“Las nuevas disposiciones sísmicas para edificios deacero estructural de la AISC”. Por Juan Felipe Beltrán, Ph.D. 1 y Ricardo Herrera M., Ph.D. 2 Resumen El año 200 el !n"tituto #$ericano de la %on"trucci&n en #cero '#!(% por "u no$)re en in*l+", pu)lic& la -lti$a .er"i&n de "u" di"po"icione" "/"$ica". E"ta" di"po"icione" reco*en toda la e0periencia y conoci$iento ad1uirido lue*o de lo" terre$oto" de 2orthrid*e en 1334 y 5o)e en 133, lo" 1ue pu"ieron en tela de 6uicio la 7ilo"o7/a de di"eño 1ue "e aplica)a ha"ta e"e entonce" para producir e"tructura" "i"$orre"i"tente" en acero e"tructural. #de$á", nue.a" tecnolo*/a" y "i"te$a" e"tructurale" 1ue "ur*ieron de"pu+" de la aparici&n de la edici&n pre.ia de e"te docu$ento han "ido incluida". E"te art/culo entre*a una .i"i&n de lo" a"pecto" $á" i$portante" y no.edo"o" de la" nue.a" di"po"icione", cuya aplicaci&n "e ha .uelto nor$a en nu$ero"o" pa/"e" de 8atinoa$+rica. Introducción Ha"ta la ocurrencia del terre$oto de 2orthrid*e, %ali7ornia, en 1334 y po"terior$ente el de 5o)e, Jap&n, en 133, "e pen"a)a 1ue el e"tado del arte en el di"eño "i"$orre"i"tente, pla"$ado en la" di"po"icione" "/"$ica" del !n"tituto #$ericano de la %on"trucci&n en #cero '#!(%, por "u no$)re en in*l+", per$it/a di"eñar e"tructura" 1ue pre"entar/an un co$porta$iento d-ctil ante "olicitacione" "/"$ica" e0tre$a". 8o" daño" o)"er.ado" por e7ecto de e"to" terre$oto" echaron por tierra e"ta creencia y pu"ieron en tela de 6uicio la 7ilo"o7/a de di"eño 1ue "e aplica)a ha"ta e"e entonce" para producir e"tructura" "i"$orre"i"tente" en acero e"tructural. 8a cantidad y tipo de 7alla" o)"er.ada", e"pecial$ente en e"tructura" de $arco" a $o$ento, i$pul"aron el de"arrollo de e0ten"a" in.e"ti*acione" e0peri$entale" y anal/tica" "o)re el co$porta$iento de la" cone0ione" en e"tructura" de acero )a6o car*a" "/"$ica". El principal e"7uer9o de in.e"ti*aci&n en E"tado" :nido" 7ue lle.ado a ca)o a tra.+" de una a"ociaci&n entre la #"ociaci&n de !n*eniero" E"tructurale" de %ali7ornia '(E#;%,, el %on"e6o de <ecnolo*/a #plicada '#<%, y el %on"orcio de :ni.er"idade" para la !n.e"ti*aci&n en !n*enier/a (/"$ica '%:REE,, conocida co$o proyecto (#%. E"te proyecto "e concentr& principal$ente en el e"tudio de $arco" a $o$ento, di.idi+ndo"e en tre" etapa"= el e"tudio de la" práctica" pre>2orthrid*e, el análi"i" de la" 7alla" o)"er.ada" de"pu+" de e"te terre$oto y "u" po"i)le" cau"a", y el de"arrollo y .eri7icaci&n de cone0ione" 1ue tu.ieran un $e6or de"e$peño. <ra" la aparici&n de la" conclu"ione" iniciale" del proyecto (#%, el #!(% edit& la pri$era .er"i&n de la" di"po"icione" "/"$ica" po"t>2orthrid*e '#!(% 133?,, indicando, "in e$)ar*o, en el pre7acio 1ue "e trata)a de una e"peci7icaci&n en de"arrollo. 8a" principale" no.edade" introducida" en e"ta pri$era .er"i&n inclu/an $odi7icacione" "i*ni7icati.a" a la" di"po"icione" para $arco" a $o$ento, re1ui"ito" e"peciale" para cone0ione" "oldada" y apernada", el reconoci$iento de $ayor .ariedad de "i"te$a" e"tructurale", la adici&n de la Parte !! "o)re "i"te$a" co$pue"to" acero@hor$i*&n, y la incorporaci&n de pro.i"ione" para la e.aluaci&n e0peri$ental de cone0ione" de $o$ento. 1 Pro7e"or #"i"tente, Departa$ento de !n*enier/a %i.il, :ni.er"idad de %hile. Blanco Encalada 2002, (antia*o, %hile. E$ail= 6)eltranAin*.uchile.cl 2 Pro7e"or #"i"tente, Departa$ento de !n*enier/a %i.il, :ni.er"idad de %hile. Blanco Encalada 2002, (antia*o, %hile. E$ail= riherrerAin*.uchile.cl El año 200, el #!(% pu)lic& la -lti$a .er"i&n de "u" di"po"icione" "/"$ica" '#!(% 200a,. E"ta" di"po"icione" reco*en toda la e0periencia y conoci$iento ad1uirido lue*o de lo" terre$oto" de 2orthrid*e en 1334 y 5o)e en 133. Mucha" de la" di"po"icione" "on el re"ultado de la" conclu"ione" de lo" e"tudio" del proyecto (#%, contenida" en una "erie de in7or$e" pu)licado" por la #*encia Federal de Mane6o de E$er*encia" 'FEM#,, en particular FEM# B0 'FEM# 2000,. #de$á", nue.a" tecnolo*/a" y "i"te$a" e"tructurale" 1ue "ur*ieron de"pu+" de la aparici&n de la edici&n de 133? de e"te docu$ento han "ido incluida". E"te art/culo entre*a una .i"i&n de lo" a"pecto" $á" i$portante" en la" nue.a" di"po"icione", re7erido" a e"tructura" de acero. Consideraciones generales Alcance 8a" di"po"icione" "/"$ica" 'en adelante la" Disposiciones, co$ple$entan la e"peci7icaci&n #!(% *eneral '#!(% 200), para el ca"o de e"tructura" cuya re"pue"ta ante "i"$o" re1uiera un ni.el de ductilidad "i*ni7icati.o. En todo a1uello 1ue la" Disposiciones no "e pronuncien, de)e utili9ar"e la e"peci7icaci&n *eneral. 8a ductilidad tiene 1ue .er con la capacidad de la e"tructura o ele$ento e"tructural de "oportar de7or$acione" inelá"tica", e" decir daño, "in p+rdida "i*ni7icati.a de capacidad. (i una e"tructura o ele$ento e"tructural e" di"eñado de $odo 1ue ten*a ductilidad, e" po"i)le reducir la" 7uer9a" de di"eño, re"ultando en econo$/a" en t+r$ino" de ta$año de lo" ele$ento" e"tructurale". E"te "upue"to e" ilu"trado en la Fi*ura 1. Figura 1: %oncepto de ductilidad E"ta 7i*ura repre"enta e"1ue$ática$ente el e7ecto de la ductilidad "o)re el corte )a"al de di"eño C ) de una e"tructura. %o$o "e puede .er, para lle*ar a un $i"$o ni.el de de7or$acione" de di"eño ∆ di"eño , la e"tructura "in daño re1uiere re"i"tir 7uer9a" "i*ni7icati.a$ente $ayore" 1ue la e"tructura d-ctil. De)ido a la .aria)ilidad de la" "olicitacione" "/"$ica", e" econ&$ica$ente i$po"i)le con"truir una e"tructura 1ue "e co$porte elá"tica$ente para el "i"$o $á" *rande 1ue "e pueda e"perar en una re*i&n. Por lo tanto, toda" la" e"tructura" en 9ona" "/"$ica" de)en incorporar al*-n *rado de ductilidad, el cual "e repre"enta a tra.