Principios para el Diseño deConexión Precalificada RBS, según AISC-358-10 Por: Gabriel Contreras Alfaro 2015 Introducción • • • Una conexión RBS o de sección de viga reducida, es una conexión de ala y alma soldadas la cual posee una reducción cóncava en las alas de la viga a una distancia Sh. Esta reducción genera un fusible de deformación plástica, que permite proveer una deformación controlada a la hora de resistir un sismo. Esta conexión se encuentra precalificada por la AISC, y se permite su utilización en marcos sismo resistentes del tipo SMF e IMF. Debido a que esta conexión pertenece a un marco especial a momento (SMF, se deben proveer los siguientes elementos: – Diseño de conexión precalificada. Abordada en esta presentación. – Diseño de zona panel, proveyendo refuerzos transversales ( llamadas también Placas de continuidad) y refuerzos longitudinales ( placas de refuerzo de alma o Web doubler plates). Abordada en esta presentación. – Los arriostramientos laterales sobre y debajo de la viga. En marcos con losas colaborantes, se puede obviar arriostramiento lateral superior. Sin embargo se deberá proveer de arriostramientos laterales al inferior de la viga para toda configuración con razón de Momentos menores a 2.0. Este diseño no será explicado en esta ocasión. (e) (f) (d) (g) (a) (c) (a) Viga (b) Reducción viga (c) Placa de montaje (d) Columna (e) Refuerzo transversal (f) Refuerzo alma longitudinal (g) Zona panel (b) Requisitos de precalificación Peso lineal viga máx. 447kg/m Altura del Alma máxima W36(920mm) Relación mínima Luz disp. Altura viga SMF: 7 o mayor Espesor del ala según AISC 341 Calidad del material según AISC 341 Parámetros críticos de la Columna Tipos de perfil según AISC 341 Peso lineal viga máx. no tiene Altura del Alma máxima W36(920mm) Relación ancho espesor AISC 341 M. Alta ductilidad Espesor del ala no tiene Calidad del material según AISC 341 Relación esbeltez para Elementos con Alta ductilidad. • AISC341-10, requiere que los elementos utilizados en marcos SMF, cumplan con lo siguiente: Para Vigas : Relación esbeltez • Para Columnas • • a) b) . 0. las vigas se plastifiquen antes que la columna y así garantizar estabilidad global. donde esta relación de momentos debe determinarse mediante la siguiente ecuación: . Esta hace referencia a AISC 358-10 capítulo 5 ( conexión RBS).Razón de Momentos • • En AISC 341-10 capitulo E3. se especifica que la relación de momentos viga columna debe ser mayor que 1. la cual busca que frente a una gran solicitación sísmica. .Razón de momentos: Donde Para el caso de una conexión RBS: Donde Mpr es el momento máximo probable en la rotula plástica Así Con Y depende del Acero utilizado. Como se vera a continuación.Muv es el momento adicional debido al corte en la rotula plástica medido en el centro de la columna Donde Vrbs es el corte en la rotula plástica y Sh es la distancia desde la cara de la columna al centro de la rotula plástica los cuales están en función de “a” y “b”. . El espesor de la placa deberá ser a lo menos de 10mm. • El alma de la viga deberá ser conectada mediante soldaduras CJP. • Se permitirán orificios en el alma para pernos. • Una placa de corte será permitida para ser usada como respaldo para la soldadura CJP.Requisitos en la unión • Las alas de la viga deberá ser conectada al ala de la columna usando soldadura de penetración completa de ranura (CJP grooving). para propósitos de montaje. extendida entre los extremos de los orificios de acceso y adicionar una soldadura de filete de 8mm. . . A su vez. característicos de la reducción.Procedimiento de diseño de la conexión RBS Paso 1 : Se deben escoger valores para “a”. Los cuales deben estar dentro de estos parámetros: El factor mas influyente para reducir el momento es el valor de “c”. los valores de “a” y “b” influyen en el Momento adicional debido al corte en la razón de momentos. “b” y “c” . se debe comparar si : Tomado de análisis estructural .1 Adicionalmente.4 1.375 1.Paso 2. Paso 3.1 1.2 1.3 1.1 1.5 1. Calcular el modulo de sección plástica en el centro de la sección de viga reducida.1 1. Calcular el momento máximo probable en el centro de la sección reducida Aceros Fy Mpa Fu Mpa Ry Ru A36/A36M A1043/A1043M gr 36 A572/572M gr 50 A250ESP A345ESP 250 250 345 250 345 400 400 450 400 450 1.1 1. Ecuación que nace al hacer equilibrio estático y despejar Vrbs .Paso 