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Columna enrejada Rotulada
Publicado: Lun Feb 12, 2007 12:59 am
por eslater
Amigos:
Estoy metido en un dilema hace rato asique mejor les pregunto...
He diseñado un galpon con columnas y cerchas enrejadas (perfiles C y doble angulos). Luego de aplicar las combinaciones de cargas que contienen cargas de sismo y viento verifiqué las reacciones en los puntos (nodos) de apoyo de las columnas ROTULADAS y encontré, como era de esperar por las cargas laterales, que uno de los perfiles C que forman la columnas está en tracción y el otro en compresión.....hasta aquí todo bien.
En este punto comencé a diseñar la placa base y con ello mis dudas.
Revisando la "1 Steel Design Guide: Base Plate and Anchor Rod Design, Second Edition" (la tengo en digital...si les interesa me avisan y la subo junto a otras mas que tengo) encontré información con respecto al diseño de placas bases para perfiles tubulares (lo asemejo a este tipo de perfil pues la columna posee una plancha en cada lado que une los perfiles C) utilizando una seccion crítica de fluencia de 0.95d pero he dado vueltas y vueltas con las siguientes dudas:
1) Si uno de los perfiles C de las columnas esta en tracción y otro en compresión, ¿se produce un momento con respecto al centro de la separación de ambos?...si es así, ¿ocurre esto mismo para las alas de una seccion I que esté rotulada en la base? por lo que entiendo esto ultimo no esta en los calculos clasicos de placas bases.
2) Si lo anterior es correcto y pensando que mi modelo contempla que cada perfil C de las columnas esta rotulado ¿podria utilizar una configuracion de placa base como la de la figura1 adjunta? si la respuesta es positiva ¿sabe alguien como calcularla?.
3) ¿Creen que al soldar esas planchas a cada lado de la columna se pierde la condicion de rotulado convirtiendose en otro tipo de conexion?
Perdon por el testamento.....así estoy.
Gracias por su paciencia.
Saludos
Publicado: Lun Feb 12, 2007 6:37 am
por yucapareja
Buenas segun ese plano de la conexion para mi es una conexion empotrada, para articularla deberias usar una especie de orejas para evitar en momento en las 2 columnas). Y acerca de como diseñarla creo deberias calcular el esfuerzo sobre la plancha como si esta fuera una viga con con dos apoyos y dos voladizos, y considerarias las reacciones y momentos de las columnas como las reacciones de los apoyos y con eso obtener el esfuerzo sobre la plancha, claro pero de esta forma no considerarias el aporte que te el otro plano (sugun tu plano seria el eje X).
Si alguien conoce alguna forma mas exacta por favor comuniquela.
Saludos
Publicado: Lun Feb 12, 2007 7:38 am
por FYU
Estimado,
es cierto que un ala puede estar en tración y la otra en compresión, pero cómo es la transmisión de esfuerzos desde la columna hacia la fundación ???
La transmisión tú la haces a través de los pernos de anclajes, si los ubicas de forma de tomar ese par de fuerzas, tu conexión será empotrada sino tu columna pivoteará en un ala y en la otra, pero no habrá transmisión de momentos y debes verificar que tu placa base sea capáz de tomar esa flexión.
Ahora hay que tener cuidado con la ubicación de los pernos, porque a veces, aunque tú los ubiques pensando en rotular la columna, se pueden generar pseudos-empotramientos, especialmente cuando usas sillas de pernos o en columnas de gran peralte o en columnas de sección tubular. Entonces deberías evaluar el giro de tu conexión y esa capacidad de tomar momento agregársela a tu modelo.
De acuerdo a tu esquema, los pernos están alineados a los perfiles canal, por lo que estarían tomando las fuerzas de tracción que bajan por ellos, por lo que parece una conexión de momentos (empotramiento), aunque no usas silla de pernos. Para transformarla en una conexión rotulada, debes ubicar los pernos más juntos en ambos sentidos, lo más al centro de la columna que puedas, por ejemplo, para lograr eso, puedes ubicar los pernos al interior de la columna compuesta y las planchas laterales soldarlas en terreno, después del apriete de las tuercas de los pernos.
