Metodos de diseño

1. Generalidades
En el presente tema abarcaremos el diseño de las almas de
miembros con simetría doble o simple por corte, vistas en el plano
del alma, ángulos simples, perfiles tubulares, y corte en la
dirección débil de los perfiles de simetría doble o simple.
• Estudiaremos dos métodos para calcular la
resistencia al corte
1. El primer método, no utiliza la resistencia post
pandeo del miembro (campo de tracciones).
2. El segundo método, utiliza el campo de tracciones.

2. 04
03
02
01
La resistencia de corte de diseño, φv Vn , o la resistencia de corte admisible,
Vn /Ω , deben ser determinados de la siguiente manera:
∅𝑏 = 0.90 (𝐿𝑅𝐹𝐷) Ω𝑏 = 1.67 (𝐴𝑆𝐷)
Para todas las disposiciones
• Para almas de miembros laminados de Sección H
∅𝑏 = 1.00 (𝐿𝑅𝐹𝐷) Ω𝑏 = 1.50 (𝐴𝑆𝐷)

3. 04
03
02
01
G2.Miembros Con Almas No Atiesadas O
Atiesadas
• Se aplica para las almas de miembros de
simetría doble o simple y canales
solicitados a corte en el plano del alma.
RESISTENCIA
NOMINAL DE
CORTE
𝑉
𝑛 = 0.6 𝐹
𝑦 ∙ 𝐴𝑤 ⋅ 𝐶𝑣
𝐹
𝑦=3.520 kgf/cm2 (345 MPa)
• Para almas de todos los otros
perfiles, excepto tubos circulares.
COEFICIENTE
DE CORTE DEL
ALMA
Cv
𝐶𝑣 = 1,0

4. El coeficiente de pandeo por corte del alma, ky
• Para almas sin atiesadores transversales y con h/tw ≤ 260:
ky = 5
• excepto para el alma de perfiles T donde kv = 1,2.
• Para almas atiesadas:
• No se requiere atiesadores
transversales cuando la
resistencia de corte para kv =
5 sea mayor a la resistencia
requerida de corte.
• La soldadura que une al
alma debe ser terminada a
una distancia no menor que
cuatro veces ni mayor que
seis veces el espesor de
alma medida desde el borde
del ala.

5. Atiesadores Transversales
• El momento de inercia (Ist) de los atiesadores transversales
son usados para la resistencia de corte del alma, y deben
tener un momento de inercia respecto a un eje que pasa por
el centro del alma
• Se permite que los atiesadores transversales no estén en
contacto con el ala en tracción, ya que no es necesario para
transmitir las cargas concentradas o reacciones.
• Los pernos que conectan atiesadores al alma de una viga
deben ser espaciados no más de 305 mm entre centros.

6. G3.
Campo de tracciones

7. 1. Limites en el uso del campo de
tracciones
a) Paneles extremos en todos los miembros con atiesadores
transversales
b)
𝑎
ℎ
> 3 o
260
ℎ
𝑡𝑤
2
c)
2∗𝐴𝑤
(𝐴𝑓𝑐+𝐴𝑓𝑡)
> 2,5
d)
ℎ
𝑏𝑓𝑐
o
ℎ
𝑏𝑓𝑡
> 6
 Afc  Área del alma en compresión.
 Aft  Área del alma en tracción.
 bfc  Ancho del ala en compresión.
 bft  Ancho del ala en tracción.

8. 2. Resistencia de corte considerando el campo de tracciones
a)
ℎ
𝑡𝑤
≤ 1,10 ∗
𝐾𝑣∗𝐸
𝐹𝑦
 𝑉
𝑛 = 0,6 ∗ 𝐹𝑦 ∗ 𝐴𝑤
b)
ℎ
𝑡𝑤
> 1,10 ∗
𝐾𝑣∗𝐸
𝐹𝑦
 𝑉
𝑛 = 0,6 ∗ 𝐹𝑦 ∗ 𝐴𝑤 ∗ 𝐶𝑣 ∗
1−𝐶𝑣
1,15 1+
𝑎
ℎ
2
tw  Espesor del alma.
h  Distancia libre entre alas menos el filete
Vn  Corte nominal
K y Cv  Definidos en la sección G2.2