4. Calcular la fuerza de corte en el centro de la viga reducida para cada extremo de la viga. El momento en la cara de la columna deberá ser calculado desde un diagrama de cuerpo libre de un segmento desde el centro de la viga reducida hasta la cara de la columna como se muestra en la figura: Esta ecuación desprecia la porción de carga gravitacional en la distancia desde el centro de la rotula plástica a la cara de la columna. calcular el momento máximo probable en la cara de la columna. al considerarlo la ecuación queda como: .Paso 5. Paso 7. Paso 8. se deben ajustar los valores de la sección reducida (a. de la viga y la conexión del alma de la viga a la columna . b y c) y repetir desde el paso 2 al 7. Calcular equivalente al momento plástico de la viga basado en la resistencia fluyente esperada.Paso 6. Vu. comprobar que el momento en la cara de la columna es menor que el momento plástico capaz de la viga Si esta ecuación no se satisface. Determinar el corte requerido. Para vigas laminadas I-shaped: Para vigas armadas u otras: .1 Chequear el diseño a corte de la viga acorde al capítulo G de la AISC 360-10.Paso 8. Paso 9. Para esto se deben proporcionar soldaduras de penetración completa. y suele no verificarse. En general. •La porción del ala debe resistir el momento plástico que llega a la conexión •El alma debe resistir el corte Vu. Diseñar la conexión de la viga a la columna. en una unión de penetración completa. mas filetes de refuerzo de 8mm. . Lo más importante para esta conexión son ensayos de impacto Charpy V-notch. controla la resistencia del metal base. Rn debiera amplificarse por Ry o Ru según corresponda(Ry y Ru factores que muestran la resistencia real según el material) . puede ser mediante la siguiente procedimiento: Para las soldaduras CPJ en alas: Verificar la resistencia del metal base a tracción producto del par de fuerzas de momento Resistencia a la fluencia del Ala de la Viga: Resistencia a la fluencia de la porción de la columna: Resistencia a la fractura del Ala de la Viga: Resistencia a la fractura de la porción de la columna: Debido a que Mf se determino para un estado de deformación plástica.Una verificación de estas soldaduras. La distancia longitudinal debe ser a lo menos 1.5 veces el espesor del alma pero no menor a 38mm.1 usando Fy de la columna. sin embargo se pueden utilizar las recomendaciones de la AWS D1. La altura del orificio debe ser a lo menos del espesor de la placa pero no menor a 19mm El extremo debiera tener un radio no menor a 10mm . no requieren ser especiales. Orificios de acceso: Los orificios a diferencia de los usados en conexiones WUF-W.8.Para verificar la resistencia al corte del metal base en la columna realizar procedimiento igual al paso 8. Rn2. se deben proveer de placas de refuerzo transversal.Diseño de Zona Panel • El diseño de la zona panel. ( Fu – min (Rn1…Rn4) . Rn4) . son placas transversales que se adosan al interior de la columna. Determinando las siguientes resistencias: • • • • Flexión local del ala Rn1 Fluencia local del alma Rn2 Aplastamiento local del alma Rn3 Pandeo por compresión del alma Rn4 Si Fu > min ( Rn1. y estos se deben diseñar para resistir la fuerza desbalanceada. soldadas a las alas y alma de la columna al nivel de las alas de la viga. consiste en reforzar el nudo de la conexión para evitar deformaciones tanto del ala como alma de la columna debido a las fuerzas transmitidas desde la viga. Rn3. • Dichos refuerzos. Refuerzo Transversal • La necesidad de dichas placas deben realizarse mediante el capítulo J10 de AISC 360. si se cumple con los siguientes requisitos. se puede prescindir de refuerzo mínimo.Refuerzo transversal mínimo Los refuerzos mínimos. Sin embargo luego se debe determinar si por resistencia se requieren de dichos refuerzos. . deben proveerse en función del espesor del ala de la columna. Refuerzo longitudinal: El refuerzo longitudinal se provee para suplir la resistencia al corte faltante de la columna.6 de AISC 360-10. . Para este documento será denominada como Rn5. Para dicha resistencia se debe determinar la resistencia al corte de la Zona panel. y que corresponde al punto J10. . . . . Determinación de resistencia al corte en Zona panel . . Determinación de las fuerzas solicitantes en zona panel . . . . . Diseño de Refuerzo transversal .
Report "1.-Principios Para El Diseño de Conexión Precalificada RBS"