Diseño en Acero II de la Universidad de Santiago de Chile

UNIVERSIDAD DE SANTIAGO DE CHILE
FACULTAD DE INGENIERÍA
DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA EN
OBRAS CIVILES
DISEÑO EN ACERO II
18081-0-A-2 1/2014
Prof. Rodrigo Mercado.

DISEÑO EN ACERO II
 CAPACIDADES GENERALES DEL CURSO
- Diseñar y calcular todo tipo de elementos estructurales de acero.
- Resolver un proyecto estructural con elementos de acero.
- Utilizar el Método de Diseño de los Factores de Carga y Resistencia (LRFD).
 RESUMEN DE UNIDADES TEMÁTICAS
I. DISEÑO DEVIGAS ARMADAS.
II. VIGAS CON LOSA COLABORANTE.
III. DISEÑO DE PIEZAS ESPECIALES.

DISEÑO EN ACERO II
 BIBLIOGRAFÍA
- American Institute of Steel Construction (AISC). “Steel Construction, a Manual for
Architecs, Engineers and Fabricators of Buildings and Other Steel Structures. NewYork.
- Bresler, Boris.“Diseño de Estructuras de Acero”. Editorial Limusa.
- Gaylord, Edwin Henry. “Design of Steel Structures: Including Application in Aluminum”.
Editorial McGraw-Hill.
- Instituto Chileno del Acero (ICHA). “Manual de Diseño para Estructuras de Acero”. 2002.
Chile.
- Apuntes de Clases de Diseño en Acero (Luis Leiva).
 PÁGINAS WEB
- http://www.aisc.org
- http://www.steel.org
- http://www.aws.org
- http://www.construccionenacero.com
- http://www.copromet.cl
- http://www.cintac.cl

DISEÑO EN ACERO II
 RELACIÓN DE LA ASIGNATURA DENTRO DE LA MALLA
FUNDAMENTOS
DE DISEÑO
ESTRUCTURAL
DISEÑO EN
ACERO I y II
DISEÑO EN
MADERA
DISEÑO EN
HORMIGÓN
ARMADO
TALLER DE
ESTRUCTURAS
FUNDACIONES

DISEÑO EN ACERO II
 RESUMEN PERFIL DE EGRESO
El egresado de la carrera de Ingeniería Civil en Obras Civiles de la
Universidad de Santiago de Chile es un profesional que, en base a los
conocimientos adquiridos en ciencias básicas, ciencias de la ingeniería,
asignaturas profesionales y asignaturas complementarias, logra una
formación integral que lo capacita para identificar, plantear y resolver los
problemas relacionados con las Obras Civiles.

DISEÑO EN ACERO II
 HABILIDADESY DESTREZAS
- Identificar y resolver problemas de Ingeniería relacionados con las Obras Civiles.
- Evaluar críticamente órdenes de magnitud y significado de resultados numéricos.
- Emplear herramientas modernas de ingeniería.

DISEÑO EN ACERO II
 ACTITUDESYVALORES
- Responsabilidad profesional y social.
- Capacidad innovativa y pensamiento crítico.
- Compromiso con el desarrollo y perfeccionamiento de la profesión.
- Interés en realizar actividades de perfeccionamiento profesional en forma independiente.

DISEÑO EN ACERO II
 ÁREAS DE DESEMPEÑO
- Empresas del sector público y privado, y en todas aquellas instituciones dedicadas
preferentemente a obras públicas, vivienda, ambiente, construcción y otras.
- Oficinas de Ingeniería de Proyectos.
- Como profesional independiente en labores de diseño, planificación, desarrollo de
proyectos y asesorías.
- En instituciones de educación superior y centros de investigación.

DISEÑO EN ACERO II
 SISTEMA DE EVALUACIÓN DEL CURSO
- Se realizarán tres PEP más una Prueba Optativa Recuperativa en las siguientes fechas:
P.E.P N°1: (Por Definir) (08:00 – 9:30)
P.E.P N°2 : (Por Definir) (08:00 – 9:30)
P.E.P N°3 : (Por Definir) (08:00 – 9:30)
POR : (Por Definir) (08:00 – 9:30)
- Tiempo de Entrega de notas: (según Exento No. 8415 de 2011)
15 días hábiles contados desde la fecha de la evaluación
- Derecho de revisar las pruebas y conocer las respectivas pautas:
5 días hábiles desde el momento que se informó la nota (según Exento No. 8415 de 2011)
- Adicionalmente, se realizarán controles (con o sin aviso previo) y/o tareas. Los controles
también pueden ser realizados en ayudantías (previo aviso).

