El documento describe el comportamiento básico de los pórticos resistentes a momentos, incluyendo las vigas, columnas, conexiones viga-columna y zonas de panel. Explica que antes del sismo de Northridge en 1994, la conexión viga-columna típica consistía en alas soldadas y alma empernada, pero que estas conexiones tenían deficiencias en ductilidad.
PRINCIPIOS DE CONTABILIDAD GENERALMENTE ACEPTADOS (PCGA).docx
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1. CAP. 2: PORTICOS RESISTENTES A MOMENTOS
CAP. 1: ASPECTOS GENERALES
1
DISEÑO ESTRUCTURAL AVANZADO
Dr. Ing. LUIS M. MORAN YAÑEZ
domingo, 27 de Febrero de 2022
UNIVERSIDAD NACIONAL DE PIURA
ESCUELA DE POSGRADO
UNIDAD DE POSGRADO EN INGENIERIA CIVIL
MAESTRIA EN INGENIERIA CIVIL
2. CAP. 2: PORTICOS RESISTENTES A MOMENTOS
CAP. 1: ASPECTOS GENERALES
2
DISEÑO ESTRUCTURAL AVANZADO
Dr. Ing. LUIS M. MORAN YAÑEZ
UNIVERSIDAD NACIONAL DE PIURA
ESCUELA DE POSGRADO
UNIDAD DE POSGRADO EN INGENIERIA CIVIL
MAESTRIA EN INGENIERIA CIVIL
3. CAP. 2: PORTICOS RESISTENTES A MOMENTOS
CAP. 1: ASPECTOS GENERALES
3
Diseño Sismorresistente de
Estructuras de Acero
CAP. 2: PORTICOS RESISTENTES A MOMENTO
UNIVERSIDAD NACIONAL DE PIURA
ESCUELA DE POSGRADO
UNIDAD DE POSGRADO EN INGENIERIA CIVIL
MAESTRIA EN INGENIERIA CIVIL
5. CAP. 2: PORTICOS RESISTENTES A MOMENTOS
CONTENIDO
2.1 Comportamiento básico de pórtico resistente momento
2.2 Conexión viga-columna pre-Northridge
2.3 Sismo de Northridge
2.4 Mejoras en las conexiones viga-columna post-Northridge
2.5 Comportamiento de la zona panel
27/02/2022 Dr. Ing. LUIS M. MORAN YAÑEZ 5
6. CAP. 2: PORTICOS RESISTENTES A MOMENTOS
2.1 COMPORTAMIENTO BASICO DE
PORTICO RESISTENTE A MOMENTO
27/02/2022 Dr. Ing. LUIS M. MORAN YAÑEZ 6
7. CAP. 2: PORTICOS RESISTENTES A MOMENTOS
2.1 COMPORTAMIENTO ESTRUCTURAL
Pórticos resistentes a momentos, o pórticos a momentos, o pórticos no
arriostrados
Formados por elementos que se vinculan para formar estructura
resistente
Principalmente elementos rectilíneos verticales (columnas) y horizontales
(vigas) conectados formando pórticos
Pórticos donde la estabilidad lateral depende de la rigidez a flexión de las
vigas y columnas rígidamente conectadas
27/02/2022 Dr. Ing. LUIS M. MORAN YAÑEZ 7
8. CAP. 2: PORTICOS RESISTENTES A MOMENTOS
2.1 COMPORTAMIENTO ESTRUCTURAL
Desde el punto de vista estructural se deben considerar los siguientes
componentes:
• Vigas
• Columnas
• Conexión viga-columna
• Zona panel / Panel nodal
• Empalmes
• Base de columnas
27/02/2022 Dr. Ing. LUIS M. MORAN YAÑEZ 8
9. CAP. 2: PORTICOS RESISTENTES A MOMENTOS
2.1 COMPORTAMIENTO ESTRUCTURAL
Componentes estructurales
de pórtico resistente a
momento
27/02/2022 Dr. Ing. LUIS M. MORAN YAÑEZ 9
10. CAP. 2: PORTICOS RESISTENTES A MOMENTOS
2.1 COMPORTAMIENTO ESTRUCTURAL
27/02/2022 Dr. Ing. LUIS M. MORAN YAÑEZ 10
11. CAP. 2: PORTICOS RESISTENTES A MOMENTOS
2.1 COMPORTAMIENTO ESTRUCTURAL
27/02/2022 Dr. Ing. LUIS M. MORAN YAÑEZ 11
12. CAP. 2: PORTICOS RESISTENTES A MOMENTOS
2.1 COMPORTAMIENTO ESTRUCTURAL
27/02/2022 Dr. Ing. LUIS M. MORAN YAÑEZ 12
13. CAP. 2: PORTICOS RESISTENTES A MOMENTOS
2.1 COMPORTAMIENTO ESTRUCTURAL
Modelo matemático de
edificación con pórticos
resistentes a momento
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14. CAP. 2: PORTICOS RESISTENTES A MOMENTOS
2.1 COMPORTAMIENTO ESTRUCTURAL
Esquema constructivo típico para edificaciones:
• las columnas son continuas en la zona de nudos
• empalmes ubicados en zona central de columnas
• vigas se conectan a las columnas en el montaje mediante conexiones
La conexión viga-columna representa uno de los componentes mas
importantes
Algunas veces el método column-tree, se construye en taller la columna
junto con tramos de la viga. En obra se unen los componentes para formar
los pórticos. Esto para efectos de un mayor trabajo y control en el taller,
por las uniones soldadas
27/02/2022 Dr. Ing. LUIS M. MORAN YAÑEZ 14
15. CAP. 2: PORTICOS RESISTENTES A MOMENTOS
2.1 COMPORTAMIENTO ESTRUCTURAL
Las acciones sísmicas sobre los pórticos resistentes a momento producen
esfuerzos en sus elementos
Controla el diseño los momentos flectores
Ante las acciones sísmicas los máximos esfuerzos se desarrollan en los
extremos de las vigas y columnas
En esas zonas se pueden formar rotulas plásticas para permitir la disipación
de energía por fluencia del acero
Se requiere inducir la falla dúctil en la zona de la viga
Mecanismo viga débil-columna fuerte
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16. CAP. 2: PORTICOS RESISTENTES A MOMENTOS
2.1 COMPORTAMIENTO ESTRUCTURAL
Se escogen elementos “fusibles” que deben fluir durante un sismo severo:
se escoge la formación de rotulas plásticas en ciertas zonas selectas –
extremos de vigas pero no cerca al nudo
Se debe detallar adecuadamente las zonas de formación de rotulas
plásticas
Esas zonas deben ser capaces de sostener grandes rotaciones inelásticas
hasta antes de que se produzca la fractura o colapso de la sección
Diseñar todos los otros demás elementos del pórtico para que sean más
resistentes que las regiones de rotula plástica
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17. CAP. 2: PORTICOS RESISTENTES A MOMENTOS
2.1 COMPORTAMIENTO ESTRUCTURAL
Cargas laterales debido
a sismo
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18. CAP. 2: PORTICOS RESISTENTES A MOMENTOS
2.1 COMPORTAMIENTO ESTRUCTURAL
DMFs por carga
sísmica en vigas y
columnas
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19. CAP. 2: PORTICOS RESISTENTES A MOMENTOS
2.1 COMPORTAMIENTO ESTRUCTURAL
Esfuerzos importantes