+" del 7actor de reducci&n de la re"pue"ta R. %onceptual$ente, el e7ecto de e"te 7actor e" reducir la" "olicitacione" de di"eño, co$o "e .e en la Fi*ura 1. Mientra" $ayor el 7actor R, entonce", $ayor ductilidad e" re1uerida de la e"tructura, e" decir, $ayor capacidad de re"i"tir daño "in colap"ar, y un 7actor R i*ual a 1 "i*ni7ica una e"tructura elá"tica. 8a de7inici&n de e"te 7actor y "u aplicaci&n a la deter$inaci&n de la" "olicitacione" "/"$ica", .ar/a "e*-n la" nor$a" ∆ C ) Elá"tico '"in daño, D-ctil 'daño controlado, ∆ di"eño D µ∆ y C red D C el @R C el ∆ y "/"$ica" de cada pa/". %on"iderando la de7inici&n $á" co$-n en E"tado" :nido", la" Disposiciones re"trin*en "u aplica)ilidad a "i"te$a" e"tructurale" con un R $ayor 1ue B, donde R e"tá de7inido de acuerdo a la" reco$endacione" de la #(%E ? '#(%E 2002,. Para e"tructura" con R $enor o i*ual a B '"i"te$a" no d-ctile", "e per$ite utili9ar la e"peci7icaci&n *eneral '#!(% 200),. E"te l/$ite entre e"tructura" d-ctile" y no d-ctile" .a a "er di7erente para otra" nor$a" y e", por tanto, re"pon"a)ilidad del in*eniero e"tructural el utili9ar un .alor l/$ite de R adecuado a la" nor$a" de "u pa/". Solicitaciones y combinaciones de carga #l i*ual 1ue la e"peci7icaci&n *eneral, la" Disposiciones tienen 1ue .er con la deter$inaci&n de la re"i"tencia no$inal de ele$ento" y "i"te$a" e"tructurale" "o$etido" a cierta" "olicitacione" y no con la de7inici&n de +"ta". E"ta" "olicitacione" de)en "er deter$inada" y co$)inada" utili9ando la" nor$a" aplica)le" en cada pa/". 8o" re1ui"ito" de de7or$acione" $á0i$a" ta$)i+n de)en "er e"ta)lecido" por e"ta" nor$a". Materiales Para poder lo*rar una ductilidad "i*ni7icati.a e" nece"ario partir con un $aterial 1ue ten*a e"ta caracter/"tica. 8a Fi*ura 2 ilu"tra cualitati.a$ente la di7erencia entre acero" de alta re"i"tencia y acero" con.encionale". (e .e 1ue, "i )ien la capacidad del acero de alta re"i"tencia puede "uperar con crece" la del acero con.encional, e"to .a "ie$pre aco$pañado de una reducci&n de "u capacidad de de7or$aci&n inelá"tica. Figura 2: %o$porta$iento de acero" Por e"ta ra9&n, la" Disposiciones re"trin*en la ten"i&n de 7luencia del acero a un $á0i$o de 0 E"i o B4 MPa en a1uello" ele$ento" e"tructurale" 1ue .an a de"arrollar co$porta$iento inelá"tico, e0cepto en el ca"o de colu$na" donde "&lo "e e"pera inela"ticidad en la )a"e. #de$á", e"te l/$ite "e rela6a, para e"tructura" de ductilidad li$itada, a E"i o BF0 MPa. E" po"i)le utili9ar acero" de $á" alta re"i"tencia, "ie$pre 1ue "e de$ue"tre a tra.+" de en"ayo" 1ue po"een ductilidad "u7iciente. 8a <a)la 1 $ue"tra al*uno" de lo" acero" 1ue la" Disposiciones per$iten utili9ar. ε σ #cero de alta re"i"tencia #cero e"tructural con.encional Tabla 1: #cero" per$itido" para u"o "/"$ico #BG #B #00 *rado B y % #01 #23 #?2 *rado" 42, 0 y #FF #31B *rado 0, G0 y G #332 #1011 H(8#( *rado :na de la" no.edade" de la" Disposiciones e" la introducci&n de lo" concepto" de Hten"i&n de 7luencia e"peradaI y Hten"i&n -lti$a e"peradaI. %o$o parte de la" in.e"ti*acione" de"pu+" de 2orthrid*e, "e reali9aron en"ayo" del $aterial utili9ado en cone0ione" y ele$ento" e"tructurale". (orprendente$ente, ele$ento" e"tructurale", en e"pecial .i*a", 1ue "e ha)/an "upue"to 7a)ricado" en acero #BG 'ten"i&n de 7luencia F y D 24F MPa,, pre"enta)an .alore" de F y $uy "uperiore". E"to, 1ue en principio puede parecer )ene7icio"o, cau"& 1ue la" 9ona" de panel 1uedaran con una re"i"tencia in7erior a la nece"aria, *enerando una concentraci&n de la de7or$aci&n inelá"tica en e"ta" 9ona". El tipo de de7or$aci&n de la 9ona de panel cau"a una alta de$anda de de7or$aci&n en la uni&n entre el ala de la .i*a y el ala de la colu$na, co$o "e $ue"tra en la Fi*ura B, lo 1ue propici& la 7or$aci&n de *rieta" en e"a 9ona, 1ue lue*o "e e0pandieron a tra.+" del ala de la colu$na o la .i*a. Figura 3: De7or$aci&n de la 9ona de panel %on el 7in de e.itar e"to, la" Disposiciones re1uieren la utili9aci&n de la" re"i"tencia" e"perada" $encionada" anterior$ente para el di"eño de parte" de la e"tructura 1ue 1ueden di"eñada" por capacidad. E"ta" re"i"tencia" e"perada" "e de7inen co$o − <en"i&n de Fluencia E"perada= F ye D R y J F y − <en"i&n :lti$a E"perada= F ue D R t J F u Donde F y y F u "on lo" .alore" no$inale" de la ten"i&n de 7luencia y ten"i&n -lti$a del acero, re"pecti.a$ente, y R y y R t "on 7actore" de a$pli7icaci&n para lle*ar a lo" .alore" de ten"ione" de 7luencia y -lti$a e"perado". 8a <a)la 2 $ue"tra lo" .alore" de R y y R t reco$endado" para di"tinto" acero" e"tructurale". Tabla 2: Calore" de Ry y Rt para acero" e"tructurale" de u"o co$-n Acero R y R t Per7ile" la$inado"= − #BG − #?2 *rado 0 − #332 1. 1.1 1.1 1.2 1.1 1.1 Placa"= − #BG − #?2 *rado 0 1.B 1.1 1.2 1.2 Elementos estructurales Esbeltez de la sección :no de lo" re1ui"ito" 7unda$entale" "o)re lo" ele$ento" e"tructurale" para "u utili9aci&n en e"tructura" "i"$orre"i"tente" e" 1ue "ean capace" de "oportar de7or$acione" inelá"tica" $á" allá del punto en 1ue alcan9an "u capacidad. 