Calculo de Atiesadores en Columnas LRFD

[yucapareja]

Buenas,

Quisiera saber si alguien sabe como calcular los atiesadores que se colocan entre las columnas y las planchas base segun el metodo LRFD. Tambien me interesaria saber en que caso se deben colocar?? y si hay alguna forma de simularlo en el SAP??

Saludos y gracias[/code]

[Elijah]

Te aconsejaría que te remitas a un libro de diseño de acero, en los temas de conexiones puedes encontrar el tema de atiesadores y su forma de uso ya sea en trabes armadas o en uniones entre columnas y vigas, sería un tema muy extenso si lo tratamos por este medio.
Por ejemplo en la unión entre una columna y viga, el momento actuante hace que la viga o placa trate de separarse de la columna y flexiona el patín de la ella, nosotros debemos de asegurar que la unión viga-columna soporte el momento para el cual ha sido diseñada y que no se lograría si el patín de la columna estuiera flexionada; entonces se usan atiesadores en la columna para evitar esta flexión. Estos atiesadores pueden estar en todo el ancho de la columna o hasta la mitad, todo de acuerdo al diseño. En las normas especifica el uso y cálculo de atiesadores.
En los programas puedes encontrar la manera de cómo deseas que esta uniónsoporte los momentos, en las diferentes opciones del end offset o en el tipo de momento que soporte la viga.

[FYU]

Estimado,

Te refieres a las "sillas de pernos" en las cuales un tramo de los pernos quedan a la vista ?

Esto se ocupa para darle mayor ductilidad a la conexión en la base y también como control del estado de los pernos.

No los he diseñado por LRFD, pero el diseño debiera ser el mismo al ASD, bueno con sus diferencias obvias.

Entonces, en Chile se usan estos atiesadores conectando la placa superior de la silla de pernos, donde éstos se apoyan, con la placa base (distinto a lo que muestra el AISC, en realidad en Chile no he visto el detalle que muestra el AISC, donde no une la placa superior con la placa base) y se verifican como una "columna" a compresión.

El considerar que los atiesadores conectan la placa superior con la placa base, implica que tu placa base se hace más rígida y puedes obtrener espesores menores de plancha.

Las cargas que solicitan a los atiesadores resultan de la transmisión de la carga del perno hacia ellos.

De forma simple y conservadora, la placa superior es una "viga" (contínua si tienes varios pernos) apoyada en los atiesadores con una carga puntual, debido a los pernos.

Las reacciones sobre los apoyos de la "viga" son las cargas con las cuales verificas los atiesadores.

Ahora esto lo puedes simular mejor con placas o con elementos shell en un modelo SAP, pero esto último no es común hacerlo.

[yucapareja]

Amigo fyevenes,

A los atiesadores que me refiero son a los de la imagen, pero tambien me gustaria como saber como se calcula esa silla de pernos y tambien que ayuda le da esto a la columna y como se podria simular esa situacion en el SAP.

Saludos y gracias

[FYU]

Aah, eso es un poco distinto.

Los atiesadores que muestra tu figura, mas que ayudar a la columna, son para rigidizar la placa base de manera que los esfuerzos que bajan por la columna realmente se puedan transmitir a los pernos y de ahí a la fundación, y también para obtener menores espesores de plancha en la placa base.

La verdad que ese tipo de detalles nunca lo he usado, yo adaptaría el detalle en la figura que adjunte más arriba a tu situación, porque sísmicamente hablando esa solución le da mayor ductilidad al empotramiento, el detalle de tu figura está más asociado a una falla frágil de los pernos.

He revisado varios documentos que tengo y no encuentro algo que nos pueda guiar, pero busquemos una forma de diseñar los atiesadores que muestra tu figura:

Como dije anteriormente, para las placas bases de columnas con cargas importantes, los espesores de la placa pueden llegar a ser excesivos. Una alternativa es usar atiesadores, como muestra tu figura. Estos atiesadores actúan con la placa para resistir la flexión. La placa, entonces, se diseña como una viga continua perpendicular a los atiesadores, apoyada en los centros de los atiesadores. Finalmente, los atiesadores se dimensionan con la porción de la placa entre las caras externas de ellos, para resistir la flexión y el corte.

Se que existe un ejemplo de diseño dado por Blodgett (1966), pero yo no lo tengo, por lo que aquí apelaremos a la ayuda de algún miembro del foro que lo tenga.

[yucapareja]

Ok muchas gracias esperemos que alguien nos pueda ayudar.

Pero tambien ayudarme a diseñar la silla de pernos, que la he visto pero he conseguido algun libro que arreje informacion de ello.

lo que veo malo de la silla de pernos es que a nivel industrial se puede usar tranquilamente pero por estetica no me gusta sobre en el caso de luces de estacionamientos o marcos en entradas de lugares o en cualquier otro lugar donde este a la vista del publico.

