T-1Los miembros a tension se utilizan predominantemente en armaduras (2D & 3D), torres, rigidizadores ante solicitaciones debidas al viento,etc. Los siguientes secciones o perfiles estructurales son utilizados como miembros a tensin:Round bar Flat bar Angle Double angle Starred angleCross-section of typical tension members.CIVILUMSSJCF

T-1Los miembros a tension se utilizan predominantemente en armaduras (2D & 3D), torres, rigidizadores ante solicitaciones debidas al viento,etc. Los siguientes secciones o perfiles estructurales son utilizados como miembros a tensin:CIVILUMSSJCF

T-1Los miembros a tension se utilizan predominantemente en armaduras (2D & 3D), torres, rigidizadores ante solicitaciones debidas al viento,etc. Los siguientes secciones o perfiles estructurales son utilizados como miembros a tensin:CIVILUMSSJCF

T-1Los tipos de aceros utilizados son:CIVILUMSSJCF

T-2La resistencia a tensin es controlada con la menor resistencia de los siguientes 2 estados:NetArea (An)GrossArea (Ag)TTFluencia del area bruta (Yielding of the Gross Area) (Ag): Fn = Fy AgRuptura del area neta (Failure (Ultimate strength) on the Net Area) (An): Fn = Fu AeWhere Ae = effective net Area = UAn U = Reduction Coefficient. C) Falla por bloque de Cortante (Block Shear Failure):TCIVILUMSSJCF

T-2CIVILUMSSJCF

T-2La resistencia a tensin es controlada con la menor resistencia de los siguientes 2 estados:1) Fluencia del area bruta (Yielding of the Gross Area) (Ag):2) Ruptura del area neta (Failure (Ultimate strength) on the Net Area) (An):3) Falla por bloque de Cortante (Block Shear Failure):CIVILUMSSJCF

T-3Un agujero es perforado (o punzonado) con 1/16 inch ms que el diametro nominal del sujetador (remache o perno). Al punzonar los agujeros se causa dao a las inmediaciones del agujero, mas o menos 1/32 inch hacia cada lado.Por tanto, para calculos de area neta el area del agujerode diseo es:CIVILUMSSJCF

T-3CIVILUMSSJCF

T-4Cual es el Area Neta An para el miembro a tensin de la siguiente figura?Solucion:TTAg = 4(0.25) = 1.0 sq in.Ancho a reducir por el agujero An = [Wg (Ancho para agujero)] (Espesor placa)Ejemplo (T1):CIVILUMSSJCF

T-4CIVILUMSSJCF

T-4CIVILUMSSJCF

(a) (b)T-5Para un grupo de agujeros alternados en la direccion de esfuerzos de tension, debe determinarse la linea que produce la menorArea Neta.Formas de falla Para la seccionNeta:EFECTO DE AGUJEROS ALTERNADOS SOBRE EL AREA NETA:Del los duagramas:p = Pitch espaciamiento a lo largo de la linea de pernoss = Stagger paso o diatancia entre 2 lineas de pernos (por lo general, se suele colocar s = P/2)g = gage, GRAMIL distancia trasnversal a la carga a lineas de pernos.Para el caso(a): An = (Gross width hole dia.) . tPara el caso (b): An = (Gross width hole dia.+ s2/4g) . tCIVILUMSSJCF

T-5Para un grupo de agujeros alternados en la direccion de esfuerzos de tension, debe determinarse la linea que produce la menorArea Neta.Para el caso(a): An = (Gross width hole dia.) . tPara el caso (b): An = (Gross width hole dia.+ s2/4g) . tCIVILUMSSJCF

T-6Ejemplo: Calcule el area neta mas pequea para la siguiente placa mostrada. Los pernos son de 1 in. de diametroCIVILUMSSJCFSegun la hipotesis de diseo de conexiones simples: cada conector resiste una porcion igual de la carga, por lo que lineas deferentes de falla potencial pueden estar sometidas a cargas diferentes. La linea ijfh est sometida a un 8/11 de la carga aplicada, y linea abcde la carga total.