en las zona panel de
cada nudo
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20. CAP. 2: PORTICOS RESISTENTES A MOMENTOS
2.1 COMPORTAMIENTO ESTRUCTURAL
Las rótulas plásticas se pueden formar en:
• extremos de vigas (fluencia por flexión)
• extremos de columnas (fluencia por flexión y carga axial)
• Zona panel (fluencia por corte)
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21. CAP. 2: PORTICOS RESISTENTES A MOMENTOS
2.1 COMPORTAMIENTO ESTRUCTURAL
Posible
localización de
rotulas plásticas
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22. CAP. 2: PORTICOS RESISTENTES A MOMENTOS
2.1 COMPORTAMIENTO ESTRUCTURAL
Se persigue que la rótula plástica se forme en los extremo de las vigas
Las columnas permanecen en el rango elástico
Solo las bases de las columnas llegan a formar rotula plástica
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23. CAP. 2: PORTICOS RESISTENTES A MOMENTOS
2.1 COMPORTAMIENTO ESTRUCTURAL
Formación de rotulas
plásticas en vigas
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24. CAP. 2: PORTICOS RESISTENTES A MOMENTOS
2.1 COMPORTAMIENTO ESTRUCTURAL
Mecanismo de
deformación plástica
de un pórtico
resistente a momento
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25. CAP. 2: PORTICOS RESISTENTES A MOMENTOS
2.1 COMPORTAMIENTO ESTRUCTURAL
Las columnas están sometidas a carga axial variable por efecto del sismo
Se afecta la resistencia y ductilidad de las columnas
La falla de una columna produce el colapso parcial o total de la edificación
La falla de una viga no implica tanto riesgo de colapso
Por ello se protege las columnas del pórtico de la falla, manteniéndolas en
el rango elástico
Este objetivo se logra a través de un Diseño por Capacidad
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26. CAP. 2: PORTICOS RESISTENTES A MOMENTOS
2.1 COMPORTAMIENTO ESTRUCTURAL
Formación de rótula
plástica en zona panel
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27. CAP. 2: PORTICOS RESISTENTES A MOMENTOS
2.1 COMPORTAMIENTO ESTRUCTURAL
Formación de rótula
plástica en columna
Colapso potencial por
piso blando
27/02/2022 Dr. Ing. LUIS M. MORAN YAÑEZ 27
28. CAP. 2: PORTICOS RESISTENTES A MOMENTOS
2.1 COMPORTAMIENTO ESTRUCTURAL
Las especificaciones AISC 341 definen tres tipos de pórticos resistentes a
momento:
• Pórticos especiales (SMF)
• Pórticos intermedios (IMF)
• Pórticos ordinarios (OMF)
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29. CAP. 2: PORTICOS RESISTENTES A MOMENTOS
2.1 COMPORTAMIENTO ESTRUCTURAL
La calificación para el tipo de pórtico se da en base al grado de
comportamiento dúctil que se espera de acuerdo al diseño
La diferencia fundamental en la clasificación son los distintos niveles de
capacidad de rotación inelástica en las rótulas plásticas
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30. CAP. 2: PORTICOS RESISTENTES A MOMENTOS
2.2 CONEXIÓN VIGA-COLUMNA
PRE-NORTHRIDGE
27/02/2022 Dr. Ing. LUIS M. MORAN YAÑEZ 30
31. CAP. 2: PORTICOS RESISTENTES A MOMENTOS
2.2 CONEXIÓN VIGA-COLUMNA PRE-NORTHRIDGE
Conexión viga-columna típica
periodo 1970’s a 1994
- Alas soldadas
- Alma empernada
27/02/2022 Dr. Ing. LUIS M. MORAN YAÑEZ 31
32. CAP. 2: PORTICOS RESISTENTES A MOMENTOS
2.2 CONEXIÓN VIGA-COLUMNA PRE-NORTHRIDGE
Otros tipos de
conexiones viga-
columna no eran
aceptados
Conexión todo
empernado se
rechazaba por
problema de
deslizamiento de
pernos
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33. CAP. 2: PORTICOS RESISTENTES A MOMENTOS
2.2 CONEXIÓN VIGA-COLUMNA PRE-NORTHRIDGE
Conexión Pre-Northridge
27/02/2022 Dr. Ing. LUIS M. MORAN YAÑEZ 33
34. CAP. 2: PORTICOS RESISTENTES A MOMENTOS
2.2 CONEXIÓN VIGA-COLUMNA PRE-NORTHRIDGE
27/02/2022 Dr. Ing. LUIS M. MORAN YAÑEZ 34
35. CAP. 2: PORTICOS RESISTENTES A MOMENTOS
2.2 CONEXIÓN VIGA-COLUMNA PRE-NORTHRIDGE
27/02/2022 Dr. Ing. LUIS M. MORAN YAÑEZ 35
36. CAP. 2: PORTICOS RESISTENTES A MOMENTOS
2.2 CONEXIÓN VIGA-COLUMNA PRE-NORTHRIDGE
27/02/2022 Dr. Ing. LUIS M. MORAN YAÑEZ 36
37. CAP. 2: PORTICOS RESISTENTES A MOMENTOS
2.2 CONEXIÓN VIGA-COLUMNA PRE-NORTHRIDGE
27/02/2022 Dr. Ing. LUIS M. MORAN YAÑEZ 37
38. CAP. 2: PORTICOS RESISTENTES A MOMENTOS
2.2 CONEXIÓN VIGA-COLUMNA PRE-NORTHRIDGE
27/02/2022 Dr. Ing. LUIS M. MORAN YAÑEZ 38
39. CAP. 2: PORTICOS RESISTENTES A MOMENTOS
2.2 CONEXIÓN VIGA-COLUMNA PRE-NORTHRIDGE
27/02/2022 Dr. Ing. LUIS M. MORAN YAÑEZ 39
40. CAP. 2: PORTICOS RESISTENTES A MOMENTOS
2.2 CONEXIÓN VIGA-COLUMNA PRE-NORTHRIDGE
27/02/2022 Dr. Ing. LUIS M. MORAN YAÑEZ 40
41. CAP. 2: PORTICOS RESISTENTES A MOMENTOS
2.2 CONEXIÓN VIGA-COLUMNA PRE-NORTHRIDGE
27/02/2022 Dr. Ing. LUIS M. MORAN YAÑEZ 41
42. CAP. 2: PORTICOS RESISTENTES A MOMENTOS
2.2 CONEXIÓN VIGA-COLUMNA PRE-NORTHRIDGE
27/02/2022 Dr. Ing. LUIS M. MORAN YAÑEZ 42
43. CAP. 2: PORTICOS RESISTENTES A MOMENTOS
2.2 CONEXIÓN VIGA-COLUMNA PRE-NORTHRIDGE
27/02/2022 Dr. Ing. LUIS M. MORAN YAÑEZ 43
44. CAP. 2: PORTICOS RESISTENTES A MOMENTOS
2.2 CONEXIÓN VIGA-COLUMNA PRE-NORTHRIDGE
27/02/2022 Dr. Ing. LUIS M. MORAN YAÑEZ 44
45. CAP. 2: PORTICOS RESISTENTES A MOMENTOS
2.2 CONEXIÓN VIGA-COLUMNA PRE-NORTHRIDGE
Idealización para ensayo
de conexión viga-columna
de acero
27/02/2022 Dr. Ing. LUIS M. MORAN YAÑEZ 45
46. CAP. 2: PORTICOS RESISTENTES A MOMENTOS
2.2 CONEXIÓN VIGA-COLUMNA PRE-NORTHRIDGE
27/02/2022 Dr. Ing. LUIS M. MORAN YAÑEZ 46
47. CAP. 2: PORTICOS RESISTENTES A MOMENTOS
2.2 CONEXIÓN VIGA-COLUMNA PRE-NORTHRIDGE
27/02/2022 Dr. Ing. LUIS M. MORAN YAÑEZ 47
48. CAP. 2: PORTICOS RESISTENTES A MOMENTOS
2.2 CONEXIÓN VIGA-COLUMNA PRE-NORTHRIDGE