Publicado: Lun Feb 12, 2007 7:51 am
por eslater
muchas gracias por sus respuestas....
consulta:
1) según la solución de ubicar los pernos lo mas central que se pueda ¿que pasa si quedan fuera de la columna compuesta (fuera de las planchas laterales) de manera de facilitar el trabajo en terreno? (existe una diagonal de doble angulo en cada fin de columna)
2) segun esa ubicacion, ¿los pernos deben ser diseñados solo para resistir esfuerzos de traccion?.
3) ¿que pasa con el momento que se produce al existir traccion en un elemento y compresion en el otro elemento de la columna?...¿lo debo transmitir a la fundacion?
4) habia pensado dimensionar la placa considerando la mitad en traccion y la otra mitad en compresion (como si fueran 2 independientes)...¿que les parece?
saludos...y gracias otra vez.
Publicado: Lun Feb 12, 2007 8:53 am
por FYU
Estimado,
1) tu columna se empotra y debes revisar/modificar las condiciones de apoyo en tu modelo.
2) los pernos trabajan a tracción y corte. Generalmente, lo que hacemos en Chile es que cuando el corte en una columna el mayor a 50kN se coloca una llave de corte (shear lug) y así los pernos sólo trabajan a tracción, sino se debe verificar la interacción tracción-corte.
3) Revisa el foro de MathCad, ahí dejé una planilla para analizar placas bases (se suponen rígidas) que te puede ayudar a determinar tracciones en los pernos y tensiones en el hormigón.
http://foros.construaprende.com/siguien ... c&start=25
Publicado: Lun Feb 12, 2007 9:58 am
por eslater
ok amigos, gracias por sus respuestas...seguiré sus ideas...
la ultima consulta:
¿es posible analizar la placa base mostrada en la figura del primer post como si fuera una placa base de un perfil tubular (rectangular)?
gracias...
saludos
Publicado: Lun Feb 12, 2007 10:26 am
por FYU
Estimado,
si las planchas laterales son capaces de resistir el par de fuerzas que se genera en tu columna compuesta, yo diría que si, por lo tanto, el alto de las planchas laterales estará dado por el cordón de soldadura necesario para tomas dichas fuerzas y el espesor por la capacidad al pandeo de las planchas. Para ayudarte a resistir el pandeo (y para suponer que es una columna tubular), las planchas laterales también deberían quedar soldadas a la placa base.
Publicado: Lun Feb 12, 2007 12:43 pm
por eslater
Muchas gracias por su ayuda....
Por siacaso tendras este libro....no lo he podido encontrar (algunos links estan rotos):
Title: Cold-Formed Steel Design, 3rd Edition 2000-06
Author: Wei-Wen Yu
Publisher: Wiley, John & Sons, Incorporated
Publication Date: 2000-06-05
Number Of Pages: 848
Average Amazon Rating: 5.0
De antemano gracias.
Saludos
Re: Columna enrejada Rotulada
Publicado: Lun Feb 12, 2007 2:33 pm
por gatogalaxi
eslater escribió:Amigos:
Estoy metido en un dilema hace rato asique mejor les pregunto...
He diseñado un galpon con columnas y cerchas enrejadas (perfiles C y doble angulos). Luego de aplicar las combinaciones de cargas que contienen cargas de sismo y viento verifiqué las reacciones en los puntos (nodos) de apoyo de las columnas ROTULADAS y encontré, como era de esperar por las cargas laterales, que uno de los perfiles C que forman la columnas está en tracción y el otro en compresión.....hasta aquí todo bien.
En este punto comencé a diseñar la placa base y con ello mis dudas.
