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• Adrian Loja

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CONEXIONES END-PLATE DISEÑO SISMO RESISTENTE

JAVIER MOLINA

ANDREA MONTAÑO ALEX PILLALAZA

2019-2020

En pórticos a momento, el comportamiento dúctil es medido gracias al criterio conocido como “columna fuerte – viga débil”, el cual plantea que las rótulas plásticas se generan en zonas cercanas a los extremos de las vigas y en la base de las columnas, mientras que las columnas se mantienen en rango elástico.

El uso de conexiones a momento en cualquier sistema estructural (SMF, IMF u OMF) depende de la capacidad a flexión que la conexión pueda alcanzar y de su capacidad para soportar rotaciones plásticas de modo que el sistema de pórticos pueda desempeñarse de la forma esperada para la cual fue diseñado.

CONEXIONES RESISTENTES A MOMENTO

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Las conexiones resistentes a momento se usan en edificios de varias plantas sin arriostramiento. 

ATORNILLADAS

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SOLDADAS

CONEXIONES END-PLATE

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VIGA-SOLDADURA-PLACA

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PLACA-PERNOS-COLUMNA

CONEXIÓN PRECALIFICADA PARA PORTICOS SMF E IMF

ESTADOS LÍMITES • Rendimiento de flexión de la sección de la viga • Rendimiento de flexión de las placas finales • Rendimiento de la zona del panel de la columna • Rotura de tensión de los pernos de la placa final • Corte ruptura de los pernos de la placa final • Ruptura de varias juntas soldadas

EXCEPCIONES Cuando se va a construir conexiones end-plate con losas estructurales de hormigón, estas se consideran precalificadas si: * El peralte nominal de la viga no debe ser menor de 24 pulgadas (600 mm) *No existe conectores de corte en una distancia de 1.5 veces el peralte de la viga, medida desde el patín de la columna * La losa estructural de hormigón se mantiene al menos 1 pulg. (25 mm) cerca desde ambos lados de ambos patines de la columna. Se permite colocar material compresible.

LIMITACIONES EN VIGAS Las vigas a usarse deben ser tipo "rolled wide-flange" o tipo "built-up I-shaped", deberán cumplir las condiciones expresadas en la sección 2.3 del código AISC 358-16

LIMITACIONES EN VIGAS En los extremos de vigas soldadas que van a tener conexiones a momento, dentro de al menos una distancia igual al peralte de la viga o tres veces el ancho del patín, lo que sea menor, el alma de la viga y los patines se conectarán utilizando:

Penetración de junta completa (CJP)

Soldadura de ranura

Soldaduras de filete

Tamaño de la soldadura

75% del grosor del alma de la viga, pero no menos de 4 pulg. (6 mm). Para el resto de la viga no debe ser menor que el requerido para lograr la transferencia de corte del alma hacia los patines.

Zona libre

La relación entre el vano y el peralte de la viga se limitará de la siguiente manera: •Para sistemas SMF, 7 o más. •Para los sistemas IMF, 5 o más.

LIMITACIONES EN COLUMNAS

•Las columnas ya sean laminadas o construidas, deberán estar permitidas en la Sección 2.3 (vigas) •La conexión end-plate deberá hacerse en el patín de la columna (lado fuerte) •El peralte de la columna laminada se limitará a W36 in (W920 mm) como máximo. El peralte de las columnas construidas de ala ancha no debe exceder la de las formas laminadas. Las columnas cruciformes con patines no deben tener un ancho o peralte mayor que el permitid para las formas enrolladas. •No hay límite en peso por pie.

PLACAS DE CONTINUIDAD

Las placas de continuidad se unirán a las columnas mediante soldaduras de acuerdo con el AISC Seismic Provisions

Excepción: El uso de placas de continuidad menores o iguales a 3/8 de pulgada (10 mm) solamente se permitirá utilizando soldaduras de filete de doble cara. La resistencia requerida de la soldadura no deberá ser menor a Fy*Ac, donde Ac es el área de contacto entre la placa de continuidad y los patines de la columna que tienen patines de vigas unidas, y Fy es el esfuerzo perteneciente al límite elástico de la placa de continuidad

Rigidizador de la end-plate La longitud mínima del rigidizador Lst deberá ser:

El espesor del rigidizador debe ser mayor o igual que el espesor del alma de la viga.

Ancho de la end-plate El ancho de la end-plate debe ser mayor en más de una pulgada máximo, o igual, que el ancho del patín de la viga conectada.

El borde de la viga que se une a la placa con una soldadura de ranura CJP sin resplado, de tal forma que el inicio de la soldadura este en el borde de la viga. La cara interior del borde de la viga debe tener 8 mm de soldadura de filete.

DETALLE DE SOLDADURA

La red de viga a la junta de la placa final se realizará utilizando soldaduras de filete o CJP o soldaduras ranuradas

Excepción: cuando el refuerzo tiene un grosor de 10 mm o menos, se permite usar soldaduras de filete

DISEÑO DE CONEXION 1. Momento en la cara de la columna, Mf

2. Selección de la Configuración de Pernos

3. Determinación del diámetro requerido del perno (configuración 4ES)

5. Calculo de la Fuerza en los Patines de la Viga

6. Fluencia por corte de la porción de la placa que se extiende

7. Ruptura por corte de la porción de la placa que se extiende

10.

9.

Chequeo a Corte de los Pernos

Chequeo al fallo de rodamiento/desmontaje (bolt-bearing/tear-out) del extremo de la placa y el borde de la columna

4. Determinación del espesor requerido de la placa End Plate

8. Diseño del Rigidizador

Las conexiones End-Plate tiene una gran ventaja en el proceso constructivo de una edificación que es la facilidad de colocación en obra de la placa y los pernos, a comparación de la soldadura que tienen mayor costo y se demora más tiempo en realizarse.

CONCLUSIONES

Este tipo de conexión trabaja a momento en donde la viga se une a la columna mediante una placa soldada a la viga que se acopla a la columna con la colocación de pernos, ya sea su configuración de 4 o 8 pernos, teniendo en cuenta si se rigidiza o no el sistema.

La soldadura tiene ciertas limitaciones en este tipo de conexión ya que deben ser CJP y de filete. Cabe recalcar que la soldadura debe ser realizada de manera correcta con un profesional cualificado en el tema.

BIBLIOGRAFIA 

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