Se aprecia el ensayo de secciones modestas para viga y columna
Las uniones viga-columna se diseñaban para transferir momentos
El costo de esas uniones derivo que los proyectistas limitaran el numero
de vanos de pórtico diseñados como pórtico dúctil para resistir momento
Se llego a perder redundancia, se tenían vigas mas peraltadas y columnas
con alas mas gruesas
27/02/2022 Dr. Ing. LUIS M. MORAN YAÑEZ 48
49. CAP. 2: PORTICOS RESISTENTES A MOMENTOS
2.2 CONEXIÓN VIGA-COLUMNA PRE-NORTHRIDGE
27/02/2022 Dr. Ing. LUIS M. MORAN YAÑEZ 49
50. CAP. 2: PORTICOS RESISTENTES A MOMENTOS
2.2 CONEXIÓN VIGA-COLUMNA PRE-NORTHRIDGE
27/02/2022 Dr. Ing. LUIS M. MORAN YAÑEZ 50
51. CAP. 2: PORTICOS RESISTENTES A MOMENTOS
2.2 CONEXIÓN VIGA-COLUMNA PRE-NORTHRIDGE
27/02/2022 Dr. Ing. LUIS M. MORAN YAÑEZ 51
52. CAP. 2: PORTICOS RESISTENTES A MOMENTOS
2.2 CONEXIÓN VIGA-COLUMNA PRE-NORTHRIDGE
27/02/2022 Dr. Ing. LUIS M. MORAN YAÑEZ 52
53. CAP. 2: PORTICOS RESISTENTES A MOMENTOS
2.2 CONEXIÓN VIGA-COLUMNA PRE-NORTHRIDGE
27/02/2022 Dr. Ing. LUIS M. MORAN YAÑEZ 53
54. CAP. 2: PORTICOS RESISTENTES A MOMENTOS
2.2 CONEXIÓN VIGA-COLUMNA PRE-NORTHRIDGE
27/02/2022 Dr. Ing. LUIS M. MORAN YAÑEZ 54
55. CAP. 2: PORTICOS RESISTENTES A MOMENTOS
2.2 CONEXIÓN VIGA-COLUMNA PRE-NORTHRIDGE
27/02/2022 Dr. Ing. LUIS M. MORAN YAÑEZ 55
56. CAP. 2: PORTICOS RESISTENTES A MOMENTOS
2.2 CONEXIÓN VIGA-COLUMNA PRE-NORTHRIDGE
Las uniones todo soldado desarrollaron mejor ductilidad
Las uniones ala-soldada alma-empernada desarrollaron menos
ductilidad, sin embargo fueron aun aceptadas
• Eran menos costosas
• A esa época se conocía poco sobre el nivel de ductilidad necesario
para soportar un sismo severo
Se uso la unión ala-soldada alma-empernada ‘de facto’ como el modelo
estándar
27/02/2022 Dr. Ing. LUIS M. MORAN YAÑEZ 56
57. CAP. 2: PORTICOS RESISTENTES A MOMENTOS
2.2 CONEXIÓN VIGA-COLUMNA PRE-NORTHRIDGE
Las uniones ala-soldada alma-empernada mostraron un comportamiento
muy variado
Típico modo de falla: fractura en o cerca al canal de soldadura en las alas
Un gran numero de ensayos de laboratorio de uniones viga-columna no
lograron desarrollar adecuada ductilidad en la viga antes que falle la
conexión
27/02/2022 Dr. Ing. LUIS M. MORAN YAÑEZ 57
58. CAP. 2: PORTICOS RESISTENTES A MOMENTOS
2.2 CONEXIÓN VIGA-COLUMNA PRE-NORTHRIDGE
27/02/2022 Dr. Ing. LUIS M. MORAN YAÑEZ 58
59. CAP. 2: PORTICOS RESISTENTES A MOMENTOS
2.2 CONEXIÓN VIGA-COLUMNA PRE-NORTHRIDGE
27/02/2022 Dr. Ing. LUIS M. MORAN YAÑEZ 59
60. CAP. 2: PORTICOS RESISTENTES A MOMENTOS
2.2 CONEXIÓN VIGA-COLUMNA PRE-NORTHRIDGE
27/02/2022 Dr. Ing. LUIS M. MORAN YAÑEZ 60
61. CAP. 2: PORTICOS RESISTENTES A MOMENTOS
2.2 CONEXIÓN VIGA-COLUMNA PRE-NORTHRIDGE
SUMARIO DE ENSAYOS PRE-NORTHRIDGE:
Las conexiones ala-soldada alma-empernada mostraron gran
variabilidad en su desempeño
Especímenes idénticos, con diferentes soldadores, daban resultados de
ductilidad muy diferentes
Muchas conexiones fallaban en el laboratorio con poca o nula ductilidad
No se lograba entender las razones
27/02/2022 Dr. Ing. LUIS M. MORAN YAÑEZ 61
62. CAP. 2: PORTICOS RESISTENTES A MOMENTOS
2.3 SISMO DE NORTHRIDGE
27/02/2022 Dr. Ing. LUIS M. MORAN YAÑEZ 62
63. CAP. 2: PORTICOS RESISTENTES A MOMENTOS
2.3 SISMO DE NORTHRIDGE
SISMO DE NORTHRIDGE DE 1994
Fecha = Enero 17, 1994
Magnitud = 6.8
Epicentro = Valle de San Fernando (Área de Los Ángeles)
Fallecidos = 58
Estimado de costo de daños = $20,000 millones de dólares
Daños = estructurales y no estructurales
27/02/2022 Dr. Ing. LUIS M. MORAN YAÑEZ 63
64. CAP. 2: PORTICOS RESISTENTES A MOMENTOS
2.3 SISMO DE NORTHRIDGE
ACELERACIONES DEL TERRENO
Sylmar: 0.91g H 0.60g V
Sherman Oaks: 0.46g H 0.18g V
Granada Hills: 0.62g H 0.40g V
Santa Monica: 0.93g H 0.25g V
North Hollywood: 0.33g H 0.15g V
27/02/2022 Dr. Ing. LUIS M. MORAN YAÑEZ 64
65. CAP. 2: PORTICOS RESISTENTES A MOMENTOS
2.3 SISMO DE NORTHRIDGE
Colapso de primer piso de
edificio de apartamentos
con pórticos resistentes de
madera
27/02/2022 Dr. Ing. LUIS M. MORAN YAÑEZ 65
66. CAP. 2: PORTICOS RESISTENTES A MOMENTOS
2.3 SISMO DE NORTHRIDGE
27/02/2022 Dr. Ing. LUIS M. MORAN YAÑEZ 66
67. CAP. 2: PORTICOS RESISTENTES A MOMENTOS
2.3 SISMO DE NORTHRIDGE
27/02/2022 Dr. Ing. LUIS M. MORAN YAÑEZ 67
68. CAP. 2: PORTICOS RESISTENTES A MOMENTOS
2.3 SISMO DE NORTHRIDGE
Las razones de las fallas no se identificaron inicialmente
Las causas no eran fácilmente visibles
Se encontraron posteriormente, por casualidad, durante los trabajos de
reparación de elementos no estructurales, daños en elevadores, etc
Gran números de modernos edificios de acero (100 de 500) sufrieron
severo daño estructural en las conexiones viga-columna
Daño primario: Fractura en y alrededor de canal de soldadura en alas de
viga
Daños no fueron previstos por ingenieros estructuralistas
27/02/2022 Dr. Ing. LUIS M. MORAN YAÑEZ 68
69. CAP. 2: PORTICOS RESISTENTES A MOMENTOS
2.3 SISMO DE NORTHRIDGE
Colapso de primer
piso de edificio de
apartamentos con
pórticos resistentes
de acero
27/02/2022 Dr. Ing. LUIS M. MORAN YAÑEZ 69
70. CAP. 2: PORTICOS RESISTENTES A MOMENTOS
2.3 SISMO DE NORTHRIDGE
27/02/2022 Dr. Ing. LUIS M. MORAN YAÑEZ 70
71. CAP. 2: PORTICOS RESISTENTES A MOMENTOS
2.3 SISMO DE NORTHRIDGE
27/02/2022 Dr. Ing. LUIS M. MORAN YAÑEZ 71
72. CAP. 2: PORTICOS RESISTENTES A MOMENTOS
2.3 SISMO DE NORTHRIDGE
27/02/2022 Dr. Ing. LUIS M. MORAN YAÑEZ 72
73. CAP. 2: PORTICOS RESISTENTES A MOMENTOS
2.3 SISMO DE NORTHRIDGE
27/02/2022 Dr. Ing. LUIS M. MORAN YAÑEZ 73
74. CAP. 2: PORTICOS RESISTENTES A MOMENTOS
2.3 SISMO DE NORTHRIDGE
27/02/2022 Dr. Ing. LUIS M. MORAN YAÑEZ 74