DISEÑO EN ACERO II
 CONDICIONES DE APROBACIÓN
- Para aprobar el curso. El alumno deberá cumplir con las siguientes condiciones:
1) Promedio (P.E.P) ≥ 4.0
2) Promedio (Controles y/o tareas) ≥ 4.0
- Para tener derecho a dar la POR, el alumno deberá contar con un porcentaje mínimo de
asistencia de un 75%.
- Promedio final: 0.8 Promedio (P.E.P) + 0.2 Promedio (Controles y/o tareas)

CONCEPTOS DE DISEÑO
1. Métodos de Diseño
 LRFD
Condición de diseño a Flexión:
Mu ≤ Øb Mn
Øb = 0.90 (Todos los casos de Flexión)
Condición de diseño a Corte:
Vu ≤ Øv Vn
Øv = 1.00 (G2.1a)
Øv = 0.90 (Todo Cap. G excepto G2.1a)
Resistencia nominal a la flexión: Mn (Se obtiene según AISC 360-10, Cap. F2 a F12).
Resistencia nominal al corte:Vn (Se obtiene según AISC 360-10, Cap. G2 a G8).
 ASD
Ma ≤ Mn / Wb
Wt = 1.67 (Todos los casos de Flexión)
Va ≤ Vn / Wv
Wv = 1.50 (G2.1a)
Wv = 1.67 (Todo Cap. G excepto G2.1a)

2. Combinaciones de Carga
 Según Método LRFD:
◦ 1.4D
◦ 1.2D + 1.6L
◦ 1.2D + 1.6W + 0.5L
◦ 1.2D ± 1.0E + 0.5L
◦ 0.9D ± (1.6W or 1.0E)
D = Dead load (Cargas Permanentes)
L = Live load (Carga viva)
W = Wind load (Carga de Viento)
E = Earthquake load (Carga sísmica)

 Según Método ASD:
◦ 1.0D + 1.0L
◦ 0.75D + 0.75L + 0.75W
◦ 0.75D + 0.75L + 0.75E
D = Dead load (Cargas permanentes)
L = Live load (Carga viva)
W = Wind load (Carga de viento)
E = Earthquake load (Carga sísmica)

UNIDAD I
DISEÑO DEVIGAS ARMADAS
 CAPACIDADES A DESARROLLAR:
- Desarrollar estructuras de elementos en Flexión y Corte.
 CONTENIDOS
1. Metodología de Diseño.
2. Disposiciones Generales.
3. Resistencia Nominal a la Flexión, Mn.
4. Ejemplos de aplicación.
5. Resistencia Nominal al Corte,Vn.
6. Ejemplos de aplicación.
7. Interacción Corte-Flexión.

UNIDAD I
 TÓPICOS A SER EVALUADOS:
◦ Resolución de problemas de diseño de elementos en Flexión y Corte.
◦ Consideración de los distintos fenómenos de inestabilidad deVigas.

UNIDAD I
ESTADOS DE FALLA

FALLA POR PANDEO DEL ALA COMPRIMIDA
UNIDAD I

UNIDAD I
PANDEO POR CORTE DEL ALMA

UNIDAD II
VIGAS CON LOSA COLABORANTE
- Desarrollar estructuras de elementos en flexión considerando la colaboración entre
acero y hormigón.
 CONTENIDOS
1. Fórmulas de diseño.
2. Diseño de conectores.
- Resolución de problemas de diseño de elementos de acero y hormigón colaborando en
flexión.

UNIDAD II

UNIDAD II
LOSAS COLABORANTES
(Losa de hormigón con conectores de corte)

LOSAS COMPUESTAS
(Losa de hormigón con placa colaborante de acero)
UNIDAD II

UNIDAD III
DISEÑO DE PIEZAS ESPECIALES
- Desarrollar estructuras con elementos especiales como consolas o placas base.
 CONTENIDOS
1. Diseño de Consolas.
2. Diseño de Placas Base.
3. Diseño de Arriostramientos.
- Resolución de problemas de diseño de elementos especiales de Acero.