9. 3. Atiesadores transversales
1)
𝑏
𝑡 𝑠𝑡
≤ 0,56 ∗
𝐸
𝐹𝑦𝑠𝑡
2) 𝐼𝑠𝑡 ≥ 𝐼𝑠𝑡1 + 𝐼𝑠𝑡2 − 𝐼𝑠𝑡1 ∗
𝑉𝑟−𝑉𝑐1
𝑉𝑐2−𝑉𝑐1
(b/t)st  Razón ancho espesor del atiesador
Fyst  Fluencia mínima especificada del material del atiesador.
Ist  Inercia del atiesador transversal.
Ist1  Inercia mínima del atiesador transversal requerido para el desarrollo de la resistencia
por pandeo de corte del alma.
Ist2  Inercia mínima del atiesador transversal requerido para el desarrollo de la resistencia
total por pandeo de corte del alma mas la resistencia por campo de tracciones en el alma.
Vr  Resistencia requerida en el atiesador
Vc1  Menor resistencia como se define en la sección G2.1
Vc2  Menor resistencia como se define en la sección G3.2

10. G4.
ÁNGULOS SIMPLES

11. G4. ÁNGULOS SIMPLES
Donde
b = ancho del ala que resiste la fuerza de corte,
cm (mm),
t = espesor del ala, cm (mm),
tw = b/t
kv = 1,2.
La resistencia de corte
nominal, Vn , del ala de un
ángulo simple debe ser
determinada usando la
Ecuación G2-1 y Sección
G2.1(b) con Aw = bt

12. G5. TUBOS DE SECCIÓN RECTANGULAR Y CAJÓN
La resistencia de corte nominal, Vn , de tubos
rectangulares y cuadrados debe ser
determinada usando las disposiciones de la
Sección G2.1 con
Aw = 2ht
Si el radio de esquina es desconocido, h debe
tomarse como la respectiva dimensión exterior
menos tres veces el espesor.
Donde
h = El ancho resistente a la fuerza de corte, tomado como
la distancia libre entre alas menos el radio de esquina
interior en cada lado, cm (mm)
t = Espesor de diseño de la pared, igual a 0.93 veces el
espesor nominal de la pared para HSS soldadas por
resistencia eléctrica (ERW), o espesor nominal para HSS
soldadas mediante arco-sumergido (SAW), cm (mm)
t w = t , cm (mm)
kv = 5.

13. G6. Tubos Redondos
La resistencia de corte nominal, Vn, de
tubos redondos, debe ser determinada de
acuerdo con los estados limites de fluencia
en corte y pandeo en corte:

14. Donde Fcr debe ser el mayor entre:
Pero no debe exceder 0,6 Fy

15. G7. CORTE RESPECTO DEL EJE DÉBIL EN PERFILES CON
SIMETRÍA SIMPLE Y DOBLE
El diseño de los elementos sometidos a flexión alrededor de su eje débil
es similar al de los elementos sometidos a flexión alrededor de su eje
fuerte, excepto que el pandeo lateral torsional no se aplica.
Para perfiles con simetría doble y simple cargados en el eje débil sin
torsión, la resistencia de corte nominal, Vn.

16. Esta sección aplica a elementos tipo I
y canales con flexión alrededor de su
eje menor. La resistencia nominal a
flexión, Mn, deberá ser el menor valor
obtenido de acuerdo con los estados
límite de fluencia (momento plástico)
y pandeo local del patín

17. G8. VIGAS CON ABERTURAS EN EL ALMA
El efecto de las aberturas en el alma de vigas de acero y vigas compuestas
debe determinarse en la resistencia de corte. Cuando la resistencia requerida
excede la resistencia disponible deberá disponerse del refuerzo adecuado en
la abertura.

18. El efecto de las aberturas en el alma de vigas de acero y vigas
compuestas debe determinarse en la resistencia de corte. Cuando la
resistencia requerida excede la resistencia disponible deberá
disponerse del refuerzo adecuado en la abertura.

19. Los métodos de diseño por resistencia para
vigas con Aberturas
Se basan en el análisis de esfuerzos plásticos, pueden ser clasificados en
dos categorías.
a) Métodos de diseño que utilizan curvas de interacción momento-
cortante sobre las secciones perforadas.
b) b) Métodos de diseño basados ​​en interacción de fuerza cortante,
fuerza axial, y momento flector actuantes sobre las secciones T.