[gatogalaxi]

Buenas,

Quisiera saber si alguien sabe como calcular los atiesadores que se colocan entre las columnas y las planchas base segun el metodo LRFD. Tambien me interesaria saber en que caso se deben colocar?? y si hay alguna forma de simularlo en el SAP??

Saludos y gracias[/code]

En contre un articulo pequeño. Pero con el metodo ASD.

Basicamente es lo mismo que te dijo el amigo fyevenes.

Me gustaria si el amigo fyevenes puede publicar alguna informacion para el diseño de la union que primero realizo la descripcion.

Es dificil encontrar bueno informaicon repecto al tema de las uniones.

Se despide FEC.

[FYU]

Estimados,

ténganme un poco de paciencia, estoy con bastante trabajo, y les subiré algunos ejemplos de cálculo de sillas de pernos.

[FYU]

ya... aquí les adjunto un ejemplo...

[FYU]

la placa de apoyo de los pernos de anclaje también se podría calcular de ésta otra forma (ver archivo adjunto)...

[FYU]

disculpen, hay un pequeño error en la segunda forma de calcular el espesor de la placa de apoyo de pernos...

[FYU]

la segunda forma de calcular el espesor de la placa de apoyo de pernos, también se puede escribir de la siguiente forma (ver archivo adjunto)

[gatogalaxi]

Estimado,

Te refieres a las "sillas de pernos" en las cuales un tramo de los pernos quedan a la vista ?

Esto se ocupa para darle mayor ductilidad a la conexión en la base y también como control del est
ado de los pernos.

No los he diseñado por LRFD, pero el diseño debiera ser el mismo al ASD, bueno con sus diferencias obvias.

Entonces, en Chile se usan estos atiesadores conectando la placa superior de la silla de pernos, donde éstos se apoyan, con la placa base (distinto a lo que muestra el AISC, en realidad en Chile no he visto el detalle que muestra el AISC, donde no une la placa superior con la placa base) y se verifican como una "columna" a compresión.

El considerar que los atiesadores conectan la placa superior con la placa base, implica que tu placa base se hace más rígida y puedes obtrener espesores menores de plancha.

Las cargas que solicitan a los atiesadores resultan de la transmisión de la carga del perno hacia ellos.

De forma simple y conservadora, la placa superior es una "viga" (contínua si tienes varios pernos) apoyada en los atiesadores con una carga puntual, debido a los pernos.

Las reacciones sobre los apoyos de la "viga" son las cargas con las cuales verificas los atiesadores.

Ahora esto lo puedes simular mejor con placas o con elementos shell en un modelo SAP, pero esto último no es común hacerlo.

Consulta de este tipo de unión?

Al revisar la literatura que tengo existen dos maneras d generar estas y quisiera saber tu opinión al respecto.

Primero que nada en el caso que se considera separado el rigidizante de este tipo de unión, según lo que tengo entendido haría que la placa base de la columna solo trasmitiría esfuerzos de compresión al hormigón, generando ademas gran capacidad de rotación de esta por la separación por la separación que este rigidizante tiene. De esta manera los efectos de momento solo se trasmiten por los pernos en forma directa al hormigón y no a través de la placa base.

En caso que esta separación no se considere, se haría que el momento se trasmita a través de los rigidizantes disminuyendo la capacidad de rotación que efectivamente da este tipo de unión al estar separada. La capacidad de rotación se determina facilmente con la disposiciones de los pernos+ la capacidad de rotación del perfil.

Este último tiene el efecto venéfico de que disminuye el espesor de la placa.

Consulta . Cual de los dos esquemas se utiliza mas en Chile????

[ajmojicar2002]

Estimados,

ténganme un poco de paciencia, estoy con bastante trabajo, y les subiré algunos ejemplos de cálculo de sillas de pernos.

HOLA ME PODRIAS PASAR ALGUNA HOJA DE CALCULO PARA EL DISEÑO DE ESAS SILLAS DE PERNOS?

[FYU]

Estimado gatogalaxi,

En ambas configuraciones se transmiten esfuerzos por la placa base, tanto de flexión como de compresión. Claro que al llegar con los atiesadores hasta la placa base, esta reduce sus anchos efectivos que trabajan a flexión, actuando sólo a compresión, como una "losa" apoyada en los atiesadores, con lo cual se obtienen espesores de plancha menores, incluso puede suceder que la placa base sea de espesor menor que la plancha donde se apoyan los pernos de anclaje.

Tienes razón en el tema de los giros de la conexión, pero en Chile lo que se usa y que ha sido avalado por nuestra experiencia sísmica (en proyectos industriales y mineros), es la imagen que subí anteriormente, que es un detalle de la norma NCh2369, donde los atiesadores llegan hasta la placa base (distinto de lo que puedes encontrar en la AISC).