UNIDAD III
CONSOLAS

UNIDAD III
PLACAS BASE

UNIDAD III
ARRIOSTRAMIENTOS

1. Métodos de Diseño
 LRFD
Mu ≤ Øb Mn
Øb = 0.90 (Todos los casos de Flexión)
Vu ≤ Øv Vn
Øv = 1.00 (G2)
Øv = 0.90 (Todo Cap. G excepto G2)
Resistencia nominal a la flexión: Mn (Se obtiene según AISC 360-10, Cap. F2 a F12).
Resistencia nominal al corte:Vn (Se obtiene según AISC 360-10, Cap. G2 a G8).
 ASD
Ma ≤ Mn / Wb
Wt = 1.67 (Todos los casos de Flexión)
Va ≤ Vn / Wv
Wv = 1.50 (G2)
Wv = 1.67 (Todo Cap. G excepto G2)
Mu y Ma se obtiene según las Combinaciones de carga correspondientes.

 Según Método LRFD
 Según Método ASD
La Norma AISC-360 (Cap. B2 indica revisar combinaciones según SEI/ASCE 7
(Minimum Design Loads for Buildings and Other Structures) (USA)).
Para nuestro país se deben utilizar las siguientes normas:
- NCh 3171.of2010: Diseño Estructural – Disposiciones generales y
Combinaciones de Carga.
- NCh 1537.of2009: Cargas permanentes y sobrecargas de uso.
- NCh 431.of1977: Sobrecarga de Nieve.
- NCh 432.of1971: Sobrecarga deViento.
- NCh 433.of1996 (Mod. 2009 + DS61 (2011): Diseño sísmico de edificios.
- NCh 2369.of2003: Diseño sísmico de estructuras e instalaciones
industriales.
- NCh 2745.of2003:Análisis y diseño de edificios con aislación sísmica.

UNIDAD I
- Desarrollar estructuras de elementos en Flexión y Corte.
 CONTENIDOS
1. Metodología de Diseño.
4. Resistencia Nominal al Corte,Vn.
5. Alas y Almas con Cargas concentradas (J10)

UNIDAD I DISEÑO DEVIGAS ARMADAS
1. Metodología de diseño.
 Materiales: , E, Fy, , etc.
 Dimensiones: Largo, ancho, espesor, etc. (Alas, alma, atiesadores, arriostramientos, refuerzos).
 Propiedades de la Sección: Área, Eje neutro, Inercia, Módulo Elástico, Módulo plástico, radio de
giro, etc.
 Clasificación del elemento según esbeltez: Según Tabla B4.1b para Miembros en Flexión (AISC
360-10).Ala y alma: Compacta, No Compacta o Esbelta.
 Resistencia Nominal: Según Capítulo F (F2 a F12).
 Cargas de diseño: Según las combinaciones de carga correspondientes.
 Verificaciones (Factores de utilización): Comparación entre resistencias nominales y cargas de
diseño con sus correspondientes factores de diseño.
 Interacciones: Verificación de la Interacción de Flexión con otro estado de carga como corte,
tracción, compresión según corresponda.

 Resistencia requerida en flexión (Caso 1)
De acuerdo al punto B3.7 de la norma ANSI/AISC360-10, para determinar la
resistencia requerida a flexión (Mu o Ma) en vigas se puede utilizar una redistribución
de momentos tanto en ASD como LRFD si se cumplen las siguientes condiciones:
i) Vigas clasificadas como compactas segúnTabla B4.1b.
ii) La Longitud No Arriostrada (Lb) no debe exceder Lm que se determina como sigue:
(a) Vigas Doble-T de doble simetría y de simetría simple con el ala en compresión
igual o mayor que el ala en tensión cargada en el plano del alma.
(b) Barras sólidas rectangulares y vigas de cajón simétricas flectadas sobre su eje
mayor

Donde:
Fy = Tensión de fluencia mínima especificada en el ala en compresión
M1 = Menor momento en el extremo de la Longitud No Arriostrada (Lb)
M2 = Mayor momento en el extremo de la Longitud No Arriostrada (Lb)
ry = Radio de giro en torno al eje menor
M1/M2 = Es positivo cuando los momentos producen doble curvatura
Es negativo cuando los momentos producen curvatura simple
Nota: No hay límite en Lb para miembros con secciones transversales cuadradas o
circulares o para cualquier eje flectado sobre el de menor inercia.

La redistribución de momentos se realiza de acuerdo a lo siguiente:
i) En los puntos de apoyo, los momentos negativos producidos por la carga gravitacional
y determinados de acuerdo a un análisis elástico, pueden ser reducidos en (1/10), es
decir, multiplicados por (9/10).
ii) Y el momento máximo positivo debe ser incrementado en (1/10) del momento
negativo promedio determinado de acuerdo a i).
Esta redistribución es aplicable únicamente cuando los diagramas de momento son
obtenidos a través de un análisis elástico y es aplicable sólo a vigas.
Una redistribución inelástica es posible en estructuras más complicadas como marcos,
pero la reducción/amplificación del 10% ha sido verificada sólo para vigas.
Por lo tanto, para otras estructuras, el Anexo 1 “Diseño por análisis inelástico” de la
norma debería ser aplicado.

