Conexion precalificada -BFP-

8/16/2019 Conexion precalificada -BFP-

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* Identificacion de colores de la hoja electrónica:

Celdas a llenar

Resultados y conclusiones

1)

1.1) Datos de la viga:Sección = W24X76

Longitud = 380.00 plg

Fy = 50.00 ksi (Tabla 2-3 Manual AISC 360-05)

Fu = 65.00 ksi (Tabla 2-3 Manual AISC 360-05)

Ry = 1.10 (Tabla I-6.1 AISC 341-05 (ver pestaña "tablas y otros"))

Rt = 1.10 (Tabla I-6.1 AISC 341-05 (ver pestaña "tablas y otros"))

WDL = 0.35 kips/ft (Corte en el apoyo de la viga por carga muerta y sobrecarga muerta)

WLL = 0.22 kips/ft (Corte en el apoyo de la viga por carga viva)

SDS = 0.83 (Parámetro de aceleración espectral, ver analisis de carga sismica)

E = 29,000.00 ksi

tamaño viga = 24.00

Peso viga = 76.00 lbs/ft

Ag = 22.40 plg2

d = 23.90 plg

tw = 0.44 plg

bf = 8.99 plg

tf = 0.68 plg

bf /2tf = 6.61

h/tw = 49.00

Zx = 200.00 plg3

1.2) Datos de la columna:sección = W14X159

Fy = 50.00 ksi (Tabla 2-3 manual AISC 360-05)

Fu = 65.00 ksi (Tabla 2-3 manual AISC 360-05)

Pu = 245.00 kips (Carga axial máxima )

Vc = 48.00 kips (Fuerza cortante en la columna (evaluar cortante de col. Superio e inferior a la viga y tomar el max.))

Ry = 1.10 (Tabla I-6.1 AISC 341-05 (ver pestaña "tablas y otros"))

E = 29,000.00 ksi

tamaño de columna = 14.00

Ag = 46.70 plg2

d = 15.00 plg

tw = 0.75 plg

bf = 15.60 plg

tf = 1.19 plg

bf /2tf = 6.54

h/tw = 15.30

Zx = 287.00

1.3) Datos placas sobre los patines:tp = 1 4/8 plg (espesor de la placa, se recomienda utilizar uno mayor al espesor del flange de la viga)

Acero = A572 Gr 50 (acero de la placa)

Fy = 50.00 ksi

Fu = 65.00 ksi

DISEÑO DE CONEXIÓN A MOMENTO "PLACA ATORNILLADA EN LOS PATINES (BFP)":

Información de la sección y cargas en viga y columna:


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2)

2.1) revisar que la viga sea sismicamene compacta:

Compacidad del flange:

λpf = 0.30√(E/Fy) = 7.22

bf /2tf = 6.61

Conclusión =

Compacidad del alma:λpw = 2.45√(E/Fy) = 59.00

h/tw = 49.00

Conclusión =

2.2) El peralte esta limitado a W36 =

2.3) El peso esta limitado a 150 lbs/ft =

2.4) Espesor de flange de la viga ≤ 1 plg =

2.4) Relación (L/d) > 9 =

L = 380.00 plg

d = 23.90 plg

L/d = 15.90

3)

3.1) revisar que la columna sea sismicamene compacta:

Compacidad del flange:

λpf = 0.30√(E/Fy) = 7.22

bf /2tf = 6.54

Conclusión =

Compacidad del alma:

Ca = Pu/(Φb*Py) = 0.12

Pu = 245.00 kips

Φb = 0.90 (tabla I-8-1 (ver pestaña "tablas y otros"))

Py = Ag*Fy = 2,335.00 kips

λpw1 = 3.14(√(E/Fy))*(1-1.54*Ca )= 62.04

λpw2 = 1.12(√(E/Fy))*(2.33-Ca )= 59.70

λpw3 = 1.49√(E/Fy) = 35.88

λpw final = 62.04

h/tw = 15.30

Conclusión =

3.2) La viga debe estar conectada a los patines =

3.3) El peralte esta limitado a W36 =

Paso 1 Determinar el maximo momento probable en la articulación plástica "Mpr":

Alma sismicamente compacta

Revisar las condiciones que deben de cumplirse en la viga:

Alma sismicamente compacta

Flange sismicamente compacto

SI CHEQUEA

SI CHEQUEA

SI CHEQUEA

Revisar las condiciones que deben cumplirse en la columna:

Flange sismicamente compacto

SI CHEQUEA

SI CHEQUEA

SI CHEQUEA

SI CHEQUEA

SI CHEQUEA


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Mpr = Cpr*Ry*Fy*Ze = 12,650.00 kip*in (AISC 358-05 2.4.3)

Cpr = (Fy + Fu)/2Fy ≤ 1.2 = 1.15 (AISC 358-05 2.4.3)

Cpr = (Fy + Fu)/2Fy = 1.15

Ry = 1.10 (Ry de la viga)

Fy = 50.00 kips (Fy de la viga)

Ze = 200.00 plg3 (módulo plástico de la seccion de la viga)

(Esto para prevenir que el flange de la viga se rompa por tensión)

(para agujeros estandar con 2 tornillos por fila)

bf = 8.99 plg (bf de la viga)

Ry = 1.10 (Ry de la viga)

Fy = 50.00 ksi (Fy de la viga)

Rt = 1.10 (Rt de la viga)

Fu = 65.00 ksi (Fu de la viga)

db ≤ 0.91 plg

db a utilizar = 1 plg (Ingresar db a utilzar (ingresarlo en funcion del limite de arriba))

rn = 1.1*Fnv*Ab = 65.18 kips (Se estan utilizando tornillos A490 con rosca excluida)

Fnv = 75.00 ksi (Esfuerzo nominal a corte en conex. Tipo aplastamiento, tabla J3.2 AISC 360-05)

Ab = 0.79 plg2

(Área nominal del tornillo)

rn = 2.4*Fub*db*tf = 106.08 kps

Fub = 65.00 ksi (Fu de la viga)

db = 1.00 plg (Diametro nominal del tornillo)

tf = 0.68 plg (Espesor flange de la viga)

rn = 2.4*Fup*db*tp = 234.00 kips

Fup = 65.00 ksi (Fu de la placa)

db = 1.00 plg (Diametro nominal del tornillo)

tp = 1.50 plg (Espesor de la placa)

rn = 65.18 kips

Calculo del diametro máximo de tornillos:

Paso 3 Determinar la resistencia nominal a corte por tornillo (chequear aplastamiento y corte):

Paso 4 Determinar el numero de tornillos a utilizar:

Paso 2


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Mpr = 12,650.00 kips*plg

Φn = 0.90 (Factor de resistencia para estados limites no ductilies, AISC 358-05 2.4.1)

rn = 65.18 kips

d = 23.90 plg (Peralte de la viga)

tp = 1.50 plg (Espesor de la placa)

n ≥ 10.61 unidades

n utilizar = 14.00 unidades (Numero de tornillos redondeado al numero par proximo mayor (ingresarlo en funcion del limite de a rriba)

Chequeo: Longitud de la conexión no debe ser mayor al peralte de la viga:

L conexión = ((n/2)-1)*s = 18.00 plg (long. Entre el primer y el último tornillo)

s = espaciamiento pernos = 3*db = 3.00 plg (Espaciamiento minimo entre tornillos del capitulo J AISC 360-05)

Lconexion ≤ dviga (chequeo de la longitud de la conexión)

L conexión = 18.00 plg

dviga = 23.90 plg (Peralte de la viga)

S1 = 3/8 + 1.5*db = 1.88 plg (Distancia entre la cara de la columna y la fila más cercana de tornillos (ver figura de la conexión))s = 3.00 plg (Espacio entre tornillos (ver figuara de la conexión))

n = 14.00 unidades

Sh = 19.88 plg

Lh = L - 2*Sh = 340.25 plg

L = 380.00 plg

Sh = 19.88

WDL = 0.35 kips/ft

SDS = 0.83

WLL= 0.22 kips/ft

Vcomb 1 = ((1.2+0.2SDS)D+0.5L)*Lh/2 = 8.34 kips

Vcomb2 = ((0.9-0.2SDS)D)*Lh/2 = 3.64 kips

Vucomb1 = (2(1.1RyMpr)/Lh)+V1 = 98.31 kips

Vucomb2 = (2(1.1RyMpr)/Lh)+V2 = 93.61 kips

Vu = 98.31 kips

Mf = Mpr + VRBS*Sh = 14,603.90 kips*in

Mpr = 12,650.00 kips*in

Vh = Vu = 98.31 kips

Sh = 19.88 plg

Paso 7 Determinar el momento esperado en la cara de la columna M f :