75. CAP. 2: PORTICOS RESISTENTES A MOMENTOS
2.3 SISMO DE NORTHRIDGE
27/02/2022 Dr. Ing. LUIS M. MORAN YAÑEZ 75
76. CAP. 2: PORTICOS RESISTENTES A MOMENTOS
2.3 SISMO DE NORTHRIDGE
27/02/2022 Dr. Ing. LUIS M. MORAN YAÑEZ 76
77. CAP. 2: PORTICOS RESISTENTES A MOMENTOS
2.3 SISMO DE NORTHRIDGE
27/02/2022 Dr. Ing. LUIS M. MORAN YAÑEZ 77
78. CAP. 2: PORTICOS RESISTENTES A MOMENTOS
2.3 SISMO DE NORTHRIDGE
27/02/2022 Dr. Ing. LUIS M. MORAN YAÑEZ 78
79. CAP. 2: PORTICOS RESISTENTES A MOMENTOS
2.3 SISMO DE NORTHRIDGE
27/02/2022 Dr. Ing. LUIS M. MORAN YAÑEZ 79
80. CAP. 2: PORTICOS RESISTENTES A MOMENTOS
2.3 SISMO DE NORTHRIDGE
27/02/2022 Dr. Ing. LUIS M. MORAN YAÑEZ 80
81. CAP. 2: PORTICOS RESISTENTES A MOMENTOS
2.3 SISMO DE NORTHRIDGE
27/02/2022 Dr. Ing. LUIS M. MORAN YAÑEZ 81
82. CAP. 2: PORTICOS RESISTENTES A MOMENTOS
2.3 SISMO DE NORTHRIDGE
27/02/2022 Dr. Ing. LUIS M. MORAN YAÑEZ 82
83. CAP. 2: PORTICOS RESISTENTES A MOMENTOS
2.3 SISMO DE NORTHRIDGE
27/02/2022 Dr. Ing. LUIS M. MORAN YAÑEZ 83
84. CAP. 2: PORTICOS RESISTENTES A MOMENTOS
2.3 SISMO DE NORTHRIDGE
27/02/2022 Dr. Ing. LUIS M. MORAN YAÑEZ 84
85. CAP. 2: PORTICOS RESISTENTES A MOMENTOS
2.3 SISMO DE NORTHRIDGE
27/02/2022 Dr. Ing. LUIS M. MORAN YAÑEZ 85
86. CAP. 2: PORTICOS RESISTENTES A MOMENTOS
2.3 SISMO DE NORTHRIDGE
27/02/2022 Dr. Ing. LUIS M. MORAN YAÑEZ 86
87. CAP. 2: PORTICOS RESISTENTES A MOMENTOS
2.3 SISMO DE NORTHRIDGE
27/02/2022 Dr. Ing. LUIS M. MORAN YAÑEZ 87
88. CAP. 2: PORTICOS RESISTENTES A MOMENTOS
2.3 SISMO DE NORTHRIDGE
DAÑOS OBSERVADOS
Un gran numero de edificios de acero con pórticos resistentes a
momento sufrieron de daños en sus conexiones viga-columna
No colapsaron los edificios resistente a momento que no fueron de
acero
Muchas conexiones fallaron por una fractura frágil con poca o nula
ductilidad
Fracturas frágiles se iniciaron típicamente en los canales de soldadura
de alas de viga
27/02/2022 Dr. Ing. LUIS M. MORAN YAÑEZ 88
89. CAP. 2: PORTICOS RESISTENTES A MOMENTOS
2.3 SISMO DE NORTHRIDGE
OBSERVACION DE DAÑOS
Daño típico encontrado:
• fractura de canal de soldadura
• Fractura “divot” dentro del ala de la columna
• fractura a través de ala y alma de columna
27/02/2022 Dr. Ing. LUIS M. MORAN YAÑEZ 89
90. CAP. 2: PORTICOS RESISTENTES A MOMENTOS
2.3 SISMO DE NORTHRIDGE
RESPUESTA AL DAÑO EN LAS CONEXIONES POR SISMO DE NORTHRIDGE
Inmediata eliminación de la conexión tipo ala-soldada alma-empernada
de los reglamentos y códigos de diseño de edificaciones de los EEUU
Exhaustiva investigación y variedad de ensayos y esfuerzos para
entender las causas de los daños producidos
Desarrollar mejores conexiones viga-columna
Programa SAC auspiciado por FEMA
S = Structural Engineers Association of California
A = Applied Technology Council
C = California Universities for Research in Earthquake Engineering
27/02/2022 Dr. Ing. LUIS M. MORAN YAÑEZ 90
91. CAP. 2: PORTICOS RESISTENTES A MOMENTOS
2.3 SISMO DE NORTHRIDGE
CAUSAS DEL DAÑO EN LAS CONEXIONES POR SISMO DE NORTHRIDGE
Soldadura
Diseño de conexiones
Materiales
27/02/2022 Dr. Ing. LUIS M. MORAN YAÑEZ 91
92. CAP. 2: PORTICOS RESISTENTES A MOMENTOS
2.3 SISMO DE NORTHRIDGE
CAUSAS DEL DAÑO EN LAS CONEXIONES POR SISMO DE NORTHRIDGE
Causas debido a Soldadura
Baja tenacidad a fractura del metal de soldadura
Pobre calidad en las soldaduras
Efecto de las barras de respaldo y las lengüetas de soldadura
Muchas fracturas se iniciaron al comienzo de defectos en la soldadura
del ala inferior, en la vecindad del agujero de accesibilidad
27/02/2022 Dr. Ing. LUIS M. MORAN YAÑEZ 92
93. CAP. 2: PORTICOS RESISTENTES A MOMENTOS
2.3 SISMO DE NORTHRIDGE
CAUSAS DEL DAÑO EN LAS CONEXIONES POR SISMO DE NORTHRIDGE
Causas debido a Soldadura
En la mayoría de las soldaduras pre-Northridge se usó el electrodo
E70T-4, el cual tenía muy baja tenacidad a la fractura
27/02/2022 Dr. Ing. LUIS M. MORAN YAÑEZ 93
94. CAP. 2: PORTICOS RESISTENTES A MOMENTOS
2.3 SISMO DE NORTHRIDGE
27/02/2022 Dr. Ing. LUIS M. MORAN YAÑEZ 94
95. CAP. 2: PORTICOS RESISTENTES A MOMENTOS
2.3 SISMO DE NORTHRIDGE
27/02/2022 Dr. Ing. LUIS M. MORAN YAÑEZ 95
96. CAP. 2: PORTICOS RESISTENTES A MOMENTOS
2.3 SISMO DE NORTHRIDGE
27/02/2022 Dr. Ing. LUIS M. MORAN YAÑEZ 96
97. CAP. 2: PORTICOS RESISTENTES A MOMENTOS
2.3 SISMO DE NORTHRIDGE
CAUSAS DEL DAÑO EN LAS CONEXIONES POR SISMO DE NORTHRIDGE
Causas debido a Soldadura
Barras de soporte:
• crean un efecto de muesca
• Incrementan la dificultad para la inspección
Pestaña de soldadura:
• Zona de Rebaba de soldadura crean numerosas discontinuidades que
son fuente para inicio de la fractura
27/02/2022 Dr. Ing. LUIS M. MORAN YAÑEZ 97
98. CAP. 2: PORTICOS RESISTENTES A MOMENTOS
2.3 SISMO DE NORTHRIDGE
Se aprecia la evidencia de
desgarro laminar
Causas debido a Soldadura
27/02/2022 Dr. Ing. LUIS M. MORAN YAÑEZ 98
99. CAP. 2: PORTICOS RESISTENTES A MOMENTOS
2.3 SISMO DE NORTHRIDGE
Barra de
soporte
Pestaña de
soldadura
soldadura
Causas debido a
Soldadura
27/02/2022 Dr. Ing. LUIS M. MORAN YAÑEZ 99
100. CAP. 2: PORTICOS RESISTENTES A MOMENTOS
2.3 SISMO DE NORTHRIDGE
Causas debido a
Soldadura
27/02/2022 Dr. Ing. LUIS M. MORAN YAÑEZ 100
101. CAP. 2: PORTICOS RESISTENTES A MOMENTOS
2.3 SISMO DE NORTHRIDGE
CAUSAS DEL DAÑO EN LAS CONEXIONES POR SISMO DE NORTHRIDGE
Causas debido a diseño de conexión
Esfuerzos-deformaciones excesivas en la soldadura de ala de viga
Inadecuada participación de la conexión del alma de viga en la
transferencia de momento y cortante
Efecto del agujero de acceso a soldadura
Efecto de flexión en ala de columna