8a Fi*ura 4 ilu"tra el co$porta$iento de una .i*a en 7le0i&n, para di7erente" ra9one" de e")elte9 de "u "ecci&n tran".er"al. Para "eccione" e")elta" 'λ K λ r , la "ecci&n lle*a al e"tado l/$ite de pandeo local ante" de 1ue "e produ9ca 7luencia en el ele$ento, alcan9a "u capacidad y rápida$ente pierde re"i"tencia y ocurre la 7alla. Para "eccione" no co$pacta" 'λ p K λ K λ r ,, el pandeo local ocurre cuando parte del ele$ento ya "e ha pla"ti7icado, y nue.a$ente la .i*a alcan9a "u capacidad y 7alla rápida$ente. Final$ente, para "eccione" co$pacta" 'λ p K λ,, el ele$ento no "u7re pandeo local y $antiene "u capacidad para un ran*o de de7or$aci&n inelá"tica, ante" de lle*ar a la 7alla. Figura 4: E7ecto de la e")elte9 de la "ecci&n "o)re el co$porta$iento de una .i*a %on"iderando lo anterior e" 1ue la" Disposiciones "&lo per$iten la utili9aci&n de "eccione" co$pacta" de .i*a", colu$na" y arrio"tra$iento" para "i"te$a" e"tructurale" 1ue re"i"tan "olicitacione" "/"$ica". θ M λ K λ r M p M r λ p < λ L λ r λ p" < λ L λ p λ L λ p" θ y θ u D Bθ y θ u D Fθ y 8o" re1ui"ito" para cla"i7icar una "ecci&n co$o co$pacta, "in e$)ar*o, .ar/an dependiendo del ni.el de ductilidad del "i"te$a e"tructural utili9ado. Para "i"te$a" e"tructurale" con un ni.el de ductilidad "i*ni7icati.o, "e e"pera 1ue lo" ele$ento" e"tructurale" "u7ran *rande" incur"ione" en el ran*o inelá"tico y 1ue e"to ocurra .aria" .ece" durante un terre$oto. En ele$ento" d-ctile" de acero e"to "i*ni7ica 1ue lue*o de la pri$era incur"i&n en el ran*o elá"tico 1uedan de7or$acione" re$anente" en el ele$ento, la" 1ue "e .an acu$ulando de"pu+" de cada ciclo adicional de de7or$aci&n inelá"tica. E"te e7ecto e" ilu"trado en la Fi*ura . E"ta 7i*ura $ue"tra lo" re"ultado" e0peri$entale" $o$ento>rotaci&n en el e0tre$o de una .i*a de pri$er pi"o de un $arco de acero con colu$na" co$pue"ta" "o$etido a "olicitacione" "/"$ica" "i$ulada" 'Herrera et al. 200F,. Figura 5: #cu$ulaci&n de rotaci&n plá"tica en una .i*a (e puede apreciar 1ue cada ciclo de de7or$aci&n inelá"tica induce una de7or$aci&n in7erior a la de7or$aci&n inelá"tica $á" *rande 1ue tiene 1ue re"i"tir el e0tre$o de la .i*a. El l/$ite de co$pacidad λ p en la e"peci7icaci&n *eneral e"tá de7inido con"iderando una capacidad de de7or$aci&n inelá"tica de B .ece" la de7or$aci&n de 7luencia, co$o "e indica en la Fi*ura 4. E"ta capacidad de de7or$aci&n inelá"tica e" "u7iciente para 1ue lo" ele$ento" e"tructurale" puedan alcan9ar "u capacidad )a6o accione" $onot&nica", pero no para el ca"o de "uce"i.a" incur"ione" en el ran*o inelá"tico, co$o ocurre en un terre$oto. <eniendo en cuenta e"te e7ecto, la" Disposiciones de7inen una nue.a cate*or/a de "eccione" co$pacta", deno$inada" "eccione" H"/"$ica$ente co$pacta"I. Para 1ue una "ecci&n "ea "/"$ica$ente co$pacta la e")elte9 b@t de cada una de "u" parte" de)e "er $enor o i*ual al .alor l/$ite λ p" , el 1ue e" $á" re"tricti.o 1ue λ p . :n ele$ento e"tructural "/"$ica$ente co$pacto "erá capa9 de "oportar de7or$acione" inelá"tica" $ayore" a G & ? .ece" la de7or$aci&n de 7luencia. Para "i"te$a" e"tructurale" de ductilidad li$itada, entonce", "e de)en utili9ar ele$ento" e"tructurale" co$pacto", $ientra" 1ue para "i"te$a" e"tructurale" de ductilidad $oderada a alta "e puede u"ar "&lo ele$ento" "/"$ica$ente co$pacto". Esbeltez del elemento (i o)"er.a$o" el e7ecto de la e")elte9 *lo)al en .i*a" "o$etida" a 7le0i&n, pode$o" di"tin*uir co$porta$iento" "i$ilare" a lo" de)ido" al pandeo local. 8a e")elte9 de una .i*a e"tá deter$inada por la di"tancia entre arrio"tra$iento" laterale" 8 ) co$o lo ilu"tra la Fi*ura G. Para di"tancia" $uy *rande" entre arrio"tra$iento" '8 K 8 r ,, la .i*a "u7re ine"ta)ilidad lateral>tor"ional o .olca$iento ante" de ha)er lle*ado a la 7luencia en al*una "ecci&n, alcan9a "u capacidad y 7alla rápida$ente. Para di"tancia" inter$edia" entre arrio"tra$iento" '8 r K 8 K 8 p ,, el .olca$iento ocurre cuando parte del ele$ento ya ha alcan9ado la 7luencia, pero el co$porta$iento de"pu+" de lle*ar a "u capacidad e" el $i"$o. Para .i*a" adecuada$ente arrio"trada" '8 p K 8,, la .i*a alcan9a "u $o$ento plá"tico y e" capa9 de $antenerlo ha"ta un cierto ni.el de de7or$aci&n inelá"tica. (i$ilar$ente al ca"o de la e")elte9 de la "ecci&n, la" Disposiciones de7inen una di"tancia $á0i$a entre arrio"tra$iento" adicional, 8 p" , la 1ue per$ite a la" .i*a" "oportar de7or$acione" inelá"tica" "i*ni7icati.a". Figura 6: E7ecto de la e")elte9 *lo)al "o)re el co$porta$iento de una .i*a Para .i*a" en "i"te$a" e"tructurale" de )a6a ductilidad, la" Disposiciones per$iten la ocurrencia de .olca$iento y, por tanto, no pone re"triccione" a la di"tancia entre arrio"tra$iento" 1ue "e puede utili9ar. Para .i*a" en "i"te$a" de ductilidad $oderada a alta, en ca$)io, la di"tancia entre arrio"tra$iento" $á0i$a e"tá li$itada, de $odo 1ue el .olca$iento no "ea po"i)le y la" .i*a" ten*an una capacidad de de7or$aci&n inelá"tica acorde con la" de$anda" a la" 1ue e"tarán "o$etida" durante un terre$oto "e.ero. Zonas protegidas E"te e" un nue.o concepto en la" Disposiciones. Durante la docu$entaci&n de la" 7alla" de"pu+" del terre$oto de 2orthrid*e y lo" po"teriore" e"tudio" e0peri$entale" reali9ado", "e o)"er.& 1ue la pre"encia de irre*ularidade" en cierta" 9ona" *enera)a punto" d+)ile" 1ue pod/an producir a*rieta$iento y la 7alla anticipada del ele$ento. 8a" 9ona" donde e"to ocurr/a eran nor$al$ente 9ona" de alta de$anda de de7or$aci&n inelá"tica, co$o la" re*ione" donde "e produc/an articulacione" plá"tica" en la" .i*a" o lo" e0tre$o" de arrio"tra$iento". 8a" irre*ularidade" o)"er.ada" inclu/an= pincha9o" de "oldadura, pie9a" utili9ada" para 7acilitar la erecci&n y en"a$)le de ele$ento" no e"tructurale", conectore" de corte "oldado", y per7oracione" y corte" con antorcha no "ua.i9ado". Dependiendo del "i"te$a e"tructural utili9ado, la" Disposiciones de7inen di7erente" 9ona" prote*ida" en la" 1ue e"tá prohi)ido introducir irre*ularidade" co$o la" no$)rada" $á" arri)a, "al.o 1ue "e haya de$o"trado a tra.+" de en"ayo" cali7icado" θ M 8 ) K 8 r M p M r 8 p L 8 ) L 8 r 8 p" L 8 ) L 8 p 8 ) L 8 p" 1ue la pre"encia de e"ta" irre*ularidade" no a7ectará el de"e$peño del ele$ento e"tructural. Coneiones <o$ando en cuenta 1ue la" cone0ione" "on lo" punto" $á" cr/tico" de una e"tructura, ya 1ue la 7alla de una cone0i&n redunda *eneral$ente en el colap"o de un ele$ento o el "i"te$a e"tructural, la" Disposiciones e0i*en 1ue el e"tado l/$ite 1ue de7ina la capacidad de la cone0i&n "ea un e"tado l/$ite '$odo de 7alla, d-ctil, o )ien 1ue "e a"e*ure 1ue la 7alla ocurrirá en el ele$ento e"tructural y 1ue "erá ta$)i+n d-ctil. Para lo*rar e"to en cone0ione" apernada", la" Disposiciones e0i*en la utili9aci&n de perno" preten"ado" de acuerdo a lo" re1ui"ito" de conectore" en 7ricci&n, y li$itan la utili9aci&n de per7oracione" "o)redi$en"ionada" u o.alada" a ca"o" particulare" o a1uello" ca"o" en 1ue "e pueda de$o"trar a tra.