Sin embargo, esta redistribución de momentos no es permitida cuando:
i) Fy excede 450 Mpa (4574 kg/cm2)
ii) Cargas en voladizo
iii) Diseño de conexiones parcialmente restringidas (PR)
iv) Diseño mediante análisis inelástico según Anexo 1 de la norma.
v) La resistencia axial requerida excede:
(a) 0,15· c · Fy · Ag (LRFD)
(b) 0,15· Fy · Ag / Wc (ASD)

 Resistencia requerida en flexión (Caso 1I)
De acuerdo al punto Anexo 1 de la norma ANSI/AISC360-10 trata el diseño por
análisis inelástico, en el que se permiten consideraciones relativas a la redistribución de
fuerzas y momentos en miembros y conexiones como resultado de fluencias
localizadas.
Sin embargo, este análisis puede ser realizado sólo cuando se diseña por el método
LRFD.
Estas disposiciones no se aplican al diseño sísmico.
Un método muy satisfactorio usado para el análisis inelástico de estructuras es el
método del trabajo virtual.

Para aplicar este análisis se debe cumplir las siguientes condiciones:
i) Fy no debe exceder 450 Mpa (4574 kg/cm2)
ii) La sección transversal de los miembros en donde se ubiquen las rótulas plásticas
deben ser de doble simetría con razones ancho-espesor en sus elementos
comprimidos sin exceder pd, donde pd es igual a p definido en la Tabla B4.1b,
excepto como se modifica a continuación:
(a) Para razones ancho-espesor (h/tw) del alma de secciones Doble-T, HSS
rectangulares y secciones cajón sujetas a flexión y compresión combinadas:

ii) La sección transversal de los miembros en donde se ubiquen las rótulas plásticas
deben ser de doble simetría con razones ancho-espesor en sus elementos
comprimidos sin exceder pd, donde pd es igual a p definido en la Tabla B4.1b,
excepto como se modifica a continuación:
(a) x
(b) Para las razones ancho-espesor (b/t) de las alas de secciones cajón rectangulares
y tubulares, planchas de refuerzo en las alas, y planchas de diafragma entre líneas
de conectores o soldaduras:
(c) Para las razones diámetro-espesor (D/t) de tubos circulares en flexión:

Donde:
h = De acuerdo a sección B4.1
tw = Espesor del alma
Pu = Resistencia axial a compresión requerida
Py = Fy· Ag = resistencia de fluencia axial
c = 0,9 = Factor de resistencia para compresión
b = De acuerdo a sección B4.1
t = De acuerdo a sección B4.1
D = Diámetro exterior del miembro HSS redondo

iii) La Longitud No Arriostrada (Lb) no debe exceder Lpd que se determina como sigue:
(a) Para miembros Doble-T con simetría doble flectada sobre su eje fuerte:
Donde:
ry = radio de giro en torno al eje menor
Cuando la magnitud del momento flector en cualquier ubicación
dentro de la Longitud No Arriostrada (Lb) excede M2.
Sino:
Cuando
Cuando

(a) Para miembros Doble-T con simetría doble flectada sobre su eje fuerte:
Donde:
M1 = Menor momento en el extremo de la Longitud No Arriostrada (Lb)
M2 = Mayor momento en el extremo de la Longitud No Arriostrada (Lb)
Mmid = Momento en la mitad de la Longitud No Arriostrada (Lb)
M’1 = Momento efectivo en el extremo opuesto de M2
Los momentos M1 y M2 son individualmente tomados como positivos cuando causan
compresión en la misma ala así como lo contrario es para el momento M2 y negativos.

(a) d
(b) Para barras rectangulares sólidas y vigas cajón simétricas, flexionadas en torno a
su eje fuerte:
Para todos los tipos de miembros sujetos a compresión axial y que contengan
rótulas plásticas, las Longitudes No Arriostradas (Lb) sobre los ejes fuerte y débil
de la sección transversal no debe exceder 4,71𝑟𝑥 𝐸 𝐹𝑦 y 4,71𝑟𝑦 𝐸 𝐹𝑦,
respectivamente.