Otros factores (zona panel, presencia de losa de piso compuesta)
27/02/2022 Dr. Ing. LUIS M. MORAN YAÑEZ 101
102. CAP. 2: PORTICOS RESISTENTES A MOMENTOS
2.3 SISMO DE NORTHRIDGE
Causas debido a diseño de conexión
Incremento del esfuerzo en
las alas de viga debido a una
inadecuada transferencia de
momento a través de la
conexión del alma
27/02/2022 Dr. Ing. LUIS M. MORAN YAÑEZ 102
103. CAP. 2: PORTICOS RESISTENTES A MOMENTOS
2.3 SISMO DE NORTHRIDGE
Causas debido a diseño de conexión
27/02/2022 Dr. Ing. LUIS M. MORAN YAÑEZ 103
104. CAP. 2: PORTICOS RESISTENTES A MOMENTOS
2.3 SISMO DE NORTHRIDGE
Causas debido a diseño de conexión
Incremento en esfuerzo
en el ala debido a
cortante en el ala
27/02/2022 Dr. Ing. LUIS M. MORAN YAÑEZ 104
105. CAP. 2: PORTICOS RESISTENTES A MOMENTOS
2.3 SISMO DE NORTHRIDGE
Causas debido a diseño de conexión
27/02/2022 Dr. Ing. LUIS M. MORAN YAÑEZ 105
Concentración de esfuerzos:
• Abertura de acceso para
soldadura
• Ala en cortante
• Inadecuada participación en
flexión de la conexión del alma
106. CAP. 2: PORTICOS RESISTENTES A MOMENTOS
2.3 SISMO DE NORTHRIDGE
Causas debido a diseño de conexión
27/02/2022 Dr. Ing. LUIS M. MORAN YAÑEZ 106
107. CAP. 2: PORTICOS RESISTENTES A MOMENTOS
2.3 SISMO DE NORTHRIDGE
Causas debido al material (acero estructural)
El esfuerzo de fluencia del acero A36 en vigas es frecuentemente mayor
que el mínimo especificado
27/02/2022 Dr. Ing. LUIS M. MORAN YAÑEZ 107
108. CAP. 2: PORTICOS RESISTENTES A MOMENTOS
2.3 SISMO DE NORTHRIDGE
Causas debido al material
(acero estructural)
27/02/2022 Dr. Ing. LUIS M. MORAN YAÑEZ 108
109. CAP. 2: PORTICOS RESISTENTES A MOMENTOS
2.4 MEJORAS EN LAS CONEXIONES
VIGA-COLUMNA POST-NORTHRIDGE
27/02/2022 Dr. Ing. LUIS M. MORAN YAÑEZ 109
110. CAP. 2: PORTICOS RESISTENTES A MOMENTOS
2.4 MEJORAS EN LAS CONEXIONES VIGA-COLUMNA POST SISMO
Mejoras en la soldadura
Mejora en los materiales
Mejoras en el diseño de la conexión y el detallado
27/02/2022 Dr. Ing. LUIS M. MORAN YAÑEZ 110
111. CAP. 2: PORTICOS RESISTENTES A MOMENTOS
2.4 MEJORAS EN LAS CONEXIONES VIGA-COLUMNA POST SISMO
Mejoras en la soldadura
Requerimiento para la tenacidad mínima de la soldadura
• Se requiere un CVN (Ensayo Charpy) para toda soldadura en SFRS 20 lb-
ft a 0º F
• Se requiere un CVN para soldadura de Demanda Critica de: 00 lb-ft a
-200º F and 40 lb-ft a 700º F
CVN = Ensayo Charpy V- Notch (ANSI/AISC 341-10 Seccion A3.4)
27/02/2022 Dr. Ing. LUIS M. MORAN YAÑEZ 111
112. CAP. 2: PORTICOS RESISTENTES A MOMENTOS
2.4 MEJORAS EN LAS CONEXIONES VIGA-COLUMNA POST SISMO
Mejoras en la soldadura
Mejores practicas para las platinas de apoyo y aleta de soldadura
• Remover la platina de apoyo del ala inferior
• Sellar con soldadura la platina de apoyo del ala superior
• Remover las aletas de soldadura del ala superior e inferior
Mayor énfasis en la calidad y el control de calidad
AISC Seismic Provisions – Chapter J
27/02/2022 Dr. Ing. LUIS M. MORAN YAÑEZ 112
113. CAP. 2: PORTICOS RESISTENTES A MOMENTOS
2.4 MEJORAS EN LAS CONEXIONES VIGA-COLUMNA POST SISMO
Mejoras en la
soldadura
27/02/2022 Dr. Ing. LUIS M. MORAN YAÑEZ 113
114. CAP. 2: PORTICOS RESISTENTES A MOMENTOS
2.4 MEJORAS EN LAS CONEXIONES VIGA-COLUMNA POST SISMO
Mejoras en la
soldadura
27/02/2022 Dr. Ing. LUIS M. MORAN YAÑEZ 114
115. CAP. 2: PORTICOS RESISTENTES A MOMENTOS
2.4 MEJORAS EN LAS CONEXIONES VIGA-COLUMNA POST SISMO
Mejoras en la
soldadura
27/02/2022 Dr. Ing. LUIS M. MORAN YAÑEZ 115
116. CAP. 2: PORTICOS RESISTENTES A MOMENTOS
2.4 MEJORAS EN LAS CONEXIONES VIGA-COLUMNA POST SISMO
Mejoras en la
soldadura
27/02/2022 Dr. Ing. LUIS M. MORAN YAÑEZ 116
117. CAP. 2: PORTICOS RESISTENTES A MOMENTOS
2.4 MEJORAS EN LAS CONEXIONES VIGA-COLUMNA POST SISMO
Mejoras en la soldadura:
Mejoras en agujero del alma para acceso de la soldadura
27/02/2022 Dr. Ing. LUIS M. MORAN YAÑEZ 117
118. CAP. 2: PORTICOS RESISTENTES A MOMENTOS
2.4 MEJORAS EN LAS CONEXIONES VIGA-COLUMNA POST SISMO
Mejoras en la
soldadura
27/02/2022 Dr. Ing. LUIS M. MORAN YAÑEZ 118
119. CAP. 2: PORTICOS RESISTENTES A MOMENTOS
2.4 MEJORAS EN LAS CONEXIONES VIGA-COLUMNA POST SISMO
Mejoras en los Materiales (Acero estructural)
Introducción del “Esfuerzo de fluencia esperado” en los códigos de diseño
Esfuerzo de fluencia esperado = Ry Fy
Fy = mínimo esfuerzo de fluencia especificado
Ry = 1.5 para ASTM A36
= 1.1 para A572 Gr 50 y A992
27/02/2022 Dr. Ing. LUIS M. MORAN YAÑEZ 119
120. CAP. 2: PORTICOS RESISTENTES A MOMENTOS
2.4 MEJORAS EN LAS CONEXIONES VIGA-COLUMNA POST SISMO
Mejoras en los Materiales (Acero estructural)
Introducción del acero ASTM A992 para perfiles de ala ancha
ASTM A992
Mínimo Fy = 50 ksi
Máximo Fy = 65 ksi
Mínimo Fu = 65 ksi
Máximo Fy/Fu = 0.85
27/02/2022 Dr. Ing. LUIS M. MORAN YAÑEZ 120
121. CAP. 2: PORTICOS RESISTENTES A MOMENTOS
2.4 MEJORAS EN LAS CONEXIONES VIGA-COLUMNA POST SISMO
Mejoras en el diseño de la conexión
Mejoras en abertura para acceso de soldadura
Desarrollo de mejoras en el diseño de la conexión
• Conexión reforzada
• Conexiones patentadas
• Conexión con sección de viga reducida (hueso de perro)
• Otras conexiones investigadas por el consorcio SAC
27/02/2022 Dr. Ing. LUIS M. MORAN YAÑEZ 121
122. CAP. 2: PORTICOS RESISTENTES A MOMENTOS
2.4 MEJORAS EN LAS CONEXIONES VIGA-COLUMNA POST SISMO
Mejoras en el diseño de la conexión
Mejoras en agujero del alma
27/02/2022 Dr. Ing. LUIS M. MORAN YAÑEZ 122
123. CAP. 2: PORTICOS RESISTENTES A MOMENTOS
2.4 MEJORAS EN LAS CONEXIONES VIGA-COLUMNA POST SISMO
Mejoras en el diseño de la conexión
Mejoras en agujero del alma
27/02/2022 Dr. Ing. LUIS M. MORAN YAÑEZ 123
