Artículo 3.4.6

E.5.6 - ESPECIFICACIONES ESPECIALES E.5.6.1 - JUNTAS - El estudio geotécnico debe indicar la localización de las juntas en la cimentación. En ausencia de estudio geotécnico, las juntas entre casas deben hacerse a distancias no mayores de 30 m. La separación neta de la junta no debe ser inferior a 25 mm por cada piso de construcción. E.5.6.2 - MUROS DIVISORIOS NO ESTRUCTURALES - Los muros divisorios no estructurales pueden apoyarse directamente sobe la loseta de piso, sin precauciones adicionales. Opcionalmente se pueden utilizar cintas de apoyo a nivel de la malla, como elementos secundarios, para cimentar los muros divisorios. En las intersecciones entre muros divisorios o entre éstos y los estructurales, debe evitarse la traba física y se deben emplear conectores flexibles cada 400 mm, del tipo malla de cernir No. 4, en dimensiones de 100 mm x 200 mm ó estribos en alambre de diámetro 4 mm de las dimensiones indicadas. E.5.6.3 - SUELOS COMPRESIBLES - Cuando los suelos sean excesivamente compresibles, de capacidad inferior a la establecida en E.5.1.4 (d), se puede utilizar alguna de las propuestas de este capítulo, si previamente se ha realizado una plataforma de suelo mejorado, compactada mecánicamente mínimo en 3 capas de 100 mm a una densidad Proctor del 90%. E.5.6.4 - CONSTRUCCIONES EN LADERA - Cuando los desniveles entre el suelo y el espacio de la vivienda exija sistemas de contención, éstos se deben diseñar atendiendo las disposiciones del Título H y disponiendo los elementos adicionales requeridos para resistir las cargas laterales allí especificadas. E.5.6.4.1 - Para pendientes superiores al 20% debe garantizarse la estabilidad en la cimentación, empleando procedimientos tales como pilares en concreto ciclópeo de sección circular, dispuestos en las esquinas del borde inferior de ladera, a distancias no mayores de 5 m entre centros y anclados no menos de 1 m en el suelo natural. La esquina de la malla de cimentación correspondiente a cada pilar se debe anclar mediante 4 barras del Nº 4 (1/2") ó 12M (12 mm) formando una canastilla de 150 mm x 150 mm que debe penetrar en el pilar al menos 500 mm y anclarse en los elementos de la malla de cimentación. CAPITULO E.6 RECOMENDACIONES ADICIONALES DE CONSTRUCCION E.6.1 -GENERALIDADES E.6.1.1 - Por ser de carácter muy general las disposiciones establecidas en este Título y por no requerir supervisión técnica especial para las construcciones aquí establecidas las actividades de construcción deben ser especialmente cuidadosas con objeto de que el funcionamiento previsto de la obra en eventos sísmicos sea apropiado. El grado de generalización involucrado no exime de las verificaciones de calidad en los materiales utilizados, del cumplimiento de las tolerancias establecidas a lo largo de estas normas, ni de los procedimientos de obra realizados al mejor nivel posible. A continuación se establecen, de manera simplificada y también general, los procedimientos de ejecución de la construcción. E.6.2 - CIMENTACIONES E.6.2.1 - PREPARACION DEL TERRENO - En esta fase se deben retirar los materiales no apropiados para soporte de la edificación como son escombros, material vegetal, suelo suelto, etc. Igualmente se deben realizar los drenajes interiores y laterales necesarios y se deben determinar los niveles necesarios de tuberías y de la malla de cimentación. Si fuere necesario, se deben ejecutar las plataformas de suelo mejorado, compactado en capas no mayores de 150 mm ni menores de 100 mm. E.6.2.2 - ZANJAS - Se deben realizar de manera simultánea las zanjas requeridas para las instalaciones y para la malla de cimentación. Del fondo de las zanjas para los elementos estructurales se debe retirar el material suelto y se debe colocar un mortero pobre de limpieza de unos 40 mm de espesor. En caso de que la malla lleve concreto ciclópeo, en este momento se debe proceder a su vaciado. E.6.2.3 - COLOCACION DE LAS ARMADURAS - Tanto los refuerzos longitudinales como los refuerzos transversales deben estar separados del suelo natural no menos de 50 mm en suelo seco, ni menos de 75 mm en suelo húmedo. Las tolerancias en recubrimientos y colocación de las armaduras con respecto a lo indicado en los planos debe ser de 10 mm. Una vez colocadas las armaduras de la cimentación, se deben fijar y anclar las armaduras de arranque de las columnas en los sitios indicados en los planos. E.6.2.4 - COLOCACION DEL CONCRETO - El concreto de la malla de cimentación se debe colocar empezando por los ejes de los muros de carga y siguiendo con los ejes transversales en barrido continuo. La suspensión provisional del vaciado del concreto se debe hacer mediante juntas verticales en los ejes de los muros de rigidez (transversales a los de carga). Durante la compactación del concreto colocado debe evitarse cualquier modificación en la posición de las armaduras de arranque de las columnas. E.6.3 - MUROS ESTRUCTURALES Y COLUMNAS DE CONFINAMIENTO E.6.3.1 - En la ejecución de los muros se debe utilizar el siguiente procedimiento. (a) Hiladas de sobrecimiento - Se debe picar, limpiar y humedecer la parte superior del concreto ciclópeo donde se coloca el mortero de pega de la primera hilada. Este mortero debe contener un impermeabilizante integral. La primera hilada de sobrecimiento, o hilada madrina, debe ir rematada con mortero que también contenga impermeabilizante integral. (b) Ejecución del muro - La construcción del muro se debe ejecutar siguiendo el patrón de colocación de las unidades, teniendo la precaución de dejar los espacios requeridos para las columnas de confinamiento. Al momento de la ejecución del muro, se deben colocar los conectores flexibles establecidos para las intersecciones con muros no estructurales. E.6.3.2 - EJECUCION DE LAS COLUMNAS DE CONFINAMIENTO - Una vez se haya dispuesto el refuerzo vertical y el refuerzo horizontal de las columnas, se deben colocar los testeros laterales que constituyen la formaleta de las columnas, permitiendo que el concreto fundido haga contacto con la superficie terminal del muro confinado, la cual debe estar libre de rebabas y de materiales que restrinjan la adherencia entre el concreto y la mampostería. El refuerzo vertical de la columna debe sobresalir de la superficie de enrase la cantidad necesaria para realizar los empalmes por traslapo con la columna superior si la hubiese; el remate del refuerzo vertical debe anclarse, llevándolo hasta la parte superior de la viga de confinamiento, utilizando ganchos de 90º. La parte superior del gancho debe quedar a distancia no mayor de 50 mm de la cara superior de la viga ó cinta de remate. E.6.3.3 - EJECUCION DEL CONTRAPISO - Una vez vaciadas las columnas de confinamiento del primer piso se deben ejecutar los rellenos complementarios en recebo entre el suelo natural y la loseta de contrapiso. Sobre la superficie nivelada del recebo, se deben colocar las armaduras de la loseta, para proceder a vaciar el material de ésta, (concreto con agregado fino o mortero con arena gruesa), llevándola siempre hasta la cara de los muros estructurales y las columnas. E.6.3.4 - EJECUCION DE LOS MUROS NO ESTRUCTURALES - En los sitios indicados en los planos, se debe construir la hilada madrina, con mortero colocado directamente sobre el contrapiso. Las conexiones requeridas para intersecciones se deben anclar en las correspondientes juntas de pega. E.6.4 - LOSA DE ENTREPISO E.6.4.1 - La colocación de los elementos prefabricados del entrepiso, si los hay, y de las formaletas, cimbras, testeros, etc. debe realizarse de acuerdo con los planos. E.6.4.2 - Una vez se hayan colocado las armaduras de vigas, las conexiones mecánicas especiales, las armaduras de la losas, etc., se puede proceder al vaciado y compactación del concreto del entrepiso, sometiéndolo a un proceso de curado adecuado. Deben haber transcurrido por lo menos 24 horas entre el vaciado de las columnas de confinamiento y el vaciado de la losa de entrepiso. E.6.4.3 - A partir de ejecución de la losa de entrepiso el proceso de ejecución del segundo nivel es idéntico al del primer nivel hasta la altura de dinteles. E.6.5 - CULATAS, AMARRES Y CUBIERTAS E.6.5.1 - En esta fase del proceso constructivo se deben ejecutar las vigas de amarre, las soleras, las culatas laterales (cuchillas) y los anclajes de cubierta. Las columnas se deben vaciar previamente hasta altura de dinteles dejando la longitud de refuerzo para empalmes ó con la longitud total del mismo hasta nivel de remate. E.6.5.2 - Los remates de todo tipo de refuerzo longitudinal de columnas, vigas de amarre ó cintas, debe terminar en ganchos estándar a 90º, anclando cada refuerzo de un elemento, en el elemento que le sea transversal. E.6.6 - COMPLEMENTOS E.6.6.1 - Los aspectos de construcción aquí dispuestos, se pueden complementar con lo establecido en los Capítulos D.4 y D.10 de estas normas. CAPITULO E.7 DEFINICIONES Además de las siguientes definiciones deben consultarse las dadas en los diferentes títulos de estas normas. Cercha - Es un elemento estructural reticulado destinado a recibir y trasladar a los muros portantes las cargas de cubierta. Equivalente a correa. Cinta de amarre - Es un elemento complementario a las vigas de amarre con altura no menor de 100 mm, y cuyo ancho es el espesor del elemento que remata. Columna de amarre - Es un elemento vertical reforzado que se coloca embebido en el muro. Concreto ciclópeo - Concreto con adición de agregado de tamaños mayores al corriente (sobretamaño). Culata - Parte del muro que configura el espacio entre la cubierta y los dinteles y que remata con la pendiente de la cubierta. También se denomina cuchilla. Diafragma - Elemento estructural que reparte las fuerzas inerciales laterales a los elementos verticales del sistema de resistencia sísmica, o sea a los muros. Elementos especiales - Son elementos atípicos en este título y que resuelven de manera particular problemas específicos de una construcción en su cimentación tales como pilotes, micropilotes, realces, muros de contención, plataformas de suelo mejorado. Elementos suplementarios - Son elementos que complementan el trabajo de la cimentación en su función de transferencia de cargas hacia el suelo, tales como elementos de cierre de los anillos en la malla, elementos de estabilidad de cimientos medianeros, etc. Loseta de contrapiso - Es el elemento de concreto con agregado fino menor o igual a 12.5 mm (1/2") o mortero hecho con arena gruesa, fundido directamente sobre relleno compactado y que hace las veces de piso acabado en el primer nivel. Malla de cimentación - Conjunto de elementos ortogonales en concreto reforzado o en ciclópeo y concreto reforzado que forman anillos rectangulares en planta y hacen la transferencia de cargas de la estructura de muros al suelo de cimentación. Entramado. Muros confinados - Son muros de mampostería enmarcados por vigas y columnas de amarre. Muros de carga - Son muros de mampostería que además de su peso propio llevan otras cargas verticales provenientes de los entrepisos y la cubierta. Estos muros deben estar amarrados al diafragma y deben tener continuidad vertical. Muros de rigidez - Son muros de mampostería, transversales a los muros portantes o de carga. Sirven para reducir la esbeltez de aquellos y para resistir las fuerzas laterales perpendiculares a los muros de carga. Estos muros deben estar amarrados al diafragma y deben tener continuidad vertical. Muros divisorios - Son muros que no llevan más carga que su peso propio, no cumplen ninguna función estructural para cargas verticales u horizontales y por lo tanto pueden ser removidos sin comprometer la seguridad estructural del conjunto. No obstante, deben estar adheridos en su parte superior al sistema estructural, con el fin de evitar su vuelco ante la ocurrencia de un sismo. Parapeto - Es el amarre del muro por encima de la cubierta. Deben amarrarse tal como se indica en E.4.4 Recebo - Material granular seleccionado de relleno, que se coloca entre el suelo natural y el contrapiso. Este material debe ser compactado en forma adecuada. Recubrimiento - Vaciado suplementario sobre una placa prefabricada que beneficia su trabajo como diafragma. Pañete - Mortero de acabado para la superficie de un muro. También se denomina mortero de alisado, revoque, etc. Solera - Elemento de remate del muro al nivel de la cubierta y que recibe las cargas transferidas por las correas. Remate de muro ó de cubierta. Viga de amarre - Es un elemento de concreto reforzado de no menos de 150 mm de altura que sirve para amarrar a diferentes niveles los muros de una edificación. La viga de amarre puede estar embebida dentro de la losa de entrepiso cuando ésta es de concreto reforzado, y en este caso puede tener el mismo espesor del entrepiso. Viga de corona - Elemento de concreto reforzado complementario de los cimientos en concreto ciclópeo, vaciados directamente sobe ellos y que cumple funciones de amarre y repartición de cargas. TITULO F ESTRUCTURAS METALICAS CAPITULO F.1 REQUISITOS GENERALES F.1.0 GENERALIDADES F.1.0.1 - ALCANCE - Las normas contenidas en el Título F de este Reglamento son aplicables al diseño de estructuras conformadas por elementos de acero o de aluminio, soldados, atornillados, o remachados, y cuya calidad debe certificarse. F.1.0.2 - ZONAS SISMICAS - Los requisitos para estructuras metálicas que se dan en el presente Título de este Reglamento, deben aplicarse a cada una de las Zonas de Amenaza Sísmica que se definen en A.2.3. del Título A de este Reglamento. F.1.1 LIMITES DE APLICABILIDAD F.1.1.1 - ESTRUCTURAS DE ACERO - El término acero estructural empleado en la presente norma se refiere a los elementos de acero estructural esenciales para resistir las cargas de diseño. El diseño de estructuras de acero con miembros hechos con perfiles laminados está cubierto por los capítulos F.1 a F.5. Tales miembros se enumeran en forma general en 2.1 del "Código de Práctica Estándar para Estructuras Metálicas" del Instituto Americano para Construcción en Acero (AISC). Estas estructuras se diseñarán para estados límites de acuerdo con los capítulos F.2 y F.3. Como alternativa se podrán diseñar para esfuerzos admisibles; en tal caso se seguirán los Capítulos F.4 y F.5. El diseño de estructuras metálicas con miembros formados en frío se trata en el capítulo F.6. F.1.1.2 - ESTRUCTURAS DE ALUMINIO - El término aluminio estructural empleado en la presente norma se refiere a los elementos de aluminio estructural esenciales para resistir las cargas de diseño. El diseño de estructuras metálicas con elementos de aluminio estructural se hará conforme al capítulo F.7. CAPITULO F.2 ESTRUCTURAS DE ACERO HECHAS CON PERFILES LAMINADOS 0 MIEMBROS ARMADOS: DISEÑO PARA ESTADOS LIMITES F.2.0 - NOMENCLATURA El numeral entre paréntesis después de la definición de un símbolo, se refiere a la sección donde este se define por primera vez. F.2.1 GENERALIDADES F.2.1.1 - ESTADOS LIMITES - Para el diseño de estructuras de acero con perfiles laminados se estudiarán como mínimo los estados límites último y de servicio. Para evaluar las cargas últimas se utilizarán las combinaciones y coeficientes de mayoración estipuladas en B.2.5. Para evaluar deflexiones en el estado límite de servicio se utilizarán las cargas y combinaciones prescritas en B.2.3. F.2.1.2 - TIPOS DE CONSTRUCCION - Bajo las condiciones establecidas aquí, se permiten dos tipos básicos de construcción y condiciones asociadas de diseño, cada una de las cuales determina en una forma específica el tamaño de los miembros y el tipo y resistencia de sus conexiones. Ambos tipos deben cumplir con los requisitos de estabilidad de F.2.2.4. El tipo TR (totalmente restringido), llamado comúnmente "pórtico rígido" o "pórtico continuo" en el cual se supone que las conexiones entre vigas y columnas tienen suficiente rigidez para mantener inalterables los ángulos originales entre los miembros que se intersectan. El tipo PR (parcialmente restringido), en el cual las conexiones entre vigas principales y secundarias poseen una rigidez insuficiente para mantener inalterables los ángulos originales entre los miembros que se intersectan. El diseño de todas las conexiones debe ser consistente con el tipo de construcción señalado en los planos de diseño. En el método de diseño para estados límites se permite incondicionalmente la construcción tipo TR. La construcción tipo PR se puede utilizar dependiendo de la garantía del grado de restricción previsto para las conexiones. Cuando se ignora la restricción de las conexiones, debe suponerse que bajo las cargas de gravedad o "entramado simple" los extremos de las vigas y viguetas se comportan como uniones a corte solamente y pueden rotar libremente. En construcciones con entramado simple se aplican los siguientes requisitos: (a) Las conexiones y los miembros conectados deberán ser adecuados para resistir como vigas simplemente apoyadas las cargas mayoradas de gravedad. (b) Las conexiones y los miembros conectados deberán ser adecuados para resistir las cargas mayoradas laterales. (c) Las conexiones deberán tener suficiente capacidad de rotación inelástica para evitar sobre esfuerzos en los sujetadores o soldaduras bajo la acción combinada de cargas mayoradas de gravedad y laterales. Cuando se utiliza en el diseño de conexiones restricción rotacional para obtener estabilidad de la estructura en conjunto, la capacidad de la conexión se determinará por medios analíticos o empíricos. En las construcciones tipo PR se permiten algunas deformaciones inelásticas de una parte de la estructura, siempre que sean autolimitantes. F.2.1.3 - MATERIALES F.2.1.3.1 - Acero estructural - En estas especificaciones se acepta el uso de los materiales que cumplen con las siguientes normas: NTC 248. Barras corrugadas laminadas en caliente (ASTM A615). NTC 1920. Acero estructural. (ASTM A36). NTC 3470. Tubería de acero soldada o sin costura, negra y recubierta de zinc por inmersión en caliente (ASTM A53 Grado B). NTC 1950. Acero estructural de alta resistencia y de baja aleación (ASTM A242). NTC 1986. Tubería estructural de acero al carbono, formada en frío, soldada o sin costura, de cualquier configuración (ASTM A500). NTC 2374. Tubería estructural de acero al carbono, formada en caliente, soldada o sin costura (ASTM A501). NTC 3347. Láminas y platinas de acero al carbono laminadas en caliente, de calidad estructural (ASTM A570 Grados 40, 45 y 50). NTC 1985. Acero de alta resistencia, de baja aleación colombio-vanadio de calidad estructural (ASTM A572). NTC 2012. Acero estructural de alta resistencia de baja aleación con punto de fluencia mínimo de 345 M Pa, hasta 100 mm de espesor (ASTM A588). NTC 4001. Tubería estructural de alta resistencia y baja aleación, formada en caliente con o sin costura (ASTM A618). NTC 4005. Acero estructural para puentes (ASTM A709). NTC 4007. Especificaciones para el acero al carbono-manganeso de alta resistencia y calidad estructural (ASTM A529). NTC 4009. Láminas y flejes de acero, laminados en frío y en caliente, de alta resistencia y baja aleación, con resistencia mejorada a la corrosión (ASTM A606). NTC 4012. Plancha de acero estructural de baja aleación, templada y revenida con límite de fluencia mínimo de 485 MPa (70ksi) y espesores hasta de 100 mm (4 pulgadas) (ASTM A852). NTC 4014. Planchas de acero aleado, templadas y revenidas, de alta resistencia a la fluencia y aptas para ser soldadas (ASTM A514). NTC 4016. Láminas y flejes de acero de alta resistencia y baja aleación, al culombio o vanadio, o ambos, laminados en caliente y en frío (ASTM A607). Se puede considerar como prueba suficiente del cumplimiento de las anteriores normas, el informe certificado que en tal sentido extienda la acería, de acuerdo con sus ensayos, o de los ensayos que realice el fabricante o un laboratorio reconocido, de acuerdo con los requisitos de las normas ASTM A6 o NTC 7 (ASTM A568), según sea aplicable. Si se le solicita, el fabricante deberá proporcionar una certificación en que conste que el acero estructural del suministro cumple los requisitos del grado especificado. Puede utilizarse acero sin identificar, si su aspecto superficial es aceptable según los criterios de la norma ASTM A6, en la fabricación de partes o detalles de menor importancia, siempre y cuando que las propiedades físicas y la soldabilidad del acero no afecten la resistencia de la estructura. En caso de utilizar el acero conocido como de "calidad comercial", la resistencia, en términos del límite de fluencia no debe suponerse mayor de 225 MPa, y a su vez la resistencia última no mayor de 360 MPa, a menos que mediante ensayos se pueda demostrar una resistencia mayor. F.2.1.3.2 - Perfiles pesados - No se requiere especificar la tenacidad del material en empalmes empernados de perfiles laminados ASTM A6, grupos 4 y 5 cuando estos miembros se utilizan para resistir esfuerzos principales de tensión debidos a tensión o flexión. Si tales miembros se conectan utilizando soldaduras de penetración total, los documentos contractuales deben especificar que el acero sea suministrado con la prueba Charpy con ranura en V de acuerdo con la norma ASTM A6, Requisito Suplementario S5. Esta prueba de impacto debe satisfacer un valor promedio mínimo de 27 N-m de energía absorbida a+20ºC y debe conducirse de acuerdo con la norma NTC 4008 (ASTM A673) con las siguientes excepciones: (a) El eje central longitudinal de las muestras debe localizarse dentro de lo posible equidistante entre la superficie interior de la aleta y el centro del espesor de ésta en la intersección con el grosor del alma. (b) El productor debe conducir las pruebas en material seleccionado de un sitio representativo de la parte superior de cada lingote o en parte de un lingote utilizado para producir los perfiles representados por estas pruebas. No se requiere especificar la tenacidad del material en platinas con espesores superiores a 50 mm que hacen parte de miembros fabricados con empalmes empernados y sometidos a esfuerzos principales de tensión debidos a tracción o flexión. Si tales miembros están unidos por medio de soldaduras de penetración total, los documentos contractuales deben especificar el suministro del acero con pruebas Charpy con ranura en V de acuerdo con la norma ASTM A6, Requisito Suplementario S5. La prueba de impacto será conducida por el productor de acuerdo con la norma NTC 4008 (ASTM A673), Frecuencia P, y debe satisfacer un valor promedio mínimo de 27 N-m de energía absorbida a +20ºC. Estos requisitos suplementarios de tenacidad también deben considerarse en uniones soldadas de penetración total, de perfiles de acero ASTM A6, grupos 4 y 5, laminados o fabricados, con espesores superiores a 50 mm, utilizadas en conexiones sometidas a esfuerzos principales de tensión, bien sea por tensión directa o por flexión de dichos miembros. No es necesario aplicar tales requisitos a los perfiles mencionados cuando a ellos se conectan miembros diferentes a los acá señalados, por medio de soldaduras aplicadas a la cara del material más pesado que penetran todo el espesor del material más delgado. En F.3.16.1.7, F.3.16.1.8, F.3.16.2.6, F.3.16.2.7 y F.3.18.2.2 se dan requisitos adicionales para uniones en miembros de perfiles laminados pesados y fabricados. F.2.1.3.3 - Fundiciones y piezas forjadas de acero - El acero fundido deberá cumplir con una de las siguientes especificaciones o normas: NTC 4003 . Fundiciones de acero al carbono para aplicaciones en general (ASTM A27 Grado 65-35). NTC 1137 . Fundiciones de acero de alta resistencia para usos estructurales (ASTM A148 Grado 80-50) Las piezas forjadas deberán ajustarse a la norma: NTC 4038 . Fundiciones ferrosas. Piezas forjadas de acero al carbono aleado, para usos industriales en general (ASTM A668). Se aceptarán los informes certificados de ensayo como prueba del cumplimiento de la norma F.2.1.3.4 - Pernos, arandelas y tuercas - Los pernos de acero deberán cumplir con una de las siguientes normas: NTC 858. Tornillos, pernos y partes similares roscadas. Requisitos generales (ASTM A449). NTC 4028. Pernos de acero de alta resistencia, clase 10.9 y 10.9.3 para juntas de acero estructural (ASTM A490). NTC 4034. Elementos de fijación. Especificación para tornillos y pernos de acero al carbono con 410 MPa (60000 psi) de resistencia a la tensión (ASTM A307). ASTM A194. Tuercas de acero al carbono y aleado para pernos que trabajen en condiciones de servicio con alta presión y alta temperatura. ASTM A325. Pernos estructurales de acero, tratados térmicamente, con resistencia mínima a la tensión de 825 o 725 MPa. ASTM A563. Tuercas de acero al carbono y de aleación. ASTM F436. Arandelas de acero templado. Se usarán pernos NTC 858 (ASTM A449) solamente en conexiones que requieran pernos de diámetros superiores a 38 mm; no deberán usarse en conexiones de deslizamiento crítico. Se aceptará la certificación del fabricante como prueba del cumplimiento con estas normas. F.2.1.3.5 - Pernos de anclaje y varillas roscadas - Los pernos de anclaje y las varillas roscadas deberán cumplir con una de las siguientes normas: NTC 1920. Acero estructural (ASTM A36). ASTM A193. Materiales de acero aleado y de acero inoxidable para pernos en condiciones de servicio de alta temperatura. ASTM A354. Pernos, espigos y otros sujetadores roscados externamente, de acero aleado, templado y revenido. NCT 1985. Aceros de calidad estructural y alta resistencia con baja aleación de colombio y vanadio. (ASTM A572). NTC 2012. Acero estructural de alta resistencia y de baja aleación con punto de fluencia mínimo de 345 MPa hasta 100 mm de espesor (ASTM A588). ASTM A687. Pernos y espigos, sin cabeza, de acero de alta resistencia Las roscas de los pernos y varillas deberán cumplir con las especificaciones detalladas en las "Series Estándares Unificadas" de la última edición de la norma ANSI B18.1. Las tolerancias serán de clase 2A. Pueden utilizarse como pernos de anclaje los pernos de acero que cumplen con otras disposiciones de F.2.1.3. El material NTC 858 (ASTM A449) es aceptable para pernos de anclaje y varillas roscadas de alta resistencia de cualquier diámetro. Se aceptará la certificación del fabricante como prueba del cumplimiento con las normas. F.2.1.3.6 - Metal de aporte y fundente para soldadura - Los electrodos y fundentes para soldadura deberán cumplir con una de las siguientes normas del Código correspondiente de la Sociedad Americana de Soldadura (American Welding Society). NTC 2191. Especificación para electrodos de acero al carbono para soldadura de arco metálico protegido (AWS A5.1). NTC 2253. Especificaciones para electrodos de acero al carbono de baja aleación para soldadura de arco (AWS A5.5). NTC 2677. Especificaciones para electrodos de acero al carbono y fundentes para soldadura de arco sumergido (AWS A5.17). NTC 2632. Especificaciones para metales de aporte de acero al carbono para soldadura de arco con protección de gas. (AWS A5.18). AWS A5.20. Especificaciones para electrodos de acero al carbono para soldadura de arco con fundente en el núcleo NTC 3623. Especificaciones para electrodos de acero de baja aleación y fundentes para soldadura de arco sumergido. (AWS A5.23). NTC 3570. Especificaciones para metales de aporte de acero de baja aleación para soldadura de arco con protección de gas. (AWS A5.28). AWS A5.29. Especificaciones para electrodos de acero de baja aleación para soldadura de arco con fundente en el núcleo Se aceptará la certificación del fabricante como prueba del cumplimiento con las normas. Los electrodos y metales de aporte seleccionados deben ser los apropiados para la aplicación prevista. La tenacidad del material de soldadura por lo general no es critica en la construcción de edificios. F.2.1.3.7 - Conectores de corte tipo espigo - Los conectores de espigo de acero para transmitir esfuerzos de corte deberán cumplir con los requisitos de la norma AWS D1.1 de la Sociedad Americana de Soldadura. Se aceptará la certificación del fabricante como prueba del cumplimiento con el Código. F.2.1.3.8 - Remaches - Los remaches de acero deben cumplir con la norma: NTC 4033 . Remaches de acero estructural (ASTM A502) Se acepta el certificado del productor como evidencia