Nota: No hay límite en Lb para miembros que contengan rótulas plásticas en los
siguientes casos:
(1) Miembros con sección transversal circular o cuadrada sujetos solo a flexión
o a la combinación de flexión y tracción.
(2) Miembros solicitados solo a flexión sobre su eje débil o a la combinación de
tracción y flexión sobre su eje débil.
(3) Miembros solicitados solo a tracción.
iv) Para asegurar una adecuada ductilidad en miembros en compresión con rótulas
plásticas, la resistencia de diseño en compresión no debe exceder 0,75·Fy·Ag

 Resistencia de diseño (LRFD) o admisible (ASD) en flexión
La Resistencia de diseño a Flexión, Øb·Mn, o la resistencia admisible en flexión, Mn/Ωb, se
deben determinar de la siguiente manera:
 Para diseño a Flexión se tiene:
Øb = 0.90 (LRFD) Ωb = 1.67 (ASD)
y la Resistencia de flexión nominal, Mn, se debe determinar con las secciones de F2 a
F12.
 Se supone que los puntos de apoyos de las vigas están restringidos contra la rotación
en torno al eje longitudinal (volcamiento).

 Factor de modificación por pandeo lateral-torsional, Cb
El término Cb es un coeficiente de momentos que se incluye en la determinación de la
capacidad de momento de una viga para tomar en cuenta el efecto de diferentes
gradientes de momento sobre el pandeo lateral torsional (LTB).
En otras palabras, el LTB puede verse afectado considerablemente por las restricciones en
los extremos y las condiciones de carga del miembro.
Este coeficiente se debe considerar cuando la Longitud No Arriostrada (Lb) de la viga es
mayor a Lp, es decir, en los casos que se produce LTB inelástico y LTB elástico.
Al utilizar valores de Cb, la capacidad de momento obtenida al multiplicar la Resistencia
Básica x Cb, no puede ser mayor que Mp.

 Caso 1: Arriostramientos laterales distanciados a Lb
 i) Miembros con simetría doble
donde:
Cb: Factor de modificación por pandeo lateral-torsional para diagramas de momento
no uniformes cuando ambos extremos del segmento no arriostrado están
restringidos al volcamiento.
Mmáx: Valor absoluto del máximo momento en el segmento no arriostrado.
MA: Valor absoluto del momento en el primer cuarto del segmento no arriostrado.
MB: Valor absoluto del momento en el centro del segmento no arriostrado.
MC: Valor absoluto del momento en el tercer cuarto del segmento no arriostrado.

 i) Miembros con simetría doble
Curvatura Simple Curvatura Doble
Casos particulares:
• Voladizos o extremos colgados donde el extremo libre no está arriostrado: Cb = 1,0
• Miembros de doble simetría, sin carga lateral en si Longitud no arriostrada, con:
- Momentos iguales en los extremos con signo opuesto (momento uniforme): Cb = 1,0
- Momentos iguales en los extremos con igual signo (curvatura doble): Cb = 2,27
- Uno de los momentos extremos es cero: Cb = 1,67

 ii) Miembros con simetría simple
donde:
Cb, Mmáx, MA, MB,MC: Ver Caso 1.
Rm :Factor de modificación para secciones de simetría simple
- Curvatura simple
- Curvatura doble

 ii) Miembros con simetría simple
donde:
Iy Top: Momento de inercia del ala superior en torno al eje y.
Iy: Momento de inercia del miembro en torno al eje y.
El valor de Rm es : mayor a 1 cuando el ala superior es mayor al ala inferior
menor a 1 cuando el ala inferior es mayor al ala superior
En miembros con simetría simple solicitados por flexión con curvatura doble, la
resistencia de pandeo lateral-torsional debe ser verificada para ambas alas. La resistencia
disponible de flexión debe ser mayor o igual que el máximo momento requerido que
causa compresión del ala bajo consideración.

 Caso 2: Arriostramientos laterales “continuo” en el ala superior
i) Carga distribuida gravitacional
Se utiliza cuando una viga está sujeta a curvatura doble y el ala superior está arriostrada
lateralemente en forma “continua” por viguetas cercanamente distanciadas y/o un deck.
donde:
M0: Valor del momento en extremo de la Longitud No Arriostrada (Lb) que
genera la mayor tensión de compresión en el ala inferior.
M1: Valor del momento en el otro extremo de la Longitud No Arriostrada (Lb).
MCL: Valor del momento en el centro de la Longitud No Arriostrada (Lb)
(M0+M1)*: = M0 si M1 es positivo.
L : Longitud No Arriostrada (L ) en donde el giro se encuentra restringido.