SI CHEQUEA

Paso 5 Determinar la localizacion de la articulación plástica:

Paso 6 Determinar el cortante en la articulación plástica:


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Fpr = 574.96 Kips

Mf = 14,603.90 kips*plg

d = 23.90 plg (Peralte de la viga)

tp = 1.50 plg (Espesor de la placa del flange)

Fpr = 574.96 kips


rn = 65.18

n ≥ 9.80 unidades (numero de pernos tornillos como minimo)

n asumido = 14.00 unidades (numero de tornillos asumidos en el paso 4)

Conslusión =

Fpr = 574.96 kips

Φd = 1.00 (Factor de resistencia para estados limites ductilies, AISC 358-05 2.4.1)

Fy = 50.00 ksi (Fy de la placa)

bfp = 8.99 plg (Ancho de la placa, utilizar el ancho del flange de la viga)

tp ≥ 1.28 plg (Espesor minimo de las placas)

tp asumido = 1.50 plg (Espesor asumido al inicio de la hoja)

Conclusion =

Rn esta definido según sección J4.1, AISC 360-05:

a) Fluencia en tensión de la placa:

Rn = Fy*Ag = 674.25 Kips

Paso 8 Determinar la fuerza en cada patín debida a Mf :

Paso 9 Revisar si el número de tornillos es adecuado:

Paso 10 Revisar el espesor de la placa del flange:

SI CHEQUEA tp

Si chequea No. De tornillos

Paso 11 Chequear la ruptura por tensión en la placa del flange:


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Fy = 50.00 ksi (Fy de la placa)

Ag = 13.49 plg2

(Área transversal de la placa)

b) Fractura en tension en la placa:

Rn = Fu*Ae = 657.15 kips

Fu = 65.00 ksi (Fu de la placa)

Ae = 10.11 plg2

(Área neta efectiva de la placa)

Fpr ≤ 591.44 Kips (limite del valor Fpr, éste debe ser chuequeado con el que nos da el paso 8)Φn = 0.90

Rn = min(Fy*Ag , Fu*Ae) = 657.15 Kips

Fpr = 574.96 Kips (viene del paso 8, éste debe ser comparado con el límite de ar riba)

Relación (D/C) = 97.21 %

Conclusión =


Rn = 0.6*Fu*Anv + Ubs*Fu*Ant = 685.98 kips

Fu = 65.00 ksi (Fu de la viga)

Anv = 13.77 plg2

(Área neta solicitada a corte, 2 planos a corte)

Ubs = 1.00

Ant = 2.29 plg2

(Área neta solicitada a tracción, 2 planos a tracción)

valor limite = 0.6*Fy*Agv + Ubs*Fu*Ant = 883.35 kips

Fy = 50.00 ksi

Agv = 24.48 plg2

(Área bruta solicitada a corte, 2 planos a corte)

Ubs = 1.00

Fu = 65.00 ksi

Ant = 2.29 plg2

(Área neta solicitada a tracción, 2 planos a corte)

Fpr ≤ 617.39 Kips


Rn = 685.98 Kips



Conclusión =


Si chequea ruputura por tensión

Paso 12 Chequear la ruputura por bloque de corte en el flange de la viga:

Si chequea bloque de corte

Paso 13: Chequear el pandeo por compresión en las placas:


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KL/r = 2.81

KL = 0.65*S1 = 1.22 plg

r = √(I/A) = 0.43 plg

conclusión de KL/r =

Rn = 674.25 Kips

Fy = 50.00 ksi

Ag = 13.49 plg2

Fpr ≤ 606.83 kips


Rn = 674.25 kips



Conclusión =

Agmin = Fpr/(Φn*Fy) = 12.78 plg2

tmin = Agmin/bf = 1.42 plg (bf de la viga)

tp asumido = 1.50 plg (espesor de la placa asumido al inicio de la hoja)

Conclusión = (nuevo chequeo del espesor de la placa)