T-6Determinar la minima area neta de la fig. 3.4.2, asumiendo que pernos de in. de diametro, se ubican como se muestra a continuacion:Ejemplo (T2):CIVILUMSSJCF

T-7Sol. 1)Path AD :2)Path ABD (3 agujeros; 2 alternaciones) :3)Path ABC (3 agujeros; 2 alternaciones) :CIVILUMSSJCF

T-8Angulares:Cuando los agujeros estan alternados en las dos alas de un angular, el gramil (g) fa ser utilizado en la expresion (s2/4g) se obtiene midiendo a lo largo de la linea central la distancia entre centros de los agujeros.CIVILUMSSJCF

T-9CIVILUMSSJCF

T-10Determinar el area neta (An ) para el angular mostrado a Si pernos de son utilizados?Los lados del angular son mostrados planos en la figuraEjemplo9CIVILUMSSJCF

T-11Solucion: 1) linea AC:2) linea ABC:Por Tanto El Area Mas Pequea Es An is 3.68 in2., ese valor gobierna.An = An = CIVILUMSSJCF

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T-12Ae = U Anwhere, U = Factor de reduccin por Retraso de cortante. Cuando todos los elementos de una seccion transversal estan conectados, U = 1.0.CIVILUMSSJCF

T-12CIVILUMSSJCF

T-12CIVILUMSSJCF

Cuando no todos los elementos estan conectados:Conexin con soldadura transversal(Transverse Weld Connection), caso 3:-Ae = UAnU = 1.0An = Solamente el rea conectada An = 6 x 1/2 = 3 in2ii) Conexin con soldadura Longitudinal (Longitudinal Weld Connection), caso 46GussetplateAngle6x4x1/2TT-136GussetplateAngle6x4x1/2T10WeldCIVILUMSSJCF

T-14En las coneciones empernadas, el factor (U) es funcin de la excentricidad ( ) en la conexion.entonces:-Donde:= distancia del centroide de los elementos al plano de la transferenciaL = Longitud de la conexin en la direccin de la carga.CIVILUMSSJCF

T-15CIVILUMSSJCF

(iii)L 3 x 3 x 3/8Ag = 2.11 in2An = 2.11 1 x (3/4 + 1/8) x 3/8 = 2.11 -0.328 = 1.782 in2Ae = UAn = 0.852 x 1.782 = 1.518 in2Valor Alternativo de U = 0.85 (3 bolts / line)w 10 x 33T-18CIVILUMSSJCF

T-19Este es el tercer modo de falla. Esta falla es una combinacion de rotura por cortante y fluencia por tension (o a la inversa). El analisis y ecuaciones se dan en el capitulo J de la especificacion. Este estado debe ser evaluado despues de haber finalizado el diseo (por lo general).GussetPlateEl area sombreada puede irse hacia afueraTacbCIVILUMSSJCF

T-19CIVILUMSSJCF

Filosofia del metodo LRFD :Para miembros a tensin:dondet = Factor de reduccion de resistencia para miembros a tensionTn = Resistencia nominal de miembros a tensionTu = Carga factorizada de tension actuante.La resistencia de diseo tPn es el menor de:a) Fluencia del Area Bruta (Yielding in the gross section):t Tn = t Fy Ag = 0.9 Fy Agb) Ruptura del area Neta Efectiva(Fracture of the net section):t Tn = t Fu Ae = 0.75 Fu AeAsimismo,los miembros y Placas deben verificarse a Bloque de Cortante(block shear failure), y limitanto la relacion de esbeltez 300.T-20CIVILUMSSJCF

Ejemplo:Encuentre la maxima capacidad del miembro a tension consistente en un 2Ls (6 x 4 x ) (que est conectado en todas sus partes) para los siguientes casos: conexion soldada, conexion empernada 1" de diametro de pernos Fy = 60 ksi Fu = 75 ksi.T-21CIVILUMSSJCF

An= Ag(todos los lados conectados) = 9.50 in2 FAB Ft = 0.9 Fy Ag = 0.9 x 60 x 9.50 = 513 k RANE Ft = 0.75 Fu Ae = 0.75 x 75 x 9.5 = 534 k

Capacidad a tensin, t Pn = 513 k (fluencia controla)(a) Soldadura (welded Connection):(b) Empernado (Bolted Connection):Considerando para calculo solo 1 angular:An : Wg = 6 + 4 = 9.5 in.(cont.)T-22CIVILUMSSJCF

= 6.62 in. (Controla zig zag)(ruptura controla)T-23Falla Zig-Zag =9CIVILUMSSJCF

El Diseo es interativo (prueba & error), y no se tendr la ltima solucin hasta que el detalle de la conexion est listo, por lo que recien una vez teniendo este dato se debe verificar la seccion asumida una vez ms.Procedimiento Propuesto:-Encuentre (Ag) requerido para cargas factorizadas. .

