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Diseño de edificación con perfiles Conduven

Todo lo relacionado con al analisis de estructuras y elementos finitos.

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eliel1301
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#1

Lun Ene 19, 2015 2:52 pm

Buenas, soy nuevo en el foro y me gustaría que me ayudaran con el diseño de una edificación con perfiles Conduven. En concreto, tengo las siguientes dudas:
1 - Analisis sísmico: Según lo que he leido y los cálculos que he realizado, los perfiles Conduven no cumplen con los requisitos de compacidad sísmica, he visto recomendaciones como usar un factor de reducción de respuesta R=1.00, lo que equivale a un diseño sin ductilidad, quisiera saber si esto es realmente factible. Me encuentro en zona sísmica 4 (Edo. Portuguesa).
2 - Por razones de altura, necesito colocar las correas de entrepiso "empotradas" por asi decirlo en las vigas principales. El problema esta en que siempre he hecho cálculos colocando estas correas sobre las vigas y no encajadas en las mismas. Por lo tanto la viga principal me estaría restringiendo más grados de libertad a las correas. Es valido asumir las correas "semiempotradas" y calcular los momentos con digamos M=(q*L^2)/10? Y si es así, debo transmitirle a las vigas principales momentos torsores derivados de las reacciones de las correas, en su experiencia, qué tan factible sería conectar las correas a corte simple, apernándolas a las vigas principales? Esto teniendo en cuenta que es una estructura pequeña de apenas 4 niveles para personas particulares, ninguna empresa.
3 - Quisiera saber que libro me recomiendan para el cálculo de conexiones en secciones tipo HSS como las Conduven.

Hasta ahora solo me han surgido estas dudas, espero que me las puedan solucionar.

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PROYECTOR
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#2

Lun Ene 19, 2015 3:28 pm

Buenas tardes Eliel1301, trataré de responder a tus preguntas de manera ordenada:

1.- La norma COVENIN 1756:2001 especifica los niveles de diseño requeridos para edificaciones de acero, concreto armado y mixtas dependiendo de la zona sísmica y la importancia de la estructura. En tal sentido, no es válido diseñar una edificación con R=1 para no aplicar los requisitos de diseño sismorresistente. Esto podría ser válido para una estructura industrial diferente a una edificación, por ejemplo un pipe rack o una cinta transportadora.

Cual es el uso que tendrá la edificación?. Si la estructura se puede clasificar como del grupo B2, entonces podrías aplicar un nivel de diseño ND2. Para ND2 basta que los perfiles sean compactos o de moderada ductilidad. si la estructura es del grupo A o del grupo B1, entonces debes aplicar un nivel de diseño ND3, en cuyo caso las secciones deben ser sísmicamente compactas o de alta ductilidad.

Los perfiles CONDUVEN tradicionales a lo sumo llegan a ser compactos (muy pocos). Recientemente UNICON lanzó una nueva gama de perfiles tubulares, que al parecer si cumplen con lo requisitos para secciones de alta ductilidad. Sin embargo, desconozco la disponibilidad en el mercado de estos perfiles, lo mas probables que solo se consigan los perfiles CONDUVEN "tradicionales".

Para las correas si puedes usar perfiles CONDUVEN, sin importar si son compactos o no.

2.- Las correas se pueden conectar a corte sin mayor problema, estas no tienen que ir empotradas. Puedes conseguir detalles de este tipo de conexiones en la guía de diseño 9 del CIDECT o en el manual de UNICON. También podrías consultar el libro de Paker.

3.- La guía de diseño 9 del CIDECT es una buena referencia. Una de las mejores formas de hacer una conexión a momento en columnas tubulares es empleando diafragmas externos. Estos son una especie de anillos que rodean la columna y a los cuales se conectan las alas de la viga.

Recomendaciones:

- Define el nivel de diseño que requiere la estructura con base en la norma, y en función de ello establece los requisitos de ductilidad que deben satisfacer las vigas, columnas y arriostramientos (si los hay).