suficiente de cumplimiento con la norma. F.2.1.4 - CARGAS F.2.1.4.1 - Las estructuras hechas con perfiles laminados de acero se diseñarán para las cargas estipuladas en el Título B de estas normas. F.2.1.5 - BASES DE DISEÑO F.2.1.5.1 - Resistencia requerida a cargas mayoradas - La resistencia requerida en el diseño de miembros estructurales y sus conexiones se determinará mediante análisis estructural para las combinaciones apropiadas de cargas mayoradas estipuladas en B.2.5. En el diseño se permite tanto el análisis elástico como el análisis plástico, pero este último solamente para aceros con esfuerzos de fluencia inferiores a 450 MPa y sujeto a los requisitos de F.2.2.5.2, F.2.3.2, F.2.5.1.2, F.2.6.1.2, F.2.8.1 y F.2.9.1. Con excepción de las vigas híbridas y los elementos de acero NTC 4014 (ASTM A514), las vigas principales y secundarias compuestas por secciones compactas (incluyendo los miembros diseñados como sección compuesta), que cumplan con los requisitos anteriores, que sean continuas sobre los apoyos o que están rígidamente conectadas a las columnas por medio de remaches, pernos de alta resistencia o soldadura, pueden diseñarse para 9/10 de los máximos momentos negativos producidos por las cargas de gravedad en los puntos de apoyo, siempre y cuando que el máximo momento positivo se incremente en 1/10 del promedio de los momentos negativos. Esta reducción no se aplica a los momentos producidos por cargas en elementos en voladizo. Si el momento negativo es resistido por una columna rígidamente conectada a la viga, la reducción del 1/10 puede utilizarse en el diseño de la columna para una carga combinada axial y de flexión, siempre y cuando que el esfuerzo, f a , producido por cualquier carga axial inducida en el miembro, no exceda de c , multiplicado por 0.15A g F y , en donde: A g = área total, mm² F y = esfuerzo de fluencia mínimo especificado, MPa c = coeficiente de resistencia para compresión F.2.1.5.2 - Estados límites - El diseño para estados límites es un método para diseñar las estructuras de tal forma que no se exceda ningún estado límite aplicable cuando la estructura está sujeta a todas las combinaciones apropiadas de cargas mayoradas. Los estados límites de resistencia última se relacionan con la seguridad y se ocupan de la capacidad para soportar las cargas máximas. Los estados límites de servicio se relacionan con el funcionamiento bajo condiciones normales de servicio. El término "resistencia" incluye los dos estados: de resistencia última y de servicio. F.2.1.5.3 - Diseño por resistencia última - La resistencia de diseño de cada componente estructural debe igualar o exceder la resistencia requerida basada en cargas mayoradas nominales. La resistencia de diseño " c R n " se calcula para cada estado límite aplicable multiplicando la resistencia nominal "R n " por un coeficiente de resistencia " ". La resistencia requerida se determina para cada combinación de carga aplicable como se estipula en F.2.1.4. La resistencia nominal "R n " y los coeficientes de resistencia "f" se encuentran en las secciones pertinentes. En F.2.11 se dan otras consideraciones adicionales de resistencia. F.2.1.5.4 - Diseño para condiciones de servicio y otras consideraciones - Toda la estructura y los elementos individuales, las conexiones y los conectores deben ser comprobados para las condiciones de servicio. Las disposiciones correspondientes se presentan en F.2.12. F.2.1.6. - REFERENCIAS F.2.1.6.1 - Normas y códigos de referencia - En la presente norma se hace referencia a las siguientes normas: Normas NTC promulgadas por el Instituto Colombiano de Normas Técnicas, ICONTEC: NTC 174 (ASTM C33) NTC 858 (ASTM A449) NTC 1137 (ASTM A148) NTC 1920 (ASTM A36) NTC 1950 ASTM A242) NTC 1985 (ASTM A572) NTC 1986 (ASTM A500) NTC 2012 (ASTM A588) NTC 2191 (AWS A5.1) NTC 2253 (AWS A5.5) NTC 2374 (ASTM A501) NTC 2632 (AWS A5.18) NTC 2677 (AWS A5.17) NTC 3347 (ASTM A570) NTC 3470 (ASTM A53) NTC 3570 (AWS A5.28) NTC 3623 (AWS A5.23) NTC 4001 (ASTM A618) NTC 4003 (ASTM A27) NTC 4005 (ASTM A709) NTC 4007 (ASTM A529) NTC 4009 (ASTM A606) NTC 4012 (ASTM A852) NTC 4014 (ASTM A514) NTC 4016 (ASTM A607) NTC 4028 (ASTM A490) NTC 4033 (ASTM A502) NTC 4034 (ASTM A307) NTC 4038 (ASTM A668) NTC 4045 (ASTM C330) American National Standards Institute (instituto Americano de Normas) ANSI B18.1-72 American Society of Civil Engineers (Sociedad Americana de Ingenieros Civiles), ASCE 7-95 American Society for Testing and Materials (Sociedad Americana para Ensayos y Materiales ASTM A6 ASTM A27 (NTC 4003) ASTM A36 (NTC 1920) ASTM A53 (NTC 3470) ASTM A148 (NTC 1137) ASTM A193 ASTM A194 ASTM A242 (NTC 1950) ASTM A307 (NTC 4034) ASTM A325 ASTM A354 ASTM A449 (NTC 858) ASTM A490 (NTC 4028) ASTM A500 (NTC 1986) ASTM A501 (NTC 2374) ASTM A502 (NTC 4033) ASTM A514 (NTC 4014) ASTM A529 (NTC 4007) ASTM A563 ASTM A570 (NTC 3347) ASTM A572 (NTC 1985) ASTM A588 (NTC 2012) ASTM A606 (NTC 4009) ASTM A607 (NTC 4016) ASTM A618 (NTC 4001) ASTM A668 (NTC 4038) ASTM A687 ASTM A709 (NTC 4005) ASTM A852 (NTC 4012) ASTM C33 (NTC 174) ASTM C330 (NTC 4045) ASTM F436 American Welding Society (Sociedad Americana de Soldadura): AWS D1.1 AWS A5.1 (NTC 2191) AWS A5.5 (NTC 2253) AWS A5.17 (NTC 2677) AWS A5.18 (NTC 2632) AWS A5.20 AWS A5.23 (NTC 3623) AWS A5.28 (NTC 3570) AWS A5.29 Research Council on Structural Connections (Consejo de investigación de conexiones estructurales) "Especificaciones para uniones estructurales mediante el uso de pernos ASTM A325 o NTC 4028 (ASTM A490), 1988". American Iron and Steel Institute (Instituto Americano del Hierro y el Acero) "Especificaciones para el diseño por coeficiente de carga y de resistencia, de miembros de acero formados en frío", 1991. American Institute of Steel Construction (Instituto Americano de Construcción en Acero): "Código de práctica estándar para puentes y edificios de acero", 1992. "Provisiones sísmicas para edificios de acero estructural", 1992. "Especificación para el diseño por coeficientes de carga y de resistencia de miembros de un solo ángulo", 1993. F.2.1.7 - DOCUMENTOS DE DISEÑO F.2.1.7.1 - Planos - En los planos de diseño se mostrarán los detalles completos con sus dimensiones, cortes y localización relativa de los distintos miembros. Se acotarán los niveles de los pisos, los ejes de las columnas y los desplazamientos de sus ejes. Los planos se dibujarán a una escala que permita apreciar claramente la información. Los documentos de diseño deberán indicar el tipo o tipos de construcción descritos en F.2.1.2 e incluirán las cargas nominales y las resistencias de diseño si se requieren en la preparación de los planos de taller. Cuando se utilicen en las uniones pernos de alta resistencia, los planos de diseño deberán indicar el tipo de conexión, aplastamiento con apriete normal (aplastamiento con tensionamiento total, tensión directa o deslizamiento crítico). Si se requiere dar contraflecha en cerchas, vigas o viguetas, deberá consignarse el detalle correspondiente en los planos de diseño. Además deberán indicarse en los planos los requisitos para el uso de atiesadores y riostras. F.2.1.7.2 - Símbolos y nomenclatura estándares - Los símbolos de soldadura utilizados en los planos de diseño y los planos de taller deben ser preferiblemente los símbolos incluidos en el Código de Soldadura para Estructuras Metálicas de Fedestructuras. Podrán, sin embargo, utilizarse otros símbolos adecuados de soldadura siempre y cuando que se incluya en los planos una explicación completa de su uso. F.2.1.7.3 - Indicaciones para soldadura - En los planos de diseño y de taller deben indicarse por medio de notas aquellas uniones o grupos de uniones en las cuales debe seguirse una secuencia y una técnica determinada de soldadura para minimizar las distorsiones. Las longitudes de soldadura señaladas en los planos de diseño y en los planos de taller serán longitudes netas efectivas. F.2.2 - REQUISITOS DE DISEÑO Este numeral contiene las disposiciones que son comunes a este capítulo en general. F.2.2.1 - AREA TOTAL - El área total o área bruta "A g ", de un miembro en cualquier punto es la suma de los productos de los espesores por el ancho total de cada elemento medida perpendicularmente al eje del miembro. En el caso de ángulos, el ancho total es la suma de los lados del ángulo menos el espesor. F.2.2.2 - AREA NETA - El área neta "A n " de un miembro es la suma de los productos de los espesores por el ancho neto de cada elemento, calculada como sigue. Al calcular el área neta de los elementos solicitados por tensión y corte, el ancho de una perforación para pernos se tomará 2 mm más grande que el tamaño nominal de la perforación. Para cadenas de huecos que se extiendan a través de un elemento en sentido diagonal o en zigzag, el ancho neto se obtendrá deduciendo del ancho total la suma de los diámetros de todas las perforaciones circulares o alargadas, según se estipula en F.2.10.3.2, en la cadena y sumando por cada gramil la cantidad S 2 /4g. En donde: S = paso. Distancia longitudinal centro a centro de dos huecos consecutivos, mm. g = gramil. Distancia transversal centro a centro entre las hileras de sujetadores, mm. Para ángulos, la separación de los huecos en las alas opuestas será la suma de las distancias medidas desde la arista menos el espesor. El área critica neta "A n " del elemento se obtiene de la cadena que presenta el menor ancho neto. Al determinar el área neta a través de soldaduras de tapón o de ranura, el metal de aporte de la soldadura no se considera parte del área neta. F.2.2.3 - AREA NETA EFECTIVA PARA MIEMBROS EN TENSION - El área neta efectiva para miembros en tensión se determinará así

Cuando la carga se transmite directamente a todos y cada uno de los elementos transversales por medio de sujetadores o soldaduras, el área neta efectiva, A e , es igual al área neta, A n .

Cuando la carga se transmite por medio de pernos o remaches a través de algunos, pero no de todos los elementos de la sección transversal del perfil, el área neta efectiva, A e , se calcula con la siguiente ecuación: A e = UA n (F.2-1)

Cuando la carga se transmite por medio de soldaduras a través de algunos, pero no de todos los elementos de la sección transversal del perfil, el área neta, A e , se calcula con: A e = AU (F.2-2) En donde: A = área según se define más adelante A n = área neta del perfil, mm² U = coeficiente de reducción = 1-( /L) 0.9 o como se define en los literales (b) o (c) de este numeral (F.2-3) = Excentricidad de la conexión, mm L = Longitud de la conexión en la dirección de la carga, mm Se pueden utilizar valores mayores de U siempre y cuando estén justificados por ensayos u otros criterios razonables

Cuando la carga a tensión se transmite únicamente mediante soldaduras longitudinales a cualquier miembro que no sea una platina o mediante la combinación de soldaduras longitudinales y transversales: A = A g , área total del miembro, mm²

Cuando la carga a tensión se transmite únicamente mediante soldaduras transversales: A = área de los elementos conectados directamente, mm² U = 1.0

Cuando la carga a tensión se transmite a una platina por medio de soldaduras longitudinales a lo largo de ambos bordes en los extremos de la misma, la longitud de la soldadura no debe ser inferior al ancho de la platina y: A =área de la platina, mm² El área efectiva de los elementos de conexión se estipula en F.2.10.5.2. F.2.2.4 - ESTABILIDAD - Se debe proporcionar estabilidad general a la estructura en conjunto así como a cada elemento solicitado por compresión. Se deben considerar en el diseño los efectos significativos de carga que resulten por la deformación de la estructura o de los elementos individuales. F.2.2.5 - PANDEO LOCAL Para elementos no atiesados soportados solamente en un borde, paralelo a la dirección del esfuerzo de compresión, el ancho se tomará así: (a) Para aletas de perfiles doble T, y tes, el ancho "b" será igual a la mitad del ancho nominal. (b) Para alas de ángulos y aletas de canales y perfiles Z, el ancho "b" es igual al ancho nominal. (c) Para platinas, el ancho "b" es igual a la distancia del extremo libre a la primera hilera de sujetadores o línea de soldadura. (d) Para almas de tes, "d" se tomará como la altura nominal. Para elementos atiesados, o sea aquellos soportados a lo largo de dos bordes paralelos a la dirección de la fuerza de compresión, el ancho se tomará así: (a) Para almas de secciones laminadas y secciones formadas, "h" es la distancia libre entre aletas menos la transición o radio de la esquina en cada aleta; "h c " es dos veces la distancia entre el eje centroidal y la cara interior de la aleta en compresión menos la transición o radio esquinero. (b) Para almas de secciones ensambladas "h" es la distancia entre hileras adyacentes de sujetadores o la distancia libre entre aletas cuando se utilizan soldaduras, y "h c " es dos veces la distancia entre el eje neutro y la hilera más próxima de sujetadores de la aleta en compresión o dos veces la distancia entre el eje neutro y la cara interior de la aleta en compresión si se utilizan soldaduras. (c) Para platabandas o platinas de diafragma en secciones ensambladas, el ancho "b" es la distancia entre líneas adyacentes de sujetadores o entre líneas de soldaduras. (d) Para aletas de secciones estructurales huecas rectangulares, el ancho "b" es la distancia libre entre almas menos el radio interior de la esquina en cada lado. Si este radio no se conoce, el ancho puede tomarse como el ancho total de la sección menos tres veces el espesor. Para aletas acarteladas de secciones laminadas, el espesor es el valor nominal equidistante entre el borde libre y la cara correspondiente del alma. El análisis plástico está sujeto a las limitaciones prescritas en F.2.1.5.1. F.2.2.5.3 - Elementos esbeltos a compresión - Para el diseño a flexión de perfiles en I, canales y secciones rectangulares o circulares con elementos esbeltos solicitados por compresión, véase F.2.16.1. Para otros perfiles solicitados por flexión o miembros solicitados por compresión axial que tengan elementos esbeltos a compresión véase F.2.14.1.1. Para vigas ensambladas con elementos esbeltos en el alma, véase F.2.17. F.2.2.6 - ARRIOSTRAMIENTO EN LOS APOYOS - En los puntos de apoyo de vigas secundarias, vigas principales y de cerchas se debe proporcionar un sistema de fijación para restringir la rotación con respecto a su eje longitudinal a menos que la restricción a la rotación se provea de otra manera. F.2.2.7 - LIMITES MAXIMOS DE LA RELACION DE ESBELTEZ - Para los miembros cuyo diseño se basa en esfuerzos de compresión, la relación de esbeltez, KL/r, preferiblemente no debe exceder de 200. La relación de esbeltez, KL/r de los miembros solicitados por tensión, exceptuando las varillas, no debe exceder de 300. Los miembros cuyo diseño está gobernado por tensión, pero que pueden estar solicitados a compresión con otras condiciones de carga no requieren satisfacer el límite de esbeltez de compresión. Notas: (a) Para vigas híbridas se utilizará la resistencia a la fluencia de la aleta, F yf , en lugar de F y . (b) Se supone que el área neta de la platabanda está en la perforación más grande. (c) Se supone una capacidad de rotación inelástica de 3. Para estructuras en zonas de alto riesgo sísmico, se puede requerir una mayor capacidad de rotación. (d) Para diseño plástico utilizar 8960/F y . (e) F r = esfuerzo residual de compresión en las aletas. = 70 MPa para perfiles laminados = 115 MPa para perfiles soldados (f) Kc =(4/ ) pero sin salirse de los siguientes límites: 0.35 Kc 0.763 (g) Para miembros con aletas desiguales, véase F.2.14.1. F y es el esfuerzo de fluencia mínimo especificado para el tipo de acero utilizado. F.2.2.8 - LUCES SIMPLES - Las vigas principales y secundarias y las cerchas diseñadas como luces simples tendrán una longitud efectiva igual a la distancia existente entre los centroides de los miembros en que se apoyan. F.2.2.9 - RESTRICCION EN LOS EXTREMOS - Cuando las vigas y cerchas se diseñan suponiendo restricción parcial o total en los extremos, por estar en voladizo o formar parte de un sistema continuo o semicontinuo, tanto ellas como los miembros a donde se conectan deben poder resistir las fuerzas y momentos mayorados, debidos a dicha acción, y las demás fuerzas mayoradas a que se vean sometidas, sin exceder las resistencias de diseño prescritas en F.2.4 a F.2.11, excepto que se permite algo de deformación inelástica, pero autolimitante, de una parte de la conexión. F.2.2.10 - DISEÑO DE VIGAS - Las vigas laminadas o fabricadas y las dotadas de platabandas se diseñarán, en general, con base en el momento de inercia de la sección total. No se deducirán las áreas de los agujeros, para pernos y remaches, en ninguna de las aletas, siempre y cuando: 0.75F u A fn ³ 0.9F y A fg (F.2-4) en donde A fg es el área total de las aletas y A fn su área neta, calculada con base en las provisiones de F.2.2.1 y F.2.2.2 y F u , es la resistencia mínima a tensión especificada. Si 0.75F u A fn < 0.9F y A fg (F.2-5) las propiedades a telón del miembro se calcularán con base en la siguiente área efectiva a tensión de las aletas, A fe : Las aletas de las vigas soldadas pueden variar en ancho o espesor o tener platabandas. El área total de la sección transversal de las platabandas de las vigas empernadas o remachadas, no deberá exceder el 70 por ciento del área total de la aleta. Los pernos de alta resistencia, los remaches o las soldaduras que conectan la aleta al alma o la platabanda a la aleta, se diseñarán para resistir el corte horizontal total que resulta de las fuerzas de flexión en la viga. La distribución longitudinal de estos pernos, remaches o soldaduras intermitentes, se hará proporcionalmente a la intensidad del corte sin que su espaciamiento en dicho sentido exceda el máximo permitido, para miembros a compresión o tensión, en F.2.5.4 o F.2.4.2, respectivamente. Los pernos, remaches o soldaduras que conectan la aleta al alma se diseñarán para que puedan transmitir a ésta cualquier carga aplicada directamente a la aleta, a menos que se tomen provisiones para transmitirla por apoyo directo. Las platabandas de longitud parcial se extenderán más allá del punto en donde teóricamente no se necesitan; la porción extendida se conectará a la viga con pernos de alta resistencia en una conexión de deslizamiento crítico, con remaches o con soldaduras de filete. La conexión deberá servir, con la resistencia de diseño aplicable estipulada en F.2.10.2.2, F.2.10.3.8 o F.2.11.3, para desarrollar la porción de resistencia a flexión que le corresponde a la platabanda, en el punto teórico de suspensión. En platabandas soldadas, las soldaduras que conectan el final de la platabanda a la viga, en la longitud a', definida más adelante, deberán poder desarrollar, con la resistencia de diseño aplicable, la porción de la resistencia de diseño de la viga que corresponde a la platabanda, a la distancia a' medida desde su terminación. Esta longitud a' deberá ser: (a) Una distancia igual al ancho de la platabanda cuando hay una soldadura continua a través del extremo de la placa, de tamaño igual a o mayor que tres cuartos de su espesor, y soldaduras continuas a lo largo de ambos bordes de la platabanda en la longitud a'. (b) Una distancia igual a una vez y media el ancho de la platabanda cuando hay una soldadura continua a través del extremo de la placa, de tamaño menor que tres cuartos de su espesor, y soldaduras continuas a lo largo de ambos bordes de la platabanda en la longitud a'. (c) Una distancia igual a dos veces el ancho de la platabanda cuando no hay soldadura transversal en el extremo de la placa sino sólo soldaduras continuas, a lo largo de sus dos bordes longitudinales, en la distancia a'. F.2.3 - PORTICOS Y OTRAS ESTRUCTURAS Este numeral específica los requisitos generales de estabilidad de la estructura en conjunto. F.2.3.1 - EFECTOS DE SEGUNDO ORDEN - Deben considerarse los efectos de segundo orden (P-D) en el diseño de pórticos. En estructuras diseñadas con base en análisis plástico, la resistencia a flexión requerida, M u , se determinará mediante un análisis plástico de segundo orden que satisfaga los requisitos de F.2.3.2. En estructuras diseñadas con base en análisis elástico, el M u de columnas-vigas, conexiones y miembros conectados, se determinará mediante un análisis elástico de segundo orden o, en su lugar, el siguiente procedimiento aproximado: M u = B 1 M nt + B 2 M lt (F.2-7) en donde: M nt = resistencia requerida a la flexión en el miembro suponiendo que no hay traslación lateral del pórtico, N-mm M lt = resistencia requerida a la flexión por causa solamente de la traslación lateral del pórtico, N-mm P u = resistencia requerida, a compresión axial, del miembro en consideración, N C m = un coeficiente que se basa en un análisis elástico de primer orden, suponiendo que no hay traslación lateral del pórtico, cuyo valor se tomará de la siguiente manera: (a) Para miembros a compresión que no están solicitados por cargas transversales entre sus apoyos en el plano de flexión: C m = 0.6-0.4 (M 1 /M 2 ) (F.2-10) en donde M 1 /M 2 es la relación entre el menor y el mayor momento en los extremos de aquella parte del elemento sin soporte en el plano de flexión bajo consideración. M 1 /M 2 es positiva cuando la flexión produce doble curvatura en el miembro y negativa cuando produce curvatura sencilla. (b) Para miembros a compresión solicitados por cargas transversales entre sus apoyos, el valor de C m se determinará mediante un análisis racional. En lugar de dicho análisis, pueden utilizarse los siguientes valores: C m = 0.85 para miembros restringidos en sus extremos contra la rotación C m = 1.00 para miembros no restringidos en los extremos F.2.3.2 - ESTABILIDAD DE PORTICOS F.2.3.2.1 - Pórticos arriostrados - En cerchas y pórticos para los cuales la estabilidad lateral se proporciona por medio de riostras diagonales, muros de corte u otros medios equivalentes, el factor de longitud efectiva "K" para miembros a compresión se tomará igual a la unidad, a menos que un análisis estructural demuestre que se puede utilizar un valor menor. Debe demostrarse analíticamente que el sistema de arriostramiento vertical para pórticos arriostrados de varios pisos es adecuado para evitar el pandeo de la estructura y mantener su estabilidad lateral, incluyendo los efectos de volcamiento producidos por la acción del viento o sismo de acuerdo con las cargas mayoradas dadas en B.2.5. Puede considerarse que el sistema de arriostramiento vertical para pórticos de varios pisos funciona conjuntamente con los muros de corte externos e internos en el plano del arriostramiento, las placas de piso y de cubierta que están adecuadamente asegurados a los pórticos estructurales. Las columnas, las vigas y las diagonales, cuando se usan como arriostramiento vertical, pueden considerarse como una cercha simplemente conectada en voladizo vertical, al realizar los análisis de pandeo de los pórticos y de inestabilidad lateral. Debe incluirse la deformación axial de todos los miembros del sistema de arriostramiento vertical en el análisis de estabilidad lateral. En estructuras diseñadas con base en análisis plástico, la fuerza axial causada en estos miembros por las cargas mayoradas, gravitacionales y horizontales, no debe exceder el valor 0.85 C , multiplicado por A g F y Las vigas y las viguetas incluidas en el sistema de arriostramiento vertical de pórticos de varios pisos deberán diseñarse para la carga axial y el momento causados por las cargas mayoradas horizontales y de gravedad concurrentes. F.2.3.2.2 - Pórticos no arriostrados - En pórticos en los cuales la estabilidad lateral depende de la rigidez a la flexión de las vigas y las columnas conectadas rígidamente, el factor "K" de longitud efectiva de los miembros a compresión debe determinarse por medio de un análisis estructural. Los efectos desestabilizadores de las columnas sometidas a cargas gravitacionales, cuyas conexiones simples al entramado no proporcionan resistencia a las cargas laterales, deben tenerse en cuenta al diseñar las columnas de los pórticos que resisten momento. Se permiten ajustes por la reducción en rigidez causada por inelasticidad en la columna. El análisis de la resistencia requerida para pórticos de varios pisos debe incluir los efectos de inestabilidad de los pórticos y la deformación axial de las columnas bajo las cargas mayoradas dadas en B.2.5. En el diseño plástico la fuerza axial en las columnas causada por las cargas mayoradas de gravedad y las cargas horizontales no debe exceder 0.75 C A g F y . F.2.4 - MIEMBROS A TENSION Este numeral se aplica a miembros prismáticos solicitados por tensión axial causada por fuerzas estáticas que actúan a lo largo del eje centroidal. Para miembros solicitados por esfuerzos combinados de tensión axial y de flexión, véase F 2 8 1 1. Para varillas roscadas véase F.2.10.3. Para miembros solicitados por cargas de fatiga, véase F.2.11.3. Para la resistencia de rotura por corte en bloque en las conexiones de los extremos de miembros en tensión véase F.2.10.4.3. Para la resistencia de diseño a tensión de los elementos de conexión véase F.2.10.5.2. F.2.4.1 - RESISTENCIA DE DISEÑO A TENSION - La resistencia de diseño de miembros solicitados por tensión F t P n . será el valor más bajo que se obtenga de acuerdo con los estados límite de fluencia en el área bruta y de fractura en el área neta. (a) Para fluencia en el área bruta t = 0.90 P n = F y A g (F.2-13) (b) Para fractura en el área neta t = 0.75 P n = F u A e (F.2-14) en donde: A e = área neta efectiva, mm² A g = área bruta del miembro, mm² F y = esfuerzo mínimo especificado de fluencia, MPa F u = resistencia mínima especificada a la tensión, MPa P n = fuerza nominal axial, N En el caso de miembros sin perforaciones que están completamente unidos por medio de soldaduras, se utilizará en la fórmula F.2-14 como área neta efectiva el valor menor entre el área bruta del miembro y el área efectiva de las soldaduras, tal como se define en F.2.10. Cuando existen perforaciones en un miembro con conexiones soldadas, o en las conexiones soldadas con soldaduras de tapón o de ranura, se utilizará en la fórmula F.2-14 el área neta a través de las perforaciones. F.2.4.2 - MIEMBROS ENSAMBLADOS - Los límites del espaciamiento longitudinal de los conectores entre elementos en contacto continuo armados con una platina y un perfil o con dos platinas están dados en F.2.10.3.5. El espaciamiento longitudinal de conectores entre componentes debe limitar preferiblemente la relación de esbeltez de cualquier componente entre los conectores a 300 o menos. Se pueden utilizar platabandas perforadas o presillas sin diagonales en las caras abiertas de miembros ensamblados solicitados por tensión. Las presillas tendrán un ancho no inferior a 2/3 la distancia entre las líneas de soldadura o de los sujetadores que los conectan a los componentes del miembro. El espesor de dichas presillas no debe ser inferior a 1/50 de la distancia entre las líneas mencionadas. El espaciamiento longitudinal de soldaduras intermitentes o sujetadores en las presillas no debe exceder de 150 mm. El espaciamiento de las presillas debe ser tal que la relación de esbeltez de cualquiera de los componentes entre las presillas no debe exceder de 300. F.2.4.3 - BARRAS DE OJO Y MIEMBROS CONECTADOS CON PASADORES - La resistencia de diseño de las barras de ojo se determinará de acuerdo con F.2.4.1 (a) tomando "A g " como el área de la sección transversal del cuerpo de la barra. Las barras de ojo serán de espesor constante, sin refuerzo en los huecos de los pasadores, y con cabezas circulares cuya periferia sea concéntrica con el hueco del pasador. El radio de transición entre la cabeza circular y el cuerpo de la barra no debe ser inferior al diámetro de la cabeza. El ancho del cuerpo de las barras de ojo no debe exceder de ocho veces su espesor. El espesor puede ser menor de 13 mm cuando se proporcionan tuercas externas para apretar las platinas del pasador y las platinas de relleno en tal forma que queden bien ajustadas. El ancho "b" desde el borde del hueco hasta el borde de la platina perpendicular a la