+" de en"ayo" 1ue "u utili9aci&n e" .ia)le y no per6udica la ductilidad del "i"te$a e"tructural. En el ca"o de unione" "oldada", la" "oldadura" de)en cu$plir con re1ui"ito" de re"i"tencia a la 7ractura, lo 1ue de)e a"e*urar"e a tra.+" de la e6ecuci&n de +"ta" "i*uiendo procedi$iento" certi7icado" de calidad y con electrodo" adecuado", o )ien "u de"e$peño de)e corro)orar"e e0peri$ental$ente. 8a" Disposiciones de7inen ade$á" "oldadura" de Hde$anda cr/ticaI, 1ue "on a1uella" "oldadura" cuya 7alla a7ecta directa$ente la ductilidad del "i"te$a e"tructural. Para e"te tipo de "oldadura", lo" re1ui"ito" "on a-n $á" e0i*ente". Por -lti$o, no e"tá per$itido di"eñar unione" de $odo 1ue "oldadura" y perno" re"i"tan en con6unto una $i"$a 7uer9a, por e6e$plo la tracci&n en un arrio"tra$iento. En el ca"o de placa" de continuidad y atie"adore", no "e de)e "oldar +"to" en todo el contorno y "e de)e recortar la" e"1uina" '.er Fi*ura ?,, ya 1ue e"to crea e"tado" tria0iale" de ten"ione" en la" e"1uina" 1ue *eneran *rieta" 1ue lue*o "e propa*an a la "ecci&n co$pleta del ele$ento. Figura 7: Detalle de atie"adore" Sistemas estructurales # continuaci&n "e pre"entan lo" di"tinto" "i"te$a" e"tructurale" cu)ierto" por la" Disposiciones, con lo" re1ui"ito" de di"eño y li$itacione" corre"pondiente" para cada ca"o. Marco Especial !SM"# Objetivo (e e"pera 1ue un $arco tipo (MF de"arrolle una cantidad "i*ni7icati.a de de7or$aci&n inelá"tica al "er "o$etido a 7uer9a" 1ue re"ultan al con"iderar el "i"$o de di"eño. 8a $ayor parte de e"ta de7or$aci&n inelá"tica tiene lu*ar en la .i*a a tra.+" de la 7or$aci&n de r&tula". #tie"ador %orte en la e"1uina Conexión viga-columna 8a" cone0ione" .i*a">colu$na" utili9ada" en "i"te$a" 1ue re"i"ten car*a" "/"$ica" de)en "ati"7acer tre" re1ueri$iento"= 1. 8a cone0i&n de)e "e capa9 de de"arrollar una rotaci&n de)ido al de"pla9a$iento entre ni.ele" de al $eno" 0.04 radiane". 2. 8a capacidad a la 7le0i&n de la cone0i&n, $edida en la cara de la colu$na, de)e "er de al $eno" 0.FM p de la .i*a conectada para una rotaci&n de)ido al de"pla9a$iento entre pi"o" de 0.04 radiane". 3. 8a capacidad al corte re1uerida por la cone0i&n de)e "er deter$inada a partir de la "i*uiente e0pre"i&n 1ue con"idera el e7ecto del "i"$o E [ ] h p y L M R E @ 1 . 1 2 = donde R y D ra9&n entre la ten"i&n de 7luencia e"perada y la $/ni$a ten"i&n de 7luencia e"peci7icada F y . M p D $o$ento plá"tico no$inal '2>$$, L h D di"tancia entre r&tula" plá"tica" '$$, Soldaduras # $eno" 1ue "ea e"peci7icado por #2(!@#!(% BF, o deter$inado por la precali7icaci&n de la cone0i&n de acuerdo con el ap+ndice P, o deter$inado por un pro*ra$a e0peri$ental de cali7icaci&n de la cone0i&n de acuerdo al ap+ndice (, "oldadura" de ranura de penetraci&n co$pleta de la" ala" de la .i*a, placa" de corte y al$a de .i*a" a colu$na" de)en de$andar "oldadura" cr/tica". Zonas protegidas. Re*i&n en cada e0tre$o de la .i*a 1ue de"arrolla de7or$acione" inelá"tica" de)e "er catalo*ada co$o 9ona prote*ida. 8a e0ten"i&n de la 9ona prote*ida puede deter$inar"e a tra.+" del u"o de #2(!@#!(% BF, o tra.+" del u"o del ap+ndice P, o $ediante un pro*ra$a e0peri$ental de cali7icaci&n de acuerdo al ap+ndice (. En *eneral, para cone0ione" no re7or9ada", la 9ona prote*ida "e e0tiende de"de la cara de la colu$na ha"ta una di"tancia i*ual a la $itad de la altura de la .i*a $á" allá del punto de 7or$aci&n de la r&tula plá"tica. Zona panel de la conexión viga-columna alma viga paralela a alma columna! 8a capacidad al corte "e deter$ina de la "u$a de lo" $o$ento" en la cara" de la colu$na, con"iderando lo" $o$ento" de"arrollado" en la" rotula" plá"tica". 8a capacidad al corte e" φ . R . 'φ . D 1, 8RFD, donde R . "e deter$ina en )a"e a la "ecci&n J10.G de la especificación general. 8o" e"pe"ore" indi.iduale", t, de la colu$na y la" placa" do)le", "i la" hay, de)en "ati"7acer lo" "i*uiente re1ueri$iento" ( ) 30 @ z z w t + ≥ donde t D e"pe"or del al$a de la colu$na y placa" do)le" '$$, z D pro7undidad de la 9ona panel entre placa" continua" '$$, w z D ancho 9ona panel entre ala" de la colu$na '$$, Razón de momento viga-columna 8a "i*uiente relaci&n de)e "er "ati"7echa en la cone0i&n .i*a>colu$na 0 . 1 M M > ∑ ∑ pb pc M M donde M pc M ∑ D "u$a de la" capacidade" no$inale" en 7le0i&n de la" colu$na" conectada" al nudo con"iderando la reducci&n por la car*a a0ial en la colu$na M pb M ∑ D "u$a de la" capacidade" no$inale" en 7le0i&n de la" .i*a" conectada" al nudo. "rriostramiento lateral en la conexión viga-columna 8a" ala" de la" colu$na", en la cone0i&n .i*a>colu$na, re1uieren arrio"tra$iento lateral "&lo a ni.el del ala "uperior de la .i*a cuando la" al$a" de la colu$na y .i*a "on coplanare", y la colu$na per$anece elá"tica 7uera de la 9ona panel. (i la colu$na no per$anece elá"tica 7uera de la 9ona panel, "e de)en cu$plir la" "i*uiente" di"po"icione" 1. 