124. CAP. 2: PORTICOS RESISTENTES A MOMENTOS
2.4 MEJORAS EN LAS CONEXIONES VIGA-COLUMNA POST SISMO
Mejoras en el diseño
de la conexión
Mejoras en agujero
del alma
27/02/2022 Dr. Ing. LUIS M. MORAN YAÑEZ 124
125. CAP. 2: PORTICOS RESISTENTES A MOMENTOS
2.4 MEJORAS EN LAS CONEXIONES VIGA-COLUMNA POST SISMO
Mejoras en el diseño de la conexión
CONEXIÓN REFORZADA
CONEXIÓN CON PLACA CUBIERTA
• Combinación de alas de viga y placas
de cobertura soldadas a cara de
columna
27/02/2022 Dr. Ing. LUIS M. MORAN YAÑEZ 125
126. CAP. 2: PORTICOS RESISTENTES A MOMENTOS
2.4 MEJORAS EN LAS CONEXIONES VIGA-COLUMNA POST SISMO
Mejoras en el diseño
de la conexión
CONEXIÓN CON
PLACA CUBIERTA
27/02/2022 Dr. Ing. LUIS M. MORAN YAÑEZ 126
127. CAP. 2: PORTICOS RESISTENTES A MOMENTOS
2.4 MEJORAS EN LAS CONEXIONES VIGA-COLUMNA POST SISMO
Mejoras en el diseño de la conexión
CONEXIÓN CON PLACA CUBIERTA
• 2/3 de especímenes desarrollaron 0.03 rad. de rotación
plástica total sin fractura frágil (zona panel fuerte)
• En otros la respuesta que dominó fue la fluencia en zona
panel
• 2 especímenes con almas empernadas fallaron de
manera frágil (rotación plástica < 0.02 rad.)
• Fractura frágil en espécimen con procedimiento de
soldadura no prescrito
• Falla en espécimen con larga placa de cubierta
27/02/2022 Dr. Ing. LUIS M. MORAN YAÑEZ 127
128. CAP. 2: PORTICOS RESISTENTES A MOMENTOS
2.4 MEJORAS EN LAS CONEXIONES VIGA-COLUMNA POST SISMO
Mejoras en el diseño de la conexión
CONEXIÓN REFORZADA
CONEXIÓN ALAS CON CARTELAS
• Hacer la conexión mas fuerte que la
viga
• Forzar la formación de la rotula
plástica lejos de columna
27/02/2022 Dr. Ing. LUIS M. MORAN YAÑEZ 128
129. CAP. 2: PORTICOS RESISTENTES A MOMENTOS
2.4 MEJORAS EN LAS CONEXIONES VIGA-COLUMNA POST SISMO
Mejoras en el diseño de la conexión
CONEXIÓN ALAS CON CARTELAS
27/02/2022 Dr. Ing. LUIS M. MORAN YAÑEZ 129
130. CAP. 2: PORTICOS RESISTENTES A MOMENTOS
2.4 MEJORAS EN LAS CONEXIONES VIGA-COLUMNA POST SISMO
Mejoras en el diseño de la conexión
CONEXIÓN ALAS CON CARTELAS
27/02/2022 Dr. Ing. LUIS M. MORAN YAÑEZ 130
131. CAP. 2: PORTICOS RESISTENTES A MOMENTOS
2.4 MEJORAS EN LAS CONEXIONES VIGA-COLUMNA POST SISMO
Mejoras en el diseño de la conexión
CONEXIÓN ALAS CON CARTELAS
• General buen comportamiento en laboratorio
• Costoso de construir
• No incluida como “precalificada” en FEMA
350
27/02/2022 Dr. Ing. LUIS M. MORAN YAÑEZ 131
132. CAP. 2: PORTICOS RESISTENTES A MOMENTOS
2.4 MEJORAS EN LAS CONEXIONES VIGA-COLUMNA POST SISMO
CONEXIÓN SECCION DE VIGA
REDUCIDA
•También llamada “hueso de
perro”
•Menos costosa
•Mas simple que conexión
reforzada
•Rotula forzada a formarse
dentro de sección reducida
27/02/2022 Dr. Ing. LUIS M. MORAN YAÑEZ 132
133. CAP. 2: PORTICOS RESISTENTES A MOMENTOS
2.4 MEJORAS EN LAS CONEXIONES VIGA-COLUMNA POST SISMO
Mejoras en el diseño
de la conexion
CONEXIÓN SECCION
DE VIGA REDUCIDA
27/02/2022 Dr. Ing. LUIS M. MORAN YAÑEZ 133
134. CAP. 2: PORTICOS RESISTENTES A MOMENTOS
2.4 MEJORAS EN LAS CONEXIONES VIGA-COLUMNA POST SISMO
Mejoras en el diseño de la conexion
CONEXIONES PATENTADAS
27/02/2022 Dr. Ing. LUIS M. MORAN YAÑEZ 134
135. CAP. 2: PORTICOS RESISTENTES A MOMENTOS
2.4 MEJORAS EN LAS CONEXIONES VIGA-COLUMNA POST SISMO
Mejoras en el diseño de la conexion
Conexiones patentadas
CONEXIÓN CON PLACA LATERAL
• Alas de viga no directamente soldadas a
columna
• Fuerzas se transfieren por placas
laterales
27/02/2022 Dr. Ing. LUIS M. MORAN YAÑEZ 135
136. CAP. 2: PORTICOS RESISTENTES A MOMENTOS
2.4 MEJORAS EN LAS CONEXIONES VIGA-COLUMNA POST SISMO
Mejoras en el diseño de la conexion
Conexiones patentadas
CONEXIÓN ALMA RANURADA
• Ranuras reducen concentración de
esfuerzos en alas de vigas y
soldadura
27/02/2022 Dr. Ing. LUIS M. MORAN YAÑEZ 136
137. CAP. 2: PORTICOS RESISTENTES A MOMENTOS
2.4 MEJORAS EN LAS CONEXIONES VIGA-COLUMNA POST SISMO
Mejoras en el diseño de la conexion
CONEXIONES INVESTIGADAS DENTRO DEL
PROGRAMA DE INVESTIGACIÓN SAC-FEMA
Conexiones precalificadas
27/02/2022 Dr. Ing. LUIS M. MORAN YAÑEZ 137
138. CAP. 2: PORTICOS RESISTENTES A MOMENTOS
2.4 MEJORAS EN LAS CONEXIONES VIGA-COLUMNA POST SISMO
Mejoras en el diseño de la conexion
Conexiones precalificadas
Con el objeto de evitar fallas en conexiones viga-columna
Las especificaciones exigen uso de “conexiones precalificadas” en porticos
resistentes a momento
Conexiones que han sido validadas de forma experimental debidamente
documentadas
27/02/2022 Dr. Ing. LUIS M. MORAN YAÑEZ 138
139. CAP. 2: PORTICOS RESISTENTES A MOMENTOS
2.4 MEJORAS EN LAS CONEXIONES VIGA-COLUMNA POST SISMO
Mejoras en el diseño de la conexion
Conexiones precalificadas
El proceso de precalificación se basa en que:
• Existe suficiente información experimental y analítica que asegura que la
conexión tendrá adecuada capacidad de deformación plástica
• Existen modelos racionales para estimar la resistencia asociada al modo
de falla y estimar su capacidad de deformación, a partir de dimensiones
y propiedades mecánicas de los componentes
• Existen datos que estadísticamente ofrecen confiabilidad en las
conexiones
27/02/2022 Dr. Ing. LUIS M. MORAN YAÑEZ 139
140. CAP. 2: PORTICOS RESISTENTES A MOMENTOS
2.4 MEJORAS EN LAS CONEXIONES VIGA-COLUMNA POST SISMO
Mejoras en el diseño de la conexion
Conexiones precalificadas
El ingeniero estructural cuenta ahora con criterios y pautas para diseñar
las conexiones
Para cada tipo de conexión se tiene su campo de aplicación, limitaciones
de uso, dimensiones máximas de vigas y columnas, tipos de soldadura,
características del acero estructural, etc.