dirección de la carga aplicada no debe ser menor de 2/3 y para efectos de cálculo, no mayor de 3/4 del ancho del cuerpo de la barra de ojo. El diámetro del pasador no debe ser menor de 7/8 del ancho del cuerpo de la barra de ojo. El diámetro del hueco del pasador no ha de superar en 1.0 mm el diámetro del pasador. Para aceros que tengan un límite de fluencia superior a 480 MPa, el diámetro del hueco no debe exceder de 5 veces el espesor de la platina y el ancho del cuerpo de la barra de ojo deberá reducirse proporcionalmente. En miembros conectados con pasadores el hueco del pasador se localizará equidistante entre los bordes del miembro en la dirección normal a la fuerza aplicada. Para miembros con juntas articuladas en los cuales se espera que el pasador permita un movimiento relativo entre las partes conectadas bajo la acción de la carga total, el diámetro del hueco del pasador no deberá superar en más de 1.0 mm el diámetro del pasador. El ancho de la platina fuera del hueco del pasador no debe ser inferior al ancho efectivo en cada lado del hueco del pasador. En platinas que no sean barras de ojo, conectadas con pasadores, el área neta mínima medida entre el borde del hueco del pasador y el extremo de la barra, paralela al eje del miembro, no debe ser inferior a los dos tercios del área neta que se requiere por resistencia a través del hueco del pasador. La resistencia de diseño de un miembro conectado con pasador, "FP n " será el menor valor de los siguientes estados límites: (a) Tensión sobre el área neta efectiva = t = 0.75 P n = 2tb ef F u . (F.2-15) (b) Corte sobre el área efectiva = ef =0.75 P n = 0.6 A ef F u (F.2-16) (c) Aplastamiento sobre el área proyectada del pasador: véase F.2.10.8. (d) Fluencia en la sección total: utilícese la ecuación F.2-13. en donde: a = distancia más corta desde el borde del hueco del pasador hasta el borde del miembro, medida paralelamente a la dirección de la fuerza, mm A ef = 2t(a + d/2), mm² b ef = 2t+16, pero inferior a la distancia desde el borde del hueco al borde de la parte medida en dirección normal a la fuerza aplicada, mm d = diámetro del pasador, mm t = espesor de la platina, mm Las esquinas más allá del hueco del pasador pueden cortarse a 45º con respecto al eje del miembro, siempre que el área fuera del hueco, en un plano perpendicular al corte, no sea menor que la requerida fuera del hueco del pasador, paralela al eje del miembro. F.2.5 - COLUMNAS Y OTROS MIEMBROS A COMPRESION Este numeral se aplica a miembros prismáticos solicitados por compresión axial a través del centroide. Para miembros solicitados por esfuerzos combinados de compresión axial y de flexión, véase F.2.8.1.2. Para miembros con elementos esbeltos véase F.2.14.1.2. Para miembros acartelados, véase F.2.16.3. Para ángulos sencillos véase la Especificación para el diseño de ángulos sencillos utilizando coeficientes de carga y de resistencia", del Instituto Americano de Construcción en Acero, AISC. F.2.5.1 - LIMITACIONES DE ESBELTEZ Y LONGITUD EFECTIVA F.2.5.1.1 - Longitud efectiva - El coeficiente de longitud efectiva "K" se determinará de acuerdo con F.2.3.2. F.2.5.1.2 - Análisis plástico - Se permite el análisis plástico, de acuerdo con las limitaciones de F.2.1.5.1, si el parámetro de esbeltez de la columna "l e ", definido por la fórmula F.2-9 no excede de 1.5K. F.2.5.2 - RESISTENCIA DE DISEÑO A LA COMPRESION POR PANDEO FLECTOR - La resistencia de diseño por pandeo flector de miembros solicitados por compresión, cuyos elementos tienen relaciones ancho-espesor inferiores a los valores "l r " estipulados en F.2.2.5.1 es igual a "F t P n ", en donde: t = 0.85 P n = A g F cr (F.217) Para miembros cuyos elementos no cumplan con los requisitos de F.2.2.5.1, véase F.2.14.1.2. F.2.5.3 - RESISTENCIA DE DISEÑO A COMPRESION, POR PANDEO FLEXO-TORSOR - La resistencia de diseño por pandeo flexo-torsor de miembros a compresión, en forma de te o compuestos por dos ángulos, cuyos elementos tienen relaciones ancho-espesor menores que los l r estipulados en F.2.2.5.1 es F c P n , en donde: c = 0.85 P n = A g F crft En el caso de miembros en forma de te o compuestos por dos ángulos, cuyos elementos no cumplen los requisitos de F.2.2.5.1, determínese F cry de acuerdo con F.2.14.1.2. Otras columnas asimétricas o con un solo eje de simetría, y columnas doblemente simétricas cruciformes o ensambladas, con paredes muy delgadas, deberán diseñarse para los estados límites de pandeo torsor o flexo-torsor, siguiendo lo estipulado en F.2.15.1. F.2.5.4 - MIEMBROS ENSAMBLADOS - En los extremos de miembros ensamblados solicitados por compresión que se apoyan en placas de asiento o superficies cepilladas, todas las componentes en contacto entre sí deberán conectarse por medio de soldaduras que tengan una longitud no inferior al ancho máximo del miembro, o por pernos espaciados longitudinalmente, a intervalos que no sobrepasen cuatro diámetros en una distancia de 1½ veces el ancho máximo del miembro. A lo largo de miembros ensamblados solicitados por compresión, en el tramo comprendido entre las conexiones extremas indicadas atrás, el espaciamiento longitudinal de soldaduras intermitentes, de pernos o de remaches será el adecuado para transmitir los esfuerzos calculados. En F.2.10.3.5 se fijan límites para el espaciamiento longitudinal de conectores entre elementos en contacto continuo compuestos por una placa y un perfil o por dos placas. Cuando un componente de un miembro solicitado por compresión consiste en una platina sobrepuesta, excepto lo que se especificará en la próxima frase, el espaciamiento máximo no debe exceder el espesor de la platina más delgada multiplicado por " 330/ ", ni de 300 mm, cuando se proporcionan soldaduras intermitentes en los bordes de los componentes o cuando se proporcionan sujetadores en los gramiles de cada sección. Cuando los sujetadores están alternados, el espaciamiento máximo en cada gramil no debe exceder el espesor de la platina exterior más delgada multiplicado por " 500/ " o 450 mm. Los componentes individuales de miembros a compresión compuestos por dos o más perfiles deberán conectarse unos a otros a intervalos a tales que la relación de esbeltez, ka / ri , de cada uno de los componentes, entre los conectores, no exceda tres cuartas partes de la relación de esbeltez predominante del miembro ensamblado. Se debe utilizar el radio de giro mínimo al calcular la relación de esbeltez de cada componente. La conexión en el extremo deberá hacerse soldada o con pernos totalmente tensionados y las superficies en contacto deberán tener cascarilla limpia o revestimientos clase A, o haber sido limpiadas con chorro. La resistencia de diseño de miembros ensamblados compuestos de dos o más perfiles se determinará de acuerdo con F.2.5.2 o F.2.5.3 sujeta a la siguiente modificación. Si la modalidad de pandeo implica deformaciones relativas que producen fueras de corte en los conectores de los perfiles individuales, la relación KI/r se reemplaza por (Kl/r)m determinada como sigue: (a) Para conectores intermedios constituidos por pernos ajustados: Los lados abiertos de miembros solicitados por compresión fabricados con platinas o perfiles estarán provistos de platabandas continuas perforadas con una sucesión de huecos de acceso. Se supone que el ancho sin soporte de las platinas en los huecos de acceso según se define en F.2.2.5.1 contribuye a la resistencia de diseño siempre y cuando que: (a) La relación ancho-espesor se ajuste a las limitaciones de F.2.2.5.1. (b) La relación entre la longitud (en dirección del esfuerzo) y el ancho del hueco no exceda de dos (2). (c) La distancia libre entre los huecos en la dirección del esfuerzo no sea inferior a la distancia transversal entre las líneas más cercanas de sujetadores o soldaduras. (d) La periferia de los huecos en cualquier punto tenga un radio mínimo de 38 mm. La función de las platabandas perforadas puede ser desempeñada por medio de una celosía con presillas en cada extremo y en los puntos intermedios si se interrumpe la celosía. Las presillas estarán tan cerca de los extremos como sea posible. En miembros principales que están solicitados por esfuerzos calculados, las presillas de los extremos tendrán una longitud (dimensión medida paralela al eje del miembro ensamblado) no inferior a la distancia entre los ejes de conectores o de soldaduras que las unen a los componentes del miembro. Las presillas intermedias tendrán una longitud no inferior a la mitad de esta distancia. El espesor de las presillas no debe ser inferior a 1/50 de la distancia entre las líneas de soldadura o de los conectores que las unen a los segmentos de los miembros. En construcciones soldadas la soldadura total en cada Idea de conexión de una presilla tendrá como mínimo 1/3 de la longitud de la presilla. En construcciones atornilladas o remachadas, el espaciamiento en la dirección del esfuerzo en las presillas no debe ser mayor de 6 diámetros y se conectarán a cada segmento con tres sujetadores como mínimo. Las platinas, los ángulos, las canales u otros perfiles empleados como celosía, deberán espaciarse de tal forma que la relación "L/r" del componente incluido entre sus conexiones no exceda la esbeltez que rige el diseño de todo el miembro. La celosía se diseñará para que resista un esfuerzo de corte normal al eje del miembro igual al 2% de la resistencia de diseño a la compresión del elemento. La relación "L/r" de las barras de celosía en sistemas sencillos no excederán de 140, ni de 200 en celosías dobles. Las barras de celosías dobles irán unidas en sus intersecciones. En las barras de celosías solicitadas por compresión "L" puede tomarse como la longitud sin soporte entre los conectores o soldaduras que las unen a los componentes del miembro ensamblado, en el caso de celosía sencilla, y el 70% de dicha longitud para celosías dobles. La inclinación de las barras de celosía con respecto al eje del elemento sed, preferiblemente no inferior a 60º para celosía sencilla y a 45° para celosías dobles. Siempre que la distancia entre las líneas de soldadura o de conectores en los componentes sea superior a 380 mm, será preferible utilizar celosías dobles o si nó ángulos. En F.2.10.3 se establecen requisitos adicionales de espaciamiento. F.2.5.5 - MIEMBROS A COMPRESION CON PASADORES - Las uniones con pasadores de miembros a compresión deberán cumplir con los requisitos de F.2.4.3, excepto que las fórmulas F.2-15 y F.2-16 no son aplicables. F.2.6 - VIGAS Y OTROS MIEMBROS A FLEXION Este numeral se aplica a miembros prismáticos, compactos o no, solicitados por flexión y corte. Los miembros solicitados por flexión y fuerza axial combinadas se tratan en F.2.8.1. Los miembros expuestos a fatiga se ven en F.2.11.3. Los miembros con elementos esbeltos a compresión se cubren en F.2.14.1 y los miembros acartelados en F.2.16.3. Los ángulos sencillos se diseñarán de acuerdo con la "Especificación para el diseño de ángulos sencillos utilizando coeficientes de carga y resistencia", del Instituto Americano de Construcción en Acero, AISC. F.2.6.1 - DISEÑO A FLEXION - La resistencia nominal a flexión, Mn, es el menor de los valores obtenidos al considerar los siguientes esfuerzos límites: a) fluencia; b) pandeo lateral con torsión; c) pandeo local de la aleta; y d) pandeo local del alma. En vigas compactas arriostradas lateralmente con Lb Lp, sólo es aplicable el estado límite de fluencia. En vigas compactas no arriostradas y en tes y ángulos dobles no compactos, sólo son aplicables los estados límites de fluencia y de pandeo lateral con torsión. El estado límite de pandeo lateral con torsión no es aplicable a miembros solicitados por flexión con respecto a su le menor, ni a perfiles cuadrados o circulares. Este numeral se aplica tanto a perfiles homogéneos como a híbridos con por lo menos un eje de simetría y que estén solicitados por flexión simple con respecto a uno de sus les principales. Una viga está solicitada por flexión simple cuando las cargas actúan en un plano paralelo a uno de los ejes principales, que pasa por el centro de corte de la sección, o cuando la viga está restringida cobra la torsión en los puntos de carga y en los apoyos. En este numeral sólo se consideran los estados límites de fluencia y de pandeo lateral con torsión. Las provisiones para este pandeo están limitadas a perfiles doblemente simétricos, canales, ángulos dobles y tes. El pandeo lateral-torsional de otros perfiles con simetría sencilla y los estados límites de pandeo local de la aleta o del alma de secciones no compactas o con elementos esbeltos se cubren en F.2.16.1. Los perfiles no simétricos y las vigas solicitadas por una combinación de flexión con torsión se tratan en F.2.8.2. La flexión biaxial se encuentra en F.2.8.1. en donde: Lb = distancia entre puntos arriostrados contra el desplazamiento lateral de la aleta en compresión, o entre puntos de arriostramiento para impedir la torsión de la sección transversal, mm En la ecuación anterior, Cb es un coeficiente de modificación para diagramas de momento no uniforme, en donde, cuando ambos extremos del segmento de viga están arriostrados: en donde: M max = valor absoluto del momento máximo en el segmento sin arriostrar, N-mm M A = valor absoluto del momento en el punto del primer cuarto del segmento sin arriostrar, N-mm M B = valor absoluto del momento en el punto medio del segmento de viga sin arriostrar, N-mm M C = valor absoluto del momento en el punto del tercer cuarto del segmento de viga sin arriostrar, N-mm En todos los casos se puede suponer conservadoramente que Cb es 1.0. En voladizos o salientes con extremo libre sin arriostrar, Cb = 1.0 La longitud límite sin arriostrar para aprovechar la capacidad plástica total a flexión, Lp , se determinará así: Para perfiles I incluyendo secciones híbridas y canales, con flexión respecto a su eje mayor: en donde: A = área transversal, mm² J = constante de torsión, mm 4 La longitud límite "Lr" sin soporte lateral, y el momento correspondiente de pandeo "Mr" se determinarán como sigue: (a.1) Para perfiles I de simetría doble y para canales cargados en el plano del alma. Sx = módulo de la sección respecto al eje mayor, mm³ E = módulo de elasticidad del acero (200000 MPa) G = módulo cortante elástico del acero (77000 MPa) F L = el menor valor entre (F yf - F r ) y Fyw Fr = esfuerzo residual de compresión en la aleta; 70 MPa para perfiles laminados, 115 MPa para perfiles soldados Fyf = estero de fluencia de la aleta, MPa estero de fluencia del alma, MPa momento de inercia respecto al eje y, mm 4 Cw = constante de alabeo, mm 6 Las ecuaciones F.2-29 y F.2-31 se basan conservadoramente en Cb = 1.0 (a.2) Para barras rectangulares sólidas y secciones tipo cajón: (b) Perfiles doblemente simétricos y canales con Lb> Lr La resistencia nominal a flexión es: Mn = Mcr Mp en donde Mcr es el momento elástico crítico que se determina como sigue: (b.1) Para perfiles I doblemente simétricos y canales: El signo más (+) se aplica cuando las aletas están en tracción y el signo menos (-) cuando están en compresión. Cuando el extremo del alma está en compresión en cualquier punto de la longitud sin arriostramiento, debe usarse el valor negativo de B. (d) Longitud sin arriostramiento para diseño con análisis plástico - Se permite el diseño con análisis plástico, sujeto a las limitaciones de F.2.1.5.1, de un miembro de sección compacta, solicitado por flexión con respecto al eje mayor, cuando la longitud sin arriostramiento lateral, Lb , de la aleta a compresión adyacente a los sitios de formación de las rótulas plásticas asociadas con el mecanismo de falla, no excede el valor Lpd, determinado así: (d.1) Para perfiles I con simetría doble o sencilla, cuya aleta a compresión es igual o mayor que la aleta a tensión, incluyendo los híbridos, cargados en el plano del alma: No hay limitaciones en la longitud " Lb " para miembros con sección transversal circular o cuadrada, ni tampoco para vigas con flexión respecto al eje menor. La resistencia a la flexión se determinará de acuerdo con F.2.6.1.2 en la región donde se forma la última articulación y en las regiones no adyacentes a una articulación plástica. F.2.6.2 - DISEÑO POR CORTE - Este numeral se aplica a las almas sin rigidizar de vigas con simetría doble o sencilla incluyendo vigas híbridas, y a canales solicitados por corte en el plano del alma. Para hallar la resistencia de diseño al corte de almas rigidizadas véanse F.2.16.2 o F.2.17.3. El caso de corte en el sentido débil de los perfiles mencionados al comienzo, de tubos, y de secciones no simétricas se cubre en F.2.8.2 y el de paneles de almas solicitados por corte alto en F.2.11.1.7. Para determinar la resistencia al corte de las conexiones véanse F.2.10.4 y F.2.10.5. F.2.6.2.1 - Determinación del área del alma - Se considera que el área del alma, Aw, es el producto de la altura total de la viga, d, multiplicada por el espesor del alma, tw. En F.2.16.2.1 se trata el caso general de diseño al corte de almas rigidizadas o no rigidizadas y en F.2.17.3 se especifica un método alterno que tiene en cuenta el efecto de campo tensionado. F.2.6.3 - MIEMBROS ACARTELADOS - Para el diseño de miembros con sección transversal variable véase F.2.16.3. F.2.6.4 - VIGAS CON ABERTURAS EN EL ALMA - Es indispensable considerar el efecto de todas las aberturas en el alma sobre la resistencia de diseño de las vigas de acero o de construcción compuesta. Cuando la resistencia requerida exceda la resistencia neta de los miembros en las secciones con dichas aberturas, se proveerá el refuerzo necesario para suplir la deficiencia. F.2.7 - VIGAS ESBELTAS DE ALMA LLENA Las vigas esbeltas de alma llena se distinguirán de las vigas corrientes de alma llena con base en la relación de esbeltez del alma, h / tw. Cuando este valor excede r el diseño a flexión se hará de acuerdo con lo estipulado en F.2.17.1 y F.2.17.2; de lo contrario se seguirán las provisiones de F.2.6 o F.2.16. Las vigas esbeltas con patines desiguales a tensión y a compresión se tratan en F.2.14.1. El cálculo de la resistencia de diseño al corte y el diseño de los rigidizadores transversales se hará con base en F.2.6.2, sin acción de campo tensionado, o en F.2.17.3 con dicha acción. Para el caso de vigas con patines desiguales véase F.2.14. 1. F.2.8 - MIEMBROS SOLICITADOS POR FUERZAS COMBINADAS Y POR TORSION Este numeral se aplica a miembros prismáticos solicitados por carga axial y flexión con respecto a uno o a ambos ejes de simetría, con o sin torsión, y a torsión solamente. Los miembros acartelados en igual situación se tratan en F.2.16.3. F.2.8.1 - MIEMBROS SIMETRICOS SOLICITADOS POR FLEXION Y FUERZA AXIAL - Este numeral se aplica a miembros solicitados por una combinación de flexión y fuerzas axiales. F.2.8.1.1 - Miembros con simetría doble o sencilla, solicitados por flexión y tensión - La interacción de la telón y la tendón en perfiles simétricos está limitada por las ecuaciones F.2-46 y F.2-47 Si se desea, en vez de las ecuaciones F.2-46 y F.2-47 se puede utilizar un análisis más detallado de la interacción entre la flexión y la tensión. F.2.8.1.2 - Miembros con simetría doble o sencilla, solicitados por flexión y compresión - La interacción de la flexión y la compresión en perfiles simétricos está limitada por las ecuaciones F.2-46 y F.2-47, en donde: Se permite alguna fluencia local restringida en áreas adyacentes a áreas que permanezcan elásticas. F.2.8.3 - ECUACIONES ALTERNAS DE INTERACCION PARA MIEMBROS SOLICITADOS POR ESFUERZOS COMBINADOS - Véase F.2.18. F.2.9 - MIEMBROS COMPUESTOS Este numeral se aplica a columnas compuestas formadas por perfiles de acero estructural laminados o ensamblados, tubería y concreto estructural que actúan conjuntamente y a vigas de acero que lleven una placa de concreto reforzado interconectadas en tal forma que las vigas y la placa actúan en conjunto para resistir flexión. Se incluyen vigas compuestas simplemente apoyadas o continuas con conectores de cortante y vigas revestidas en concreto, fundidas con o sin apuntalamiento temporal. F.2.9.1 - SUPOSICIONES DE DISEÑO F.2.9.1.1 - Determinación de fuerzas - Al determinar las fuerzas en los miembros y las conexiones de una estructura que tiene vigas compuestas, debe darse especial consideración a las áreas efectivas al tiempo de aplicar cada incremento de carga. F.2.9.1.2 - Análisis elástico - En el análisis elástico de vigas continuas compuestas sin extremos acartelados, se acepta suponer que la rigidez de una viga es uniforme en toda su longitud y puede calcularse utilizando el momento de inercia de la sección compuesta transformada en la zona de momentos positivos. F.2.9.1.3 - Análisis plástico - Cuando se utiliza el análisis plástico, la resistencia a flexión de miembros compuestos se determinará a partir de una distribución de esfuerzos plásticos. F.2.9.1.4 - Distribución de esfuerzos plásticos para momentos positivos - Si la placa se conecta a la viga de acero con conectores de cortante en la región de momentos positivos, puede suponerse un esfuerzo del concreto de "0.85f'c" distribuido uniformemente a través de la zona de compresión efectiva. Deberá despreciarse la resistencia a la tensión del concreto. Se supondrá un esfuerzo del acero "Fy" uniformemente distribuido a través de las zonas de tensión y de compresión en la sección de acero estructural. La fuerza neta de tensión en la sección de acero será igual a la fuerza de compresión en la placa de concreto. F.2.9.1.5 - Distribución de esfuerzos plásticos para momentos negativos - Si la placa se conecta a la viga de acero con conectores de cortante en la región de momentos negativos, se supondrá un esfuerzo de tensión "Fyr" en todas las varillas de refuerzo longitudinal, con un desarrollo adecuado, dentro del ancho efectivo de la placa de concreto. Se despreciará la resistencia a la tensión del concreto. Se supondrá un esfuerzo del acero "Fy" uniformemente distribuido a través de las zonas de tensión y de compresión en la sección de acero estructural. La fuerza neta de compresión en la sección de acero será igual a la fuerza total de tensión en el acero de refuerzo. F.2.9.1.6 - Distribución de esfuerzos elásticos - Cuando se requiere la determinación de la distribución de los esfuerzos elásticos, las deformaciones en el acero y el concreto se supondrán directamente proporcionales a la distancia al eje neutro. El esfuerzo será igual a la deformación multiplicada por "E" o "Ec". Deberá despreciarse la resistencia a tensión del concreto. El esfuerzo máximo en el acero no deberá exceder el valor de "Fy. El máximo esfuerzo de compresión en el concreto no deberá exceder "0.85f'c". En vigas híbridas compuestas, el máximo esfuerzo en la aleta de acero no deberá exceder "Fyf" pero la deformación en el alma podrá exceder la deformación de fluencia; en tales sitios, el esfuerzo se tomad como "Fyw" F.2.9.1.7 - Vigas totalmente compuestas - Se suministrarán conectores de cortante en cantidad suficiente para desarrollar la máxima resistencia de flexión de la viga compuesta. Para la distribución de esfuerzos elásticos puede suponerse que no ocurre ningún deslizamiento. F.2.9.1.8 - Vigas parcialmente compuestas - La resistencia al corte de los conectores de cortante limita el diseño de vigas parcialmente compuestas. En el análisis elástico de deflexiones, fatiga y vibraciones debe incluirse el efecto de deslizamiento. F.2.9.1.9 - Viga revestida en concreto - Puede suponerse una viga totalmente revestida en concreto fundida monolíticamente con la placa como interconectada al concreto por medio de adherencia natural, sin ningún amarre adicional, siempre que (a) el recubrimiento de concreto en los lados y la cara inferior de la viga no sea inferior a 50 mm (b) la cara superior de la viga quede por lo menos a 40 mm por debajo de la parte superior de la losa y a 50 mm por encima de la cara inferior de ésta (c) el recubrimiento de concreto contenga malla de acero u oto rebeco adecuado para evitar el descascaramiento del concreto F.2.9.1.10 - Columna compuesta - Una columna de acero fabricada de perfiles laminados o ensamblados revestida en concreto estructural o fabricada en tubería de acero y rellenada con concreto estructural se diseñará de acuerdo con F.2.9.2. F.2.9.2 - MIEMBROS A COMPRESION F.2.9.2.1 - Limitaciones - Deben cumplirse las siguientes limitaciones para que un miembro se clasifique como columna compuesta. (a) El área transversal del perfil de acero o tubería debe contener como mínimo el 4% del área total de la sección compuesta. (b) El revestimiento de concreto de un núcleo metálico debe reforzarse con varillas que resistan la carga longitudinal y varillas longitudinales para retener el concreto, así como amarres laterales. Las varillas para resistir las cargas longitudinales deben ser continuas en los niveles aporticados, mientras que las varillas de fijación pueden interrumpirse en los niveles aporticados. El espaciamiento de los amarres no debe ser mayor de 2/3 de la menor dimensión de la sección compuesta. El área transversal de¡ refuerzo transversal y longitudinal debe ser como mínimo 0.18 mm² por cada milímetro de espaciamiento de varillas. El revestimiento de concreto deberá proveer un recubrimiento mínimo de 38 mm. del acero de refuerzo tanto transversal como longitudinal. (c) El concreto debed tener una resistencia especificada a la compresión f'c no menor de 20 MPa ni mayor de 55 MPa para concretos de peso normal, y no menor de 30 MPa para concretos con agregados ligeros. (d) El mínimo esfuerzo de fluencia especificado para el acero estructural y para las varillas de rebeco utilizadas en el cálculo de la resistencia de una columna compuesta no debe exceder de 380 MPa. (e) El espesor mínimo de la pared de los tubos de acero estructural o de tubería rellena con concreto será igual a " " para secciones rectangulares con caras de ancho b y a " " para secciones circulares con diámetro exterior "D". (a) As = área bruta del perfil de acero, tubo circular o rectangular, mm² (reemplaza a Ag) rm = radio de giro del perfil de acero, tubo circular o rectangular excepto que para los perfiles de acero no debe ser inferior a 0.3 veces el espesor total de la sección compuesta en el plano de pandeo, mm (reemplaza a r) (b) En la fórmula F.2-51 se reemplaza "Fy" por un esfuerzo de fluencia modificado "Fmy" y en la fórmula F.2-52 se reemplaza "E" con un módulo de elasticidad modificado Em: Fmy= Fy+ C1Fyr (Ar/As) + C2f'c(Ac/As) (F.2-51) Em= E+C3Ec(Ac/As) (F.2-52) en donde: Ac área del concreto, mm² Ar área de las varillas de refuerzo longitudinal, mm² As área del acero, mm² E módulo de elasticidad del acero, MPa Ec módulo de elasticidad del concreto, MPa Fy Mínimo esfuerzo de fluencia especificado para los perfiles de acero, tubo circular o rectangular, MPa Fyr Mínimo esfuerzo de fluencia especificado para las varillas de refuerzo longitudinal, MPa f'c Resistencia especificada a la compresión del concreto, MPa c1,c2,c3 Coeficientes numéricos. Para tubos circulares o rectangulares rellenos de concreto: c1=1.0, C2=0.85 y c3=0.4; para perfiles revestidos de concreto c1=0.7, C2=0.6 y C3=0.2 Ec puede calcularse con Ec = 0.043(Wc) 1.5 en donde Wc es el peso unitario del concreto expresado en kg/m³ y f'c se expresa en MPa (véase el numeral C.8.4). F.2.9.2.3 - Columnas con múltiples perfiles de acero - Si la sección transversal compuesta incluye dos o más perfiles de acero, estos deben interconectarse por medio de una celosía, platinas de amarre o platinas atiesadoras para evitar que ocurra pandeo en los perfiles individuales antes del endurecimiento del concreto. F.2.9.3 - MIEMBROS A FLEXION F.2.9.3.1 - Ancho efectivo - La parte del ancho efectivo de la placa de concreto a cada lado del eje central de la viga no debe exceder: (a) Un octavo de la luz de la viga, centro a centro de los apoyos (b) Un medio de la distancia al eje central de la viga adyacente (c) La distancia desde el eje central de la viga al borde de la placa F.2.9.3.2 - Resistencia de vigas con conectores de cortante - La resistencia de diseño a la flexión " bMn" se determinará de la siguiente manera: Para momentos positivos: (a) Para hc/tw 1680 / : b = 0.85; el momento "Mn" se