Encuentre (Ae) requerido para cargas factorizadas.

Convertit (Ae) a (Ag) asumiendo un detalle de la conexion.

De (ii) & (iii) elegir el ms grande (Ag)

Encuentre el (rmin) requerido para satisfacer

Encuentre una seccin que satisfaga (iv) y (v) .

Detalle la conexion de la seccion elegida.

verificar la seccion asumida una vez ms.T-24CIVILUMSSJCF

Ejemplo:Un miembro a tensin de longitud igual a 5 pies 9 pulgadas debe resistir una carga muerta de 18 kips y una carga viva de servicio de 52 kips. Elegir un miembro adecuado de seccion rectangular. Use acero A36 y asuma la conexion con una linea de pernos de 7/8-inch- de diametro.T-25CIVILUMSSJCF

T-26Pu = 1.2 D + 1.6L = 1.2(18) + 1.6(52) = 104.8 kipsAe = An para ste miembro:Probar con t = 1 in.Ag = 2.409 + 1(1) = 3.409 in.2CIVILUMSSJCF

T-27PorqueAg: 3.409 > 3.235, dicha area requerida es 3.409 in.2, y:Redondeando a multiplos de 1/16 de inch, probar con seccin:1 3 .Esbeltez::Usar placa de 3 1, de acero A36CIVILUMSSJCF

Elegir como miembro a tension, a un angular simple que soporte (40 kips CM) y (20 kips CV), de longitud igual a (15)ft conectado en una sola ala con una sola lnea de pernos de 7/8 de diametro. Usar acero A-36.Solucion:Paso 1) Encuentre (Tu):-Tu = 1.2 DL + 1.6 LLTu = 1.4 DL = 1.2 x 40 + 1.6 x 20 or = 1.4 x 40 = 48 + 32 = 80k = 56k Tu = 80k (Controla)T-28Ejemplo:CIVILUMSSJCF

paso 2) Encuentre Ag & Ae requeridos:Paso 3) Convertir (Ae) a (Ag):De los datos de la conexion: U= 0.80 (Considerando 4 o mas pernos en la linea).Para una lnea de pernos de7/8: Ag = An + (1)t = 2.30 + t = (Ag)2T-29CIVILUMSSJCF

Paso 4) Encuentre rmin. requeridoPaso 5) Eleccin del angular:Criterios de bsqueda: (t), Ag & rmint(Ag)1 (Ag)21/4 2.47 2.553/8 2.47 2.671/2 2.47 2.8elejir t = 3/8 (Ag)2 = 2.67 in2T-30CIVILUMSSJCF

Se elije angular: Ag = 2.67 in2 2.67 in2 OKrmin = 0.727 in > 0.6 OKPaso 6) Disee la conexion empernada: (Captulo 5).

Paso 7) Verifique la seccin, considerando adems bloque de Cortante.T-31CIVILUMSSJCF

T-31CIVILUMSSJCF

T-31CIVILUMSSJCF

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T-31CIVILUMSSJCF

Deben cumplirse las siguientes reglas:T-31CIVILUMSSJCF

Deben cumplirse las siguientes reglas:T-31CIVILUMSSJCF

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T-31CIVILUMSSJCF

ELEGIR UN PAR DE PERFILES MC, como se muestra en la figura para soportar una carga ultima factorizada de 490 kips en tension. Asumir la conexion mostrada. El acero tiene calidad Fy = 50 ksi, Fu = 65 ksi ( es A572, grado 50). La longitud del miembro es igual a 30 ft.3. Asumir El espesor del ala ~ 0.5 in y en el alma. ~ 0.3 in. (experiencia!??)An = (Ag)2 2 x 1.0 x 0.5 2 x 1.0 x 0.3 = (Ag)2 1.60 (Ag)2 = An + 1.60 = 5.03 + 1.60 = 6.63 in.(controla)T-32U = 1.0 (Totalmente conectado)Ejemplo (8):-CIVILUMSSJCF

T-33CIVILUMSSJCF

Para miembros con secciones armadas, las placas de union son Requeridas para hacer que los miembros trabajen como una sola unidad. Entre las placas de union cada miembro se comporta comoUno solo. Por lo tanto, la esbeltez l/r, entre las placas de unionDebe corresponder a un miembro simple.Para un rmin = ry ; ry = 1.0 inT-34(No Gobierna)CIVILUMSSJCF

T-35Entonces se utilizaran placas en extremos y centro.CIVILUMSSJCF