Mathcad - Calculo de Empalme Vigas

Calculo de conexión de momento 1. Datos Geométricos viga Ha  300mm Ba  220mm ta  15mm ea  15mm 4 Ix  16308.14

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Calculo de conexión de momento

1. Datos Geométricos viga Ha  300mm Ba  220mm ta  15mm ea  15mm 4 Ix  16308.14cm Wxa 

Ix

3 3  1.09  10  cm

Ha

2 kgf

Fya  3550

Tensión de fluencia del perfil

2 cm kgf

Fua  5100

2 cm 2 Aalma  ( Ha  2 ea )  ta  40.5 cm 2. Datos de pernos de conexión Perno M20 calidad A325 dp  20mm Ap 

 1    4

Fv  2812

dh  dp 

 π dp2  3.14  10 kgf cm

4

2 m

1 16

in  21.59  mm

Nala  6

Hilo Excluido del plano de corte

2

3 Va  Ap  Fv  8.83  10  kgf 3. Datos de placas de conexión Fypl  3550

kgf cm

Fupl  5100

epi  10mm

2

ep  10mm

kgf cm

Espesor placa inferior Espesor placa superior

2

4. Calculo de capacidad del perfil Pd  1

Porcentaje de diseño para conexiones principales se define 100%

Tala  Pd 0.66 Fya

Wxa ( Ha  ea)

4  8.94  10  kgf

Carga de tracción sobre las alas

4 Valma  Pd  0.4 Fya Aalma  5.75  10  kgf

Carga de corte sobre el alma

5. Diseño de planchas conectadas al ala 5.1. Diseño de pernos Numero mínimo de pernos por carga de diseño N1  0.5

Tala

 5.06

Va Numero mínimo de pernos por aplastamiento en ala de columna 3 kgf Fapla  1.2 Fua  6.12  10  2 cm N2 

Tala ( Fapla  dp ea)

 4.87

Numero total de pernos en el ala Nalamin  max( N1 N2 )  5.06 Estatus1 

"Ok" if Nala  Nalamin "No cumple" otherwise

Estatus1  "Ok" 5.2 Espesor de planchas exteriores Espesor mínimo por criterio de fractura en el área neta Para este caso se tiene que

bps  Ba  0.22 m

Numero de hileras de pernos en el ala St  0

S4  120 mm

Lv  50mm

S1  75mm bpsmin  ( nfa  2 )  St  S4  2  Lvp  220  mm

nfa  2 Lvp  Lv  50 mm

An  min[ ( bps  nfa dh) 0.85 bps]  0.18 m ep1  0.5

Tala ( 0.5 Fupl An )

 9.91 mm

Espesor mínimo por criterio de fluencia en el área bruta ep2  0.5

Tala

0.6 Fypl bps

 9.54 mm

Espesor mínimo por criterio de aplastamiento ep3  0.5

Tala Nala dp Fapla

 6.09 mm

Espesor mínimo de la plancha superior en el ala (epmin) epmin  max ( ep1 ep2 ep3)  9.91 mm

Estatus2 

"Ok" if ep  epmin "No cumple" otherwise

Estatus2  "Ok" 5.3 Espesor planchas interiores Espesor mínimo por criterio de fractura en el área neta xr  8 mm bpi 

 ( Ba  ta)   2

 

 xr  94.5 mm

xr : Filete de soldadura para perfiles soldados

 

Ani  min bpi 

ei1  0.25

nfa

2

 

 

 dh 0.85 bpi  72.91  mm

Tala ( 0.5 Fupl Ani)

 12.02  mm

Espesor mínimo por criterio de fluencia en el área bruta ei2  0.25

Tala ( 0.6 Fypl bpi)

 11.1 mm

Espesor mínimo por criterio de aplastamiento ei3  0.25

Tala

 Nala  dp Fapla    2 

 6.09 mm

Espesor mínimo de la plancha inferior en el ala eimin  max( ei1 ei2 ei3)  12.02  mm

Estatus3 

"Ok" if epi  eimin "No cumple" otherwise

Estatus3  "No cumple" 3.3 Verificación de desgarramiento en ala

Rd2 : Resistencia de bloque de corte

 

 

 Nala  nfa

Rd2  2  0.3 Lv  

 

 

5 Rd2  1.05  10  kgf

Estatus4 

 

 1  ( S1  dh)  0.5 dh  0.5 [ S4  dh  ( nfa  2 )  ( St  dh) ]  ea Fua

"Ok" if

Tala

2

 Rd2

"No cumple" otherwise Estatus4  "Ok"

3.4 Verificación de desgarramiento en plancha interior

 

 

 Nala  nfa

 

Rd3  2  0.3 Lv  

 

 

 nfa  1  ( St  dh)  0.5 dh  epi Fupl    2  

 1  ( S1  dh)  0.5 dh  0.5 Lv  

4 Rd3  5.47  10  kgf Estatus5 

"Ok" if

Tala

4

 Rd3

"No cumple" otherwise Estatus5  "Ok"

6. Diseño de planchas conectadas al Alma 6.1 Diseño de pernos Numero mínimo de pernos por carga de diseño Na1  0.5

Valma Va

 3.25

Numero mínimo de pernos por carga de diseño Na2 

Valma Fapla  dp ta

 3.13

Numero Total de pernos en el alma Nalmamin  max( Na1 Na2)  3.25 6.2 Espesor de plancha en el alma bp  200 mm nfal  1 S2  70mm Lva  40mm S3  0 Lvv  40mm Nalma  4 et  12mm bprequerido 

 Nalma   nfal

Espesor placa cizalle

 

 1  S2  2  Lva  290  mm

Espesor mínimo por criterio de fractura en el área neta

Analma  bp 

Nalma

 dh  113.65 mm

nfal et1  0.5

Valma

0.3 Fupl An

 10.63  mm

Espesor mínimo por criterio de fluencia en el área bruta et2  0.5

Valma

0.4 Fya bp

 10.12  mm

Espesor mínimo por criterio de aplastamiento et3  0.5

Valma Nalma dp Fapla

 5.87 mm

Espesor mínimo de la plancha en el alma etmin  max( et1 et2 et3)  10.63  mm Estatus6 

"Ok" if ( et  etmin) "No cumple" otherwise

Estatus6  "Ok" 6.3 Verificación de desgarramiento en plancha del alma

 

 Nalma  nfal

Rda3  0.5 [ Lvv  ( nfal  1 )  ( S3  dh)  0.5 dh]  0.3  4 Rda3  4.1  10  kgf

Estatus7 

"Ok" if

Valma

2

 Rda3

"No cumple" otherwise

 

 

 1  ( S2  dh)  Lva  0.5 dh  et Fupl

Estatus7  "Ok"