i) Carga distribuida gravitacional

ii) Carga distribuida hacia arriba
En el caso que la carga se encuentre aplicada hacia arriba, como es el caso en que el
viento produce succión en los elementos de techo, se producen compresiones en el ala
inferior, las cuales pueden producir pandeo.
Yura y Helwig, en el 2009, desarrollaron tres fórmulas que permiten determinar el valor
de Cb, dependiendo del sigo de los momentos en los extremos.

ii) Carga distribuida hacia arriba

 Caso 3: Carga aplicada fuera del eje neutro de la viga
Todas las ecuaciones del capítulo F relacionadas con el pandeo lateral torsional asumen
que la carga está aplicada en el eje neutro de la viga.
En estos casos, Cb puede ser considerado igual a 1.
Sin embargo, cuando existen voladizos o vigas sin arriostramientos en su luz y la carga se
encuentra aplicada en el ala superior, es incorrecto considerar Cb igual a 1, ya que en
estos casos la carga crítica de LTB debería incluso reducirse.
Esta reducción de la carga crítica de LTB se puede considerar en vigas Doble-T
compactas, en forma conservadora, asumiendo igual a 1 el término de la raíz cuadrada de
la fórmula F2-4 de la norma.
En el caso opuesto en que la carga se encuentra suspendida del ala inferior (no
arriostrada), esta carga tiende a estabilizar la viga.

 La Resistencia Nominal a la Flexión, Mn, queda definida por el estado último del
elemento:
1. Fluencia de la Sección:Y (Yielding)
2. Pandeo Lateral Torsional: LTB (Lateral-Torsional Buckling)
3. Pandeo Local Ala Comprimida: FLB (Flange Local Buckling)
4. Pandeo Local Alma:WLB (Web Local Buckling)
5. Fluencia Ala en Tracción:TFY (Tension FlangeYielding)
6. Pandeo Local Ala: LLB (Leg Local Buckling) (F10)
7. Pandeo Local: LB (Local Buckling) (F8)
La Tabla F1.1 de la norma ANSI/AISC360-10 permite determinar los estados límites
aplicables (Limit State) de acuerdo a una viga sometida a flexión, de acuerdo a:
i) Tipo de sección (Cross Section)
ii) Esbeltez del ala (Flange Slenderness)
iii) Esbeltez del alma (Web Slenderness)

Tabla F1.1

 Clasificación de acuerdo a la razón ancho/espesor de sus elementos
En la Tabla B4.1b, se definen las razones ancho/espesor límite (λp y λr) para partes
individuales de miembros en flexión para clasificar estas partes como:
i) Compacta (C) Cuando λ < λp
ii) No compacta (NC) Cuando λp < λ < λr
iii) Esbelta (S) Cuando λr < λ
Adicionalmente, de acuerdo a la Tabla B4.1b, los límites λp y λr dependen de las
condiciones de borde de los elementos analizados:
i) Elementos no atiesados ii) Elementos atiesados
(Unstiffened Elements) (Stiffened Elements)

Tabla B4.1b

Tabla B4.1b
Elementos no atiesados:
(a) Alas de secciones Doble-T yT:
- b es la mitad del ancho total del ala bf.
- Para alas de espesor variable, el espesor será el promedio entre el espesor medido en
el lado libre y el espesor correspondiente medido en la cara del alma.
(b) Alas de ángulos, canales y secciones Z:
- b es el ancho nominal completo.
(c) Planchas:
- b es la distancia desde el borde libre hasta la primera línea de conectores o soldadura.
(d) Almas de seccionesT:
- d es la profundidad nominal total de la sección.

Tabla B4.1b
Elementos atiesados:
(a) Almas de secciones laminadas o plegadas (rolled):
- h es la distancia libre entre alas menos el filete o esquina redondeada que se produce
en el encuentro ala-alma.
- hc es dos veces la distancia desde el centroide a la cara interna del ala comprimida
menos el filete o esquina redondeada.
(b) Almas de secciones armadas (buil-up):
- h es la distancia libre entre alas soldadas.
- hc es dos veces la distancia desde el centroide a la cara interior del ala comprimida en
secciones de ala soldadas.
- hp es dos veces la distancia desde el eje neutro plástico a la cara interior comprimida
del ala comprimida en secciones de alas soldadas.