determinará a partir de la distribución de esfuerzos plásticos en la sección compuesta. (b) Para hc/tw > 1680 / : b = 0.90; el momento "Mn" se determinará a partir de la superposición de esfuerzos elásticos, considerando los efectos del apuntalamiento. Para momentos negativos: La resistencia de diseño a la flexión " bMn", se determinará para la sección de acero exclusivamente, de acuerdo con los requisitos de F.2.6; alternativamente, "fbMn" puede calcularse, tomando b = 0.85 y determinando "Mn" a partir de la distribución de esfuerzos plásticos de la sección compuesta, siempre que: (a) La viga de acero, sea una sección compacta adecuadamente arriostrada, tal como se define en F.2.2.5. (b) Los conectores de cortante conecten la placa a la viga en la región de momento negativo. (c) El refuerzo de la placa paralelo a la viga se desarrolle correctamente dentro del ancho efectivo de la placa. F.2.9.3.3 - Resistencia de vigas revestidas en concreto - La resistencia de diseño a la flexión " bMn" se calculará tomando b = 0.90 y determinando el momento "Mn" a partir de la superposición de esfuerzos elásticos, considerando los efectos del apuntalamiento. Alternativamente, la resistencia de diseño a la flexión " bMn" puede calcularse, tomando b = 0.90 y determinando "Mn" a partir de la distribución de esfuerzos plásticos en la viga metálica solamente. F.2.9.3.4 - Resistencia durante la construcción - Cuando no se utilizan puntales temporales durante la construcción, la sección de acero considerada aisladamente deberá tener la resistencia adecuada para resistir todas las cargas aplicadas antes de que el concreto obtenga el 75% de resistencia especificada "f'c". La resistencia de diseño a flexión de la sección de acero se calculará de acuerdo con los requisitos de F.2.6.1. F.2.9.3.5 - Placas sobre lámina de acero plegada - La resistencia de diseño a la flexión " bMn", de una construcción compuesta de placas de concreto sobre una lámina de acero plegada conectada a vigas metálicas se calculará de acuerdo con las partes aplicables de F.2.9.3.2, con las siguientes modificaciones. Este numeral se aplica a láminas plegadas con nervaduras de altura nominal no mayor de 75 mm. El ancho promedio de la nervadura de concreto, "Wr", no deberá ser menor de 50 mm, pero en los cálculos no deberá ser mayor del ancho mínimo libre en la parte superior de los pliegues de la lámina de acero. Consúltense los requisitos adicionales dados en el literal (b). La losa de concreto se conectará a la viga de acero por medio de conectores de cortante de espigo soldados de 19 mm de diámetro o menos (AWS D1.1). Los espigos pueden soldarse a través de la lámina o directamente a la viga metálica. Los espigos, una vez instalados, tendrán que sobresalir por lo menos 38 mm por encima de la parte superior de la lámina metálica. El espesor de la placa o losa por encima de la lámina no será menor de 50 mm. (a) Nervaduras de la lámina perpendiculares a las vigas metálicas - El concreto por debajo de la parte superior de las nervaduras no se tendrá en cuenta para determinar las propiedades de la sección y en el cálculo de "Ac" cuando las nervaduras están orientadas perpendicularmente a las vigas metálicas. El espaciamiento longitudinal de los conectores de cortante de espigo no será mayor de 900 mm. La fuerza cortante nominal de los conectores de cortante de espigo tendrá el valor estipulado en F.2.9.5 multiplicado por el siguiente coeficiente de reducción: en donde: hr = altura nominal de la nervadura, mm Hs = longitud del conector de espigo por encima de la soldadura, mm. En los cálculos no debe exceder el valor (hr+75), aunque la longitud real sea mayor. Nr = número de conectores de espigo en una nervadura en la intersección de la viga que no debe exceder de 3 en los cálculos, aunque se hayan instalado más. Wr = ancho promedio de la nervadura de concreto (como se define en F.2.9.3.5), mm A fin de evitar el levantamiento, la lámina plegada deberá anclarse a todos los miembros de soporte a espaciamientos no mayores de 450 mm. Los anclajes pueden proporcionarse por medio de conectores de espigo, o por una combinación de conectores y soldaduras de tapón o por cualquier otro sistema especificado por el diseñador. (b)Nervaduras de la lámina paralelas a las vigas de acero - El concreto por debajo de la parte superior de la nervadura puede incluirse al determinar las propiedades de la sección y debe incluirse en los cálculos de "Ac" para F.2.9.5. Las nervaduras de la lámina de acero soba las vigas de soporte podrán cortarse longitudinalmente y separarse para formar un capitel de concreto. Cuando la altura nominal de la lámina plegada sea de 38 mm o mayor, el ancho promedio "wr" del capitel o de la nervadura soportados, no deberá ser menor de 50 mm si hay un solo espigo en la hilera transversal, debiendo suponerse 4 diámetros del mismo por cada espigo adicional. La fuerza cortante nominal de un conector de cortante de espigo tendrá los valores estipulados en F.2.9.5, excepto que cuando "wr/hr" es menor de 1.5, el valor obtenido en el numeral mencionado se multiplicará por el siguiente coeficiente de reducción: donde "hr" y ''Hs" se han definido en el literal (a) y "wr" es el ancho promedio de la nervadura del concreto como se define en F.2.9.3.5. F.2.9.3.6 - Resistencia de diseño al corte - La resistencia de diseño a corte de vigas compuestas estará determinada por la fuerza cortante del alma de acero, de acuerdo con los requisitos de F.2.6.2. F.2.9.4 - COMBINACION DE FLEXION Y COMPRESION - La interacción de la fuerza de compresión axial y de flexión en el plano de simetría de secciones compuestas estará limitada por F.2.8.1.2 con las siguientes modificaciones: F.2.9.5 - CONECTORES DE CORTANTE - Este numeral se aplica al diseño de conectores de cortante de espigo y de canal. Para otros tipos de conectores, véase F.2.9.6. F.2.9.5.1 - Materiales - Los conectores de cortante deberán ser espigos con cabeza, con una longitud después de instalados, no inferior a cuatro diámetros del mismo o canales de acero laminados en caliente. Los conectores de espigo deberán cumplir con los requisitos de F.2.1.3.7. Los conectores de canal deberán cumplir con los requisitos de F.2.1.3. Los conectores de cortante deberán embeberse en las placas de concreto hechas con agregados ajustados a la norma NTC 174 (ASTM C33) o con agregados producidos en hornos giratorios de acuerdo con la norma NTC 4045 (ASTM C330) y concreto de peso específico no inferior a 1440 kg/m³ F.2.9.5.2 - Fuerza cortante horizontal - Con excepción de las vigas embebidas en concreto definidas en F.2.9.1, la fuerza de corte horizontal total en la superficie de contacto entre la viga de acero y la placa de concreto se supondrá trasmitida por los conectores de cortante. Para la acción compuesta con el concreto sujeto a compresión, la fuerza cortante horizontal entre el punto de máximo momento positivo y el punto de momento cero se tomará el valor más pequeño entre: Para vigas híbridas, la fuerza de fluencia se calculará separadamente para cada componente de la sección transversal; el AsFy de la sección transversal total será la suma de las fuerzas de fluencia de sus componentes. En vigas compuestas continuas en las cuales el acero de refuerzo longitudinal en las regiones de momento negativo se considera actuando en forma combinada con la viga metálica, la fuerza cortante horizontal entre el punto de máximo momento negativo y el punto de momento cero se tomará como el menor valor entre ArFyr y Qn., donde: Ar = área del acero de refuerzo longitudinal adecuadamente desarrollada dentro del ancho efectivo de la losa de concreto, mm² Fyr = esfuerzo mínimo especificado a la fluencia del acero de refuerzo, MPa Qn = suma de las resistencias nominales de los conectores de cortante entre el punto de máximo momento negativo y el punto de momento cero, N F.2.9.5.3 - Resistencia de los conectores de cortante de espigo - La resistencia nominal de un conector de cortante de espigo embebido en la placa de concreto es: en donde: Asc = área transversal de un conector de espigo, mm² f'c = resistencia especificada a la compresión del concreto, MPa Fu = resistencia mínima especificada a tensión de un conector de espigo, MPa Ec = módulo de elasticidad del concreto, MPa Para conectores de espigo embebidos en una placa sobe una lámina de acero plegada, véase F.2.9.3 en relación con los coeficientes de reducción (dados por las fórmulas F.2-53 y F.2-54 según se aplique. Los coeficientes de reducción solamente se aplicarán al término 0.5Asc de la fórmula F.2-55. F.2.9.5.4 - Resistencia de conectores de cortante de canal - La resistencia nominal de un conector de cortante de canal empotrado en una placa de concreto es: Qn = 0.3(tf+0.5tw)Lc (F.2-56) en donde: tf = espesor de la aleta del conector de cortante de canal, mm tw = espesor del alma del conector de cortante de canal, mm Lc = longitud del conector de cortante de canal, mm F.2.9.5.5 - Número requerido de conectores de cortante - El número de conectores de cortante requeridos entre la sección de máximo momento de flexión, negativo o positivo y la sección adyacente de momento cero será igual a la fuerza de corte horizontal definida en F.2.9.5.2 dividida por la resistencia nominal de un conector de cortante tal como se define en F.2.9.5.3 o F.2.9.5.4. F.2.9.5.6 - Colocación y espaciamiento de conectores de cortante - Los conectores de cortante requeridos en cada lado del punto de máximo momento flector, positivo o negativo, se distribuirán uniformemente entre aquel punto y los puntos adyacentes de momento cero. Sin embargo, el número de conectores colocados entre cualquier carga concentrada y el punto más cercano de momento cero deberá ser suficiente para desarrollar el máximo momento requerido en el punto de la carga concentrada. Excepto para conectores instalados en las nervaduras de las láminas de acero plegadas, los conectores de corte tendrán como mínimo 25 mm de recubrimiento lateral de concreto. El diámetro de los espigos no será mayor de 2.5 veces el espesor de la aleta a la cual se sueldan, a menos que estén colocados sobre el alma. El mínimo espaciamiento centro a centro de los conectores de espigo será igual a 6 diámetros a lo largo del eje longitudinal de la viga compuesta y a 4 diámetros en dirección transversal al eje longitudinal de la viga, excepto que el espaciamiento centro a centro dentro de las nervaduras de la lámina de acero plegada puede reducirse a 4 diámetros en cualquier dirección. El espaciamiento máximo centro a centro de los conectores de cortante no deberá exceder de 8 veces el espesor total de la placa. Véase también F.2.9.3.5 literal (a). F.2.9.6 - CASOS ESPECIALES - Cuando la constucción compuesta no se ajusta a los requisitos de F.2.9.1 a F.2.9.5, la resistencia de los conectores de cortante y los detalles de construcción se establecerán por un programa de ensayos adecuado. F.2.10 - CONEXIONES, JUNTAS Y PASADORES Este numeral se aplica a elementos conectados, conectores y los elementos afectados de miembros conectados sometidos a cargas estáticas. Para conexiones sometidas a fatiga, véase F.2.20.2. F.2.10.1 - REQUISITOS GENERALES F.2.10.1.1 - Bases de diseño - Las conexiones consisten de elementos afectados de miembros conectados (por ejemplo, almas de vigas, elementos de unión (cartelas, ángulos, ménsulas) y conectores (soldaduras, pernos, remaches)). Estos componentes se diseñarán en forma tal que su resistencia iguale o exceda la resistencia requerida determinada por el análisis estructural para las cargas mayoradas que actúan sobre la estructura o una proporción específica de la resistencia de los miembros conectados, lo que sea apropiado. F.2.10.1.2 - Conexiones simples - Excepto lo establecido de otra manera en las especificaciones, las conexiones de vial viguetas y cerchas se diseñarán como flexibles y comúnmente podrán diseñarse sólo para las reacciones de cortante. Las conexiones flexibles de vigas deben permitir las rotaciones de los extremos de vigas simplemente apoyadas. Con este fin se permiten algunas deformaciones inelásticas limitadas en las conexiones. F.2.10.1.3 - Conexiones a momento - Las conexiones en los extremos de vigas restringidas, vigas, viguetas y cerchas empotradas se diseñarán para los efectos combinados de los momentos y las fuerzas cortantes resultantes de la rigidez de las conexiones. F.2.10.1.4 - Elementos a compresión con uniones por aplastamiento - Siempre que las columnas descansen sobre platinas de apoyo o tengan un terminado que permita trasmitir las cargas por aplastamiento en los empalmes deberá haber suficientes pernos, remaches o soldaduras para mantener todas las partes fuertemente aseguradas en su lugar. Cuando haya otros miembros a compresión con terminados que trasmitan cargas por aplastamiento, el material de empalme y sus conectores deberán disponerse en tal forma que mantengan alineadas todas las partes y se diseñarán para el 50% de la resistencia de diseño requerida para el miembro. Todas las uniones a compasión se diseñarán para resistir cualquier fuerza de tensión desarrollada por las cargas mayoradas especificadas en la ecuación B.2.5-6. F.2.10.1.5 - Empalmes en secciones pesadas - Este numeral se aplica a perfiles laminados tipo ASTM A6, grupos 4 y 5 y a perfiles ensamblados mediante placas soldadas que tengan más de 50 mm de espesor en conjunto al formar su sección transversal, que deban empalmarse cuando están sometidos a esfuerzos primordialmente de tensión por tensión directa o flexión. Cuando los elementos individuales que conforman la sección transversal del miembro se empalman de acuerdo a la norma AWS D.1.1, Artículo 3.4.6, son aplicables los requisitos de la norma AWS D.1.1 en lugar de los requisitos de este numeral. Cuando las fuerzas de tensión en estas secciones deban ser transmitidas a través de empalmes mediante soldaduras de ranura de penetración completa, la tenacidad de ranura del material debe cumplir con los requisitos dados en F.2.1.3.2. Los detalles de los agujeros de acceso para soldadura se dan en F.2.10.1.6. Los requisitos de aplicación de soldadura con calentamiento previo se dan en F.2.10.2.8 y los requisitos para la preparación de superficies cortadas térmicamente y su inspección se dan en F.2.13.2.2. En los empalmes a tendón de perfiles tipo ASTM A6, grupos 4 y 1 y miembros ensamblados con placas o material de más de 50 mm de espesor, se deberán eliminar las salientes y entrantes de las soldaduras y la superficie deberá quedar lisa. En los empalmes de perfiles tipo ASTM A6, grupos 4 y 5, y miembros ensamblados con placas o material de más de 50 mm de espesor en su sección transversal que se emplearán como miembros principales a compresión, todas las juntas deberán tener agujeros de acceso para facilitar el proceso de aplicación de soldadura acanalada, que deberán satisfacer los requisitos de F.2.10.1.6. Alternativamente, los empalmes para tales miembros sometidos a compresión, incluidos miembros sometidos a tensión por cargas de viento o sismo, deberán diseñarse usando detalles de empalme que no induzcan grandes deformaciones por retracción de la soldadura. Por ejemplo, soldaduras de ranura de penetración parcial en las aletas y platinas de empalme con soldadura de filete en el alma, empalmes con platinas atornilladas o combinación de empalmes con platinas atornilladas y con soldadura de filete. F.2.10.1.6 - Destijere de vigas y agujeros de acceso para soldadura - Todos los agujeros de acceso requeridos para facilitar las operaciones de soldadura deben tener una longitud mayor de 1½ veces el espesor del material en la cual se hace el agujero, medida desde el talón de la soldadura. La altura del agujero de acceso deberá ser la adecuada para la depositación del material de aporte en las placas adyacentes y debe suministrar espacio suficiente para lengüetas de soldadura para la soldadura en el material en que se hace el agujero pero no deberá ser inferior al espesor del material. En perfiles laminados en caliente y ensamblados, todos los destijeres de viga y agujeros de acceso para soldadura deberán tener formas libres de entalladuras y esquinas entrantes afiladas, excepto en el caso de soldaduras de filete que unen aletas y alma en las secciones ensambladas, en las cuales se permite que los agujeros de acceso de la soldadura terminen perpendiculares a la aleta. Para los perfiles laminados tipo ASTM A6, grupos 4 y 5, y perfiles ensamblados con material de más de 50 mm de espesor, el corte térmico de los destijeres de vigas y los agujeros de acceso para soldadura deberá pulirse hasta obtener metal brillante. La inspección se hará por el método de las partículas magnéticas o por el método del tinte penetrante, realizados con anterioridad a la depositación de las soldaduras de empalme. Si la porción de la curva de transición de los agujeros de acceso y los destijeres fueron hechas mediante agujeros pretaladrados o aserrados, esta porción del agujero o destijere no necesita ser pulida. Los agujeros de acceso y los destijeres de vigas de otras formas no necesitan pulirse ni tampoco requieren inspección con los métodos de la tinta penetrante y de las partículas magnéticas. F.2.10.1.7 - Resistencia mínima de las conexiones - Las conexiones que hayan de transmitir esfuerzos se diseñarán para soportar una carga mayorada no inferior a 45 kN, excepto para elementos de enlace, templetes y riostras. F.2.10.1.8 - Colocación de soldaduras y pernos - Los grupos de soldaduras o pernos en los extremos de cualquier miembro que trasmitan fuerzas axiales a tal miembro se colocarán en tal forma que el centro de del grupo coincida con el centro de gravedad del miembro a menos que se tengan en cuenta los esfuerzos producidos por la excentricidad. Lo anterior no es aplicable a las conexiones de los extremos de miembros de ángulo sencillo, ángulos dobles o miembros similares estáticamente cargados. F.2.10.1.9 - Pernos en combinación con soldaduras - En nuevos trabajos se considera que los pernos comunes A307 o los pernos de alta resistencia, utilizados en conexiones tipo aplastamiento, no comparten la carga con las soldaduras. Siempre que se utilicen soldaduras en este tipo de junta, deberán diseñarse para soportar toda la carga en la conexión. En cambio los pernos de alta resistencia, utilizados en conexiones de deslizamiento crítico pueden compartir la carga con las soldaduras. Cuando se hagan modificaciones de soldaduras en estructuras, los remaches y los pernos de alta resistencia existentes apretados según los requisitos para conexiones de deslizamiento crítico pueden utilizarse para resistir las cargas muertas originales y la soldadura necesitará solamente suministrar la resistencia adicional de diseño requerida. F.2.10.1.10 - Pernos de alta resistencia en combinación con remaches - En conexiones de deslizamiento crítico diseñadas de acuerdo con las estipulaciones de F.2.10.3, se considera que los remaches y los pernos de alta resistencia pueden compartir las cargas, tanto en trabados nuevos como en modificaciones. F.2.10.1.11 - Limitaciones en conexiones soldadas y empernadas - Deben utilizarse soldaduras o pernos de alta resistencia totalmente tensionados (véase la tabla F.2-7), en las siguientes conexiones: § Empalmes de columnas en todas las estructuras de varios pisos de 60 metros o más de altura. § Empalmes de columnas en estructuras de varios pisos de 30 a 60 metros de altura, si la dimensión mínima horizontal es inferior al 40% de la altura. § Empalmes de columnas en estructuras de varios pisos de menos de 30 metros de altura, si la dimensión mínima horizontal es inferior al 25% de la altura. § Todas las conexiones de vigas a columnas y de vigas entre sí, cuando de ellas depende el arriostramiento de las columnas, en estructuras de más de 40 metros de altura. § En todas las estructuras que soportan grúas de más de cinco toneladas de capacidad en los siguientes sitios: empalmes de cerchas de cubierta y conexiones de cerchas a columnas, empalmes de columnas, arriostramientos de columnas, pies de amigos y apoyos de la grúa. § Conexiones para soportar maquinaria en movimiento u otras cargas vivas que produzcan impacto o inversión de esfuerzos. § Cualquier otra conexión estipulada en los planos de diseño. En todos los otros casos las conexiones pueden hacerse con pernos A307 o pernos de alta resistencia normalmente apretados sin holgura. Para los fines de este numeral se tomará como altura de una estructura de varios pisos la distancia vertical entre el nivel del andén y el punto más alto de las vigas de cubierta en el caso de techos planos, o a la altura media de la cubierta cuando se trate de techos con una pendiente superior a 22% (12.5º). Cuando no se haya establecido el nivel del andén, o cuando la estructura no esté contigua a una calle, se utilizará el nivel promedio del terreno inmediato en lugar del nivel del andén. Los altillos se pueden excluir en el cálculo de la altura de la estructura. F.2.10.2 - SOLDADURAS - Se aplican todas las estipulaciones del Código de Soldadura Estructural de la Sociedad Americana de Soldadura, AWS, excepto el Capítulo 10 - Estructuras tubulares, que está fuera del alcance de estas normas. Los siguientes requisitos se aplican en estas especificaciones en lugar de los requisitos del código AWS: F.2.10.1.5 y F.2.10.1.6 en lugar de la sección 3.2.5 de¡ AWS. F.2.10.2.2 en lugar de la sección 2.3.2.4 del AWS. Tabla F.2-6 en lugar de la Tabla 8.1 del AWS. Tabla F.2-19 en lugar de la sección 2.5 del AWS. F.2.11.3 y F.2.20.2 en lugar del capítulo 9 del AWS. F.2.13.2.2 en lugar de la sección 3.2.2 del AWS. F.2.10.2.1 - Soldaduras acanaladas (a) Area efectiva - El área efectiva de soldaduras acanaladas deberá ser la longitud efectiva de la soldadura multiplicada por el espesor de la garganta efectiva. La longitud efectiva de una soldadura acanalada será el ancho de la parte unida. El espesor efectivo de la garganta de una soldadura acanalada de penetración completa será el espesor de la parte unida más delgada. El espesor efectivo de la garganta de una soldadura acanalada de penetración parcial será el indicado en la tabla F.2-2. El espesor efectivo de una garganta convexa de la soldadura acanalada presente en la unión de las dos barras circulares o con dobleces a 90º en secciones dobladas, cuando se rellena a ras serán las indicadas en la tabla F.2.3. Para verificar que la garganta efectiva ha sido obtenida consistentemente, se escogerán soldaduras al azar para cada procedimiento de soldadura, o las secciones a ensayar si así lo requieren las especificaciones técnicas del proyecto. Se permiten gargantas efectivas mayores que aquellas especificadas en la tabla F.2-3, siempre que el fabricante pueda demostrar, por medio de calificación, que puede garantizar consistentemente espesores de gargantas efectivas mayores. La calificación consistirá en seccionar la soldadura normal a su eje, en la mitad y en los extremos de su longitud. Tal seccionamiento debe efectuarse en un número de combinaciones de tamaños de material representativo del rango usado en la fabricación o según lo requieran las especificaciones del proyecto. (b) Limitaciones - El mínimo espesor efectivo de la garganta de una soldadura acanalada de penetración parcial deberá ser el indicado en la tabla F.2-4. El tamaño de la soldadura se determina por la parte más gruesa de las dos partes unidas, excepto que este tamaño no necesita exceder el espesor de la parte más delgada cuando se requiere, por cálculo de esfuerzos, un tamaño mayor. Para este caso se debe tener cuidado particular de proveer suficiente preca lenta miento para la buena calidad de la soldadura. Tabla F.2-2 Espesor efectivo de la garganta de soldaduras acanaladas de penetración parcial Tabla F.2-3 Espesor efectivo en gargantas convexas de soldaduras acanaladas Tipo de soldadura Radio de la barra (R) o doblez Espesor efectivo de la garganta Garganta convexa en media V Todos 5/16 R Garganta convexa en V Todos 1/2 R* * utilicese 3/8R para soldadura por arco con gas (excepto en el proceso de transferencia por corto circuito) cuando R 25 mm F.2.10.2.2 - Soldaduras de filete (a) Area efectiva - El área efectiva de las soldaduras de filete será el definido por la sección D.1.1 Artículo 2.3.2, excepto el artículo 2.3.2.4, del Código de Soldadura Estructural de la Sociedad Americana de Soldadura. El espesor de la garganta efectiva de una soldadura de filete será la distancia más corta entre la raíz y la cara exterior del filete, excepto que en soldaduras de filete por el proceso de arco sumergido, el espesor de la garganta efectiva será igual al tamaño del cateto, para soldaduras de 10 mm o menores, e igual a la garganta teórica más 3 mm para soldaduras mayores de 10 mm. Para soldaduras de filete en agujeros y ranuras, la longitud efectiva será la longitud del eje de la soldadura a lo largo del plano a través de la garganta. En el caso de filetes superpuestos, el área efectiva no deberá exceder el área transversal nominal del hueco o ranura, en el plano de la superficie de contacto. (b) Limitaciones - El tamaño mínimo de soldaduras de filete no deberá ser menor que el tamaño requerido para transmitir las fuerzas calculadas ni debe ser inferior a los dados en la tabla F.2-5, la cual está basada en experiencias anteriores y proporciona márgenes para esfuerzos no tomados en cuenta durante la fabricación, manejo, transporte y nadie. Estos requisitos no se aplican a refuerzos con soldaduras de filete en juntas con soldaduras de penetración parcial o completa. El tamaño máximo de las soldaduras de filete que conectan las partes deberá ser: § A lo largo de los bordes de material con espesor menor de 6 mm, no mayor que el espesor del material. § A lo largo de los bordes de material con espesor de 6 mm o más, no mayor que el espesor del material menos 2.0 mm; excepto cuando se indique específicamente en los planos que la soldadura debe engrosarse para obtener el espesor completo de la garganta. Para este caso, la distancia entre el borde del metal base y el talón de la soldadura se permite que sea menor de 2.0 mm ya que el tamaño de la soldadura es fácilmente verificable. § Para conexiones de aletas con alma y conexiones similares, el tamaño real de la soldadura no necesita ser mayor que el requerido para desarrollar la capacidad del alma, y por lo tanto los requisitos dados en la tabla F.2-5 no son aplicables. § La mínima longitud efectiva de las soldaduras de filete diseñadas con base en su resistencia no deberá ser inferior a cuatro veces su tamaño nominal, o de otro modo, se considera que el tamaño de la soldadura no sobrepasa 1/4 de su longitud efectiva. si solamente se usan soldaduras de filete longitudinal en las conexiones extremas de barras planas de miembros a tensión, la longitud de cada filete no será inferior a la distancia perpendicular entre ellos. El espaciamiento transversal de soldaduras de filete longitudinales usadas en las conexiones extremas de miembros a tensión deberá hacerse de acuerdo con F.2.2.3. § La longitud máxima efectiva de las soldaduras de filete sometidas a fuerzas paralelas a la soldadura, tales como empalmes traslapados, no deberá exceder de 70 veces el lado de la soldadura de filete. Se puede suponer una distribución uniforme de esfuerzos a lo largo de la longitud máxima efectiva de la soldadura. § Se pueden utilizar soldaduras de filete intermitentes para transferir los esfuerzos calculados a través de una junta o de las superficies de contacto cuando la resistencia requerida es menor que la desarrollada por una sobadura de filete continua del tamaño más pequeño permitido y también para unir los componentes de miembros ensamblados. La longitud efectiva de cualquier segmento de soldadura de filete intermitente no será inferior a cuatro veces el tamaño de la soldadura, con un mínimo de 38 mm. § En juntas traslapadas, la mínima longitud de traslapo será igual a cinco veces el espesor de la parte más delgada unida, pero no menor de 25 mm. las juntas traslapadas que unen platinas o barras solicitadas por esfuerzos axiales deberán tener sobadura de filete a lo largo del extremo de ambas partes traslapadas, excepto