- Si los perfiles CONDUVEN no cumplen los requisitos de ductilidad para el nivel de diseño requerido, no los uses, emplea otro tipo de secciones.

- Una solución para tu caso es emplear columnas de sección CONDUVEN rellenas de concreto (esto ayuda a mitigar el pandeo local) y vigas de perfiles properca, IPE, W, etc.

- No te recomiendo emplear secciones tubulares para las vigas principales del sistema resistente a sismo a menos que se trate de un nivel de diseño ND1 (el cual no es tu caso).

Saludos,


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eliel1301
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#3

Lun Ene 19, 2015 6:32 pm

Gracias amigo PROYECTOR, te entiendo a la perfección. De verdad preferiría trabajar con perfiles I en los que tengo mayor control sobre las conexiones y sobre el comportamiento dúctil de los elementos, pero por requisitos del cliente debo hacerlo con perfiles Conduven...
La otra duda que me surge es la posibilidad de calcular las correas de piso como una sección compuesta. En realidad no tengo guías de diseño que involucren secciones tubulares + steel decks. Supongo que el cálculo es igual al de secciones compuestas con vigas I, y puedo localizar el eje neutro y las inercias equivalentes con base en las mismas fórmulas.
La verdad es que he hecho cálculos anteriormente sin considerar la resistencia como sección compuesta y me gustaría ahorrarle al cliente lo máximo posible.
Gracias!

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PROYECTOR
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#4

Lun Ene 19, 2015 7:11 pm

eliel1301 escribió:Gracias amigo PROYECTOR, te entiendo a la perfección. De verdad preferiría trabajar con perfiles I en los que tengo mayor control sobre las conexiones y sobre el comportamiento dúctil de los elementos, pero por requisitos del cliente debo hacerlo con perfiles Conduven...
La otra duda que me surge es la posibilidad de calcular las correas de piso como una sección compuesta. En realidad no tengo guías de diseño que involucren secciones tubulares + steel decks. Supongo que el cálculo es igual al de secciones compuestas con vigas I, y puedo localizar el eje neutro y las inercias equivalentes con base en las mismas fórmulas.
La verdad es que he hecho cálculos anteriormente sin considerar la resistencia como sección compuesta y me gustaría ahorrarle al cliente lo máximo posible.
Gracias!
En primer lugar, me parece que el cliente no debe fijar o establecer las bases de diseño estructural del proyecto, o acaso es el quien pondrá su firma en los planos?... debes orientarlo y guiarlo en la dirección correcta. Siempre se puede complacer al cliente en muchas cosas, pero no en todo.

Revisa los nuevos catálogos de unicon (se descargan de la página) y verifica que secciones del catálogo cumplen con los requisitos de pandeo local correspondientes. Con ello podrás saber si es viable o no usar estos perfiles.

El diseño de vigas compuestas con secciones tubulares se hace exactamente igual que con un perfil I, sólo debes tener en cuenta lo siguiente:

1.- Si el perfil tubular no es compacto entonces no puedes aplicar una distribución plástica de tensiones, en ese caso debes calcular la resistencia a la flexión a partir de una distribución elástica de tensiones.

2.- Para conectores de corte tipo Nelson Stud se debe verificar que el diámetro del conector de corte sea menor o igual que 2.5 veces el espesor de la pared del perfil. Para la gran mayoría de los perfiles conduven esto no se cumple, por lo que deberás usar algún otro tipo de conector de corte, por ejemplo un perfil U soldado.

P.D.: Que sistema estructural has decidido usar?, la arquitectura permite la colocación de arriostramientos?