8a" ala" de la" colu$na" de)en "er lateral$ente arrio"trada" en lo" ni.ele" "uperior e in7erior de la" ala" de la .i*a. 2. %ada arrio"tra$iento lateral de la" ala" de la colu$na de)e di"eñar"e con"iderando una capacidad re1uerida i*ual a un 2N de la capacidad di"poni)le del ala de la .i*a 't bf b f F y '8RFD,. B. :na colu$na en la 1ue la cone0i&n .i*a>colu$na no e"tá arrio"trada lateral$ente, de)e di"eñar"e utili9ando la di"tancia entre arrio"tra$iento" laterale" adyacente" co$o altura de colu$na para el pandeo tran".er"al al $arco y de)e cu$plir la" di"po"icione" del cap/tulo H de la especificación general. "rriostramiento lateral de vigas #$)a" ala" de)en "er arrio"trada" lateral$ente, con un e"pacia$iento $á0i$o de L b D 0.0FGr y E!F y . #de$á", el arrio"tra$iento lateral de)e colocar"e en lo" punto" de aplicaci&n de car*a" concentrada", ca$)io" de "ecci&n tran".er"al, y en otro" lu*are" en 1ue el análi"i" $ue"tre la 7or$aci&n de r&tula" plá"tica" durante la" de7or$acione" inelá"tica" del $arco. 8a capacidad re1uerida del arrio"tra$iento lateral adyacente a una r&tula plá"tica de)e "er " u D 0.0GM u @h o '8RFD, donde h o e" la di"tancia entre lo" centroide" de la" ala" y M u e" la capacidad a 7le0i&n con"iderando la" co$)inacione" de car*a $+todo 8RFD. Empalmes de columnas %uando la "oldadura de ranura e" utili9ada en el e$pal$e, +"ta de)e "er de penetraci&n co$pleta. %uando en el e$pal$e no "e utili9a "oldadura de ranura, +"to" re1uieren una capacidad a la 7le0i&n de al $eno" R y O 0 F y '8RFD, de la colu$na $enor. 8a capacidad al corte re1uerida por lo" e$pal$e" del al$a de la colu$na de)e "er al $eno" ΣM pc @H '8RFD,, donde ΣM pc e" la "u$a de lo" $o$ento" plá"tico" de la" colu$na" no$inale" arri)a y a)a6o del e$pal$e. Marcos Intermedios !IM"# Objetivo (e e"pera 1ue un $arco tipo !MF de"arrolle, en "u" $ie$)ro" y cone0ione", una cantidad li$itada de de7or$aci&n inelá"tica al "er "o$etido a 7uer9a" 1ue re"ultan al con"iderar el "i"$o de di"eño. Conexión viga-columna 8a" cone0ione" .i*a" colu$na" utili9ada" en "i"te$a" 1ue re"i"ten car*a" "/"$ica" de)en "ati"7acer lo" re1ueri$iento" e"ta)lecido" para un $arco tipo (MF, con la" "i*uiente" e0cepcione"= 1. 8a cone0i&n de)e "e capa9 de de"arrollar una rotaci&n de)ido al de"pla9a$iento entre ni.ele" de al $eno" 0.02 radiane". 2. 8a capacidad al corte re1uerida por la cone0i&n de)e "er deter$inada de i*ual $anera 1ue para un $arco del tipo (MF, pero reduciendo lo" .alore" de # u "i el análi"i" a"/ lo per$ite. Soldaduras # $eno" 1ue "ea e"peci7icado por #2(!@#!(% BF, o deter$inado por la precali7icaci&n de la cone0i&n de acuerdo con el ap+ndice P, o deter$inado por un pro*ra$a e0peri$ental de cali7icaci&n de la cone0i&n de acuerdo al ap+ndice (, la" "oldadura" de ranura de penetraci&n co$pleta de la" ala" de la .i*a, placa" de corte y al$a de .i*a" a colu$na" re1uieren "oldadura" cr/tica". :na "oldadura cr/tica de)e e"tar hecha con un $etal de relleno capa9 de proporcionar una re"iliencia de 2? J a >23 P% en )a"e al en"ayo %harpy C>2otch '%C2,. "rriostramiento lateral de vigas #$)a" ala" de)en "er arrio"trada" lateral$ente en 7or$a directa o indirecta. El e"pacia$iento $á0i$o entre arrio"tra$iento" no de)e e0ceder el .alor 0.1?r y E!F y , "iendo r y radio de *iro en torno al e6e y. 8o" arrio"tra$iento" de)en "ati"7acer lo" re1ueri$iento" de la" ecuacione" #>G>? y #>G>F del ap+ndice G de la especificación general. #de$á", el arrio"tra$iento lateral de)e colocar"e en lo" punto" de aplicaci&n de car*a" concentrada", ca$)io" de "ecci&n tran".er"al, y en otro" lu*are" en 1ue el análi"i" $ue"tre la 7or$aci&n de r&tula" plá"tica" durante la" de7or$acione" inelá"tica" del $arco. 8a capacidad re1uerida del arrio"tra$iento lateral adyacente a una r&tula plá"tica de)e "er " u D 0.0GM u @h o '8RFD, donde h o e" la di"tancia entre lo" centroide" de la" ala". 8a ri*ide9 o)tenida de)e "ati"7acer lo" re1ueri$iento" de la ecuaci&n #>G>F del ap+ndice G de la especificación general. Empalmes de columnas %uando la "oldadura de ranura e" utili9ada en el e$pal$e, +"ta de)e "er de penetraci&n co$pleta. Marcos Comunes !$M"# Objetivo (e e"pera 1ue un $arco tipo ;MF de"arrolle, en "u" $ie$)ro" y cone0ione", una cantidad $/ni$a de de7or$aci&n inelá"tica al "er "o$etido a 7uer9a" 1ue re"ultan al con"iderar el "i"$o de di"eño. Conexión viga-columna 8a" cone0ione" .i*a>colu$na de)en "er "oldada" y@o apernada", utili9ando perno" de alta re"i"tencia. (e per$iten 1ue la" cone0ione" de $o$ento "ean total$ente re"trin*ida" 'FR, o parcial$ente re"trin*ida" 'PR,. Re#uerimientos de conexiones de momento totalmente restringidas $R! %one0ione" de $o$ento FR 1ue "on parte de un "i"te$a re"i"tente a car*a" "/"$ica" de)en "er di"eñada" para una capacidad a 7le0i&n i*ual a 1.1R y M p '8RFD, del $enor .alor entre la .i*a o del $á0i$o $o$ento 1ue pueda "er de"arrollado por el "i"te$a. 8a" cone0i&n tipo FR de)e" "ati"7acer lo" "i*uiente" re1ui"ito" 1. (i apoyo" de acero "on utili9ado" en cone0ione" "oldada" de ranura de penetraci&n co$pleta del ala de la .i*a, lo" $i"$o" de)en "er re$o.ido", e0cepto 1ue el apoyo del ala "uperior del ala e"t+ conectado a la colu$na por una "oldadura de 7ilete continua. 2. 8a capacidad re1uerida de una "oldadura do)le de ranura de penetraci&n parcial y "oldadura do)le de 7ilete 1ue re"i"ten 7uer9a" de tracci&n de)e "er i*ual a 1.1R y F y $ g '8RFD,. (oldadura" "i$ple" de ranura de penetraci&n parcial y "i$ple de 7ilete no de)en "er u"ada" en cone0ione" 1ue re"i"ten 7uer9a" de tracci&n. B. Para cone0ione" tipo FR, la capacidad al corte re1uerida, # u '8RFD,, "e de)e deter$inar u"ando la "i*uiente e0pre"i&n para el e7ecto de la car*a del "i"$o E= [ ] h p y L M R E @ 1 . 1 2 = En 7or$a alternati.a, un $enor .alor de # u , puede "er utili9ado "i "e 6u"ti7ica por un análi"i". 8a capacidad al corte re1uerida no nece"ita e0ceder el corte 1ue re"ulta de la aplicaci&n de la" co$)inacione" de car*a" apropiada", de acuerdo a la nor$a de di"eño con"iderando la car*a del "i"$o a$pli7icada. Re#uerimientos de conexiones de momento parcialmente restringidas %R! %one0ione" tipo PR "e per$iten "i "e cu$plen lo" "i*uiente" re1ueri$iento"= 1. 8a cone0i&n de)e "er di"eñada para una capacidad re1uerida por una cone0i&n tipo FR 2. 