Mpr = 12,650.00 kips*in

L´= Lh = 340.25 plg

Vgravity = 1.2VD+VL+0.2VS = 98.31 kips

Vu = 172.67 kips

Capacidad a corte de la sección:

Vu = Φv*Vn = 315.48 kips

Φv = 1.00

Vn = 0.6*Fy*Aw*Cv = 315.48 kips

Fy = 50.00 ksi

Aw = d*tw = 10.52 plg2

Cv= 1.00 plg2

hallando Cv y Φv :

h/tw = 49.00 plg

2.24*√(E/Fy) = 53.95

Cv = 1.00

Φv = 1.00

Relacion (D/C) = 54.73 %

Usar Rn = Fy*Ag

No hay pandeo por compresion

Si chequea tp

Paso 14 Determinar la resistencia requerida a corte de la conexión alma de la viga-columna:


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Conclusión =

kdes = 1.18 in

Lmax de la placa = d-(2*bf )-(2*kdes) = 20.18 in

Dimensionamiento de los tornillos (ASTM A490):

pernos de diámetro = 7/8 i nRu = Φ*Fnv*Ab = 33.75 kips

Φ = 0.75

Fnv = 75.00 ksi

Ab = 0.60 plg2

cantidad de tornillos = Vu/Ru = 6.00 unidades

espaciamiento = 3*db = 2.63 in

Longitud de la conexión = 15.75 in

Longitud de la conexión < Lmax de la placa =

Ru = 202.50 kips

Conclusión =


Dimensionamiento de la placa :

Acero de la placa = A572 Gr 50

tplaca = 6/8 i n

Long. De la placa = 15.75 in

Fluencia por corte = Φ*Rn = Φ*0.6*Fy*Ag = 354.38 kips

Φ = 1.00

Fy = 50.00 ksi

Ag = 11.81 in2

Ruptura = Φ*Rn = Φ*0.6*Fu*Anv = 213.89 kips

Φ = 0.75

Fu = 65.00 ksiAnv = 7.31 in

2

Ru = Φ*Rn = 213.89 kips

Conclusión =


Diseño de la soldadura de filete:

Ru = Φ*Rn = Φ*Fw*Aw = 175.38 kips

Φ = 0.75

Fw = 0.6*FEXX = 42.00 ksi

Fexx = 70.00 ksi

Aw = te*L = (0.707*(D/16)*L = 5.57 in2

Conexión OK

El alma de la viga si chequea a corte

Paso 15 Diseñar una conexión de placa simple a corte, para el cortante anterior:

Long conex OK

Si chequea la placa


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D (dimension de la soldadura) = 4 /16

L = 2Long. conexión = 31.50 in2

Conclusión =


tcf = 1.19 plg

No se requieren si el espesor del patin de la columna cumple con:

Revision de primer valor de tcf:

tcf1 = 1.33

Revision de segundo valor de tcf =

tcf2 = 1.50

Conclusión =

Espesor de placas 0.68 plg

Hallando resistencia de la zona del panel:

vu = 172.67 Kips

RV = 418.44 kips

Fy = 50.00 ksi

dc = 15.00 plg

tp = twC = 0.75 plg

bcf = 15.60 plg

tcf = 1.19 plg

db = 23.90 plg

Ru = Φv*Rv = 418.44 kps

Φv = 1.00


SI REQUIERE PLACAS DE CONT.

SI REQUIEREN PLACAS DE CONT.

Si chequea la soldadura

Paso 16 Requisitos de placas de continuidad:

SI REQUIEREN PLACAS DE CONT.

Paso 17 Revisión de la capacidad de la zona del panel:

pc b

2

cf cf pc y v

t d d

t b31t d F 6 .0 R


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Conclusión =

Σ Mpc = Σ (Zc((Fy - (Pu/Ag)) = 25,688.65 kips*in

Fy = 50.00 ksi

Zc = 287.00 in3

Pu = 245.00 kips

Ag = 46.70

Σ Mpb = 25,300.00 kips*in

Σ Mpc/ΣMpb = 1.02

Conclusión =

Paso 18 Revisión de la relación viga-columna (columna fuerte - viga débil):

si chequea -viga debil OK

No se requieren placas dobles

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