donde la deflexión de las partes traslapadas está suficientemente restringida para impedir la abertura de la junta bajo máxima carga. § No deberán terminarse soldaduras de filete en los extremos o lados de elementos o miembros. Deberán rematarse en forma contínua alrededor de las esquinas en una distancia no inferior a dos veces el tamaño nominal de la soldadura o deberán terminarse a una distancia del extremo o borde no menor que el tamaño nominal de la soldadura. Para detalles y elementos estructurales tales como ménsulas, asientos de vigas, ángulos de montaje y platinas simples de extremo que estén sujetas a fuerzas cíclicas (fatiga) fuera de su plano y/o momentos de frecuencia y magnitud que tiendan a iniciar una falla progresiva de la soldadura, las soldaduras de filete deben rematarse alrededor del lado o extremo en una distancia mayor que dos veces el tamaño nominal de la soldadura. Para ángulos de montaje y conexiones con platinas de extremo simples que dependen de la flexibilidad de las aletas salientes para la flexibilidad de la conexión, los remates doblando las esquinas, si se utilizan, no deben exceder 4 veces el tamaño nominal de la soldadura. Las soldaduras de filete que se encuentran en lados opuestos de un plano común deberán interrumpirse en la esquina común de ambas soldaduras. Estos remates deberán indicarse en los planos de diseño y de detalles. § Las soldaduras de filete en agujeros o ranuras pueden utilizarse para trasmitir cortante en juntas traslapadas o para evitar el pandeo o separación de elementos traslapados y para unir los componentes de miembros ensamblados. Tales soldaduras pueden traslaparse, sujetas a las estipulaciones de F.2.10.2. Las soldaduras de filete en agujeros o ranura no se han de considerar como soldaduras de tapón o de ranura. F.2.10.2.3 - Soldaduras de tapón y de ranura (a) Area efectiva - Se considera como área efectiva para resistir el cortante en soldaduras de tapón y de ranura el área nominal del agujero o de la ranura en el plano de la superficie de contacto. Tabla F.2-4 Mínimo espesor de la garganta efectiva de soldaduras acanaladas de penetración parcial Espesor del material de la parte más gruesa a unir, (mm) Espesor mínimo de la garganta efectiva * (mm) Hasta 6(1/4") inclusive 3 De 6 a 13 (1/4" - 1/2") 5 De 13 a 19 (1/2" - 3/4") 6 De 19 a 38 (3/4" - 11/2") 8 De 38 a 57 (11/2" - 21/4") 10 De 57 a 152 (21/4" - 6") 13 Mayor de 152 (6") 16 *Véase F.2.10.2 Tabla F.2-5 Mínimo tamaño de soldadura de filete** Espesor del material de la parte más gruesa a unir, (mm) Mínimo tamaño de la soldadura de fillete* (mm) Hasta 7(1/4") inclusive 3 De 7 a 13 (1/4" - 1/2") 5 De 13 a 19 (1/2" - 3/4") 6 Mayor de 19 (3/4") 8 *Dimensión del lado de soldaduras de filete. Debe aplicarse en una sola pasada ** Véase F.2.10.2.2 literal (b) para el tamaño máximo de las soldaduras de filete. (b) Limitaciones - Las soldaduras de tapón y de ranura se pueden usar para trasmitir cortante en juntas traslapadas o para impedir el pandeo de las partes traslapadas y para unir las partes componentes de miembros ensamblados. El diámetro de los agujeros para soldaduras de tapón no será menor que el espesor de la parte que los contiene más 8 mm, ni mayor que el diámetro mínimo mas 3 mm o de 2.25 veces el espesor de la soldadura. La distancia mínima, entre centros de agujeros de soldaduras de tapón será cuatro veces el diámetro del agujero. La longitud de la ranura de una soldadura de esta clase no deberá exceder 10 veces el espesor de la soldadura. El ancho de la ranura no debe ser menor que el espesor de la parte que la contiene más 8 mm, ni mayor de 2.25 veces el espesor de la soldadura. Los extremos de la ranura serán semicirculares o tendrán las esquinas redondeadas, con un radio no menor que el espesor de la parte que la contiene, excepto aquellos extremos que se extienden hasta el borde del elemento. La distancia mínima entre las líneas de soldadura de ranura en el sentido transversal a su longitud será 4 veces el ancho de la ranura. La distancia mínima entre centros de soldadura en el sentido longitudinal sobre cualquier línea deberá ser dos veces la longitud de la ranura. El espesor de las soldaduras de tapón o de ranura en materiales de 16 mm (5/8") o menos de espesor, será igual al espesor del material. En materiales de espesor mayor de 16 mm, el espesor de la soldadura será como mínimo igual a la mitad del espesor del material pero no inferior a 16 mm. Alternativamente, las soldaduras de filete cargadas en su propio plano pueden ser diseñadas de acuerdo con F.2.19.1.1. F.2.10.2.5 - Combinación de soldaduras - Si dos o más tipos generales de soldaduras (acanalada, filete, tapón, ranura) se combinan en una junta sencilla, la resistencia de diseño de cada una se calcula separadamente con relación al eje del grupo con el fin de determinar la resistencia de diseño del grupo. F.2.10.2.6 - Escogencia de electrodos - La selección de los electrodos que deben usarse en soldaduras acanaladas de penetración completa solicitadas por tensión normal al área efectiva está definida por los requisitos para aceros compatibles dados en el Código de la Sociedad Americana de Soldadura, adaptado por FEDESTRUCTURAS. F.2.10.2.7 - Metal de aporte mixto - Cuandose requiere un índice de tenacidad a la ranura, los componentes de todo el metal de aporte, el punteo de soldadura, las pasadas de la raíz y las pasadas subsiguientes depositadas en la unión deberán ser compatibles para garantizar la tenacidad del metal de aporte compuesto. F.2.10.2.8 - Precalentamiento para secciones pesadas - Paralos miembros ensamblados soldados fabricados con placas de más de 50 mm de espesor y perfiles laminados tipo ASTM A6 grupos 4 y 5, deberá usarse un preca lenta miento mayor o igual a 180°C cuando se hagan empalmes con soldadura acanalada. F.2.10.3 - PERNOS Y PARTES ROSCADAS F.2.10.3.1 - Pemos de alta resisteticía - Excepto que se exija lo contrario en esta especificación, el uso de pernos de alta resistencia deberá cumplir con las estipulaciones de las normas ASTM A325 o A490, "Especificación para pernos en uniones de acero estructural- 1985", aprobada por el "Research Council on Structural Connections". Notas: (a) Para la definición del área efectiva, véase F.2.10.2. (b) Para la soldadura "compatible", véase la tabla 4.1.1, del Código Colombiano de Soldadura de FEDESTRUCTURAS (C) Se permite soldadura con una resistencia superior en un nivel a la de la soldadura "compatible". (d) Las soldaduras de filete y las acanaladas de penetración parcial que unen los componentes de miembros ensamblados, como por ejemplo las conexiones entre aleta y alma, pueden diseñarse sin considerar los esfuerzos a tensión o a compresión en estos elementos paralelos al eje de las soldaduras. (e) El diseño del material conectado está gobernado por F.2.10.4 y F.2.10.5. (f) Véase F.2.19.1 para una resistencia de diseño alterna. En todos los casos de conexiones a tensión y aplastamiento en que se requiera apretar pernos NTC 858 (ASTM A449) a más del 50% de su resistencia mínima especificada, habrá de colocarse una arandela de acero templado ASTM F436 bajo la cabeza del perno; a su vez las tuercas deben cumplir con los requisitos de la norma ASTM A563. Cuando se ensamblen, todas las superficies de juntas, incluyendo aquellas adyacentes a las arandelas, deberán estar libres de escamas, excepto escamas de laminación no protuberantes. Todos los pernos A325 (Gr5) y NTC 4028 (ASTM A490 Gr8), excepto como se indique más adelante, deberán apretarse a una tensión no inferior a la indicada en la tabla F2-7. El apriete deberá realizarse por el método de giro de tuerca, un indicador directo de tensión, un torcómetro, o pernos de diseño alterno. Los pernos en conexiones que no están solicitadas por cargas de tensión, donde puede permitirse algún deslizamiento y donde el aflojamiento o fatiga a causa de vibraciones o fluctuaciones de carga no son consideraciones de diseño, solamente necesita apretarse normalmente. Esta condición se logra con el apriete obtenido por unos pocos golpes de una llave de impacto o el esfuerzo máximo de un trabajador con una llave común, garantizando así un contacto firme entre las partes conectadas. Para apretar los pernos en esta condición normal, debe utilizarse el valor de resistencia nominal de la tabla F2-8 para conexiones tipo aplastamiento. Estos pernosestarán claramente identificados en los planos de taller y de montaje. Cuando se usen pernos NTC 4028(ASTM A490) con diametros mayores de 25.4 mm en agujeros agrandados o de ranura localizados en caras exteriores, se deberá utilizar una arandela de acero templado que cumpla la norma ASTM F436 en lugar de una arndela estándar, excepto si se tiene un espesor mínimo de 8 mm. En conexiones de deslizamiento crítico en las que la dirección de la carga está dirigida hacia el borde de un elemento conectado, deberá proporcionarse una adecuada resistencia al aplastamiento bajo carga mayorada de acuerdo con los requisitos aplicables de F.2.10.3.10. Tabla F2-7 Mínima tensión de pernos, kilonewtons* Tamaño del perno mm (pulgadas) Pernos A325 Pernos NTC 4028 (ASTM A490) 12.7(1/2) 55 70 15.9(5/8) 80 110 19.1 (3/4) 120 160 22.2(7/8) 170 215 25.4(1) 225 285 28.6(11/8) 250 350 31.8(11/4) 315 450 34.9(13/8) 380 540 38.1 (11/2) 455 660 Igual a 0,70 de la mínima resistencia a tensión de los pernos, redondeada a las 5 kN de acuerdo con las normas ASTM A325 y NTC 4028 (ASTM A490) para pernos con roscas UNC. F.2.10.3.2 - Perforaciones: tamaño y requisitos de empleo (a) En conexiones de deslizamiento crítico en las que la dirección de la carga está dirigida hacia el borde de un elemento conectado, deberá proporcionarse una capacidad adecuada al aplastamiento bajo carga mayorada de acuerdo con los requisitos aplicables de F.2.10.3.10. (b) Los tamaños máximos de las perforaciones para pernos y remaches se encuentran estipulados en la tabla F.2-9, excepto que pueden utilizarse perforaciones mayores, en los diseños de las bases de las columnas, necesarias por las tolerancias en la localización de pernos de anclaje en las fundaciones de concreto. (c) Deben proveerse perforaciones estándares en las conexiones miembro a miembro, a menos que el diseñador apruebe el uso de perforaciones agrandadas, de ranura corta o larga. Podrán utilizarse platinas de relleno hasta de 6 mm (1/4") en las conexiones de deslizamiento crítico diseñadas con base en perforaciones estándares sin reducir la resistencia de corte nominal del conector a aquella especificada para perforaciones ranuradas. (d) Perforaciones agrandadas pueden utilizarse en cualquiera o en todos los empalmes de conexiones por fricción, pero no en las conexiones por aplastamiento. Deberán instalarse arandelas endurecidas sobre las perforaciones agrandadas en las caras de un empalme exterior. (e) Perforaciones de ranura corta pueden utilizarse en cualquiera o en todos los empalmes de conexiones de deslizamiento crítico o por aplastamiento. Las ranuras pueden utilizarse sin considerar la dirección de la carga en las conexiones de deslizamiento crítico pero la longitud de la ranura será perpendicular a la dirección de la carga en conexiones por aplastamiento. Se colocarán arandelas sobre las perforaciones de ranura cortante en la platina exterior; cuando se utilicen pernos de alta resistencia las arandelas deberán ser endurecidas. (f) Perforaciones de ranura larga pueden utilizarse solamente en una de las partes de empalme de una conexión de deslizamiento crítico o por aplastamiento en una superficie de contacto individual. Las perforaciones de ranura larga pueden utilizarse sin considerar la dirección de la carga en conexiones de deslizamiento crítico, pero serán perpendiculares a la dirección de la carga en conexiones por aplastamiento. Cuando se utilicen perforaciones de ranura larga en una platina exterior, se proveerán arandelas de platina o platinas continuas con perforaciones estándares, de tamaño suficiente para cubrir totalmente la ranura después de instalarla. En conexiones con pernos de alta resistencia, las arandelas de platina o las platinas continuas deberán tener un espesor no inferior a 8 mm (5/16 de pulgada) y ser de un material de grado estructural no necesariamente endurecido. Si se requieren arandelas endurecidas para los pernos de alta resistencia, éstas deberán colocarse sobre la superficie exterior de la arandela de platina o de la platina continua. Tabla F2-8 Resistencia de diseño en sujetadores Notas: (a) Unicamente para carga estática (b) Se aceptan roscas en los planos de corte (c) La capacidad a tensión de la porción roscada de una barra, con extremos ensanchados basada en el área de la sección correspondiente al diámetro mayor de la rosca, AD, será mayor que el valor obtenido al multiplicar Fy, por el área nominal del cuerpo de la barra antes de su ensanchamiento (d) Para pernos A325 y NTC 4028 (ASTM A490) sujetos a cargas de fatiga, véase F.2.20.2 (e) los valores tabulados se reducirán en un 20% cuando las conexiones tipo aplastamiento utilizadas para unir miembros en tensión tengan una disposición de sujetadores cuya longitud, medida en la dirección paralela a la de la fuerza, sea mayor de 1250 mm Tabla F.2-9 Dimensiones nominales de perforaciones, mm Diámetro del perno mm (pulgada) Dimensiones de perforaciones (mm) Estándar (Diámetro) Agrandadas (Diámetro) Ranuras cortas (ancho x largo) Ranuras largas (ancho x largo) 12.7 (1/2") 14 16 14 x 18 14 x 35 15.9 (5/8") 18 20 18 x 22 18 x 40 19.1 (3/4") 21 24 21 x 26 21 x 45 22,2 (7/8") 24 28 24 x 30 24 x 55 25.4(1") 27 32 27 x 34 27 x 60 28.6 ( 11/8") d + 3 d + 8 (d+3) x (d+10) (d+3) x (2.5

F.2.10.3.3 - Separación mínima - La distancia entre centros de perforaciones de conectores estándares, agrandadas o ranuradas no podrá ser menor a 2-2/3 veces el diámetro nominal del conector; se prefiere una distancia de 3d. Véase F.2.10.3. 10 para los requisitos de resistencia por aplastamiento. F.2.10.3.4 - Distancia mínima al borde - La distancia del centro de una perforación estándar a cualquier borde de la parte conectada no será inferior al valor aplicable de la tabla F2-10 ni al requerido en F.2.10.3.10. La distancia del centro de una perforación agrandada o ranurada al borde de una parte conectada no será inferior a la prevista para una perforación estándar más el incremento aplicable C2, de la tabla F2-14. Véase F.2.10.3.10 para los requisitos de resistencia por aplastamiento. Tabla F2-10 Distancia mínima al borde (a) , mm (Centro de la perforación estándar (b) al borde de la parte conectada) Diámetro nominal del perno o remache mm (pulgada) En bordes cortados con cizalla En bordes laminados de platinas, perfiles o barras y bordes cortados con soplete (c) 12.7 (1/2") 22 19 15.9 (5/8") 29 22 19.1 (3/4") 32 25 22.2 (7/8") 38 (d) 29 25.4(1") 44 (d) 32 28.6 (11/8") 51 38 31.8 (11/4") 57 41 31.8 ( 11/4") 1.75 x diámetro 1.25 x diámetro Notas: (a) Se permiten distancias al borde menores a las dadas en esta tabla si se satisfacen las ecuaciones de F.2.10.3.10, las que sean aplicables. (b) Para huecos agrandados o ranurados, véase la tabla F2-14. (c) Todas las distancias al borde en esta columna pueden reducirse en 3 mm cuando la perforación está en un punto en donde el esfuerzo no exceda el 25% de la máxima resistencia de diseño en el elemento. (d) Pueden ser 32 mm en los extremos de ángulos de conexión de vigas y platinas de extremo de cortante. F.2.10.3.5 - Distancia al borde y espacíamíentos máximos - Ladistancia máxima del centro de cualquier perno o remache al borde más próximo de las partes en contacto será igual a 12 veces el espesor de la parte conectada en consideración pero sin exceder de 150 mm. El espaciamiento longitudinal de conectores de elementos en contacto continuo consistentes en una placa y un perfil o en dos placas será: a) Para miembros pintados o sin pintar que no estén sometidos a corrosión, el espaciamiento no será mayor de 24 veces el espesor de la placa más delgada ni 300 mm. b) Para miembros de acero sin pintar sometidos a la corrosión atmosférica, el espaciamiento no será mayor de 14 veces el espesor de la placa más delgada ni 175 mm. F.2.10.3.6 - Resistencia de diseño para tensión o cortante - Laresistencia de diseño para tensión o cortante de pernos de alta resistencia o de partes roscadas es FnAb en donde: = coeficiente de resistencia dado en la tabla F2-8 Fn = resistencia nominal a la tensión Fto resistencia al corte Fv, dada en la tabla F2-8, MPa Ab = área nominal del vástago sin roscas del perno o parte roscada (para varillas ensanchadas, véase la nota (c) de la tabla F2-8), mm 2 La carga aplicada será la suma de las cargas mayoradas y de cualquier tensión resultante del efecto de tenaza producido por la deformación de las partes conectadas. F.2.10.3.7 - Esfuerzo combinado de cortante y de tensión en conexiones tipo aplastamiento - La resistencia de diseño de un perno o remache sometido a una combinación de esfuerzos de tensión y corte es FFtAb, donde F= 0.75 y el esfuerzo nominal de tensión Ft, será el calculado con las ecuaciones de la tabla F2-11 como una función del esfuerzo de corte requerido fv, producido por las cargas mayoradas. La resistencia de diseño al corte FFv, tabulada en la tabla F2-8 deberá ser mayor o igual que el esfuerzo de corte fv. F.2.10.3.8 - Pernos de alta resistencia en conexiones de deslizamiento crítico - Eldiseño para corte de pernos de alta resistencia en juntas de deslizamiento crítico se realizará de acuerdo con este numeral y se deberán verificar por aplastamiento de acuerdo con F.2.10.3.2 y F.2.10.3.10. En las conexiones por deslizamiento crítico sometidas a cargas de servicio, la resistencia de diseño a corte de un perno es FvAb en donde: = 1.0 para huecos estándar, agrandados, de ranura corta y de ranura larga perpendicular a la línea de acción de la fuerza = 0.85 para huecos de ranura larga paralela a la línea de acción de la fuerza FV = resistencia nominal al corte por deslizamiento crítico, dada en la tabla F2-12. MPa La resistencia de diseño al corte deberá ser mayor o igual al corte en el perno debido a las cargas de servicio. Cuando la combinación de carga incluye cargas de viento en combinación con cargas muertas y vivas, el cortante total en el perno debido a la combinación de los efectos de las cargas de servicio puede ser multiplicado por 0.75. Los valores de Fvdados en la tabla F2-12 están calculados con base en un coeficiente de deslizamiento de 0.33 para superficies Clase A, correspondientes a superficies limpias de escamas de laminación y superficies limpiadas con chorro y revestidas con un recubrimiento Clase A. Cuando se especifica en el diseño, la resistencia nominal al deslizamiento para conexiones que tengan condiciones especiales de superficies de contacto puede ajustarse hasta los valores aplicables en el método de diseño con coeficientes de carga y de resistencia del "Research Council on Structural Connections". Se permite el uso de platinas de relleno con espesor inferior a 6.4 mm en conexiones que sean diseñadas por deslizamiento crítico usando huecos estándar sin reducción de la resistencia de diseño al corte del conector especificada para huecos ranurados. Tabla F2-11 Esfuerzo límite a tensión (Ft)para sujetadores en conexiones tipo aplastamiento, MPa Tabla F.2-12 Esfuerzo cortante nominal en juntas de deslizamiento crítico con pernos de alta resistencia (a), MPa Tipo de perno Esfuerzo cortante nominal Perforaciones estándar Perforaciones agrandadas y de ranura corta Perforaciones de ranura larga ASTM A325 117 103 83 NTC 4028 (ASTM A490) 145 124 103 Notas: (a) Por cada plano de corte Para conexiones de deslizamiento crítico bajo cargas mayoradas, véase F.2.19.2.1. F.2.10.3.9 - Esfuerzo combinado de cortante y de tensión en conexiones de deslizamiento crítico - Eldiseño de conexiones de deslizamiento crítico sometidas a fuerzas de tensión deberá cumplir con los requisitos de éste y del anterior

La resistencia de diseño a corte de un perno en una conexión de deslizamiento crítico sometida a una fuerza de tensión T debida a cargas de servicio será el producto de la resistencia nominal de F.2.10.3.8 y del siguiente factor de reducción: en donde: Tb = pretensionamiento mínimo del perno según la tabla F2-7. Para conexiones de deslizamiento critico bajo cargas mayoradas, véase F.2.19.2.2. F.2.10.3.10 - Esfuerzo de aplastamiento en agujeros de pernos - La resistencia de diseño por aplastamiento de los agujeros de pernos es fRn. en donde. = 0.75 Rn= resistencia nominal por aplastamiento La resistencia por aplastamiento deberá verificarse tanto para conexiones tipo aplastamiento como para conexiones de deslizamiento crítico. El uso de agujeros agrandados y de ranura corta y larga paralelos a la línea de la fuerza se restringe a conexiones de deslizamiento crítico de acuerdo con F.2.10.3.2. Se definen a continuación los siguientes términos que se emplearán más adelante: Le = distancia a lo largo de la línea de la fuerza medida desde el borde de la parte conectada al centro del hueco estándar o al centro de los huecos de ranura corta o larga perpendiculares a la línea de la fuerza. Para huecos agrandados y huecos de ranura corta y larga paralelos a la línea de la fuerza, Leserá incrementado por el coeficiente C2, de la tabla F2-14, mm S = distancia a lo largo de la línea de la fuerza entre centros de huecos estándar o entre centros de huecos de ranura larga o corta perpendiculares a la línea de la fuerza. Para huecos agrandados y huecos de ranura corta y larga paralelos a la línea de la fuerza, s será incrementado por el coeficiente de espaciamiento C1, de la tabla F2-13, mm d = diámetro del perno, mm Fu = resistencia a la tensión mínima especificada de la parte crítica, MPa t = espesor de la parte crítica conectada. Para pernos y remaches con avellanado, debe restarse la mitad de la altura del avellanado (a) Cuando Le 1.5d y s 3d y hay dos o más pernos en la línea de la fuerza: Para huecos estándar, huecos de ranura corta y larga perpendiculares a la línea de la fuerza, huecos agrandados en conexiones de deslizamiento crítico y para huecos de ranura corta y larga en conexiones de deslizamiento crítico con el eje del hueco paralelo a la línea de la fuerza: Si la deformación alrededor del agujero del perno es una consideración de diseño, Rn= 2.4dtFu (F.2-57) Si la deformación alrededor del agujero del perno no es una consideración de diseño, para el perno más cercano al borde, Para agujeros de ranura larga para pernos perpendiculares a la línea de la fuerza: Rn= 2.0dtFu (F2-60) (b) Cuando Le< 1.5d o s < 3d o para un perno individual en la línea de la fuerza: Para huecos estándar, huecos de ranura corta y larga perpendiculares a la línea de la fuerza, huecos agrandados en conexiones de deslizamiento crítico y para huecos de ranura corta y larga en conexiones de deslizamiento crítico con el eje del hueco paralelo a la línea de la fuerza: Para el hueco de un perno individual o para el hueco del perno más cercano al borde cuando hay dos o más huecos de pernos en la línea de la fuerza, Tabla F2-13 Valores del incremento de separación C1, mm Nota: (a) Cuando la longitud de la ranura es menor que la máxima permitida en la tabla F2-11, el incremento C1, puede reducirse en la diferencia entre la longitud máxima y la longitud real de la ranura. Tabla F.2-14 Valores del Incremento de distancia al borde C2, mm Nota: (a) Cuando la longitud de la ranura es menor que la máxima permisible (véase la tabla F2-11), C2puede reducirse a la mitad de la diferencia entre las longitudes máxima y real de la ranura. F.2.10.3.11 - Pernos esbeltos - Elnúmero de pernos NTC 4034 (ASTM A307) que proporcionen resistencias de diseño se aumentará en un 1% por cada incremento adicional de 2.0 mm en la longitud de agarre del perno, cuando ésta sea mayor de 5 diámetros. F.2.10.4 - RESISTENCIA DE DISEÑO A LA ROTURA F.2.10.4.1 - Resistencia a la rotura por cortante - Laresistencia de diseño para el estado límite de rotura a lo largo del plano de falla por corte en los elementos afectados de miembros conectados será Rn, en donde: = 0.75 Rn = 0.6FuAnv Anv = área neta sometida a corte, mm 2 F.2.10.4.2 - Resistencia a la rotura por tensión - Laresistencia de diseño para el estado límite de rotura a lo largo de la trayectoria de tensión en los elementos afectados de miembros conectados será Rn, en donde: = 0.75 Rn = FuAnt Ant = área neta sometida a tensión, mm 2 F.2.10.4.3 - Resistencia a la rotura por bloque cortante - Elbloque cortante es un estado límite en el que la resistencia es determinada sumando la resistencia al corte de la o las trayectorias de falla y la resistencia a la tensión de un segmento perpendicular. La resistencia a la fractura por bloque cortante se verificará en conexiones de extremo en vigas, donde la aleta superior se destijera y en situaciones similares, tales como en los miembros a tensión y platinas de unión. Cuando se utiliza la resistencia última sobre la sección neta de un segmento para determinar su resistencia, deberá utilizarse el esfuerzo de fluencia en la sección bruta del segmento perpendicular. La resistencia de diseño a la rotura por bloque cortante Rn, se determinará como sigue: F.2.10.5 -ELEMENTOS DE CONEXION - Este numeral se aplica al diseño de elementos de conexión, tales como platinas, cartelas, ángulos, ménsulas y tableros de conexiones viga-columna. F.2.10.5.1 - Conexiones excéntricas - Los miembros solicitados por carga axial se conectarán en tal forma que sus ejes centroidales se intersecten en un punto siempre que sea posible. En caso contrario, deben considerarse los esfuerzos flectores y cortantes debidos a la excentricidad. Véase también F.2.10.1.8. F.2.10.5.2 - Resistencia de diseño de elementos de conexión a tensión - La resistencia de diseño Rn, de los elementos soldados, empernados o remachados estáticamente solicitados por tensión (platinas de empalme y cartelas de unión) será el valor más bajo obtenido de los estados límites de fluencia, de rotura del elemento de conexión o de rotura en bloque por cortante. (a) Por fluencia a tensión del elemento de conexión: = 0.90 Rn= AgFy (F.2-67) (b) Por rotura a tensión del elemento de conexión = 0.75 Rn= AnFu (F.2-68) donde Anes el área neta y no debe exceder 0.85Ag. (c) Para rotura por bloque cortante de elementos de conexión, véase F.2.10.4.3. F.2.10.5.3 -Otros elementos de conexión - Para todos los demás elementos de conexión, la resistencia de diseño Rnse determinará para el estado límite aplicable a fin de garantizar que la resistencia de diseño sea igual o mayor que la resistencia requerida, donde Rnes la resistencia nominal que se ajusta a la geometría y al tipo de carga en el elemento. Para fluencia a corte del elemento de conexión: = 0.90 Rn= 0.60AgFy (F.2-69) Si el elemento de conexión se áncuentra sometido a compresión, deberá hacerse un análisis de estado límite apropiado. F.2.10.6 -PLATINAS DE RELLENO - En construcciones soldadas cualquier platina de relleno con espesor igual o mayor a 6 mm deberá extenderse más allá de los bordes de la platina de empalme y deberá soldarse a la parte sobre la cual se acomode con suficiente soldadura para transmitir la carga de la platina de empalme, aplicada sobre la superficie de la platina de relleno. Las soldaduras que unen las platinas de empalme al elemento de relleno deberán poder transmitir la carga de la platina de empalme y deberán tener suficiente longitud para evitar sobrecargas en el elemento de relleno a lo largo de la ras de la soldadura. Cualquier platina de relleno con espesor menor de 6 mm deberá quedar a ras con los bordes de la platina de empalme. El tamaño de la soldadura deberá ser el requerido para transmitir la carga en la platina de empalme incrementado en el espesor de la platina de relleno. Cuando los pernos o remaches que transmiten cargas atraviesan platinas de relleno con espesores superiores a 6 mm, excepto en conexiones diseñadas para deslizamiento crítico, dichas platinas deberán extenderse más allá del material de empalme. La extensión de la platina de relleno deberá asegurarse con suficientes pernos o remaches para distribuir el esfuerzo total del elemento sobre la