8a capacidad a 7le0i&n no$inal, M n , no de)e "er $enor 1ue 0. M p del $enor .alor del $o$ento de la .i*a o colu$na conectada. B. 8a ri*ide9 y capacidad de la cone0i&n de $o$ento PR de)e "er con"iderada en el di"eño, incluy+ndole en el análi"i" de la e"ta)ilidad *eneral del $arco. 4. 8o" .alore" de # u '8RFD,, de)en "er deter$inado" por la co$)inaci&n de car*a 1ue controla $á" la inclu"i&n del corte 1ue re"ulta del $á0i$o $o$ento 1ue la cone0i&n e" capa9 de re"i"tir. Soldaduras (oldadura" de ranura de penetraci&n co$pleta de la" ala" de la .i*a, placa" de corte y al$a de .i*a" a colu$na" de)en re1uerir "oldadura" cr/tica" '"ecci&n cone0ione",. %lacas de Continuidad %uando la" cone0ione" de $o$ento tipo PR corre"ponden a "oldadura" de ala" de .i*a" o placa" de cone0i&n .i*a>ala directa$ente a la" ala" de la" colu$na", placa" de continuidad de)er "er pro.i"ta" de acuerdo a la "ecci&n J10 de la especificación general. #dicional$ente, "e re1uiere placa" de continuidad "i yc yb bf f cf F F t b t @ 4 . 0 = o cuando t cf L b f @G Donde "e re1uieran placa" de continuidad, el e"pe"or de +"ta" de)e deter$inar"e co$o "i*ue a, Para cone0ione" "i$ple", el e"pe"or de la placa de)e "er al $eno" un 0 N del e"pe"or del ala de la .i*a ), Para cone0ione" do)le", el e"pe"or de la placa de)e "er, al $eno", i*ual al e"pe"or del ala de la .i*a $á" *rue"a. 8a uni&n "oldada de la" placa" de continuidad a la" ala" de la" colu$na" de)en "er, ya "ea, de tipo ranura de penetraci&n co$pleta, tipo ranura do)le de penetraci&n parcial co$)inada con 7ilete" de re7or9a$iento, o tipo 7ilete do)le. 8a capacidad re1uerida por e"ta" unione" no de)e "er $enor 1ue la capacidad di"poni)le en el área de contacto de la placa con el ala de la colu$na. .8a capacidad re1uerida por la" unione" "oldada" de la" placa" de continuidad al al$a de la colu$na de)e "er al $eno" una de la" "i*uiente"= a, 8a "u$a de la" capacidade" di"poni)le" en la cone0i&n de la placa de continuidad con la" ala" de la colu$na. ), 8a capacidad al corte di"poni)le en el área de contacto de la placa de continuidad y el al$a de la colu$na. c, 8a capacidad di"poni)le de la "oldadura 1ue de"arrolla la capacidad al corte de la 9ona panel de la colu$na. d, 8a 7uer9a tran"$itida por lo" atie"adore". Marco en base a Enre%ados !S&M"# Objetivo (e e"pera 1ue un $arco tipo (<MF 'Fi*ura F, de"arrolle una cantidad "i*ni7icati.a de de7or$aci&n inelá"tica dentro de una re*i&n o "e*$ento e"pecial$ente di"eñada del enre6ado al "er "o$etido a 7uer9a" 1ue re"ultan al con"iderar el "i"$o de di"eño. 8a di"tancia entre colu$na" de un $arco tipo (<MF e"tá li$itada a un .alor $á0i$o de 20 $etro" y a una altura no "uperior a 1.F $etro". 8a" colu$na" y la 9ona del enre6ado 7uera de la 9ona de de7or$aci&n inelá"tica de)en "er di"eñada" para per$anecer en el ran*o elá"tico. Región o segmento especial %ada enre6ado hori9ontal 1ue e" parte del "i"te$a "i"$o>re"i"tente de)e tener una re*i&n o "e*$ento e"pecial locali9ado entre lo" cuarto" de la lon*itud del enre6ado. 8a lon*itud del seg%ento especial de)er "er entre 0.1 a 0. .ece" la lon*itud del .ano del enre6ado. 8a ra9&n lar*o>alto de cual1uier 9ona del seg%ento especial no de)e "er $ayor 1ue 1. ni $enor 1ue 0.G?. El seg%ento especial de)e "er con"iderado co$o una 9ona prote*ida. Capacidad de miembros del segmento especial 8a capacidad al corte di"poni)le del seg%ento especial de)e calcular"e co$o la "u$a de la capacidad al corte di"poni)le de lo" $ie$)ro" de la cuerda en 7le0i&n y de la capacidad al corte corre"pondiente a la capacidad a la tracci&n di"poni)le y 0.B .ece" la capacidad di"poni)le en co$pre"i&n de la" dia*onale" "i "on utili9ado". 8o" $ie$)ro" de la cuerda in7erior y "uperior del enre6ado 1ue e"tán dentro del seg%ento especial, de)er tener la" $i"$a" "eccione" y de)en pro.eer al $enor el 2N de la capacidad al corte .ertical. 8a capacidad a tracci&n de lo" $ie$)ro" de la cuerda, deter$inada de acuerdo al e"tado li$ite de 7luencia en tracci&n, no de)e e0ceder 0.4φ" n '8RFD, con φ =0.9, donde " n D F y # g 8a" cone0ione" de lo" e0tre$o" de lo" $ie$)ro" en dia*onal dentro del seg%ento especial de)en tener una capacidad re1uerida de al $eno" la ten"i&n de 7luencia e"perada en tracci&n del al$a del $ie$)ro, e"to e", R y F y $ g '8RFD,. Fi*ura F. Marco en )a"e a enre6ado" Capacidad de miembros &uera del segmento especial Mie$)ro" y cone0ione" 1ue pertenecen a $arco" del tipo (<MF, 1ue e"t+n 7uera del seg%ento especial, de)en tener una capacidad re1uerida de acuerdo a la" co$)inacione" de car*a e"ta)lecida por la nor$a de di"eño, ree$pla9ando el t+r$ino relacionada al "i"$o E, por car*a" laterale" 1ue de"arrollen la capacidad al corte .ertical del seg%ento especial, # ne '8RFD, en la $itad de "u lon*itud, dado por ( ) ( ) α "in B . 0 0? . 0 ? . B B nc nt y s s s nc y ne " " R L L L E& L M R # + + − + = " nt D capacidad de tracci&n no$inal de un $ie$)ro dia*onal del seg%ento especial '2, " nc D capacidad de co$pre"i&n no$inal de un $ie$)ro dia*onal del seg%ento especial '2, M nc D capacidad de 7le0i&n no$inal del $ie$)ro de la cuerda del seg%ento especial '2$$, L s D lon*itud del seg%ento especial '%%( L D lon*itud del enre6ado' $$, α D án*ulo de lo" $ie$)ro" en dia*onal con re"pecto a la hori9ontal. "rriostramiento lateral 8a" cuerda" "uperior e in7erior de lo" enre6ado" de)en "er arrio"trada" lateral$ente en lo" e0tre$o" del seg%ento especial, en inter.alo" 1ue no "uperen el .alor L p de acuerdo al cap/tulo F de la especificación general. 8a ri*ide9 de lo" arrio"tra$iento" de)e "ati"7acer lo" re1ueri$iento" e"ta)lecido" por la ecuaci&n #>G>4 del ap+ndice G de la especificación general. 