Revisando la "1 Steel Design Guide: Base Plate and Anchor Rod Design, Second Edition" (la tengo en digital...si les interesa me avisan y la subo junto a otras mas que tengo) encontré información con respecto al diseño de placas bases para perfiles tubulares (lo asemejo a este tipo de perfil pues la columna posee una plancha en cada lado que une los perfiles C) utilizando una seccion crítica de fluencia de 0.95d pero he dado vueltas y vueltas con las siguientes dudas:
1) Si uno de los perfiles C de las columnas esta en tracción y otro en compresión, ¿se produce un momento con respecto al centro de la separación de ambos?...si es así, ¿ocurre esto mismo para las alas de una seccion I que esté rotulada en la base? por lo que entiendo esto ultimo no esta en los calculos clasicos de placas bases.
2) Si lo anterior es correcto y pensando que mi modelo contempla que cada perfil C de las columnas esta rotulado ¿podria utilizar una configuracion de placa base como la de la figura1 adjunta? si la respuesta es positiva ¿sabe alguien como calcularla?.
3) ¿Creen que al soldar esas planchas a cada lado de la columna se pierde la condicion de rotulado convirtiendose en otro tipo de conexion?
Perdon por el testamento.....así estoy.
Gracias por su paciencia.
Saludos
Si tienes razón en que se genera un par no equilibrado en la unión, el cual tiende a buscar su equilibrio natural a través de la rotación de la unión. de manera de no trasmitir momentos, por que es es la condicion que impusiste. Entonces lo que finalmente le pasa al sistema tal cual lo tienes es que la rotación se trasforma en una tensión adicional tanto en compresión y tracción en tus columnas. Eso si si la dispocion de pernos hace que sea rotulada.
De hecho deberías haber minimizado este efecto al considerar una separación minia en la base de los perfiles C. Si efectivamente quieres considerar rotulada la base.
De acuerdo al tipo de unión que nos muestras esta tiene capacidad de absolver momento.
Recomendaciones.
Disminuye la separación de los perfiles C en la base a un mínimo
No utilices cuatro pernos solo dos y en el centroide del perfil C, que se genera en la placa.
Una cosa es el momento tal cual tu dices que llega de los perfiles a la placa y otra es la trasmicion de unión de la placa con la columna al hormigón a traves del hormigón
Se despide FEC
Publicado: Lun Feb 12, 2007 2:57 pm
por eslater
estimados,
lamentablemente el modelo ya no puedo modificarlo...por otro lado la separación entre columnas no es muy distinto a tener una perfil HN30, insisto en el tema.
Además, con respecto a los cuatro pernos de anclaje transfiero directamente de "1 Design Guide, second edition", página 2, ultimo párrafo columna izquierda:
"Historically, two anchor rods have been used in the area bounded by column flanges and web. RECENT REGULATIONS of the U.S Occupational Safety and Health Administration (OSHA) ............REQUIERE FOUR anchor rods in ALMOST all column-base-plate connections and ..........".
Como ven he destacado algunas palabras del párrafo en donde se da a conocer los requerimientos de la OSHA. Ahora, si el edificio que modelo es de uso industrial ¿será necesario cumplir con este requerimiento? ¿se aplicará en Chile?
Saludos y gracias nuevamente.
Erick
Publicado: Lun Feb 12, 2007 3:45 pm
por gatogalaxi
eslater escribió:Muchas gracias por su ayuda....
Por siacaso tendras este libro....no lo he podido encontrar (algunos links estan rotos):
Title: Cold-Formed Steel Design, 3rd Edition 2000-06
Author: Wei-Wen Yu
Publisher: Wiley, John & Sons, Incorporated
Publication Date: 2000-06-05
Number Of Pages: 848
Average Amazon Rating: 5.0
De antemano gracias.
Saludos
LO que estas buscando son lo9s diseño de elementos plegados en frió. En la ICHA hay un libro de un seminario completo de Prof. Machioni referido a este tema.