sección combinada del elemento y de la platina de relleno, de lo contrario, se debe incluir en la conexión un número equivalente de sujetadores. Las platinas de relleno con espesores entre 6.4 mm y 19.1 mm inclusive, no necesitan extenderse y desarrollarse ya que la resistencia de diseño a cortante de los pernos se reduce por el coeficiente 0.016(t-6), donde t es el espesor total en mm de las platinas de relleno hasta 19.1 mm. F.2.10.7 - EMPALMES - Los empalmes con soldaduras acanaladas en vigas y vigas ensambladas de alma llena se diseñarán para desarrollar la resistencia total de la pieza conectada más pequeña. Los otros tipos de empalmes en secciones transversales de vigas y vigas ensambladas de alma llena se diseñarán para desarrollar la resistencia requerida por las fuerzas en el punto de empalme. F.2.10.8 - RESISTENCIA AL APLASTAMIENTO - La resistencia al aplastamiento está dada por Rn, en donde: = 0.75 Rnse define más adelante de acuerdo a los diferentes tipos de apoyo. F.2.10.8.1 - Superficies maquinadas - Parasuperficies maquinadas, de pasadores en perforaciones rimadas o taladradas y en extremos de rigidizadores de apoyo Rn= 1.8FyApb (F1-70) en donde: Fy = esfuerzo mínimo especificado a la fluencia, MPa Apb = área de apoyo (en proyección), mm 2 F.2.10.9 - BASES DE COLUMNAS Y APOYOS SOBRE CONCRETO - Se deberán tomar previsiones adecuadas para transmitir las cargas y momentos de columnas a las bases y las fundaciones. En ausencia de especificaciones se podrá tomar cPp como la carga de diseño por aplastamiento sobre el concreto. En el área total de un apoyo de concreto: Pp= 0.85f'cA1 (F.2-73) En un área parcial de un apoyo en concreto: F.2.10.10 - PERNOS DE ANCLAJE Y BARRAS EMBEBIDAS - Los pernos de anclaje y las barras embebidas se diseñarán de acuerdo con los criterios del Instituto Americano del Concreto (ACI) o del Instituto Americano del Concreto Preesforzado. Si se utilizan las cargas mayoradas y las combinaciones de carga dadas en B.2.5.2, se hará una reducción de los coeficientes del ACI basada en la relación de coeficientes de carga dada en B.2.5.4 y en el ACI. F.2.11 - FUERZAS CONCENTRADAS, EMPOZAMIENTO DE AGUA Y FATIGA Esta sección cubre las consideraciones sobre la resistencia de diseño de miembros sometidos a fuerzas concentradas, empozamiento de agua y fatiga. F.2.11.1 - ALETAS Y ALMAS CON FUERZAS CONCENTRADAS F.2.11.1.1 - Bases de diseño - F .2.11.1.2 a F.2.11.1.7 se aplican a fuerzas concentradas simples y doble tal como se indica en cada numeral. Una fuerza concentrada simple es una fuerza de tensión o de compresión. Las fuerzas concentradas dobles son aquellas formadas por una fuerza de tensión y una de compresión, formando un par en el mismo lado del miembro cargado. Se requieren rigidizadores transversales en los puntos de aplicación de fuerzas concentradas de tensión de acuerdo con F.2.11.1.2 para el estado límite de flexión local de la aleta y en los extremos no aporticados de vigas y vigas armadas de acuerdo con F.2.11.1.8. También se requieren rigidizadores transversales o platinas de refuerzo en los puntos de aplicación de cargas concentradas de acuerdo con F.2.11.1.3 a F.2.11.1.6 para los estados límites de fluencia, arrugamiento, pandeo lateral y pandeo por compresión. Para el estado límite de cortante en la zona del tablero del alma se requieren platinas de refuerzo o rigidizadores diagonales de acuerdo con F.2.11.1.7. Los rigidizadores transversales y diagonales requeridos en F.2.11.1.2 a F.2.11.1.8 deberán cumplir los requisitos de F.2.11.1.9. Las platinas de refuerzo requeridas por F.2.11.1.3 a F.2.11.1.6 deberán cumplir los requisitos de F.2.11.1.10. F.2.11.1.2 - Flexión local de las aletas - Estenumeral se aplica tanto a las fuerzas concentradas simples de tensión como a la componente de tensión de las fuerzas concentradas dobles. Un par de rigidizadores transversales extendiéndose al menos la mitad de la altura del alma, se colocarán adyacentes a una fuerza concentrada de tensión centralmente aplicada a través de la aleta cuando la resistencia requerida de la aleta exceda Rnen donde, = 0.90 Rn= 6.25 Fyf (F.2-75) en donde: Fyf = mínimo esfuerzo de fluencia especificado para la aleta, MPa tf = espesor de la aleta cargada, mm Si la longitud de la zona cargada medida a través de la aleta es menor que 0.15b, donde b es el ancho de la aleta del miembro, no se necesita verificar la fórmula F.2-75. Cuando la fuerza concentrada que debe soportarse se aplica a una distancia del extremo del miembro inferior a 10tDse debe reducir en un 50%. Cuando se requieren rigidizadores transversales, estos se soldarán a la aleta cargada para desarrollar la porción soldada del rigidizador. La soldadura que conecta los rigidizadores transversales con el alma deberá tener dimensiones capaces de transmitir la fuerza no balanceada del rigidizador al alma. Véase también F.2.11.1.9. F.2.11.1.3 - Fluencia local del alma - Estese aplica tanto a las fuerzas concentradas simples como a ambas componentes de fuerzas concentradas dobles. Un par de rigidizadores transversales o una platina de refuerzo, extendiéndose por lo menos a la mitad de la altura del alma, se colocarán adyacentes a una fuerza concentrada de tensión o de compresión cuando la resistencia requerida del alma en el pie de la transición alma-aleta exceda Rn en donde: = 1.0 y Rnse determina como sigue a continuación: (a) Cuando la fuerza concentrada que ha de resistirse está aplicada a una distancia del extremo del miembro mayor que la profundidad d del miembro, Rn= (5k + N)Fywtw (F2-76) (b) Cuando la fuerza concentrada que ha de resistirse está aplicada a una distancia del extremo del miembro menor o igual que la profundidad d del miembro, Rn= (2.5k + N)Fywtw (F.2-47) en donde: Fyw = mínimo esfuerzo de fluencia especificado para el alma, MPa N = longitud de apoyo (no inferior a k para reacciones de apoyo de vigas), mm k = distancia desde la cara exterior de la aleta hasta el pie de la transición alma-aleta, mm tw = espesor del alma, mm Cuando se requieran para una fuerza de tensión perpendicular a la aleta, los rigidizadores transversales se soldarán a la aleta cargada para desarrollar la porción conectada del rigidizador. Cuando se requieran para una fuerza de compresión perpendicular a la aleta, los rigidizadores transversales deberán apoyarse o estar soldados a la aleta cargada para desarrollar la fuerza transmitida al rigidizador. La soldadura que conecta los rigidizadores transversales al alma deberá dimensionarse de modo que sea capazde transmitir la fuerza no balanceada del rigidizador al alma. Véase también F.2.11.1.9. Alternativamente, si se requieren platinas de refuerzo, véase F.2.11.1.10. F.2.11.1.4 - Arrugamiento del alma - Estese aplica tanto a las fuerzas concentradas simples de compresión como a la componente de compresión de las fuerzas concentradas dobles. Un rigidizador transversal sencillo, o un par de rigidizadores transversales o una platina de refuerzo que se extiendan al menos la mitad de la altura del alma, deberán colocarse adyacentes a una fuerza concentrada de compresión cuando la resistencia requerida del alma exceda Rn en donde = 0.75 y Rnse determina como sigue a continuación: (a) Cuando la fuerza concentrada de compresión a soportar se aplica a una distancia del extremo del miembro mayor o igual que d/2, en donde: d = altura total del miembro, mm tf = espesor de la aleta, mm Cuando se requieren rigidizadores transversales, estos deberán apoyarse o estar soldados a la aleta cargada para desarrollar la fuerza transmitida al rigidizador. La soldadura que conecta los rigidizadores transversales al alma tendrá dimensiones capaces de transmitir la fuerza no balanceada del rigidizador al alma. Véase también F.2.11.1.9. Alternativamente, si se requieren platinas de refuerzo, véase F.2.11.1.10. F.2.11.1.5 - Pandeo lateral del alma - Estenumeral se aplica únicamente a fuerzas concentradas simples de compresión aplicadas a miembros en donde el movimiento lateral relativo entre la aleta cargada a compresión y la aleta a tensión no está restringido en el punto de aplicación de la fuerza concentrada. La resistencia de diseño del alma es Rn en donde: = 0.85 y Rn, se determina como sigue a continuación: Cuando la resistencia requerida del alma excede Rnse deberá brindar arriostramiento lateral local a la aleta en tensión o bien se colocará un par de rigidizadores transversales o una platina de refuerzo, extendiéndolos por lo menos la mitad de la altura del alma y ubicándolos adyacentes a la fuerza concentrada de compresión. Cuando se requieran rigidizadores transversales, estos deberán apoyarse o estar soldados a la aleta cargada para desarrollar la fuerza total aplicada. La soldadura que conecta los rigidizadores transversales al alma tendrá dimensiones capaces de transmitir la fuerza del rigidizador al alma. Véase también F.2.11.1.9. Alternativamente, cuando se requieran platinas de refuerzo, éstas deberán tener dimensiones capaces de desarrollar la totalidad de la fuerza aplicada. Véase también F.2.11.1.10. Cuando la resistencia requerida del alma excede Rnse colocará arriostramiento lateral local en ambas aletas en el punto de aplicación de la fuerza concentrada. En las ecuaciones anteriores: I = la mayor longitud sin soporte lateral a lo largo de cualquier aleta en el punto de aplicación de la carga, mm bf = ancho de la aleta, mm tw = espesor del alma, mm h = para perfiles laminados es la distancia libre entre aletas menos el filete o el radio de curvatura de la transición alma-aleta, para perfiles ensamblados con soldadura es la distancia entre líneas adyacentes de conectores o la distancia libre entre aletas, mm Cr = 6600000 cuando Mu < Myen el punto de localización de la fuerza, MPa = 3300000 cuando Mu Myen el punto de localización de la fuerza, MPa F.2.11.1.6 - Pandeo del alma sometida a compresión - Este numeral se aplica a un par de fuerzas concentradas simples de compresión o a las componentes de compresión de un par de fuerzas concentradas dobles, actuando en las dos aletas de un miembro en la misma localización. Un rigidizador transversal, o un par de rigidizadores transversales, o una platina de refuerzo que se extiendan en la totalidad de la altura del alma deberán colocarse adyacentes a fuerzas concentradas de compresión que actúan en ambas aletas cuando la resistencia requerida del alma exceda Rn: Cuando el par de fuerzas concentradas de compresión a resistir se aplique a una distancia del extremo del miembro inferior a d/2, Rnse reducirá en un 50%. Cuando se requieren rigidizadores transversales, estos deberán apoyarse o estar soldados a la aleta cargada para desarrollar la fuerza transmitida al rigidizador. La soldadura que conecta los rigidizadores transversales al alma tendrá dimensiones capaces de transmitir la fuerza no balanceada en el rigidizador al alma. Véase también F.2.11.1.9. Alternativamente, si se requieren platinas de refuerzo, véase F.2.11.1.10. F.2.11.1.7 - Cortante en la zona del tablero del alma - Se colocarán platinas de refuerzo o rigidizadores en diagonal dentro de los límites de la conexión rígida de miembros cuyas almas estén en un plano común cuando la resistencia requerida exceda Rv, en donde: = 0.90 y Rvse determina como sigue: (a) Cuando no se considera en el análisis el efecto de la deformación de la zona del tablero en la estabilidad del marco. (b) Cuando se considera la estabilidad del marco en el análisis, incluyendo la deformación plástica de la zona del tablero. en donde: tw = espesor del alma de la columna, mm bcf = ancho de la aleta de la columna, mm tcf = espesor de la aleta de la columna, mm db = altura de la viga, mm dc = altura de la columna, mm Fy = esfuerzo de fluencia del alma de la columna, MPa Py = FyA = resistencia axial de fluencia de la columna, N A = área de la sección transversal de la columna, mm 2 Cuando se requieren platinas de refuerzo, se calcularán de acuerdo con los criterios de F.2.6.2 y deberán ir soldadas para desarrollar la proporción de la fuerza total de corte que debe soportarse. Alternativamente, si se requieren rigidizadores diagonales, la soldadura que conecta los rigidizadores diagonales con el alma deberá tener dimensiones capaces de transmitir al alma la fuerza del rigidizador causada por los momentos no balanceados. Véase también F.2.11.1.9. F.2.11.1.8 - Extremos no aporticados de vigas y viguetas - Enlos extremos no aporticados de vigas y viguetas que no estén restringidas contra la rotación respecto a su eje longitudinal, se colocará un par de rigidizadores transversales que se extiendan a lo largo de toda la altura del alma. Véase también F.2.11.1.9. F.2.11.1.9 - Requisitos adicionales para los rigidízadores para cargas concentradas - Losrigidizadores transversales y diagonales deberán también cumplir los siguientes criterios: (a) El ancho de cada rigidizador más la mitad del espesor del alma de la columna no debe ser inferior a un tercio del ancho de la aleta o de la platina de conexión resistente a momento que transmite la fuerza concentrada. (b) El espesor de un rigidizador no será menor que la mitad del espesor de la aleta o de la platina de conexión resistente a momento que transmite la fuerza concentrada, y no debe ser inferior de Fy / 250 veces su ancho. Cuando las fuerzas concentradas se aplican a la aleta de una viga laminada o ensamblada, los rigidizadores transversales se extenderán a lo largo de toda la altura del alma y se diseñarán como miembros comprimidos axialmente (columnas) de acuerdo con los requisitos de F.2.5.2, con una longitud efectiva de 0.75h, suponiendo una sección transversal compuesta por dos rigidizadores y una franja del alma que tenga un ancho de 25twpara rigidizadores intermedios y de 12twpara rigidizadores en los extremos de los miembros. La soldadura que conecta los rigidizadores de apoyo con el alma tendrá dimensiones capaces de transmitir el exceso de cortante del alma al rigidizador. Para el diseño de los rigidizadores de apoyo, véase F.2.10.8. F.2.11.1.10 - Requisitos adicionales para platinas de refuerzo bajo cargas concentradas - Lasplatinas de refuerzo requeridas de acuerdo con F.2.11.1.3 a F.2.11.1.6 también deberán cumplir con los siguientes criterios: (a) Se colocarán platinas de refuerzo de espesor y extensión adecuados para suministrar el material adicional que permita igualar o exceder los requisitos de resistencia. (b) La platina de refuerzo se soldará para desarrollar la proporción de la fuerza total transmitida a la platina de refuerzo. F.2.11.2 - EMPOZAMIENTO DE AGUA - El sistema de cubierta deberá investigarse mediante un análisis estructural a fin de obtener la resistencia y estabilidad adecuadas bajo condiciones de empozamiento, a menos que la superficie de la cubierta esté provista de pendiente suficiente hacia desagües individuales adecuados para prevenir la acumulación de aguas lluvias. El sistema de cubierta se considera estable y no se requiere investigación adicional si: Lp = espaciamiento entre columnas en dirección de las vigas principales (longitud de los miembros principales), m Ls = espaciamiento entre columnas en dirección perpendicular a las vigas principales (longitud de los miembros secundarios), m S = espaciamiento entre miembros secundarios, m Ip = momento de inercia de los miembros principales, mm 4 Is = momento de inercia de los miembros secundarios, mm 4 Id = momento de inercia del tablero metálico apoyado en los miembros secundarios, mm 4 /m Para cerchas y viguetas en celosía, el momento de inercia Isse debe disminuir en un 15% cuando se utilizan las fórmulas anteriores. Un tablero de lámina plegada podrá considerarse como miembro secundario cuando está soportado directamente por los miembros principales. Para una determinación alterna de la rigidez de una estructura de cubierta plana, véase F.2.20.1. F.2.11.3 - FATIGA - Son pocos los miembros o conexiones de edificios convencionales que necesitan diseños por fatiga, puesto que en la mayoría de los casos, la variación de las cargas en tales estructuras se presenta pocas veces o bien produce solamente pocas fluctuaciones de esfuerzos. La ocurrencia de las cargas totales de viento o sismo no son tan frecuentes para necesitar consideraciones de diseño a la fatiga. Sin embargo, los puentes grúas y estructuras de soporte de maquinaria y equipos, con frecuencia están solicitados por condiciones de carga que implican fatiga. los miembros y sus conexiones solicitados por cargas de fatiga se diseñarán de acuerdo con lo establecido en F.2.20.2 para cargas de servicio, F.2.12 - CONSIDERACIONES DE DISEÑO TENIENDO EN CUENTA EL FUNCIONAMIENTO Esta sección tiene por objeto proporcionar una guía de diseño para las condiciones de servicio. La condición de servicio es un estado en el cual la función de un edificio, su aspecto, conservación, durabilidad y la comodidad de sus ocupantes se mantiene bajo uso normal. Los requisitos de diseño general para las condiciones de servicio se dan en F.21.5.4. Los valores límites del comportamiento estructural para asegurar la condición de servicio (deflexiones máximas, aceleraciones, etc.) se seleccionarán de acuerdo con la función para la cual se diseña la estructura. Cuando sea necesario, se verificará el comportamiento utilizando las cargas apropiadas para el estado límite de la condición de servicio. F.2.12.1 - CONTRAFLECHA - Si se requieren algunos requisitos especiales de contraflecha por otras causas, como la fijación de rnarcos de ventanas, estos requisitos deberán establecerse en los documentos de diseño. Las vigas y cerchas detalladas sin una contraflecha especificada se fabricarán de tal forma que cualquier contraflecha que resulte después del montaje, causada por el proceso de laminación o ensamble en el taller, sea hacia arriba. Si para producir la contraflecha se requiere el montaje de cualquier miembro precargado, así deberá aclararse en los documentos de diseño. En general, a las armaduras de 25 o más metros de luz, se les dará una contraflecha que contrarreste aproximadamente la deflexión debida a la carga muerta. A los puentes grúas de 23 o más metros de luz, se les dará en cambio una contraflecha que compense aproximadamente la deflexión causada por la carga muerta más la mitad de la deflexión producida por la carga viva. F.2.12.2 - EXPANSION Y CONTRACCION - Se tomarán las precauciones necesarias para permitir que la estructura se contraiga y expanda apropiadamente de acuerdo con sus condiciones de servicio. F.2.12.3 - DEFLEXIONES, VIBRACION Y DERIVA F.2.12.3.1 - Deflexiones - Lasdeformaciones en miembros y sistemas estructurales debidas a cargas de servicio no deben menoscabar la condición de servicio de la estructura. Las vigas principales y secundarias que soportan cubiertas y pisos, se deben dimensionar con debida atención a la deflexión producida por las cargas de diseño. Estas vigas, cuando soportan cielos rasos de pañete, se deben dimensionar de modo que la flecha máxima debida a la carga viva no sobrepase 1/360 de la luz. F.2.12.3.2 - Vibración de piso - Lavibración debe tenerse en cuenta en el diseño de las vigas que soportan grandes áreas abiertas, libres de tabiques u otras fuentes de amortiguación donde la vibración excesiva debida al tránsito peatonal o a otras causas es inaceptable. F.2.12.3.3 - Deriva - Ladesviación lateral o deriva de las estructuras debida a las cargas de viento o sismo establecidas por la norma, no deberá causar colisiones con estructuras adyacentes ni exceder los valores límite apropiados o especificados. F.2.12.4 - DESLIZAMIENTO EN CONEXIONES - Véanse F.2.10.3.8 y F.2.10.3.9 para el diseño de conexiones de deslizamiento crítico. F.2.12.5 - CORROSION - Siempre que sea apropiado se deben diseñar componentes estructurales para tolerar la corrosión o deben protegerse contra la corrosión que pueda menoscabar la resistencia o la condición de servicio de la estructura. Cuando las vigas están expuestas deben sellarse contra la corrosión de las superficies interiores o quedar suficientemente espaciadas para facilitar la limpieza y pintura. F.2.13 - FABRICACION, MONTAJE Y CONTROL DE CALIDAD Esta sección presenta los requisitos que se deben cumplir para la elaboración de los planos de taller, fabricación, pintura de taller, montaje y control de calidad. F.2.13.1 - PLANOS DE TALLER - Con anterioridad a la fabricación de los componentes de una estructura se deben preparar planos de taller que suministren la totalidad de la información necesaria para la fabricación, incluyendo localización, tipos y dimensiones de pernos, remaches y soldaduras. En los planos de taller debe diferenciarse claramente entre pernos y soldaduras de taller o de montaje e identificar con claridad las conexiones de deslizamiento crítico a realizar con pernos de alta resistencia. Los planos de taller se deben elaborar en conformidad con la mejor práctica y prestando atención a la rapidez y economía en la fabricación y el montaje. Cada plano de taller debe contener, como mínimo: (a) Esquema con ejes teóricos (b) Dibujos de los miembros en sí, a escala adecuada, en donde se muestren: • Las líneas de gramil, los ejes teóricos o ambos, determinando claramente el punto de corte de los ejes. • Los perfiles, con indicación del material y su ubicación real, es decir, el sentido que deben tener sus aletas teniendo en cuenta las distancias de gramiles o líneas teóricas, numeración o posición de cada uno para su fácil identificación y las vistas o detalles necesarios para mostrar y aclarar todas las perforaciones, destijeres o soldaduras. • Las dimensiones de cada elemento, es decir, si se trata de una estructura remachada o atornillada, longitud total, descuentos, distancias entre las perforaciones y símbolos de éstas; o si es soldada, longitud del miembro, descuentos, destijeres y símbolos de la soldadura necesaria. • La forma de las cartelas y su numeración. En cuanto a la forma se determinará según el número de pernos o remaches, o la longitud de soldadura, correspondiente a cada uno de los perfiles que se van a unir por intermedio de la cartela. • El título, en donde se indique de qué elemento se trata y la cantidad necesaria de él para ejecutar la obra. Los cortes, secciones o detalles necesarios para mostrar claramente la unión de los diferentes perfiles o las formas compuestas de los montantes, diagonales y cuchillos. El despiece de aquellos perfiles que por su forma o localización sea difícil acotar dentro del conjunto. (c ) Dibujo de las riostras, pies de amigos, o elementos de arriostramiento, en donde se indiquen los ejes teóricos, la forma, etc., si se trata de un plano de cercha o miembro que los necesite. F.2.13.2 - FABRICACION F.2.13.2.1 - Contraflechado, curvado y enderezamiento - Paracorregir la contraflecha, la curvatura y la rectitud se pueden utilizar medios mecánicos o calentamiento local del elemento. La temperatura de las áreas calentadas, no deberá exceder de 593°C para acero NTC 4012 (ASTM A852), de 593°C para aceros NTC 4014 (ASTM A514), ni de 650°C para otros aceros, medida de acuerdo con métodos aprobados. Los mismos límites se aplican para grados equivalente de aceros NTC 4005 (ASTM A709). F.2.13.2.2 - Corte por fusión - Elcorte por fusión de los bordes deberá hacerse de acuerdo con los requisitos AWS sección 3.2.2, con excepción de que los cortes por fusión de los bordes libres sujetos a los esfuerzos estáticos calculados de tensión, deberán estar libres de socavaciones mayores de 5 mm de profundidad y muescas en forma de V. Las socavaciones mayores de 5 mm de profundidad que queden después del corte se deberán pulir o reparar con soldadura. Las esquinas entrantes, con excepción de las esquinas entrantes de vigas con destijeres y de los huecos de acceso de soldadura, deberán cumplir con los requisitos de la especificación AWS sección 3.2.4. Si se requiere otro contorno específico, deberá indicarse en los planos de diseño. Los destijeres de vigas y los agujeros de acceso de soldadura deberán cumplir con los requisitos geométricos de F.2.10.1.6. Para destijeres y agujeros de acceso de soldadura en perfiles tipo ASTM A6 grupos 4 y 5 y perfiles armados mediante placas soldadas con espesor mayor de 50 mm, se aplicará un precalentamiento con una temperatura no inferior a 65°C con anterioridad al corte térmico. F.2.13.2.3 - Cepillado de los bordes - Amenos que se indique específicamente en los planos de diseño o se incluya en las especificaciones de soldadura sobre preparacion de bordes no se requiere un cepillado o pulido de los bordes de platinas o secciones cizalladas o cortadas térmicamente. F.2.13.2.4 - Construcción soldada - Latécnica de soldadura, la calidad de la mano de obra, el aspecto y la calidad de las soldaduras así como los métodos empleados en la corrección de trabajos defectuosos, deberán estar de acuerdo con el Código de Soldadura para estructuras metálicas de la Sociedad Americana de Soldadura, AWS D.1.1, adaptado por Fedestructuras, excepto lo modificado en F.2.10.2. F.2.13.2.5 - Construcción atornillada - Todaslas partes de los miembros atornillados deberán estar bien aseguradas con pasadores o pernos y rigidamente unidas durante el ensamble. El empleo de pasadores de ensamble en las perforaciones durante el ensamble, no deberá distorsionar el metal ni agrandar el tamaño de las perforaciones. El alineamiento deficiente de las perforaciones será causa de rechazo. Si el espesor del material no es mayor que el diámetro nominal del perno más 3 mm, las perforaciones pueden ser punzonadas. Si el espesor es mayor que el diámetro nominal más 3 mm, las perforaciones deberán o bien ser taladradas o subpunzonadas y rimadas. El punzón para todas las perforaciones subpunzonadas, y la broca para las subtaladradas, debe ser por lo menos 2 mm menor que el diámetro nominal del perno. Las perforaciones en platinas de acero NTC 4014 (ASTM A514) de espesor mayor que 13 mm, se deben taladrar. Las superficies de partes unidas con pernos de alta resistencia, en contacto con la cabeza del perno y con la tuerca, no deben presentar una inclinación mayor que 1 a 20, con respecto a un plano normal al eje del perno. Cuando esta inclinación es mayor, se debe emplear una arandela biselada para compensar la falta de paralelismo. Las partes unidas con pernos de alta resistencia deben ajustarse entre sí sólidamente cuando se ensamblan, y no deben aparecer separadas por guasas o cualquier otro material compresible interpuesto. La orientación de calzas totalmente intercaladas dentro de una junta, con espesor total inferior a 6 mm, es independiente de la dirección de aplicación de la carga. Cuando se ensamblan, todas las superficies por unir, incluyendo las adyacentes a las arandelas, deben estar libres de escamas, excepto las bien adheridas de laminacíón, no presentar mugre, escamas sueltas, u otros defectos que impidan el ajuste total de las piezas. Las rebabas que impidan un asentamiento sólido de las partes conectadas con ajuste normal deben removerse. En las juntas diseñadas para trabajar por fricción, las superficies deben estar libres de aceite, pintura, laca y otros recubrimientos, excepto como se establece en la tabla 3 de la "Especificación para Juntas Estructurales que utilizan pernos ASTM A325 ó NTC 4028 (ASTM A490)" de la RCSC. El empleo de pernos de alta resistencia debe cumplir con los requisitos de la especificación mencionada. Se pueden utilizar en las uniones platinas de relleno totalmente encajadas con un espesor inferior a 6 mm, sin necesidad de cambiar la carga de diseño de la conexión. La orientación de estas platinas es independiente de la dirección de aplicación de la carga. El uso de pernos de alta resistencia deberá ajustarse a los requisitos de las especificaciones de diseño con coeficientes de carga y resistencia del RCSC para uniones estructurales que utilizan pernos grado 5 o grado 8 de ASTM A325 o NTC 4028 (ASTM A490). F.2.13.2.6 - Juntas a compresión - Enjuntas a compresión, que dependen del contacto por aplastamiento, como parte de la capacidad portante, las superficies de contacto de las piezas individualmente fabricadas deberán ser preparadas por laminado, cepillado o por otros medios apropiados. F.2.13.2.7 - Tolerancias