8a capacidad re1uerida por cada arrio"tra$iento en lo" e0tre$o" o dentro del seg%ento especial e"tá dada por " u )0.0G R y " nc '8RFD,. #rrio"tra$iento" laterale" 7uera del seg%ento especial de)en tener una capacidad de7inida por " u )0.02 R y " nc '8RFD,. Marcos Especiales Arriostrados Conc'ntricamente !SC("# Objetivo (e e"pera 1ue un $arco tipo (%BF 'Fi*ura 3, de"arrolle una cantidad "i*ni7icati.a de de7or$aci&n inelá"tica al "er "o$etido a 7uer9a" 1ue re"ultan al con"iderar el "i"$o de di"eño. Esbeltez de los miembros 8a e")elte9 de $ie$)ro" utili9ado" co$o arrio"tra$iento" de)e "ati"7acer la relaci&n y F E r *L @ 4 @ = Capacidad re#uerida de los miembros %uando el área e7ecti.a e" $enor 1ue el área neta, la capacidad a tracci&n "e calcula en )a"e al e"tado l/$ite de 7ractura de la "ecci&n neta. (u .alor de)e "er $ayor 1ue el .alor $/ni$o entre R y F y $ g '8RFD, y la $á0i$a car*a 1ue puede tran"$itir el arrio"tra$iendo de acuerdo al análi"i". Capacidad re#uerida las conexiones de los arriostramientos Capacidad a tracción 8a capacidad a tracci&n de la cone0i&n de)e "er el $enor .alor entre la ten"i&n de 7luencia e"perada R y F y $ g '8RFD, y la $á0i$a car*a 1ue puede tran"$itir el arrio"tra$iendo de acuerdo al análi"i". Capacidad a flexión 8a capacidad a 7le0i&n de la cone0i&n de)e "er i*ual a 1.1R y M p '8RFD,. Capacidad a compreión 8a capacidad a co$pre"i&n de la cone0i&n de)e calcular"e en )a"e al e"tado l/$ite de pandeo 1ue de)e "er i*ual a 1.1R y " n '8RFD,, donde " n e" la capacidad no$inal a co$pre"i&n del $ie$)ro. Con&iguraciones especiales de arriostramientos %on7i*uracione" de arrio"tra$iento" del tipo C y del tipo C in.ertido en $arco" tipo (%BF "on per$itida". En ca$)io en e"te tipo de $arco", no e" per$itida la con7i*uraci&n tipo 5 de arrio"tra$iento" 'Fi*ura 10,. Fi*ura 3. Marco arrio"trado conc+ntrica$ente (i"te$a de #rrio"tra$iento Marcos Comunes Arriostrados Conc'ntricamente !$C("# Objetivo (e e"pera 1ue un $arco tipo ;%BF de"arrolle una cantidad li$itada de de7or$aci&n inelá"tica en "u" $ie$)ro" y cone0ione" al "er "o$etido a 7uer9a" 1ue re"ultan al con"iderar el "i"$o de di"eño. Esbeltez de los miembros 8a e")elte9 de $ie$)ro" utili9ado" co$o arrio"tra$iento" en con7i*uracione" tipo C, C in.ertida y 5 de)e "ati"7acer la relaci&n y F E r *L @ 4 @ = (in e$)ar*o, "i el "i"te$a de arrio"tra$iento e" utili9ado "o)re un "i"te$a de ai"laci&n "/"$ica, la con7i*uracione" tipo 5 no e" per$itida. Capacidad re#uerida por las conexiones de los arriostramientos 8a capacidad re1uerida por la" cone0ione" del "i"te$a de arrio"tra$iento "e deter$ina co$o "i*ue 1. Para el e"tado l/$ite de de"li9a$iento del perno, la capacidad de la cone0i&n deter$ina $ediante el u"o de la co$)inaci&n de car*a e"ta)lecida por la nor$a de di"eño, "in incluir la acci&n del "i"$o a$pli7icado. 2. Para otro" e"tado" l/$ite", la capacidad de la cone0i&n "e )a"a en la ten"i&n 7luencia e"perada en tracci&n del arrio"tra$iento, i.e, R y F y $ g '8RFD,. #rrio"tra$iento tipo C #rrio"tra$iento tipo C in.ertida #rrio"tra$iento tipo 5 Fi*ura 10. %on7i*uraci&n de "i"te$a" de arrio"tra$iento" Marcos Arriostrados Ec'ntricamente !E("# Objetivo (e e"pera 1ue un $arco tipo EBF 'Fi*ura 11, de"arrolle una cantidad "i*ni7icati.a de de7or$aci&n inelá"tica en la +iga e acople al "er "o$etido a 7uer9a" 1ue re"ultan al con"iderar el "i"$o de di"eño. 8o" arrio"tra$iento" dia*onale", colu$na" y "e*$ento" de .i*a u)icado" 7uera de la 9ona de la +iga e acople "e di"eñan para per$anecer e"encial$ente en el ran*o elá"tico. 8a" +igas e acople en EBF" "on zonas protegias. 'igas de acople Capacidad al corte El di"eño a capacidad al corte φ C n 1ueda de7inida por el $enor .alor entre 0.GF y $ w y 2M p @e, "iendo e y $ w la lon*itud y área del al$a de la +iga e acople re"pecti.a$ente. El e7ecto de la car*a a0ial no "e con"idera en el cálculo de la capacidad al corte "i " u , 0.1" y '8RFD,. (i el l/$ite anterior no "e cu$ple, la capacidad al corte de la +iga e acople 1ueda deter$inada por el $enor .alor entre ( ) 2 y u p @P P 1 0.3C − y ( ) [ ] ( ) @e @P P 1 1.1FM 1.F y u p − '8RFD,. #dicional$ente, la $á0i$a lon*itud e de la +iga e acople 1ueda deter$inada por el .alor de "u capacidad de corte no$inal C p , $o$ento plá"tico M p y la ra9&n entre el área total de la "ecci&n tra".er"al y el área de al$a. !otación viga de acople 8a rotaci&n de la +iga e acople e" el án*ulo inelá"tico entre la +iga e acople y la .i*a 7uera de +"ta para el de"pla9a$iento inelá"tico relati.o entre ni.ele" producido por el "i"$o de di"eño. E"te án*ulo no de)e e0ceder lo" "i*uiente" .alore" a, 0.0F radiane" para lon*itude" de la +iga e acople $enore" 1ue 1.GC p @ M p . ), 0.02 radiane" para lon*itude" de la +iga e acople $ayore" 1ue 2.GC p @ M p . #iga e acople (i"te$a de #rrio"tra$iento Fi*ura 11. Marco arrio"trado e0c+ntrica$ente c, El .alor deter$inado por una interpolaci&n lineal de lo" l/$ite" de7inido" en a, y ), para lon*itude" de la +iga e acople entre lo" l/$ite" anteriore". "tiesadores de vigas de acople #tie"adore" de altura co$pleta a a$)o" lado" del al$a de la .i*a de acople, de)en "er colocado" en la uni&n de la +iga e acople con el "i"te$a dia*onal de arrio"tra$iento. #dicional$ente, la +iga e acople de)e tener atie"adore" inter$edio" cuyo e"pacia$iento depende de "u lon*itud y caracter/"tica" *eo$+trico" de "u "ecci&n tran".er"al 'alto, ancho, e"pe"or ala, e"pe"or al$a,. "rriostramiento lateral de la viga de acople #rrio"tra$iento lateral de)e "er pro.i"to en el ala "uperior e in7erior en lo" e0tre$o" de la .i*a de acople. 8a capacidad de di"eño de cada arrio"tra$iento lateral 1ueda deter$ina por " b D 0.0GF y R y -!h . , donde h . e" la di"tancia entre lo" centroide" de la" ala". Marcos con Arriostramiento )estringido al *andeo !