27/02/2022 Dr. Ing. LUIS M. MORAN YAÑEZ 140
141. CAP. 2: PORTICOS RESISTENTES A MOMENTOS
2.4 MEJORAS EN LAS CONEXIONES VIGA-COLUMNA POST SISMO
CONEXIONES INVESTIGADAS DENTRO DEL PROGRAMA DE INVESTIGACIÓN
SAC-FEMA
1. Sección de viga reducida (RBS)
27/02/2022 Dr. Ing. LUIS M. MORAN YAÑEZ 141
142. CAP. 2: PORTICOS RESISTENTES A MOMENTOS
2.4 MEJORAS EN LAS CONEXIONES VIGA-COLUMNA POST SISMO
CONEXIONES INVESTIGADAS DENTRO DEL PROGRAMA DE INVESTIGACIÓN
SAC-FEMA
2. Ala sin reforzar soldada – Alma
empernada (WUF-B)
27/02/2022 Dr. Ing. LUIS M. MORAN YAÑEZ 142
143. CAP. 2: PORTICOS RESISTENTES A MOMENTOS
2.4 MEJORAS EN LAS CONEXIONES VIGA-COLUMNA POST SISMO
CONEXIONES INVESTIGADAS
DENTRO DEL PROGRAMA DE
INVESTIGACIÓN SAC-FEMA
3. Ala sin reforzar soldada – Alma
soldada (WUF-W)
27/02/2022 Dr. Ing. LUIS M. MORAN YAÑEZ 143
144. CAP. 2: PORTICOS RESISTENTES A MOMENTOS
2.4 MEJORAS EN LAS CONEXIONES VIGA-COLUMNA POST SISMO
CONEXIONES INVESTIGADAS
DENTRO DEL PROGRAMA DE
INVESTIGACIÓN SAC-FEMA
4. Conexión de ala libre
27/02/2022 Dr. Ing. LUIS M. MORAN YAÑEZ 144
145. CAP. 2: PORTICOS RESISTENTES A MOMENTOS
2.4 MEJORAS EN LAS CONEXIONES VIGA-COLUMNA POST SISMO
CONEXIONES INVESTIGADAS
DENTRO DEL PROGRAMA DE
INVESTIGACIÓN SAC-FEMA
5. Conexión placa de
ala soldada
27/02/2022 Dr. Ing. LUIS M. MORAN YAÑEZ 145
146. CAP. 2: PORTICOS RESISTENTES A MOMENTOS
2.4 MEJORAS EN LAS CONEXIONES VIGA-COLUMNA POST SISMO
CONEXIONES INVESTIGADAS DENTRO DEL PROGRAMA DE INVESTIGACIÓN
SAC-FEMA
6. Placa de extremo sin
rigidizar empernada
27/02/2022 Dr. Ing. LUIS M. MORAN YAÑEZ 146
147. CAP. 2: PORTICOS RESISTENTES A MOMENTOS
2.4 MEJORAS EN LAS CONEXIONES VIGA-COLUMNA POST SISMO
CONEXIONES INVESTIGADAS DENTRO DEL PROGRAMA DE INVESTIGACIÓN
SAC-FEMA
7. Placa de extremo
rigidizada empernada
27/02/2022 Dr. Ing. LUIS M. MORAN YAÑEZ 147
148. CAP. 2: PORTICOS RESISTENTES A MOMENTOS
2.4 MEJORAS EN LAS CONEXIONES VIGA-COLUMNA POST SISMO
CONEXIONES INVESTIGADAS DENTRO DEL PROGRAMA DE INVESTIGACIÓN
SAC-FEMA
8. Placa de ala empernada
27/02/2022 Dr. Ing. LUIS M. MORAN YAÑEZ 148
149. CAP. 2: PORTICOS RESISTENTES A MOMENTOS
2.4 MEJORAS EN LAS CONEXIONES VIGA-COLUMNA POST SISMO
CONEXIONES INVESTIGADAS
DENTRO DEL PROGRAMA DE
INVESTIGACIÓN SAC-FEMA
9. Doble hilada
Es una conexión
semi-rígida
27/02/2022 Dr. Ing. LUIS M. MORAN YAÑEZ 149
150. CAP. 2: PORTICOS RESISTENTES A MOMENTOS
2.4 MEJORAS EN LAS CONEXIONES VIGA-COLUMNA POST SISMO
RESULTADOS DEL PROGRAMA DE INVESTIGACIÓN SAC-FEMA
Criterios de diseño recomendados para Pórticos Resistentes a Momento
27/02/2022 Dr. Ing. LUIS M. MORAN YAÑEZ 150
151. CAP. 2: PORTICOS RESISTENTES A MOMENTOS
2.4 MEJORAS EN LAS CONEXIONES VIGA-COLUMNA POST SISMO
RESULTADOS DEL PROGRAMA DE
INVESTIGACIÓN SAC-FEMA
Nueve “conexiones precalificadas”
detalladas
FEMA 350
27/02/2022 Dr. Ing. LUIS M. MORAN YAÑEZ 151
152. CAP. 2: PORTICOS RESISTENTES A MOMENTOS
2.4 MEJORAS EN LAS CONEXIONES VIGA-COLUMNA POST SISMO
RESULTADOS DEL PROGRAMA DE
INVESTIGACIÓN SAC-FEMA
Posteriormente un nuevo estándar
reemplazó al FEMA 350
ANSI/AISC 358-05
27/02/2022 Dr. Ing. LUIS M. MORAN YAÑEZ 152
153. CAP. 2: PORTICOS RESISTENTES A MOMENTOS
2.4 MEJORAS EN LAS CONEXIONES VIGA-COLUMNA POST SISMO
RESULTADOS DEL PROGRAMA DE INVESTIGACIÓN SAC-FEMA
ANSI/AISC 358-05
27/02/2022 Dr. Ing. LUIS M. MORAN YAÑEZ 153
154. CAP. 2: PORTICOS RESISTENTES A MOMENTOS
2.4 MEJORAS EN LAS CONEXIONES VIGA-COLUMNA POST SISMO
Viga de sección reducida (RBS)
27/02/2022 Dr. Ing. LUIS M. MORAN YAÑEZ 154
155. CAP. 2: PORTICOS RESISTENTES A MOMENTOS
2.4 MEJORAS EN LAS CONEXIONES VIGA-COLUMNA POST SISMO
Placa de extremo extendida sin rigidizar empernada (BUEEP)
Placa de extremo extendida rigidizada empernada (BSEEP)
27/02/2022 Dr. Ing. LUIS M. MORAN YAÑEZ 155
156. CAP. 2: PORTICOS RESISTENTES A MOMENTOS
2.4 MEJORAS EN LAS CONEXIONES VIGA-COLUMNA POST SISMO
Placa de ala empernada (BFP)
27/02/2022 Dr. Ing. LUIS M. MORAN YAÑEZ 156
157. CAP. 2: PORTICOS RESISTENTES A MOMENTOS
2.4 MEJORAS EN LAS CONEXIONES VIGA-COLUMNA POST SISMO
Ala sin reforzar soldada – Alma soldada (WUF-W)
27/02/2022 Dr. Ing. LUIS M. MORAN YAÑEZ 157
158. CAP. 2: PORTICOS RESISTENTES A MOMENTOS
2.4 MEJORAS EN LAS CONEXIONES VIGA-COLUMNA POST SISMO
Cartela empernada Kaiser (KBB)
27/02/2022 Dr. Ing. LUIS M. MORAN YAÑEZ 158
159. CAP. 2: PORTICOS RESISTENTES A MOMENTOS
2.4 MEJORAS EN LAS CONEXIONES VIGA-COLUMNA POST SISMO
Cartela empernada Kaiser (KBB)
27/02/2022 Dr. Ing. LUIS M. MORAN YAÑEZ 159
160. CAP. 2: PORTICOS RESISTENTES A MOMENTOS
2.4 MEJORAS EN LAS CONEXIONES VIGA-COLUMNA POST SISMO
Evaluación experimental de una conexión de pórtico resistente a momento
tipo KBB
27/02/2022 Dr. Ing. LUIS M. MORAN YAÑEZ 160
161. CAP. 2: PORTICOS RESISTENTES A MOMENTOS
2.4 MEJORAS EN LAS CONEXIONES VIGA-COLUMNA POST SISMO
Conexión para momento ConXtech ConXL