dimensionales - Sepermitirán las tolerancias dimensionales de acuerdo con el Reglamento de Práctica Estándar del Reglamento de construcciones sismoresistentes. F.2.13.2.8 - Acabado de las bases de columnas - Lasbases de columnas y las placas de asiento deberán terminarse de acuerdo con los siguientes requisitos: (a) Las platinas de apoyo en acero con espesor igual a50 mm o menos podrán utilizarse sin maquinado siempre que se obtenga una superficie de contacto satisfactoria. Las platinas de apoyo con un espesor entre 50 y 100 mm podrán enderezarse por medio de prensas o, si no hay prensas disponibles, rectificando todas las superficies de apoyo (excepto como se indica en los literales b y c de esta sección) para obtener un contacto satisfactorio de apoyo. Las platinas de apoyo de acero con un espesor mayor de 100 mm se rectificarán en todas las superficies de apoyo (excepto como se indica en los literales b y c de esta sección). (b) No es necesario rectificar las superficies inferiores de platinas de apoyo o bases de columnas que se inyectan con mortero para obtener una superficie de contacto completa sobre las cimentaciones. (c) No es necesario rectificar las superficies superiores de platinas de apoyo cuando se proporcionan soldaduras de penetración completa entre las columnas y las platinas de apoyo. F.2.13.3 - PINTURA DE TALLER F.2.13.3.1 - Requisitos generales - Lapreparación de la superficie y la pintura de taller se ajustarán a los requisitos del Código de Práctica Estándar del AISC. No se requiere pintura de taller si no se especifica claramente en los documentos del contrato. F.2.13.3.2 - Superficies inaccesibles - Exceptolas superficies en contacto, las superficies inaccesibles después del ensamble de taller deberán limpiarse y pintarse con anterioridad al ensamble, de acuerdo con los requisitos de los documentos de diseño. F.2.13.3.3 - Superficies de contacto - Sepermite incondicionalmente la pintura en conexiones tipo aplastamiento. Para conexiones por fricción, los requisitos de la superficie de contacto estarán de acuerdo con 3(b) de las especificaciones para juntas estructurales del RCSC que utilizan pernos grado 5 o grado 8 de ASTM A325 o NTC 4028 (ASTM A490). F.2.13.3.4 - Superficies acabadas - Lassuperficies terminadas a máquina se protegerán contra la corrosión por medio de una película inhibidora de óxido que pueda removerse antes del montaje, o que tenga características que hagan innecesaria su remoción antes de efectuarlo. F.2.13.3.5 - Superficies adyacentes a soldaduras de campo - Amenos que se especifique otra cosa en los planos de diseño, las superficies a menos de 50 mm de sitios donde se hayan de aplicar soldaduras de campo, deberán estar libres de materiales que impidan el soldado correcto o que produzcan gases tóxicos u objetables mientras se realiza la soldadura. F.2.13.4 - MONTAJE F.2.13.4.1 - Alineamiento de bases de columnas - Lasbases de las columnas deberán quedar bien niveladas y a la elevación correcta y en contacto total con las superficies de concreto o mampostería. F.2.13.4.2 - Arriostramiento - Laestructura de acero del esqueleto de los edificios deberá erigirse a plomo dentro de los límites definidos por el Código de Práctica Estándar del AISC. Se deben colocar arriostramientos temporales, de acuerdo con los requisitos del código citado, donde sean necesarios para resistir todas las cargas a que está sometida la estructura incluyendo los equipos y la operación de los mismos. Tales arriostramientos deberán dejarse en su sitio durante el tiempo que sea necesario para garantizar la seguridad de la estructura. F.2.13.4.3 - Alineamiento - Nose colocarán pernos o soldaduras permanentes hasta que las porciones adyacentes de la estructura hayan quedado alineadas apropiadamente. F.2.13.4.4 - Ajuste de juntas a compresión de columnas y placas base - Seaceptará una falta de ajuste en la zona de contacto, siempre y cuando que no exceda de 2 mm cualquiera que sea el tipo de unión utilizada (empernada o con soldadura acanalada de penetración parcial). Si la abertura excede de 2 mm, pero es inferior a 6 mm y si una investigación adecuada demuestra que no hay suficiente superficie de contacto, la abertura se rellenará con calzas de acero de espesor constante. Las calzas podrán ser de acero corriente, no importa la calidad del material principal. F.2.113.4.5 - Soldadura de campo - Lapintura de taller que se encuentre en superficies adyacentes a juntas que tengan que soldarse en campo, tendrá que limpiarse con cepillo de alambre, si es necesario, para garantizar la calidad de la soldadura. La soldadura de campo de anclajes a elementos embebidos en contacto con el concreto deberá ejecutarse en tal forma que evite dilataciones térmicas excesivas del empotramiento las cuales podrían originar resquebrajamiento o agrietamiento del concreto o inducir esfuerzos excesivos en los anclajes. F.2.13.4.6 - Pintura de campo - Losretoques de pintura, la limpieza de la estructura, así como la pintura general deben realizarse de acuerdo con las prácticas locales aceptadas, las cuales se harán constar explícitamente en los planos de diseño, F.2.13.4.7 - Conexiones de campo - Amedida que avanza el montaje, la estructura deberá empernarse o soldarse de tal manera que soporte con seguridad todas las cargas muertas, de viento y de montaje. F.2.13.5 - CONTROL DE CALIDAD - El fabricante deberá establecer los procedimientos de control de calidad que juzgue necesarios para asegurar que todo el trabajo se realice de acuerdo con las presentes especificaciones. Además de los procedimientos de control del fabricante, el material y la mano de obra pueden estar sujetos en todo momento a revisión por parte de los inspectores calificados que actúen en representación del comprador. Si se requiere la inspección por dichos representantes, deberá establecerse en los documentos de diseño. F.2.13.5.1 - Cooperación - Enlo posible toda inspección por los representantes del comprador se hará en la planta del fabricante y éste ha de cooperar con ellos, permitiéndoles el acceso a todos los lugares donde se está realizando el trabajo. El inspector del comprador deberá programar sus visitas en tal forma que no cause interrupciones en el trabajo del fabricante. F.2.13.5.2 - Rechazos - Elmaterial o la mano de obra que no cumplan razonablemente con las especificaciones correspondientes, puede rechazarse en cualquier momento durante el desarrollo del trabajo. El fabricante recibirá copias de todos los informes entregados al comprador por la firma interventora. F.2.13.5.3 - Inspección de la soldadura - Lainspección de la soldadura se hará de acuerdo con las estipulaciones del Código de Soldadura Estructural AWS D1.1 de la Sociedad Americana de Soldadura, adaptado por Fedestructuras, excepto las modificaciones de F.2.10.2. Cuando se requiera una inspección visual por inspectores con certificados de calificación en soldadura expedidos por la autoridad competente, deberá especificarse así en los documentos de diseño o en el contrato. Cuando se requieran ensayos no destructivos, su clase, extensión técnica y criterios de aceptación deberán definirse claramente en los documentos de diseño o en el contrato. F.2.13.5.4 - Inspección de conexiones por fricción con pernos de alta resistencia - Lainspección de conexiones se hará de acuerdo con las especificaciones del diseño de carga y resistencia del RCSC para uniones estructurales que utilizan pernos grado 5 o grado 8 de ASTM A325 o NTC 4028 (ASTM A490). F.2.13.5.5 - Identificación de las piezas de acero - Elfabricante deberá estar en capacidad de demostrar que cuenta con un procedimiento establecido por escrito y que lo sigue realmente en la práctica, para marcar e identificar el material de los elementos principales de un despacho. Las marcas deben ser visibles por los menos hasta la operación de ajuste de los elementos estructurales principales de la pieza que se está embarcando. El método de identificación deberá ser tal que permita verificar la aplicación del material apropiado, en relación con: (a) Designación de la especificación del material. (b) Número de la colada, si se requiere. (c) Resultados de ensayos de laboratorio para requisitos especiales. F.2.14 - REQUISITOS DE DISEÑO F.2.14.1 - PANDEO LOCAL F.2.14.1.1 - Clasificación de las secciones de acero - Enmiembros con aletas desiguales y almas sometidas a esfuerzos combinados de flexión y compresión axial, el valor de lrpara el estado límite de pandeo local del alma es En miembros con aletas desiguales y almas sometidas solamente a flexión, el valor de lr, para el estado límite de pandeo local del alma es: Donde r, h y hcson los valores definidos en F.2.2.5.1. Estas substituciones deben hacerse en F.2.16 y F.2.17 cuando éstas se apliquen a miembros con aletas desiguales. Si la aleta a compresión es mayor que la aleta a tensión, r, se debe determinar usando las ecuaciones F2-88 y F2-89 o la tabla F.2.1. F.2.14.1.2 - Elementos esbeltos a compresión- Losmiembros cargados axialmente que contengan elementos solicitados por compresión que tengan una relación ancho/espesor mayor que los valores r, aplicables, tal como se estipula en F.2.2.5.1, se diseñarán de acuerdo con esta sección. Los miembros en flexión con elementos esbeltos en compresión se diseñarán de acuerdo con F.2.16 y F.2.17. Los miembros laminados en flexión cuyas dimensiones no estén comprendidas en F.2.16.1, se diseñarán de acuerdo con esta sección. F.2.14.1.3 - Elementos no rigidizados en compresión - Laresistencia de diseño de elementos no atiesados a compresión cuya relación ancho/espesor exceda el valor limite r, aplicable, de acuerdo con F.2.2.5.1 estará sujeta a un coeficiente de reducción Qs, que se evaluará con las ecuaciones F2-90 a F2-97, según el caso. Cuando los elementos comprendan la aleta en compresión de un miembro a flexión, el máximo esfuerzo de flexión requerido no debe exceder bFyQsdonde b=0.90. La resistencia de diseño de miembros en compresión cargados axialmente se modificará por el coeficiente de reducción apropiado Qs, tal como se estipula en F.2.14.1.5. (a) Para ángulos sencillos: (b) Para aletas, ángulos o platinas que sobresalen de vigas, columnas u otros miembros laminados en compresión. (c) Para aletas, ángulos o platinas que sobresalen de columnas u otros miembros ensamblados sometidos a compresión: El coeficiente kcse calculará como sigue: (a) Para secciones en I : en donde: h = altura del alma (mm) tw = espesor del alma (mm) (b) Para otras secciones. kc= 0.763 (c) Para almas de tees: en donde: b = ancho del elemento no rigidizado en compresión como se define en F.2.2.5.1, mm t = espesor del elemento no rigidizado, mm Fy= esfuerzo de fluencia mínimo especificado, MPa F.2.14.1.4 - Elementos rigidizadosen compresión - Cuando la relación ancho-espesor de elementos rigidizados en compresión uniforme (excepto platabandas perforadas) exceda el valor límite r, estipulado en F.2.2.5.1, se deberá emplear un ancho efectivo reducido beal determinar las propiedades de diseño de la sección que contiene el elemento. (a) Para aletas de secciones cuadradas y rectangulares de espesor uniforme: En caso contrario be= b (b) Para otros elementos solicitados por compresión uniforme: En caso contrario be= b en donde: b = ancho real del elemento rigidizado en compresión tal como se define en F.2.2.5.1, mm. be = ancho efectivo reducido, mm t = espesor del elemento, mm. f = esfuerzo de compresión en los elementos rigidizados, calculado mediante las propiedades de diseño que se especifican en F.2.14.1.5, MPa. Si la sección transversal incluye elementos no rigidizados, f para el elemento rigidizado debe ser tal que el esfuerzo máximo de compresion en el elemento no rigidizado no exceda de cFcrtal como se define en F.2.14.1.5, donde Q = Qs y c= 0.85 ó bFyQscon b= 0.90, el que sea aplicable. (c) Para secciones circulares cargadas axialmente con una relación diámetro-espesor D/t comprendida entre 22750/Fyy 89635/Fy : en donde: D = diámetro exterior, mm t = espesor de la pared, mm F.2.14.1.5 - Propiedades de diseño - Laspropiedades de diseño se deben determinar empleando la sección transversal completa del miembro, con las siguientes excepciones: Al calcular el momento de inercia y el módulo de resistencia elástico de la sección de miembros a flexión, se debe usar el ancho efectivo be, de los elementos rigidizados solicitados por compresión uniforme, tal como se define en F.2.14.1.4 a fin de determinar las propiedades de la sección transversal efectiva. Para los elementos no rigidizados de la sección transversal, se debe utilizar Qs, como se define en F.2.14.1.3. Para los elementos rigidizados de la sección transversal: (F.2-101) donde el área efectiva es igual a la suma de las áreas efectivas de la sección transversal. F.2.14.1.6 - Resistencia de diseño - Paralos elementos en compresión cargados axialmente, el área bruta de la sección transversal y el radio de giro r se calcularán con base en la sección transversal real. El esfuerzo crítico Fcrse calculará con: en donde: Q = QsQa (F.2-104) Para secciones transversales compuestas totalmente por elementos no rigidizados: Q = Qs (Qa= 1.0) Para secciones transversales compuestas totalmente por elementos rigidizados. Q = Qa (Qs= 1.0) Para secciones transversales compuestas por elementos rigidizados y no rigidizados: Q = QsQa F.2.15 - COLUMNAS Y OTROS MIEMBROS EN COMPRESION Esta sección se aplica a la resistencia de columnas doblemente simétricas con elementos de lámina delgada, columnas con simetría simple y asimétricas para los estados límites de pandeo por flexo-torsión y torsional. F.2.15.1 - RESISTENCIA A COMPRESION DE DISEÑO POR FLEX0-TORSION - La resistencia de miembros a compresión determinada por los estados límites de pandeo por torsión y por flexo-torsión será cPndonde: c = 0.85 Pn =resistencia nominal a la compresión, N = AgFcr Ag = área bruta de la sección transversal, mm 2 El esfuerzo crítico nominal Fcrse determina así: El esfuerzo de pandeo elástico por torsión o por flexo-torsión Fese determina como sigue: a) Para perfiles doblemente simétricos: b) Para perfiles con simetría simple, donde y es el eje de simetría: c) Para perfiles asimétricos, el esfuerzo crítico de pandeo elástico por flexo-torsíón, Fe, es la menor raíz cúbica de la ecuación en donde: Kz = coeficiente de longitud efectiva para pandeo por torsión E = módulo de elasticidad, MPa G = módulo de cortante, MPa Cw = constante de alabeo, mm J = constante de torsión, mm 4 lx, Iy = momento de inercia con respecto a los ejes principales, MM4 Xo, yo= coordenadas del centro de corte con respecto al centroide, mm en donde: A = área de la sección transversal del miembro, mm 2 I = longitud sin apoyo, mm Kx, Ky = coeficientes de longitud efectiva en las direcciones x e y rx, ry = radios de giro con respecto a los ejes principales, mm = radio polar de giro respecto al centro de corte, mm F.2.16 - VIGAS Y OTROS MIEMBROS A FLEXION F.2.16.1 - DISEÑO POR FLEXION - La resistencia de diseño para miembros a flexión es bMn, donde b= 0.90 y Mnes la resistencia nominal. La tabla F.2.17 suministra un resumen tabulado de las fórmulas F2-27 a F2-40 para determinar la resistencia nominal por flexión de las vigas. Para los parámetros de esbeltez de secciones transversales que no estén incluidas en la tabla F. 2-17, véase F.2.14.1.2. Para miembros a flexión con aletas desiguales véase F.2.14.1.1 para determinar el valor de r, para el estado limite de pandeo local del alma. La resistencia nominal a flexión Mn, es el valor más bajo que se obtiene según los estados límitede: (a) Pandeo lateral por torsión (PLT); (b) Pandeo local de la aleta (PLP), y (c) Pandeo local del alma (PLA). La resistencia nominal por flexión Mnse determinará como sigue para cada estado límite: a) Para p Mn=Mp (F.2-117) b) Para p < r Para el estado límite de pandeo lateral por torsión: Para el diseño de vigas con almas esbeltas, no es aplicable el estado límite de pandeo local del alma, véase F.2.17.2. Los términos utilizados en la tabla son: A = área de la sección transversal, mm 2 F L = el menor valor de (Fyf- Fr) o Fyw, MPa F r = esfuerzo residual por compresión en la aleta = 70 MPa para perfiles laminados = 115 MPa para perfiles ensamblados con soldadura F y = esfuerzo de fluencia mínimo especificado, MPa F yf = esfuerzo de fluencia de la aleta, MPa F yw = esfuerzo de fluencia del alma, MPa Iyc = momento de inercia de la aleta en compresión con respecto al eje x o, para flexión con doble curvatura, momento de inercia de la aleta menor, mm 4 J = constante de torsión, mm 4 R e = véase F.2.17.2 - Factor de viga híbrida - Para vigas homogéneas Re= 1.0 S eff = módulo de la sección efectiva con respecto al eje mayor, mm 3 S xc = módulo de la sección, calculado para la fibra exterior de la aleta en compresión, mm 3 S xt = módulo de la sección, calculado para la fibra exterior de la aleta en tensión, mm 3 Z = módulo plástico de la sección, mm 3 b = ancho de la aleta, mm d = altura total, mm f = esfuerzo de compresión calculado en el elemento rigidizado, MPa h = distancia libre entre aletas menos el chaflán o el radio esquinero en la unión alma-aleta, mm r yc = radio de giro de la aleta en compresión con respecto al eje y o, si hay flexión en curvatura doble, de la aleta menor, mm t f = espesor de la aleta, mm t w = espesor del alma, mm. Notas: PLT sólo aplica para flexión respecto al eje fuerte del elemento (a) se excluyen ángulos dobles y tees (b) calculado de la distribución de esfuerzos completamente plásticos para secciones híbridas (h) Ecuación para ser utilizada en lugar de la ecuación F2-120 (i) Seffes el módulo de sección efectivo, para la sección con un patín a compresión be, definido en el numeral F.2.14.1.4 F.2.16.2 - DISEÑO POR CORTANTE en donde: kv = 5 + 5 / (a/h) 2 = 5 cuando a/h > 3 o a/h > [260 / (h/t)] 2 a = distancia entre rigidizadores transversales, mm h = para perfiles laminados, la distancia libre entre aletas menos el chaflán o el radio esquinero en la unión alma-aleta, mm = para perfiles ensamblados soldados, la distancia libre entre aletas, mm = para perfiles ensamblados empernados o remachados, la distancia entre líneas de sujetadores, mm Los rigidizadores intermedios se pueden interrumpir cerca de la aleta en tensión siempre y cuando no se necesiten para transmitir una carga concentrada o una reacción. La soldadura con la que van unidos los rigidizadores intermedios al alma deberá terminar a no menos de cuatro veces ni más de seis veces el espesor del alma del borde de la soldadura que une el alma y la aleta. Cuando se usan rigidizadores simples, estos deberán conectarse a la aleta en compresión si consisten en una platina rectangular, para resistir cualquier tendencia al levantamiento debida a torsión en la aleta. Cuando se conecta arriostramiento lateral a un rigidizador, o par de rigidizadores, estos a su vez deberán conectarse con la aleta en compresión para transmitir el 1% del esfuerzo total en la aleta, a menos que la aleta esté conformada sólo por ángulos. Los tornillos que conecten los rigídizadores al alma de la viga deberán espaciarse no más de 305 mm centro a centro. Si se usan soldaduras de filete intermitentes, la distancia entre soldaduras deberá ser menor o igual que 16 veces el espesor del alma y no más de 254 mm. F.2.16.3 - MIEMBROS ACARTELADOS - El diseño de miembros acartelados que cumplan con los requisitos de este numeral estará regido por lo estipulado en F.2.4 a F.2.8, salvo las modificaciones incluídas en el presente numeral. F.2.16.3.1 - Requisitos generales - La presente especificación se aplica a miembros acartelados siempre y cuando cumplan con los siguientes requisitos, § Tener por lo rnenos un eje de simetría que sea perpendicular al plano de flexión si existen momentos. § Las aletas deberán ser iguales y de área constante. § La altura deberá variar linealmente de acuerdo con la siguiente ecuación: F.2.16.3.2 - Resistencia de diseño a la tensión - La resistencia de diseño de miembros acartelados a tensión se determinará de acuerdo con F.2.4.l. F.2.16.3.3 - Resistencia de diseño a compresión - La resistencia de diseño de miembros acartelados en compresión se determinará de acuerdo con F.2.5.2, utilizando el parámetro de esbeltez efectiva " ef" calculado con la siguiente ecuación: en donde: S = K L /r oy para la flexión con respecto al eje menor y K y L/r ox para la flexión con respecto al eje mayor K = coeficiente de longitud efectiva para un miembro prismático K y = coeficiente de longitud efectiva para un miembro acartelado, determinado analíticamente r ox = radio de giro con respecto al eje mayor en el extremo más pequeño de un miembro acartelado, mm r oy = radio de giro con respecto al eje menor en el extremo mas pequeño de un miembro acartelado, mm Fy = esfuerzo mínimo de fluencia especificado, MPa Q = coeficiente de reducción = 1.0 si todos los elementos cumplen con las relaciones límite de ancho-espesor r, de F.2.2.5.1 = Qs,Qa, determinado de acuerdo con F.2.14 si cualquiera de los elementos, atiesados o no, exceden las relaciones r de F.2.2.5.1 E = módulo de elasticidad del acero, MPa En la ecuación F2-17, Pn= AgFcr, se utilizará para Ag, el valor del área más pequeña del miembro acartelado F.2.16.3.4 - Resistencia de diseño por flexión - La resistencia de diseño por flexión de miembros acartelados para el estado límite de pandeo por torsión lateral es bMn, donde b= 0.90. El momento nominal es: en donde: S'x = módulo elástico de la sección crítica en la longitud sin arriostramiento de la viga bajo consideración r To = radio de giro de una sección en el extremo menor, considerando únicamente la aleta en compresión más 1/3 del área del alma en compresión, con respecto al eje en el plano del alma, mm A f = área de la aleta en compresión, mm 2 Donde B se determina de la siguiente manera: (a) Cuando el momento máximo M 2 , en tres segmentos adyacentes de longitudes no arriostradas aproximadamente iguales, está localizado dentro del segmento central y M 1 , es el mayor de los momentos en uno de los extremos de la porción que conforman los tres segmentos de un miembro: (b) Cuando el mayor esfuerzo de flexión calculado f b2 se presenta en el extremo más grande de dos segmentos adyacentes de longitudes no arriostradas aproximadamente iguales y f b1 es el esfuerzo de flexión calculado en el extremo menor de la porción conformada por los dos segmentos de un miembro: (c) Cuando el mayor esfuerzo de flexión calculado fb2se presenta en el extremo menor de dos segmentos adyacentes de longitudes no arriostradas aproximadamente iguales, y fb1es el esfuerzo de flexión calculado en el extremo mayor de la porción conformado por dos segmentos de un miembro: En las expresiones anteriores y = (d L - d o )/d o se calcula para la longitud no arriostrada donde se presenta el máximo esfuerzo de flexión. M1/M2se considera negativo cuando los momentos producen curvatura sencilla. Cuando la relación M1/M2es positiva, lo cual ocurre rara vez, se recomienda tomarla igual a cero. fb1/fb2se considera negativo cuando produce curvatura simple. Si se presenta un punto de inflexión en uno de los dos segmentos adyacentes no arriostrados fb1/fb2se considera positivo. El cociente fb1/fb2es diferente a 0. (d) Cuando el esfuerzo de flexión calculado en el extremo menor de un miembro acartelado, o en un segmento del mismo, es igual a cero: F.2.16.3.5 - Esfuerzos combinados de flexión y fuerzas axiales - Para miembros acartelados con un solo acartelamiento del alma solicitados por flexión y compresión con respecto al eje mayor se aplican las fórmulas F2-46 y F2-47 con las modificaciones siguientes: Pny Pexse calcularán según las propiedades del extremo menor, utilizando coeficientes apropiados de longitud efectiva. Mnx, Muy Mpxse calcularán para el extremo mayor. Mnx= (5/3)S'xFbdonde S'xes el módulo elástico de la sección del extremo mayor y, Fbes el esfuerzo de diseño a flexión de los elementos acartelados. Cmxse reemplaza por Cmdeterminado como sigue: (a) Cuando el miembro está solicitado por momentos aproximadamente iguales en sus extremos, que le producen curvatura sencilla: (b) Cuando el momento de flexión calculado en el extremo menor de la longitud no arriostrada es igual a cero: Cuando el parámetro de esbeltez efectiva, ef 1.5 y los esfuerzos combinados se verifican a intervalos a lo largo de la longitud, se puede utilizar el área real y el módulo elástico de la sección real en el tramo que se investiga. F.2.17 - VIGAS ENSAMBLADAS Esta sección se aplica a vigas ensambladas en I con almas esbeltas F.2.17.1 - LIMITACIONES - Las vigas ensambladas, híbridas o no, de alma sencilla, de simetría doble o sencilla, cargadas verticalmente, se diseñarán de acuerdo con los requerimientos del presente numeral o de F.2.16.2, siempre que se satisfagan los siguientes límites: en donde: a = distancia libre entre rigidizadores transversales, mm h = distancia libre entre las aletas menos la transición o radio esquinero para perfiles laminados; y para secciones ensambladas, la distancia entre líneas adyacentes de conectores o la distancia libre entre las aletas si se emplean soldaduras, mm tw = espesor del alma, mm Fyf =mínimo esfuerzo de fluencia especificado en la aleta, MPa En vigas sin rigidizadores h/twdebe ser inferior a 260. F.2.17.2 - RESISTENCIA DE DISEÑO A LA FLEXION - La resistencia de diseño a la flexión para vigas ensambladas con almas esbeltas, será bMndonde b= 0.90 y Mnes el menor valor obtenido de los estados limite de plastificación de la aleta en tensión y de pandeo de la aleta en compresión. Para vigas con aletas desiguales véase F.2.14.1 para determinar lrpara el estado límite de pandeo local del alma. Para plastificación de la aleta en tensión: Mn= SxtReFyt (F2-140) Para pandeo en la aleta a compresión: Mn= SxcRPGReFcr (F.2-141) en donde: ar = relación entre el área de¡ alma y el área de la aleta en compresión ( 10) m = relación entre el esfuerzo de fluencia del alma y el esfuerzo de fluencia de la aleta o Fcr Fcr = esfuerzo crítico de la aleta en compresión, MPa Fyt = esfuerzo de fluencia de la aleta en tensión, MPa Sxc = módulo de sección referido a la aleta en comprensión, mm 3 Sxt = módulo de sección referido a la aleta en tensión, mm 3 hc = dos veces la distancia del centroide hasta la línea más próxima de sujetadores en la aleta en compresión o a la cara interior de la aleta en compresión cuando se usa soldadura, mm En estas ecuaciones se calcularán los parámetros de esbeltez tanto para el estado límite de pandeo por torsión lateral como para el estado límite de pandeo local de la aleta; el menor valor resultante de Fcrserá el que gobierna. (a) Para el estado límite de pandeo por torsión lateral: r T = radio de giro de la aleta a compresión más 1/3 de la porción comprimida del alma, mm (b) Para el estado límite de pandeo local de la aleta: El estado límite de pandeo local del alma en flexión no es aplicable. en donde: Cv =relación del esfuerzo "critico" del alma según la teoría de pandeo lineal y el esfuerzo de fluencia por cortante del material del alma Véanse también 17.2.17.4 y F.2.17.5. Para los tableros extremos de vigas ensambladas no híbridas, para todos los tableros en vigas híbridas y de alma acartelada y cuando a/h exceda 3.0 o [260/(h/tw)] 2 , no se permite la acción de campo de tensión y Vn= 0.6AwFywCv (F.2-156) El coeficiente de pandeo del alma kvestá dado por la expresión excepto que kvse tomará como 5.0 si a/h excede 3.0 o [260/(h/tw)] 2 . El coeficiente por cortante, Cv, se calcula así: en donde: Fyst = esfuerzo de fluencia especificado para el material del rigidizador, MPa D = 1 para rigidizadores dobles = 1.8 para rigidizadores sencillos en ángulos = 2.4 para rigidizadores sencillos en platina Cvy Vn se definen en F.2.17.3, "Vu" es la resistencia al corte requerida en el lugar del rigidizador. F.2.18 - MIEMBROS SOLICITADOS POR TORSION Y FUERZAS COMBINADAS Los términos de las anteriores ecuaciones se determinan así: (a) Para miembros en forma de I: en donde: bf = ancho de la aleta, mm d = altura del miembro, mm Cm = coeficiente aplicado al término de flexión en la ecuación de interacción para miembros prismáticos y dependiente de la curvatura