Tabla B4.1b
Elementos atiesados:
(c) Alas o planchas en secciones armadas (built-up):
- b es la distancia entre líneas adyacentes de conectores o líneas de soldadura.
(d) Alas y Almas de secciones tubulares rectangulares (HSS):
- b es la distancia libre entre almas menos las esquinas redondeadas de cada lado.
- h es la luz libre entre alas menos las esquinas redondeadas de cada lado.
- Cuando la esquina redondeada no se conoce, b y h se toman como la dimensión
exterior correspondiente menos tres veces el espesor.
(e) Planchas de cubiertas perforadas:
- b es la distancia transversal entre las líneas más cercanas de conectores, y el área
neta de la plancha es considerada con el agujero mas ancho.
.

 (F2) PERFIL DOBLE-T compacto de doble simetría
PERFIL CANAL sometido a flexión en torno a su eje fuerte
La Resistencia Nominal a Flexión, Mn, es el menor valor entre los siguientes estados
límites:
 Fluencia de la Sección (Y)
 Pandeo Lateral Torsional (LTB)

 (F3) PERFIL DOBLE-T de doble simetría con alma compacta y alas no
compactas o esbeltas bajo flexión c/r al eje fuerte (x)
límites:
 Pandeo Local del Ala Comprimida (FLB)

 (F4) PERFIL DOBLE-T de doble y simple simetría con almas compactas y no
compactas bajo flexión c/r al eje fuerte (x)
límites:
 Fluencia del Ala en Compresión (Y)
 Fluencia del Ala en Tracción (TFY)

 (F5) PERFIL DOBLE-T de doble y simple simetría con alma esbelta bajo
flexión c/r al eje fuerte (x)
límites:

 (F6) PERFIL DOBLE-T de doble y simple simetría y PERFIL CANAL
bajo flexión c/r a su eje débil (y)
límites:
 Pandeo Local del Ala (FLB)

 (F7) PERFILTUBULAR Cuadrados y Rectangulares
límites:
 Pandeo Local del Ala (FLB)
 Pandeo Local del Alma (WLB)

 (F8) PERFILTUBULAR Circular
límites:
 Pandeo Local (LB)

 (F9) SECCIONEST y ÁNGULOS DOBLES cargados en el plano de simetría
límites:
 Pandeo Lateral-Torsional (LTB)
 Pandeo Local de las Alas de Sección T (FLB)
 Pandeo Local del Alma de Sección T en compresión por Flexión (WLB)

 (F10) ÁNGULOS SIMPLES
límites:
 Pandeo Local del Ala (LLB)

 (F11) BARRAS RECTANGULARESY CIRCULARES
límites:

 (F12) SECCIONES ASIMÉTRICAS
límites:
 Pandeo Local (Todos)

PERFIL CANAL compacto de simple simetría
Donde:
Fy :Tensión de fluencia del acero.
Zx : Módulo plástico de la sección en torno al eje “x”.

NOTA: El eje neutro elástico (elastic n.axis) no siempre coincide con el eje neutro
plástico (plastic n.axis). El eje neutro plástico se sitúa tal que las fuerzas de compresión y
tracción se encuentren en equilibrio.

 No se produce el Pandeo Lateral Torsional.
 .
 .
Donde:
Nota: El término de la raíz cuadrada de la Tensión Crítica de LTB puede tomarse
conservadoramente igual a 1,0.
Tensión Crítica de LTB =

Donde:
Fy : Tensión de fluencia del acero.
Sx : Módulo elástico de la sección en torno al eje “x”.
Lb : Longitud entre puntos que están ya sea arriostrados contra desplazamientos laterales en
el ala en compresión o arriostrados contra giro de la sección.
E : Módulo de elasticidad del acero (200000 Mpa).
J : Constante torsional.
ho : Distancia entre los centroides de las alas.

Las longitudes límites Lp y Lr se determinan a continuación:

Determinación del coeficiente “c”
a) Para secciones Doble-T con simetría doble:
b) Para Canales:
Determinación del coeficiente “rts”
Nota: Para Secciones Doble-T con doble simetría y alas rectangulares, se tiene:
Sin embargo, en forma aproximada y conservadora, rts se puede considerar
como el radio de giro de: ala en compresión más un sexto del alma.



Se Aplica según lo indicado en Pandeo LateralTorsional de la Sección (F2)

a) Para secciones con alas no compactas:
b) Para secciones con alas esbeltas:

Donde:
Esbeltez límite para Ala Compacta, Según Tabla B4.1b.
Esbeltez límite para Ala No Compacta, Según Tabla B4.1b.
Para efectos de cálculo, se debe considerar:
h : Distancia definida según Sección B4.1b.

límites:
NOTA: Los perfiles Doble-T diseñados de acuerdo a F4 pueden ser diseñados
conservadoramente utilizando la sección F5.