()("# Objetivo (e e"pera 1ue un $arco tipo BRBF de"arrolle una cantidad "i*ni7icati.a de de7or$aci&n inelá"tica al "er "o$etido a 7uer9a" 1ue re"ultan al con"iderar el "i"$o de di"eño. Elementos de arriostramientos 8o" ele$ento" de arrio"tra$iento" de)en e"tar co$pue"to" de un ele$ento central de acero y un "i"te$a 1ue re"trin*a el pandeo de e"te ele$ento. El ele$ento central de acero de)e "er di"eñado para re"i"tir toda la car*a a0ial del arrio"tra$iento. 8a capacidad a0ial de di"eño del ele$ento central, tanto en tracci&n co$o en co$pre"i&n, e"tá deter$inada por el e"tado l/$ite de 7luencia. El ele$ento central y lo" ele$ento" 1ue lo conectan con .i*a" y colu$na" de)en "er incluido" en la zona protegia. Sistema de restricción de pandeo El "i"te$a 1ue re"trin*e el pandeo de)e li$itar el pandeo local y *lo)al del ele$ento central para de7or$acione" 1ue corre"ponden a do" .ece" el de"pla9a$iento relati.o de di"eño de entre ni.ele". Para cálculo" de e"ta)ilidad, .i*a", colu$na" y placa" *u""et 1ue conectan el ele$ento central de)en "er con"iderada" co$o parte del "i"te$a de re"tricci&n de pandeo. Ensayos El di"eño de lo" arrio"tra$iento" de)e )a"ar"e en re"ultado" de en"ayo" c/clico" de acuerdo a lo" criterio" y procedi$iento" e"ta)lecido" en el ap+ndice <. !nterpolaci&n y e0trapolaci&n de lo" re"ultado" de lo" en"ayo" para ele$ento" de di7erente ta$año, de)e "er 6u"ti7icado por un análi"i" racional 1ue de$ue"tre 1ue la di"tri)uci&n de ten"ione" y la $a*nitud de la" de7or$acione" "ea con"i"tente o $eno" "e.era 1ue la de lo" en"ayo". Re#uerimientos especiales en la con&iguración de arriotramientos 8o" arro"tra$iento" en con7i*uraci&n tipo C o C in.ertida de)en cu$plir lo" "i*uiente" re1ui"ito"= 1. 8a capacidad re1uerida de .i*a" inter"ectada" por arrio"tra$iento", "u" cone0ione", y ele$ento" de "oporte" de)e deter$inar"e en )a"e a la" co$)inacione" de car*a" e"ta)lecida" por el c&di*o de edi7icaci&n aplica)le a"u$iendo 1ue lo" arrio"tra$iento" no pro.een "oporte ante car*a" .i.a" y $uerta" 2. 8a" .i*a" de)en "er continua" entre colu$na". #$)a" ala" de la" .i*a" de)en "er arrio"trada" lateral$ente. 8o" arrio"tra$iento" laterale" de)en "ati"7acer la" condicione" e"ta)lecida" por la" ecuacione" #>G>? y #>G>F del ap+ndice G de la especificación general. #rrio"tra$iento" en con7i*uraci&n 5 no "on per$itido" para $arco" tipo BRBF. Muros de Corte de *lacas de Acero !S*S+# Objetivo (e e"pera 1ue una e"tructura tipo (P(Q 'Fi*ura 12, de"arrolle una cantidad "i*ni7icati.a de de7or$aci&n inelá"tica en la" al$a" al "er "o$etido a 7uer9a" 1ue re"ultan al con"iderar el "i"$o de di"eño. 8o" ele$ento" de )orde hori9ontale" 'HBE, y .erticale" 'CBE, adyacente" al al$a "e di"eñan para per$anecer e"encial$ente en el ran*o elá"tico. "lmas Capacidad al corte El di"eño a capacidad al corte del panel φ C n '8RFD, 1ueda de7inida por 'φ = 0.9) C n D 0.42F y t w L cf "in2α donde t w ) e"pe"or al$a '$$, L cf D di"tancia li)re entre la" al" de CBE '$$, a e" un án*ulo $edida en radiane" de7inido por + + + = ( ) * " * t " ( t c b + c + BG0 1 1 2 1 tan B 4 α donde h D di"tancia entre lo" e6e" de HBE '$$, $ b D área de HBE '$$ 2 , $ c D área de CBE '$$ 2 , & c D $o$ento de inercia de CBE de un e6e perpendicular ala direcci&n del al$a'$$ 4 , L D di"tancia entre lo" e6e" de CBE '$$, !a"ón de apecto del panel 8a ra9&n de a"pecto del panel lar*o>altura, L@h, de)e e"tar li$itada al inter.alo 0.F L L@h L 2.. "rriostramiento lateral de ,-E y '-E 8o" HBE de)en e"tar arrio"trado" lateral$ente en toda" la" inter"eccione" con CBE y a un e"pacia$iento no "uperior a 0.0FGryE!Fy. #$)a" ala" de HBE de)en e"tar arrio"trada" directa o indirecta$ente. 8a ri*ide9 de lo" arrio"tra$iento" laterale" de)en "ati"7acer la" condicione" e"ta)lecida" por la ecuaci&n #>G>F del ap+ndice G de la especificación general. Rigidez de '-E 8o" ele$ento" tipo CBE de)en tener una inercia de un e6e perpendicular al e6e del al$a, & c , no $enor 1ue 0.00B0?t w h / !L Sumario y conclusiones (e han pre"entado lo" a"pecto" $á" rele.ante", de"de el punto de .i"ta de di"eño, de la -lti$a .er"i&n de la" di"po"icione" "/"$ica" de la #!(%. <odo" lo" re1ui"ito" incluido" en e"ta" di"po"icione" apuntan a con"e*uir un co$porta$iento d-ctil de la e"tructura 1ue le per$ita "oportar "i"$o" de *ran "e.eridad "in "u7rir colap"o" parciale" ni *lo)ale". 8a" di"po"icione" reco*en toda la e0periencia ad1uirida co$o con"ecuencia de la" 7alla" de cone0ione" de acero durante el terre$oto de 2orthrid*e, a"/ co$o la aparici&n de nue.o" "i"te$a" e"tructurale" 1ue pre"entan un )uen de"e$peño ante "olicitacione" "/"$ica". # tra.+" de todo el te0to de la" di"po"icione" "/"$ica", "e perci)e un nue.o paradi*$a del di"eño "i"$orre"i"tente de e"tructura" de acero, el cual pone +n7a"i" en la nece"idad Placa" de acero Fi*ura 12. Marco de corte de placa" de acero Ele$ento de )orde hori9ontal 'HBE, Ele$ento de )orde .ertical 'CBE, de contar con dato" Hduro"I, ya "ea e0peri$entale" o deri.ado" de la o)"er.aci&n de con"ecuencia" de terre$oto" reale" en e"ta" e"tructura", para a"e*urar 1ue el di"eño e" adecuado, $á" allá de 1ue la teor/a o el análi"i" indi1ue 1ue e" a"/. Referencias − #!(% '133?,. H(ei"$ic Pro.i"ion" 7or (tructural (teel Buildin*",I #$erican !n"titute o7 (teel %on"truction, %hica*o, !llinoi". − #!(% '200a,. H(ei"$ic Pro.i"ion" 7or (tructural (teel Buildin*",I #$erican !n"titute o7 (teel %on"truction, %hica*o, !llinoi". − #!(% '200),. H#2(!@#!(% BG0>0. (peci7ication 7or (tructural (teel Buildin*",I #$erican !n"titute o7 (teel %on"truction, %hica*o, !llinoi". − #(%E '2002,. H(E!@#(%E ?= Mini$u$ De"i*n 8oad" 7or Buildin*" and ;ther (tructure",I#$erican (ociety o7 %i.il En*ineer", Re"ton, Cir*inia. − FEM# '2000,. 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