Podrías comprarlo es muy económico y bueno el libro. En las zonas de descarga del foro, en los link de los libros hay hanbook de estructuras donde uno de estos contiene el material base de diseño de elementos plegados en frio. La norma que se utiliza en Chile la puedes bajar de la pagina cirus de Argentina. también alguien por los foros coloco los link.
Pero puedes diseñar con la NCh 427 antigua ya que tiene incluido en el diseño elementos plegados en frió.
Se despide FEC
respuesta
Publicado: Lun Feb 12, 2007 3:59 pm
por gatogalaxi
eslater escribió:estimados,
lamentablemente el modelo ya no puedo modificarlo...por otro lado la separación entre columnas no es muy distinto a tener una perfil HN30, insisto en el tema.
Además, con respecto a los cuatro pernos de anclaje transfiero directamente de "1 Design Guide, second edition", página 2, ultimo párrafo columna izquierda:
"Historically, two anchor rods have been used in the area bounded by column flanges and web. RECENT REGULATIONS of the U.S Occupational Safety and Health Administration (OSHA) ............REQUIERE FOUR anchor rods in ALMOST all column-base-plate connections and ..........".
Como ven he destacado algunas palabras del párrafo en donde se da a conocer los requerimientos de la OSHA. Ahora, si el edificio que modelo es de uso industrial ¿será necesario cumplir con este requerimiento? ¿se aplicará en Chile?
Saludos y gracias nuevamente.
Depende del criterio. A mi parecer esta permitido este tipo de unión(2 pernos). Ahora si lo la quieres por que puede fallar por que es muy importante por que es un galpón para un gimnasio, o aglomeración de publico, colocale sillas de anclaje de corte. Que falle al anclaje tambien depende de las condiones de confinamento del hormigon. Siempre es recomendable colocar cercos completos en las bases de manera de controlar los agietamientos mejorando la trasferencia de esfuerzo entre el perno y el hormigon. Es decir verdaderas mallas completas(cubicas)
Ademas para evaluar los requeimientos de anclaje son como 8 conciones de formas de falla. ACI 318 2005. >Revisalas
Tipos de falla.
Falla a la traccion del perno
Falla por estracion del perno en tracion en el hormigon (only and group)
Falla pos deslizamiento del perno en tracion en el hormigon (only and group)
Falla por desprendimiento lateral del anclaje en tracion(only and group)
Falla al corte del perno.
Falla al arrancamiento del anclaje en corte (only and group)
Falla al despredimiento po cabeceo al corte (only and group)
Interacion corte y traccion.
Todo eso debes revisar para con las fueras que determinaste de tu diseño determinar si estos funcionan en forma adecuada.
Por lo tanto los niveles de seguridad son altos.
Finalmente depdende de tu criterio.
Post data las condiones de tu cercha compuesta se asemejan en la base al perfil rectangular para calcular el espesor de la placa, por eso de la union en la base de los elementos verticales que llegan.
Ademas si quisieras realmente calcular con lujo de detalle tu elementos, deberias revisar el diseño de la columna como compuesta con seccion variable, a parte de considerala como armada y seguro un modelo como celocia y rotulado en el sap. Uno des la estabilidad global de la columna y la otra la local.
Se despide FEC
Erick
Publicado: Lun Feb 12, 2007 9:26 pm
por eslater
por si quieren ver de lo que he estado hablando, aquí les dejo el modelo para que lo bombardeen (con suavidad por favor)...la idea es compartir opiniones...
Utilizo Sap2000 v.10.0.1.
P.D: el galpon del modelo que les dejo solo tiene 1 agua pues esto es lo que se construirá en esta parte del proyecto...para mas adelante e tiene presupuestado construir la otra agua identica a la primera....
Saludos.
Erick
ojo: intenté subir un archivo .s2k y me aperecio un aviso: "la extension s2k no está permitida"...asique lo dejo comprimido...