Estimado ajmojicar2002,

Revisa el foro sobre MathCad, ahí he ido dejando distintas planillas de cálculo, claro que no estoy seguro si dejé la de placas base, lo voy a revisar.

[ajmojicar2002]

Estimado gatogalaxi,

En ambas configuraciones se transmiten esfuerzos por la placa base, tanto de flexión como de compresión. Claro que al llegar con los atiesadores hasta la placa base, esta reduce sus anchos efectivos que trabajan a flexión, actuando sólo a compresión, como una "losa" apoyada en los atiesadores, con lo cual se obtienen espesores de plancha menores, incluso puede suceder que la placa base sea de espesor menor que la plancha donde se apoyan los pernos de anclaje.

Tienes razón en el tema de los giros de la conexión, pero en Chile lo que se usa y que ha sido avalado por nuestra experiencia sísmica (en proyectos industriales y mineros), es la imagen que subí anteriormente, que es un detalle de la norma NCh2369, donde los atiesadores llegan hasta la placa base (distinto de lo que puedes encontrar en la AISC).


Estimado ajmojicar2002,

Revisa el foro sobre MathCad, ahí he ido dejando distintas planillas de cálculo, claro que no estoy seguro si dejé la de placas base, lo voy a revisar.

Ok gracias. en cuanto al MathCad, todavia no he conseguido el programa pero la idea es hacer unas hojas de calculo en Excel, referente a diseño de placas bases y conexiones de estructuras metálicas.
Gracias

[gatogalaxi]

Consulta???? y agradecimientos

Primero que nada te quiero agradecer el manual de diseño de uniones. Los dos que publicaste. Tuve el tiempo de leerlo por completo y me di cuenta que las especificaciones que salen con el método de tensión admisible (ASD), son iguales que aparecen en el método LRF(factores de carga y resistencia).

Se analizan todas y cada una de las formas de falla. Lo cual es igual a la filosofía empleada en el diseño de elementos de hormigón armado.
Evitar fallas frágiles

Corte en los pernos.
Capacidad de grupos de pernos por el método del centro de instantáneo de rotación
Aplastamiento
Desgarro.
Falla de barbimoreno(en 30 grados disculpen no me acuerdo bien el nombre).
Falla por bloque de corte
Pandeo de las placas de uniones.
Resistencia de las alas sometidas a flexión en unión a tension
Resistencia al aplastamiento del alma
Resistencia al pandeo del alma
Calculo de atizadores de rigidez por pandeo del alma o falla de flexión de las alas.

Si tienen razón en la trasferencia ambas trasmiten momento y carga axial en la placa.

Mi consulta, la altura de esta placa rigidizante vertical para darle ductilidad a la unión, como se calcula, o de otra forma como determino la rotación que necesito darle a la unión???.

De acuerdo a los modelos de análisis considerando una unión empotrada la rotación es cero, lo cual es lógico por que es esa la forma que considere el modelo

Es fácilmente determinable la capacidad de rotación que dan los pernos en forma adicional a la unión a través de los largos.

Segunda consulta, los pernos traspasan directamente la placa superior y la de base sin estar soldada a esta ultima???.

Mi consulta es que si esta unida esto hará que la placa base este con una carga puntual en ella en el diseño. Lógicamente cuando la resultante de cargas caiga fuera del tercio central. Por lo que según pienso no debe estar unidos estos perno de anclajes a la placa base. Estoy en lo correcto o no??????

[FYU]

Estimado,

Para tu primera pregunta, ve la figura que está más arriba, la de la norma NCh2369, ahí se muestra (la "receta") la altura que debe tener como mínimo la silla de pernos, max(8 diametros ó 250mm) y esta es una práctica muy antigua en Chile, la he visto en estándares de muchos proyectos y de distintas oficinas de cálculo.

Respecto a las otras consultas, efectivamente los pernos actúan como una carga puntual sobre la placa superior (su placa de apoyo) y es por eso que puedes obtener espesores de plancha importantes, dependiendo de cuán conservador pueda ser el modelo de esa condición (por ejemplo, una viga continua simplemente apoyada con cargas puntuales en sus vanos centrales o una losa que se apoya en tres lados con carga puntual al centro, etc.). El giro se vuelve "importante" en tu diseño cuando tienes una columna rotulada y usas sillas de pernos, porque puedes tener empotramientos parciales y eso debes considerarlo en el diseño de tu fundación.

Finalmente, el nuevo manual del ICHA, basado en el LRFD, muestra el mismo detalle de la NCh2369, con los atiesadores bajando hasta la placa base (ver archivo adjunto).

[gatogalaxi]

Estimado,

Para tu primera pregunta, ve la figura que está más arriba, la de la norma NCh2369, ahí se muestra (la "receta") la altura que debe tener como mínimo la silla de pernos, max(8 diametros ó 250mm) y esta es una práctica muy antigua en Chile, la he visto en estándares de muchos proyectos y de distintas oficinas de cálculo.