27/02/2022 Dr. Ing. LUIS M. MORAN YAÑEZ 161
162. CAP. 2: PORTICOS RESISTENTES A MOMENTOS
2.4 MEJORAS EN LAS CONEXIONES VIGA-COLUMNA POST SISMO
Conexión para momento ConXtech ConXL
27/02/2022 Dr. Ing. LUIS M. MORAN YAÑEZ 162
163. CAP. 2: PORTICOS RESISTENTES A MOMENTOS
2.4 MEJORAS EN LAS CONEXIONES VIGA-COLUMNA POST SISMO
• Sistema de conexión innovador
que permite a las vigas ser
ensambladas a las columnas en
la obra
• Se obtiene un sistema preciso
en dimensiones
http://www.conxtech.com/conx-
videos/introduction-to-
conxtech/
27/02/2022 Dr. Ing. LUIS M. MORAN YAÑEZ 163
164. CAP. 2: PORTICOS RESISTENTES A MOMENTOS
2.4 MEJORAS EN LAS CONEXIONES VIGA-COLUMNA POST SISMO
Conexiones en proceso de precalificación
• Double Tee
• Simpson Strong Frame
• SENSE TSC
• Side Plate
• SOM Pin Fuse Joint
27/02/2022 Dr. Ing. LUIS M. MORAN YAÑEZ 164
165. CAP. 2: PORTICOS RESISTENTES A MOMENTOS
2.4 MEJORAS EN LAS CONEXIONES VIGA-COLUMNA POST SISMO
Double Tee
http://www.aisc.org
/uploadedcontent/2
012NASCCSessions/
N11/
27/02/2022 Dr. Ing. LUIS M. MORAN YAÑEZ 165
166. CAP. 2: PORTICOS RESISTENTES A MOMENTOS
2.4 MEJORAS EN LAS CONEXIONES VIGA-COLUMNA POST SISMO
Simpson Strong Frame (Conector de fluencia)
http://www.aisc.org/uploadedcontent/2012NASCCSessions/N11/
27/02/2022 Dr. Ing. LUIS M. MORAN YAÑEZ 166
167. CAP. 2: PORTICOS RESISTENTES A MOMENTOS
2.4 MEJORAS EN LAS CONEXIONES VIGA-COLUMNA POST SISMO
SENSE TSC
http://www.aisc.or
g/uploadedcontent
/2012NASCCSessio
ns/N11/
27/02/2022 Dr. Ing. LUIS M. MORAN YAÑEZ 167
168. CAP. 2: PORTICOS RESISTENTES A MOMENTOS
2.4 MEJORAS EN LAS CONEXIONES VIGA-COLUMNA POST SISMO
Side Plate
http://www.aisc.org/uploadedcontent/2012NASCCSessions/N11/
27/02/2022 Dr. Ing. LUIS M. MORAN YAÑEZ 168
169. CAP. 2: PORTICOS RESISTENTES A MOMENTOS
2.4 MEJORAS EN LAS CONEXIONES VIGA-COLUMNA POST SISMO
SOM Pin Fuse Joint
27/02/2022 Dr. Ing. LUIS M. MORAN YAÑEZ 169
170. CAP. 2: PORTICOS RESISTENTES A MOMENTOS
2.4 MEJORAS EN LAS CONEXIONES VIGA-COLUMNA POST SISMO
SOM Pin Fuse Joint
27/02/2022 Dr. Ing. LUIS M. MORAN YAÑEZ 170
171. CAP. 2: PORTICOS RESISTENTES A MOMENTOS
2.4 MEJORAS EN LAS CONEXIONES VIGA-COLUMNA POST SISMO
SOM Pin Fuse Joint
http://www.som.com/content.cf
m/pin_fuse_joint
27/02/2022 Dr. Ing. LUIS M. MORAN YAÑEZ 171
172. CAP. 2: PORTICOS RESISTENTES A MOMENTOS
2.5 COMPORTAMIENTO DE LA ZONA
PANEL
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173. CAP. 2: PORTICOS RESISTENTES A MOMENTOS
2.5 COMPORTAMIENTO DE LA ZONA PANEL
Sometido a fuerza cortante importante
Posible fluencia por cortante y grandes deformaciones por corte (rotula de
corte se forma)
Proporciona un mecanismo alternativo de fluencia al pórtico resistente a
momento
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174. CAP. 2: PORTICOS RESISTENTES A MOMENTOS
2.5 COMPORTAMIENTO DE LA ZONA PANEL
Rotulas plásticas por cortante en zona
panel
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175. CAP. 2: PORTICOS RESISTENTES A MOMENTOS
2.5 COMPORTAMIENTO DE LA ZONA PANEL
Varios ensayos se han realizado
Especímenes con zona panel débil
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176. CAP. 2: PORTICOS RESISTENTES A MOMENTOS
2.5 COMPORTAMIENTO DE LA ZONA PANEL
Ensayo con conexión placa
cubierta donde la zona panel
es el elemento primario para
fluencia
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177. CAP. 2: PORTICOS RESISTENTES A MOMENTOS
2.5 COMPORTAMIENTO DE LA ZONA PANEL
Zona panel débil
Pliegues localizados producen
concentración de esfuerzos
Fractura se induce en la vecindad de
canal de soldadura en ala de viga
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178. CAP. 2: PORTICOS RESISTENTES A MOMENTOS
2.5 COMPORTAMIENTO DE LA ZONA PANEL
Vista cercana del
ensayo anterior
Conexión falla para
valor de momento
muy por debajo de
Mp
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179. CAP. 2: PORTICOS RESISTENTES A MOMENTOS
2.5 COMPORTAMIENTO DE LA ZONA PANEL
Pliegues en esquinas de
zona panel
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180. CAP. 2: PORTICOS RESISTENTES A MOMENTOS
2.5 COMPORTAMIENTO DE LA ZONA PANEL
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181. CAP. 2: PORTICOS RESISTENTES A MOMENTOS
2.5 COMPORTAMIENTO DE LA ZONA PANEL
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182. CAP. 2: PORTICOS RESISTENTES A MOMENTOS
2.5 COMPORTAMIENTO DE LA ZONA PANEL
Es posible una alta ductilidad con la fluencia de la zona panel
Deformaciones localizadas (pliegues en las esquinas) de zona panel que
induce fractura en la vecindad del canal de soldadura de ala de viga
Los requisitos de la AISC actualmente permiten limitada fluencia en la
zona panel (J10.6)
Se necesita mayor investigación para definir un nivel aceptable de
fluencia en la zona panel
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