 Metodología para evaluar si se ingresa al caso F4

 Metodología para evaluar si se ingresa al caso F4
Por lo tanto, Comparando  con rw, de define si uno entra al caso F4 o F5.

Donde:
Myc : Momento de fluencia en el ala en compresión.
Sxc : Módulo elástico referido al ala comprimida en torno al eje “x”.
Rpc : Factor de plastificación del alma.
Este factor toma en cuenta el efecto del pandeo inelástico en el alma.

 No se produce fluencia del ala en tracción

Donde:
Sxt : Módulo elástico referido al ala traccionada en torno al eje “x”.
Sxc : Módulo elástico referido al ala comprimida en torno al eje “x”.
Myt : Momento de fluencia en el ala en tracción.
Rpt : Factor de plastificación del alma.
Este factor toma en cuenta el efecto del pandeo inelástico en el alma.

El Factor de Plastificación del alma corresponde al estado límite de fluencia del ala en tracción, Rpt,
y se determina según:
i. Cuando:
ii. Cuando:
Donde:
pw = p : Esbeltez para alma compacta según Tabla B4.1b.
rw = r : Esbeltez para alma no compacta según Tabla B4.1b.

 No se produce el Pandeo Lateral Torsional.
 .
 .
Donde:
Nota: El término de la raíz cuadrada de la Tensión Crítica de LTB puede tomarse
conservadoramente igual a 1,0.
Tensión Crítica de LTB =

Donde:
Sx : Módulo elástico de la sección en torno al eje “x”.
Lb : Longitud entre puntos que están ya sea arriostrados contra desplazamientos laterales en
el ala en compresión o arriostrados contra giro de la sección.
E : Módulo de elasticidad del acero (200000 MPa).
J : Constante torsional.
Si
ho : Distancia entre los centroides de las alas.

Donde:
FL se determina según:
a) Cuando:
b) Cuando:

Los límites de longitud no arriostrada, Lb, se determinan según:
a) Longitud no arriostrada para el estado límite de fluencia, Lp:
b) Longitud no arriostrada para el estado límite de pandeo inelástico lateral-torsional, Lr:

El Factor de Plastificación del alma, Rpc, debe ser determinado según:
i. Cuando:
a) Cuando:
b) Cuando:
ii. Cuando:

Donde:
Sxc, Sxt : Módulo de sección elástico referido al ala en compresión y tracción respectivamente.
pw : Esbeltez para alma compacta según Tabla B4.1b.
rw : Esbeltez para alma no compacta según Tabla B4.1b.
hc : Doble de la distancia entre el centroide a alguno de los siguientes: la cara
interna del ala en compresión menos el radio de filete o de esquina (perfiles
laminados); la línea más cercana de pernos en el ala en compresión o la cara
interna del ala en compresión cuando se usan soldaduras (secciones armadas).

El Radio de giro efectivo para Pandeo Lateral-Torsional, rt, se debe determinar según:
i. Para secciones Doble-T con ala rectangular en compresión:
Donde:
bfc: Ancho del ala en compresión.
tfc: Espesor del ala en compresión.

El Radio de giro efectivo para Pandeo Lateral-Torsional, rt, se debe determinar según:
Nota: Para secciones Doble-T con alas rectangulares en compresión, rt puede ser aproximado
conservadoramente como el radio de giro de: el ala en compresión más un tercio de la zona
comprimida del alma, es decir

 Secciones con Ala Compacta: No existe Pandeo Local.
 Secciones con Ala No Compacta:
 Secciones con Ala Esbelta:

Donde:
Rpc: Factor de Plastificación del alma.
pf : Esbeltez para alma compacta según Tabla B4.1b.
rf : Esbeltez para alma no compacta según Tabla B4.1b.

 Cuando:
No aplica el estado límite de fluencia del ala en tracción.
 Cuando:

a) Cuando: No aplica el estado límite de LTB.
b) Cuando:
c) Cuando:

Donde:
Lp: Se define según (F4).
Rpg: Factor de reducción de resistencia en flexión según:
aw: Se define según (F4), pero no debe exceder de 10.
rt: Se define según (F4).

 Secciones con Ala Compacta: No existe Pandeo Local.
 Secciones con Ala No Compacta:
 Secciones con Ala Esbelta:

Donde:
pf : Esbeltez para alma compacta según Tabla B4.1b.
rf : Esbeltez para alma no compacta según Tabla B4.1b.

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