.
Ex i s ten 2 es tados l im i t e s de re s i s tenc ia a t racc ión que deben se r
ve r i f i cados :
• Cedenc ia de l á rea g r uesa :
𝑃𝑛𝑔 = 𝐹𝑦. 𝐴𝑔 ∅𝑡 = 0.9
• F rac tu ra de l á rea ne ta :
𝑃𝑛𝑒 = 𝐹𝑢. 𝐴𝑒 ∅𝑡 = 0.75
Donde :
• 𝐴𝑔 = á rea g r uesa de la secc ión .
• 𝐴𝑒 = á rea ne ta e fec t i va de la secc ión .
• 𝐹𝑦 = ten s ión ceden te m ín ima de l mate r ia l .
• 𝐹𝑢 = ten s ión u l t ima m ín ima de l mate r ia l .
• ∅𝑡 = fac to r de m ino rac ión de re s i s tenc ia .
𝑃𝑢 ≤ ∅𝑡. 𝑃𝑛
La re s i s tenc ia
f i na l a t racc ión
de l m iembro se rá
e l meno r obten ido
de ambos es tados
l í m i t e s .
∅𝑡 . 𝑃𝑛 ≤ ቊ
∅𝑡 . 𝑃𝑛𝑔
∅𝑡 . 𝑃𝑛𝑒
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Resistencia a Tracción.
Área ne ta e fec t i va :
En secc iones loca l i zadas le jo s de las conex iones de ex t remo de los
m iembros en t racc ión con carga ax ia l , la s ten s iones se rán un i fo rmes a
l o la rgo de todo e l m iembro. Cuando se i nco rpora una conex ión , la
ad ic ión de per nos o so ldadu ra pe r t u rban la un i fo rm idad de es tas
ten s iones reduc iendo as í la capac idad a t racc ión de l m iembro. Pa ra
es tos casos ex i s t i rá un área donde la t ran s fe renc ia de ten s iones
pa r t i c ipa ra de mane ra e fec t i va .
𝐴𝑒 = 𝐴𝑛. 𝑈
Donde :
• 𝐴𝑛 = á rea ne ta .
• U = fac to r de des fasa je po r co r tan te ( shea r lag ) .
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Resistencia a Tracción.
Área ne ta :
𝐴𝑒 = 𝐴𝑛. 𝑈
𝐴𝑛 = 𝐴𝑔 −෍𝑑 . 𝑡 +෍
𝑠2. 𝑡
4. 𝑔
Posibles rutas de fallas:
Ruta 1: 𝐴𝑛 = 𝐴𝑔 − 2. 𝑑. 𝑡
Ruta 2: 𝐴𝑛 = 𝐴𝑔 − 3. 𝑑. 𝑡 + 2.
𝑠2. 𝑡
4. 𝑔
D o n d e :
• d = d i á m e t r o d e l a g u j e r o ( d i á m e t r o d e l p e r n o +
2 m m ) .
• g = g r a m i l ( s e p a r a c i ó n e n t r e f i l a s d e p e r n o s ) .
• s = p a s o ( s e p a r a c i ó n e n t r e c o l u m n a s d e p e r n o s ) .
• t = e s p e s o r d e l a p l a n c h a .
• 𝐴𝑛 = á r e a n e t a .
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Resistencia a Tracción.
Des fasa je po r co r tan te ( shea r lag ) :
Cuando un m iembro es some t ido a ten s iones de t racc ión , e s to s no son
d i s t r ibu idos de mane ra un i fo rme a lo la rgo de l m iembro, deb ido a que
a lgunos pe ro no todos lo s e lemen tos componen te s de l m iembros e s tán
conec tados (a la s , a lmas, e tc. ) , e x i s t i rán ten s iones de co r te s d i f e r idos
o por des fa je de co r tan te . E s te fenómeno ex i s te tan to para conex iones
a to r n i l l adas o so ldadas .
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Resistencia a Tracción.
Des fasa je po r co r tan te ( shea r lag ) :
Caso 1: conexión 
corta.
Caso 2: conexión 
larga.
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Resistencia a Tracción.
Des fasa je po r co r tan te ( shea r lag ) :
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Resistencia a Tracción.
Des fasa je po r co r tan te ( shea r lag ) :
Anteriormente 
solo estaba 
dispuesto 
para planchas 
simples
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Resistencia a Tracción.
Des fasa je po r co r tan te ( shea r lag ) :
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Resistencia a Tracción.
B loque de Cor tan te :
La r uptu ra por b loque de cor tan te es un modo de fa l la en e l cua l , uno
o mas b loques de l mate r ia l de la p laca se desgar ran en e l ex t r emo de
un m iembro en t racc ión , o una p laca de un ión . Po r lo gene ra l , ta le s
b loques t i enen fo rma rec tangu la r cuando los pe r nos se ar reg lan s i n
a l te r na r se, y se encuen t ran l im i tados por la s l í neas cen t ra le s de los
agu je ros de lo s pe r nos . En e l caso de conex iones so ldadas, l o s
b loques de cor te es tán l im i tados po r lo s cen t ro s de la l í nea de las
so ldadu ras de f i l e te . La fa l la por b loque de cor tan te ocu r re cuando
se t ransm i ten g randes f ue r zas de t racc ión a t ravés de mate r ia le s
re la t i vamen te de lgados y long i t udes co r ta s de conex ión .
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Resistencia a Tracción.
B loque de Cor tan te :
PP
Sección
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Resistencia a Tracción.
B loque de Cor tan te :
PP
Sección
Bloque de Corte
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Resistencia a Tracción.
B loque de Cor tan te :
PP
Sección
Bloque de Corte
Fuerza de Corte
Fuerza de Tracción
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Resistencia a Tracción.
B loque de Cor tan te :
PP
Sección
Área de total de corte.
Área de neta de corte.
Área de total de tracción. Área de neta de 
tracción.
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Resistencia a Tracción.
B loque de Cor tan te :
E l b loque de cor te e s un fenómeno de r up tu ra o desgar re, no un
es tado l im i t e de cedenc ia . S i n embargo, la cedenc ia de la secc ión
br u ta en e l p lano de cor te puede ocu r r i r cuando com ienza e l
desgar re de l p lano a t racc ión s i 𝟎 , 𝟔𝟎 . 𝑭 𝒖 . 𝑨 𝒏𝒗 excede 𝟎 , 𝟔𝟎 . 𝑭 𝒚 . 𝑨𝒈𝒗 .
𝑅𝑛 = ∅ 0,60. 𝐹𝑢. 𝐴𝑛𝑣 + 𝑈𝑏𝑠. 𝐹𝑢. 𝐴𝑛𝑡 ≤ ∅ 0,60. 𝐹𝑦 . 𝐴𝑔𝑣 + 𝑈𝑏𝑠. 𝐹𝑢. 𝐴𝑛𝑡
Cuando la ten s ión es un i fo rme, 𝑈𝑏𝑠 = 1 ; s i l a ten s ión de t racc ión es no
un i fo rme, 𝑈𝑏𝑠 = 0,5.
∅ = 0,75