Saludos,

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morfeo
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#5

Lun Ene 19, 2015 8:24 pm

PROYECTOR escribió:Buenas tardes Eliel1301, trataré de responder a tus preguntas de manera ordenada:

1.- La norma COVENIN 1756:2001 especifica los niveles de diseño requeridos para edificaciones de acero, concreto armado y mixtas dependiendo de la zona sísmica y la importancia de la estructura. En tal sentido, no es válido diseñar una edificación con R=1 para no aplicar los requisitos de diseño sismorresistente. Esto podría ser válido para una estructura industrial diferente a una edificación, por ejemplo un pipe rack o una cinta transportadora.

Cual es el uso que tendrá la edificación?. Si la estructura se puede clasificar como del grupo B2, entonces podrías aplicar un nivel de diseño ND2. Para ND2 basta que los perfiles sean compactos o de moderada ductilidad. si la estructura es del grupo A o del grupo B1, entonces debes aplicar un nivel de diseño ND3, en cuyo caso las secciones deben ser sísmicamente compactas o de alta ductilidad.

Los perfiles CONDUVEN tradicionales a lo sumo llegan a ser compactos (muy pocos). Recientemente UNICON lanzó una nueva gama de perfiles tubulares, que al parecer si cumplen con lo requisitos para secciones de alta ductilidad. Sin embargo, desconozco la disponibilidad en el mercado de estos perfiles, lo mas probables que solo se consigan los perfiles CONDUVEN "tradicionales".

Para las correas si puedes usar perfiles CONDUVEN, sin importar si son compactos o no.

2.- Las correas se pueden conectar a corte sin mayor problema, estas no tienen que ir empotradas. Puedes conseguir detalles de este tipo de conexiones en la guía de diseño 9 del CIDECT o en el manual de UNICON. También podrías consultar el libro de Paker.

3.- La guía de diseño 9 del CIDECT es una buena referencia. Una de las mejores formas de hacer una conexión a momento en columnas tubulares es empleando diafragmas externos. Estos son una especie de anillos que rodean la columna y a los cuales se conectan las alas de la viga.

Recomendaciones:

- Define el nivel de diseño que requiere la estructura con base en la norma, y en función de ello establece los requisitos de ductilidad que deben satisfacer las vigas, columnas y arriostramientos (si los hay).

- Si los perfiles CONDUVEN no cumplen los requisitos de ductilidad para el nivel de diseño requerido, no los uses, emplea otro tipo de secciones.

- Una solución para tu caso es emplear columnas de sección CONDUVEN rellenas de concreto (esto ayuda a mitigar el pandeo local) y vigas de perfiles properca, IPE, W, etc.

- No te recomiendo emplear secciones tubulares para las vigas principales del sistema resistente a sismo a menos que se trate de un nivel de diseño ND1 (el cual no es tu caso).

Saludos,
Amigo proyector, sabes donde se pueden conseguir esas guias de diseño que comentas y en general la bibliografia de la que hablas? me interesa mucho tener respaldo documental de ese tipo...gracias


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eliel1301
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#6

Mar Ene 20, 2015 6:44 am

El tipo de estructura que decidi usar es de Pórticos a momento (Tipo I según Covenin 1756:2001), debido a que tenía pensado usar pérfiles Conduven. Los sistemas arriostrados presentan más requisitos de ductilidad según lo que entiendo.
En realidad el uso de los perfiles tubulares se debe a que el cliente puede adquirirlos a un muy buen precio, a diferencia de los perfiles I.
Estoy en el Edo. Portuguesa, donde los perfiles tipo IPE, HEB, HEA y Properca son demasiado costosos, aunque serían mi primera opción a la hora de calcular. Me gustaría saber si en el interior del pais la diferencia de precios entre estos tipos de perfiles no es tan notoria.

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PROYECTOR
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#7

Mar Ene 20, 2015 4:19 pm

Estimado morfeo, en el siguiente link encontrarás la guías de diseño 9 del CIDECT, el libro de J.A. Packer y la guía de diseño 24 del AISC. El manual de Unicon no lo tengo en digital y tengo entendido que ya existe una nueva edición. No se si ese manual se consiga en Colombia, pero en todo caso estas son las principales referencias sobre el tema.

https://www.dropbox.com/sh/17f54pm7qdl5 ... xqoza?dl=0

Por favor avísame si lograste descargar los archivos.