Respecto a las otras consultas, efectivamente los pernos actúan como una carga puntual sobre la placa superior (su placa de apoyo) y es por eso que puedes obtener espesores de plancha importantes, dependiendo de cuán conservador pueda ser el modelo de esa condición (por ejemplo, una viga continua simplemente apoyada con cargas puntuales en sus vanos centrales o una losa que se apoya en tres lados con carga puntual al centro, etc.). El giro se vuelve "importante" en tu diseño cuando tienes una columna rotulada y usas sillas de pernos, porque puedes tener empotramientos parciales y eso debes considerarlo en el diseño de tu fundación.

Finalmente, el nuevo manual del ICHA, basado en el LRFD, muestra el mismo detalle de la NCh2369, con los atiesadores bajando hasta la placa base (ver archivo adjunto).

Gracias por la respuesta. Me aclaraste el tema de la rotacion , ahora entiendo cuando debo calcular el aporte dado por lor pernos en la capacidad de rotacion.

Respecto al tema de las dimensiones, ya las habia visto en el mismo manual y en dibujo que aparece. Es simplemente comprende esta practica por eso la pregunta del criterio de la altura.

Me gusta entender las cosas de manera racional a pesar que han funcionado bien.

Otra consulta. Tengo apuentes del EUROCODIGO de diseño donde en las conexiones ahora consideran realmente la flexibilidad de esta en el modelo. Que pienzas de estas formas de modelo y diseño????

Tines alguna experiencia al respecto???

Se que en las oficinas actualemnete utilizando para el modelo de uniones dos formas full restricciones and free.

Se despide FEC.

[FYU]

Estimado,

descuida, me parece excelente tu disposición y la peor pregunta es la que no se hace !!!

Por otra parte, ésto es lo que valoro de este foro, es decir, la actitud, de todos los que participamos en él, de compartir nuestros conocimientos. El knowledge sharing y el trabajo en equipo, son valores importantes a nivel mundial. La idea es que si compartimos el conocimiento, nuestro trabajo será de mejor calidad y estaremos todos hablando un mismo lenguaje, lo que finalmente se traduce en grandes beneficios para nuestra sociedad. No vale la pena llenarse de conocimientos para después llevártelos a la tumba... me parece patética esa actitud, que por lo demás, es bastante común entre los ingenieros de nuestro país, especialmente de las grandes vacas sagradas, pero bueno ahí entramos nosotros, así que mis felicitaciones a todos los que colaboran en este foro !!!

Respecto del Eurocode me declaro ignorante, pero cualquier método que nos ayude a entender mejor el comportamiento de las estructuras y a mejorar su modelamiento, hay que estudiarlo, entenderlo y aplicarlo. Te cuento una anécdota al respecto y un poco preocupante, en USA se hizo el año pasado un concurso sobre quién predecía mejor el comportamiento de una estructura (nada muy complicado, era un edificio tipo viga en cantiliver), la cual se modeló a escala y se ensayó para una serie de registros (era la inauguración de una mesa vibradora de una universidad, no recuerdo el nombre). Se invitó a universidades y oficinas de cálculo a participar (obviamente las más grandes no participaron). Bueno, resumiendo, los que ganaron tuvieron un error sobre el 60%, el segundo sobre el 150% y los siguientes sobre el 300%... como verás por mucho que tengamos herramientas sofisticadas y complejas, como el SAP, que pueden hacer análisis no lineales, etc... y a pesar de todo lo que creemos saber... aún estamos muy lejos de la realidad !!! así que viva el knowledge sharing !!!

[ernesto_vla_lpz]

Soy nuevo por decirlo así en el acero y tengo la siguuiente duda:

Como desido al conectar una viga con la columna, si tendra conexiones a momento y cortante o una de ellas solamente(esto si utilizo pernos para ambos casos o también si son soldadas).

Agradeseré infinitamente su respuesta.

Ernesto_vla_lpz@yahoo.com.mx o en este servicio.

[FYU]

Estimado,

para responder eso principalmente debes determinar el sistema resistente de tu estructura, es decir, marcos rígidos o marcos arriostrados o ambos.

El resto de las conexiones dependerá del uso de la estructura, sus solicitaciones y sus deformaciones...

Ahora si usar conexiones soldadas y/o empernadas, eso depende de tamaño de la estructura y de la velocidad de montaje. En general, yo sólo acepto conexiones soldadas en maestranza y empernadas en terreno (in-situ), porque las soldaduras en terreno son más difíciles de controlar y de asegurar su calidad, se requiere de personal capacitado, en cambio las conexiones empernadas "no" y además favorecen o debieran favorecer el montaje.