Saludos,

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PROYECTOR
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#8

Mar Ene 20, 2015 4:59 pm

eliel1301 escribió:El tipo de estructura que decidi usar es de Pórticos a momento (Tipo I según Covenin 1756:2001), debido a que tenía pensado usar pérfiles Conduven. Los sistemas arriostrados presentan más requisitos de ductilidad según lo que entiendo.
En realidad el uso de los perfiles tubulares se debe a que el cliente puede adquirirlos a un muy buen precio, a diferencia de los perfiles I.
Estoy en el Edo. Portuguesa, donde los perfiles tipo IPE, HEB, HEA y Properca son demasiado costosos, aunque serían mi primera opción a la hora de calcular. Me gustaría saber si en el interior del pais la diferencia de precios entre estos tipos de perfiles no es tan notoria.
Es todo lo contrario, los sistemas de pórticos a momento son más dúctiles que los sistemas de arriostramientos concéntricos, esto lo puedes ver al comparar los factores "R" permitidos para cada sistema. Por otra parte, los pórticos de momento requieren un detallado más cuidadoso y específico de las conexiones, lo que hace más costosa su fabricación y montaje.

Te pregunto, a que grupo pertenece tu estructura?. Si es del grupo B2, entonces la estructura puede ser Tipo I con ND2 (aproximadamente lo mismo que un pórtico a momento intermedio IMF). En ese caso, gran parte de los perfiles CONDUVEN "tradicionales" satisfacen los requisitos de pandeo local, por lo que a lo mejor podrías resolver la estructura de esa manera. El único inconveniente está en que las conexiones viga-columna no serían precalificadas, requisito que se debe cumplir para IMF.

Si la estructura es del grupo A o B1, entonces tendrías que ir por un ND3 y en ese caso puede que la mejor opción sea utilizar arriostramientos concéntricos (lo mismo que un SCBF). Para este sistema estructural las columnas y arriostramientos deben ser de alta ductilidad, mientras que las vigas pueden ser de moderada ductilidad. La ventaja está en que todas las conexiones viga-columna pueden ser simples o de corte. Deberás prestar especial atención al diseño y detallado de las conexiones de los arriostramientos.

Te adjunto una presentación del congreso de estructuras de acero en Caracas, 2014. Aquí se muestra una solución habitacional a base de perfiles unicon (columnas y arriostramientos) y perfiles properca (vigas y correas). Desde luego, esa solución habitacional está planteada con los nuevos perfiles Unicon que son más compacto, por lo que tal vez debas investigar un poco su disponibilidad en el mercado.

Desconozco que perfiles son más o menos costosos. Lo que si te puedo decir es que una estructura enteramente de perfiles tubulares es más costosa de fabricar que una estructura enteramente de perfiles H debido a que en el primer caso la complejidad de las conexiones es mayor.

Saludos,
No tiene los permisos requeridos para ver los archivos adjuntos a este mensaje.


crsr65
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#9

Mié Oct 26, 2016 10:43 am

PROYECTOR escribió:Estimado morfeo, en el siguiente link encontrarás la guías de diseño 9 del CIDECT, el libro de J.A. Packer y la guía de diseño 24 del AISC. El manual de Unicon no lo tengo en digital y tengo entendido que ya existe una nueva edición. No se si ese manual se consiga en Colombia, pero en todo caso estas son las principales referencias sobre el tema.

https://www.dropbox.com/sh/17f54pm7qdl5 ... xqoza?dl=0

Por favor avísame si lograste descargar los archivos.

Saludos,
Gracia PROYECTOR, trate de descargar los archivos pero es imposible podria volver colocarlo

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