de la columna causada por los momentos aplicados,véase F.2.3.1. F.2.19 - CONEXIONES, UNIONES Y PASADORES El numeral F.2.19.1 brinda una resistencia de diseño alternativa para soldaduras de filete. El numeral F.2.19.2 atañe al diseño de conexiones por fricción usando cargas mayoradas. F.2.19.1.1 -SOLDADURAS F.2.19.1.1 - Resistencía de díseño - En lugar de la resistencia de diseño constante para soldaduras de filete dada en la tabla F.2.7 se permite usar el siguiente procedimiento. F.2.19.2 - PERNOS Y ELEMENTOS ROSCADOS F.2.19.2.1 -Pernos de alta resistencia en conexiones por fricción (a)Conexiones por fricción diseñadas con cargas mayoradas - Se permite proporcionar las conexiones por fricción para cargas mayoradas. La resistencia a la fricción de diseño que se usará con cargas mayoradas, Rstr, deberá ser mayor o igual que la fuerza requerida debida a las cargas mayoradas, en donde: F.2.19.2.2 - Tensión y corte combinados en conexiones por fricción (a)Conexiones por fricción diseñadas con cargas mayoradas - Cuando se usen cargas mayoradas para el diseño de conexiones por fricción sujetas a una tensión T que reduzca la fuerza neta de atenazamiento la resistencia por fricción Rstr de acuerdo con F.2.19.2.1 deberá multiplicarse por el siguiente factor en el cual Tues la resistencia a tensión requerida bajo cargas mayoradas: F.2.20 - CONSIDERACIONES SOBRE LA RESISTENCIA DE DISEÑO F.2.20.1 - EMPOZAMIENTO DE AGUA - Las estipulaciones de este numeral pueden utilizarse cuando se necesita un cálculo más exacto de la rigidez de la estructura de una cubierta plana que aquel dado en F.2.11.2 para el cual Cp+ 0.9Cs 0.25. Para cualquier combinación de estructura primaria y secundaria, el índice del esfuerzo se calcula como en donde: fo = el esfuerzo debido a 1.2D+1.2R (D = carga muerta nominal, R = carga nominal debida al agua lluvia o al granizo excluyendo la contribución del empozamiento de agua)* * Dependiendo de la situación geográfica, esta carga deberá incluir la cantidad de granizo que pueda presentarse. Al nivel del índice de esfuerzo, Up, calculado para las vigas principales, entre a la figura F2-1; desplácese horizontalmente hasta el valor, Cs, calculado para las vigas secundarias y luego verticalmente hacia abajo hasta el eje de las abcisas. La rigidez combinada de los miembros principales y secundarios de la estructura es suficiente para evitar el empozamiento de agua si la constante de flexibilidad determinada en la abcisa es mayor que el valor, Cp, calculado para el miembro primario dado. De lo contrario se requiere una viga principal o una secundaria más rígida o una combinación de las dos. De lo anterior en donde: Lp = espaciamiento entre columnas en dirección de la viga (longitud de los miembros principales), m Ls = espaciamiento entre columnas perpendicular a la viga (longitud de los miembros secundarios), m S = espaciamiento entre miembros secundarios, m Ip = momento de inercia de los miembros principales, mm 4 Is = momento de inercia de los miembros secundarios, mm 4 Las estructuras de cubierta que consistan en una serie de vigas uniformemente espaciadas, apoyadas en muros portantes, se consideran como miembros secundarios apoyados sobre un miembro principal infinitamente rígido. En este caso, se entra en la figura F2-2 con el índice del esfuerzo calculado, Us. El valor límite, Cs, se determina interceptando la línea horizontal que representa el valor de, Us, con la curva para Cp=0. La deflexión por empozamiento de agua generada en una teja metálica es generalmente una parte tan pequeña de la deflexión total causada por el empozamiento en una zona de la cubierta que es suficiente limitar su momento de inercia en mm 4 , (por metro de ancho normal a la luz) a 3950 veces la cuarta potencia de la luz, m. Sin embargo, se puede requerir alguna investigación para asegurar la estabilidad bajo condiciones de empozamiento de un sistema de cubierta en teja metálica compuesta por miembros relativamente esbeltos sostenidos por vigas que se apoyan directamente sobre columnas. Esta puede realizarse por medio de las figuras F.2-1 o F.2-2 utilizando, Cs, como el coeficiente de flexibilidad para el ancho de 1 metro de la cubierta (S=1.0). Puesto que la rigidez por corte del diagonalado de las viguetas y cerchas de celosía es menor que el de almas sólidas, el mornento de inercia debe tomarse como el 85% del de sus cuchillos. F.2.20,2 - FATIGA - Los miembros y las conexiones solicitada por esfuerzos de fatiga se diseñaran de acuerdo con lo establecido en el presente numeral. La fatiga tal como se emplea en esta especificación se define como el daño que puede convertirse en fractura después de un número determinado de fluctuaciones de esfuerzos repetidos. Se define el rango de esfuerzos como la magnitud de las fluctuaciones. En el caso de inversión de esfuerzos, el rango de éstos se calculará como la suma numérica de los máximos esfuerzos repetidos de tensión y compresión, o como la suma de los valores máximos de esfuerzos cortantes de dirección opuesta en un punto dado, resultantes de las diversas posiciones de la carga viva. F.2.20.2.1 - Condiciones de carga: tipo y localización del material - Para el diseño de los miembros y las conexiones solicitadas por variaciones repetidas de esfuerzos producidos por la carga viva, se deben considerar el número de veces que ocurran las variaciones (número de ciclos), el rango de esfuerzos esperados y el tipo y localización del miembro o detalle. Las condiciones de carga se clasificarán de acuerdo con la tabla F.2-18. El tipo y localización del material se clasificará de acuerdo con la tabla F.2-19. Tabla F.2-18 Número de ciclos Condición de carga Número de ciclos De Hasta 1 20.000(a) 100.000 (b) 2 100.000 500.000 (c) 3 500.000 2'000.000 (d) 4 más de 2'000.000 (a) Aproximadamente equivalente a dos aplicaciones diarias durante 25 años (b) Aproximadamente equivalente a 10 aplicaciones diarias durante 25 años (c) Aproximadamente equivalente a 50 aplicaciones diarias durante 25 años (d) Aproximadamente equivalente a 200 aplicaciones diarias durante 25 años F.2.20.2.2 - Rango de esfuerzos de diseño - El máximo rango de esfuerzos correspondiente a las cargas de servicio no deberá exceder el rango de esfuerzos de diseño especificados en la tabla F.2-20. F.2.20.2.3 - Resistencia de diseño de pernos en tensión - El esfuerzo de tensión en pernos Grado 5 o Grado 8 ASTM A325 o NTC 4028 (ASTM A490), sometidos a cargas de fatiga por tensión, producido por la combinación de la carga aplicada y la acción de tenaza no debe exceder los valores especificados en la tabla F.2-21. La fuerza debida al efecto de tenaza no debe exceder el 60% de la carga externa aplicada. Los pernos se apretarán conforme a la tabla F.2-8. No se recomienda el uso de otros pernos y partes roscadas cuando estén sometidos a cargas de tensión que causen fatiga. Notas: (a) "T" significa el rango de los esfuerzos atensión únicamente, "Rev" significa un rango que comprende inversión de esfuerzos de tensión o compresión, "S" significa el rango en los esfuerzos de cortante,incluyendo la inversión de esfuerzo cortante. (b) Estos ejemplos se dan como guía general y no pretenden excluir otros casos razonablemente similares. (c) El rango de esfuerzos permisibles de fatiga para soldaduras transversales de filete y de penetración parcial es una función de la garganta efectiva, de la profundidad de penetración y del espesor de la platina. Véase el estudio de Frank y Fisher en el Journal of the Structural Division, ASCE, Vol. 105 No. ST9, septiembre 1979 de Frank y Fisher. Tabla F.2-20 Rango de esfuerzos admisibles Categoría según la tabla F2-19 Condición de carga (1) (2) (3) (4) A 430 255 165 165 B 340 200 125 110 B' 270 160 105 80 C 240 145 90 70 (véase nota) D 190 110 70 50 E 150 90 55 30 E' 110 65 40 20 F 100 80 60 55 Nota: Se permite un rango de esfuerzos a flexión de 8o MPa en el pie de soldaduras de atiesadores o aletas. Tabla E2-21 Resistencia de diseño de pernos Grado 5 o Grado 8 ASTM A325 o NTC 4028 (ASTM A490) sometidos a tensión Número de ciclos Resistencia de diseño No más de 20.000 según se especifica en de F.2.10.3 De 20.000 a 500.000 0.30AbFu(véase la nota) más de 500.000 0.25AbFu. (véase la nota) Nota: Para cargas de servicio CAPITULO F.3 PROVISIONES SISMICAS PARA EDIFICACIONES HECHAS CON PERFILES LAMINADOS O MIEMBROS ARMADOS DE ACERO ESTRUCTURAL; DISEÑO PARA ESTADOS LIMITES F.3.0 - GENERALIDADES F.3.0.1 - ALCANCE - Estos requisitos sísmicos especiales deben aplicarse conjuntamente con el Capítulo F.2. Están destinados al diseño y construcción de miembros y conexiones de acero estructural en edificios para los cuales se han determinado las fuerzas de diseño que resultan de movimientos sísmicos con base en la disipación de energía en el rango de respuesta no lineal. Las provisiones sísmicas y las cargas nominales en cada una de las zonas de amenaza sísmica, dependen de la capacidad de disipación de energía en el rango inelástico de los diferentes sistemas de resistencia sísmica como se establece en el Titulo A y en el presente capítulo. F.3.0.2 - DEFINICIONES - Los términos especiales utilizados en este capítulo tienen los siguientes significados: Angulo de rotación del vínculo - El ángulo de rotación del vínculo es el ángulo plástico entre el vínculo y la porción de viga que queda fuera de él cuando la deriva total de piso es E'/E veces la deriva calculada con el corte especificado en la base, V. Arriostramiento diagonal - Miembros estructurales inclinados que soportan primordialmente carga axial y que se emplean para permitirle a un pórtico estructural que actúe como una armadura para resistir las cargas horizontales. Cargas nominales - Las magnitudes de las cargas especificadas en el Título B. Coeficiente de resistencia - Un coeficiente que tiene en cuenta las desviaciones inevitables de la resistencia verdadera con respecto a la nominal y la manera y consecuencias de la falla. Conexión - Combinación de uniones utilizadas para transmitir fuerzas entre dos o más miembros. Se clasifica por el tipo y magnitud de la fuerza transferida (momento, corte, reacción en el extremo). DCCR (Diseño con coeficientes de carga y de resistencia) - Un método de diseño de componentes estructurales (miembros, elementos de conexión y ensamblajes) en el que no se sobrepasa ningún estado límite aplicable cuando la estructura se somete a todas las combinaciones de carga de diseño. Efecto P delta - Efecto secundario producido por las cargas axiales y la deflexión lateral sobre los cortes y momentos en los miembros. Instalaciones indispensables - Aquellas edificaciones que pertenecen al grupo de uso IV como se define en el Título A. Junta - Area donde se unen dos o más extremos, superficies o bordes. Se clasifican por el tipo de soldadura o elemento de conexión utilizado y por el método de transferencia de la fuerza. Junta crítica al deslizamiento - Una unión empernada en donde se requiere resistencia de la conexión al deslizamiento. Miembro de apoyo lateral - Miembro diseñado para impedir el pandeo lateral o el lateral torsional de los miembros principales de un pórtico. Platinas de continuidad - Rigidizadores de columna en los límites superior e inferior de la zona de panel. Portíco arriostrado - Un sistema de armadura esencialmente vertical de tipo concéntrico o excéntrico que resiste las fuerzas laterales aplicadas al sistema estructural. Pórtico arríostrado concéntricamente - Un pórtico arriostrado en donde todos los miembros del sistema de arriostramiento están sometidos principalmente a fuerzas axiales. El pórtico arriostrado concéntricamente deberá cumplir los requisitos de F.3.9. Pórtico arriostrado en K - Un pórtico arriostrado concéntricamente en el que un par de riostras diagonales, localizadas a un lado de una columna, se conectan a un mismo punto en el claro libre de la columna. Pórtico arriostrado en V - Un pórtico arriostrado concéntricamente, en el que un par de riostras diagonaleslocalizadas por encima o por debajo de una viga se conectan a un punto único de la luz de la viga. Cuando las riostrasdiagonales están por debajo de la viga también se le suele llamar pórtico arriostrado en V invertída. Pórtico arriostrado en X - Un pórticoarriostrado concéntricamente, en donde un par de riostras diagonales se cruzan aproximadamente en el punto medio de las riostras. Pórtico arriostrado en Y - Un pórtico arriostrado excéntricamente, en donde el vástago de la Y es el vínculo del sistema de pórtico arriostrado excéntrica mente. Pórtico arriostrado excéntricamente - Un pórtico arriostrado mediante diagonales en el que por lo menos un extremo de cada riostra está conectado a la viga a una corta distancia de una conexión viga a columna o de otra conexión viga a riostra. El portico arríostrado excéntricamente deberá cumplir los requisitos de F.3.9. Pórtico resistente a momento con capacidad especial de disipación de energía - Un sistema de pórtico que resiste momento y que cumple con los requisitos de F.3.7 y de F.3.1.2.3.. Pórtico resistente a momento con capacidad mínima de disipación de energía - Un sistema de pórtico que resistemomento y que cumple con los requisitos de F.3.6 y de F.3.1.2.1. Pórtico resistente a momento con capacidad moderada de disipación de energía - Un sistema de pórtico que resiste momento y que cumple con los requisitos de F.3.1.2.2. Pórtico resistente a momento - Un sistema aporticado de edifícacíón en el cual todas las fuerzas de corte sísmicas son resistidas por flexión y corte en los miembros y nudos del pórtico. Resistencia de diseño - Resistencia (bien sea fuerza, momento, esfuerzo, según corresponda) proporcionada por un elemento o una conexión; es el producto de la resistencia nominal multiplicada por el coeficiente de resistencia. Resistencia de diseño al corte del vínculo - La cantidad menor entre fVpo 2fMp/e en donde f=0.9, Vp = 0.55Fydtwy e = la longitud del vínculo modificada como se indica en F.3.9.2.f. Resistencia nominal - La capacidad de una estructura o componente para resistir los efectos de las cargas, determinada por cálculo, utilizando las resistencias especificadas del material y dimensiones y fórmulas deducidas a partir de principios aceptados de mecánica estructural, o mediante ensayos en obra o en laboratorio de modelos a escala, que tengan en cuenta los efectos del modelaje y las diferencias entre las condiciones de laboratorio y las de la obra. Resistencia requerida - Efecto de la carga (fuerza, momento, esfuerzo, según corresponda) que actúa sobre un elemento o una conexión, determinada por análisis estructural a partir de las cargas mayoradas (utilizando las combinaciones de carga críticas más apropiadas). Rigidizadores intermedios del alma de un vínculo - Rigidizadores verticales del alma colocados dentro del vínculo. Sistema dual - Un sistema dual de acuerdo con A.3.2 es un sistema estructural con las siguientes características: § Un pórtico espacial esencialmente completo que soporta las cargas gravitacionales. § La resistencia a la carga lateral es proporcionada por pórticos resistentes a momento, bien sea con capacidad especial o mínima de disipar energía, que pueden resistir por lo menos veinticinco por ciento del corte en la base, y muros de cortante de concreto o de acero, o pórticos arriostrados excéntricamente o concéntricamente. § Cada sistema deberá diseñarse también para resistir la carga lateral en proporción a su rigidez relativa. Sistema estructural - Un ensamblaje de componentes portadores de carga que se unen para proporcionar interacción o interdependencia regulares. Viga - Un miembro estructural cuya principal función es soportar fuerzas aplicadas transversalmente a su eje longitudinal; generalmente es un miembro horízontal en un sistema de portico para resistir fuerzas sísmicas. Vínculo - En los pórticos arriostrados excéntricamente es el segmento de viga que va de columna a columna, localizado entre el extremo de una riostra diagonal y una columna o entre los extremos de dos ríostras diagonales del pórtico arriostrado excéntricarnente. La longitud del vínculo se define como la distancia libre entre la riostra diagonal y la cara de la columna o entre los extremos de las dos riostras diagonales. Zonal de panel - Area de la conexión viga a columna limitada por las aletas de la viga y de la columna. F.3.0.3 - NOMENCLATURA - La nomenclatura siguiente se aplica en este capítulo. Los números colocados entre paréntesis después de la definición de un símbolo, se refieren a en donde el símbolo se utiliza por primera vez. Ae = área neta efectiva, mm 2 (F.3.8) Af = área de la aleta del miembro, mm 2 (F.3.5) Ag = área bruta, mm 2 (F.3.7) Asf = área del rigidizador del vínculo, mm 2 (F.3.9) Av = Coeficiente sísmico que representa la aceleración debida a la velocidad pico efectiva. Véase el Capítulo A.2. (F.3.1) Aw = área efectiva de la soldadura, mm 2 (F.3.5) Aw = área del alma del vínculo, mm 2 (F.3.9) D = carga muerta debida al peso propio de la estructura y de los elementos permanentes fijos a ella, N (F.3.2) E = fuerza sísmica de diseño. (F.3.2) FBM = resistencia nominal del material base que va a ser soldado, MPa (F.3.5) FEXX = clasificación de la resistencia del metal de soldadura, MPa (F.3.5) FW = resistencia nominal del material del electrodo de la soldadura, MPa (F.3.5) Fy = resistencia mínima especificada a la fluencia del tipo de acero que se va a utilizar, MPa(F.3.7) Fyb = Fyde una viga, MPa (F.3.7) Fyc = Fyde una columna, MPa (F.3.5) G = carga debida al agua lluvia o al granizo iniciales sin incluir la contribución por empozamiento, N.(F.3.2) H = altura promedio de piso por encima y por debajo de una conexión viga a columna, mm (F.3.7) L = carga viva causada por la ocupación y equipo movible, N (F.3.2) L = longitud sin arriostramiento de un miembro a compresión o de una riostra, mm (F.3.7) Lr = carga viva de cubierta, N (F.3.2) Mn = resistencia nominal a momento de un miembro o junta, N-mm (F.3.7) Mp = momento plástico a flexión, N-mm (F.3.7) Mpa = momento plástico a flexión modificado por la relación de carga axial, N-mm (F.3.9) Mu = resistencia requerida a flexión de un miembro o de un nudo, N-mm (F.3.7) PD = resistencia axial requerida de una columna como resultado de la aplicación de la carga muerta, D, N (F.3.5) PE = resistencia axial requerida de una columna como resultado de la aplicación de la carga sísmica especificada, E, N (F.3.5) PG = resistencia axial requerida de una columna como resultado de la aplicación de la carga debida a lluvia y granizo, G, N (F.3.5) PL = resistencia axial requerida de una columna como resultado de la aplicación de la carga viva, L, N (F.3.5) Pu = resistencia axial requerida de una columna o de un vínculo, N (F.3.9) Pn = resistencia axial nominal de una columna, N (F.3.5) Pu* = resistencia axial requerida de una riostra, N (F.3.8) Puc = resistencia axial de una columna con base en una combinación de carga que involucra cargas sísmicas, N (F.3.7) Py = resistencia axial nominal a la fluencia de un miembro = FyAg,N (F.3.9) R = coeficiente de modificación de respuesta. (F.3.2) Rn = resistencia nominal de un miembro, N (F.3.7) Vn = resistencia nominal al corte de un miembro, N (F.3.7) Vu = resistencia requerida al corte de un miembro, N (F.3.7) Vp = resistencia nominal al corte de un vínculo activo, N (F.3.9) Vpa = resistencia nominal al corte de un vínculo activo modificada por la magnitud de la carga axial, N (F.3.9) Vs = corte en la base causado por la carga sísmica, N (F.3.2) W = carga de viento, N (F.3.2) Wg = peso total del edificio, N (F.3.2) Zb = módulo plástico de una viga, mm 3 (F.3.7) Zc = módulo plástico de una columna, mm 3 (F.3.7) b = ancho de un elemento a compresión, mm. (tabla F.3.7-1) bf = ancho de la aleta, mm (F.3.7) bcf = ancho de la aleta de una columna, mm (F.3.7) db = altura total de una viga, mm (F.3.7) dc = altura total de una columna, mm (F.3.7) dg = altura total de la zona de panel entre platinas de continuidad, mm (F.3.7) e = longitud del vínculo en un pórtico arriostrado excéntrica mente, mm (F.3.9) h = altura supuesta del alma para estabilidad, mm (tabla F.3.7-1) k = parámetro de esbeltez. (F.3.8) kp = parámetro de esbeltez límite para un elemento compacto. (F.3.7) kr = parámetro de esbeltez límite para un elemento no compacto. (F.3.8) r = radio de giro que gobierna, mm (F.3.8) ry = radio de giro con respecto al eje y, mm (F.3.7) tbf = espesor de la aleta de una viga, mm (F.3.7) tcf = espesor de la aleta de una columna, mm (F.3.7) tf = espesor de la aleta, mm (F.3.7) tp = espesor de la zona del panel que incluye platinas dobles, mm (F.3.7) tw = espesor del alma, mm (F.3.7) tg = espesor de la zona del panel, (no necesariamente incluye platinas dobles), mm (F.3.7) wg = ancho de la zona del panel entre las aletas de una columna, mm (F.3.7) = fracción de la fuerza del miembro que se transfiere a través de una sección neta particular. (F.3.8) p = cociente entre la fuerza axial requerida Puy la resistencia a corte requerida Vude un vínculo. (F.3.9) = coeficiente de resistencia. (F.3.5, F.3.9) b = coeficiente de resistencia para vigas. (F.3.5) c = coeficiente de resistencia para columnas en compresión. (F.3.5, F.3.9) t = coeficiente de resistencia para columnas en tensión. (F.3.5) v = coeficiente de resistencia para la resistencia al corte de la zona de panel de conexiones viga a columna. (F. 3.7) w = coeficiente de resistencia para soldaduras. (F.3.5) F.3.1 - ZONAS DE AMENAZA SISMICA Y REQUISITOS DE CAPACIDAD DE DISIPACION DE ENERGIA F.3.1.1 - ZONAS DE AMENAZA SISMICA - Los requisitos para las estructuras hechas con perfiles laminados de acero estructural dadas en el presente Título de las normas deben aplicarse en cada una de las zonas de amenaza sísmica, como se definen en A.2.3 del Título A, así: F.3.1.1.1 - Zonas de amenaza sismica baja - Las estructuras hechas con perfiles laminados de acero estructural y sus elementos, localizadas en zonas de amenaza sísmica baja, tal como se definen en A.2.3.1, deben cumplir los requisitos del Título A de estas normas con las limitaciones dadas en el Capítulo A.3 y como mínimo deben ser estructuras con capacidad de disipación de energía mínima (DMI) tal como las define F.3.1.2.1, aunque se permite el uso de estructuras de acero estructural con capacidad de disipación de energía moderada (DMO) y especial (DES). F.3.1.1.2 - Zonas de amenaza sismíca intermedia - Las estructuras hechas con perfiles laminados de acero estructural y sus elementos, localizadas en zonas de amenaza sísmica intermedia, tal como se definen en A.2.3.2 deben cumplir los requisitos del Título A de estas normas con las limitaciones dadas en el Capítulo A.3 y como mínimo deben ser estructuras con capacidad de disipación de energía moderada (DMO) tal como las define F.3.1.2.2, aunque se permite el uso de estructuras con capacidad de disipación de energía especial (DES). F.3.1.1.3 - Zonas de amenaza sísmica alta - Las estructuras hechas con perfiles laminados de acero estructural y sus elementos, localizadas en zonas de amenaza sísmica alta, tal como se definen en A.2.3.3 deben cumplir los requisitos del Título A de estas normas con las limitaciones dadas en el Capítulo A.3 y sólo pueden ser estructuras con capacidad de disipación de energía especial (DES) tal como las define F.3.1.2.3. F.3.1.2 - REQUISITOS DE CAPACIDAD DE DISIPACION DE ENERGIA - La capacidad de disipación de energía en el rango inelástico de las estructuras hechas con perfiles laminados de acero estructural diseñadas de acuerdo con los requisitos del Título F de estas normas, está definida de la siguiente manera: F.3.11.2.1 - Capacidad de disipación de energía mínima (DMI) - Cuando los elementos de acero estructural se diseñan de acuerdo con los requisitos de los Capítulos F.1 y F.2 de estas normas. F.3.1.2.2 - Capacidad de disipación de energía moderada (DMO) - Cuando los elementos de acero estructural se diseñan de acuerdo con los requisitos de los Capítulo F.1 y F.2 y además se cumplen los siguientes requisitos especiales. (a) Acero - El acero utilizado en los elementos del sistema de resistencia sísmica se limitará a lo requerido por F.3.4.1. (b) Columnas - Las columnas del sistema de resistencia sísmica se diseñan de acuerdo con los requisitos de F.3.5. (c) Pórticos resistentes a momentos - Los pórticos resistentes a momentos con capacidad moderada de disipación de energía (DMO) deben cumplir los requisitos de los numerales F.3.7.2, F.3.7.7 y F.3.7.8. (d) Pórticos arriostrados - Los pórticos arriostrados deben cumplir los requisitos de F.3.8 o F.3.9 cuando se utilicen solos o en combinación con pórticos resistentes a momentos en el sistema estructural de resistencia sísmica. (e) Supervisión Técnica - Las construcciones con capacidad moderada de disipación de energía (DMO) deben construirse cumpliendo los requisitos de Supervisión Técnica dados en el Título I de las normas. F.3.1.2.3 - Capacidad de disipación de energía especial (DES) - Cuando los elementos de acero estructural se diseñan de acuerdo con los requisitos de los Capítulos F.1 y F.2 y además se cumplen los siguientes requisitos especiales: (a) Acero - El acero utilizado en los elementos del sistema de resistencia sísmica se limitará a lo requerido por F.3.4.1. (b) Columnas - Las columnas del sistema de resistencia sísmica se diseñan de acuerdo con los requisitos de F.3.6. (c) Pórtícos resistentes a momentos - Los pórticos resistentes a momentos con capacidad especial de disipación de energía (DES) deben cumplir los requisitos de F.3.7. (d) Pórticos arriostrados - Los pórticos arriostrados deben cumplir los requisitos de F.3.8 o F.3.9 cuando se utilicen solos o en combinación con pórticos resistentes a momentos en el sistema estructural de resistencia sísmica. No se permite el uso de sistemas de arriostramiento en K como parte del sistema de resistencia sísmica, exceptuando lo indicado en F.3.8.5 (edificios de uno o dos pisos), (e) Supervisión Técnica - Las construcciones con capacidad especial de disipación de energía (DES) deben construirse cumpliendo los requisitos de Supervisión Técnica dados en el Título I de las normas. F.3.2 - CARGAS, COMBINACIONES DE CARGA Y RESISTENCIAS NOMINALES F.3.2.1 - CARGAS Y COMBINACIONES DE CARGA - Se tendrán en cuenta las cargas y combinaciones de carga estipuladas en B.2.5. Además se deben cumplir las siguientes provisiones. Se deben incluir en el análisis los efectos ortogonales del sismo a menos que las normas especifiquen lo contrario. En donde estas provisiones lo requieran, se aplicará una fuerza sísmica horizontal amplificada de 0.4RxE (en donde el término 0.4R debe ser mayor o igual a 1.0) en lugar de la componente horizontal de fuerza sismica E, en las combinaciones de carga de B.2.5.2. El término R es el coeficiente de modificación de respuesta sísmica estipulado en el Título A. Las combinaciones adicionales de carga que incluyen la carga sísmica horizontal amplificada y deben estudiarse son: 1.2D + 0.5L + 0.2G ± 0.4R x E (F.3.2.1) 0.9D ± 0.4R x E (F.3.2.2) Excepción: El coeficiente de mayoración de la carga L en las combinaciones de carga F.3.2.1 será 1.0 para garajes, áreas utilizadas para reuniones públicas, y todas las áreas donde la carga viva sea 500 kg/m 2 0 Más. El término 0.4R en las combinaciones de carga F.3.2.1 y F. 3.2.2 deberá ser mayor o igual a 1.0. Cuando se requiera la carga amplificada, no es necesario incluir los efectos ortogonales. F.3.2.2 - RESISTENCIAS NOMINALES - Las resistencias nominales serán las establecidas en el Capítulo F.2. F.3.3 - DERIVA DE PISO F.3.3.1 - La deriva de piso se calculará utilizando los efectos de carga apropiados que sean consistentes con el sistema estructural y con el método de análisis. Los límites de la deriva de piso deberán cumplir con lo establecido en el Capítulo A.6 y no deberán perjudicar la estabilidad de la estructura. F.3.4 - ESPECIFICACIONES DEL MATERIAL F.3.4.1 - El acero utilizado en los sistemas sismo resistentes deberá estar en la lista de F.2.1.3, excepto en edificios de más de un piso. El acero utilizado en los sistemas sismo resistentes descritos en F.3.7, F.3.8 y F.3.9 estará limitado a los que cumplan con las siguientes especificaciones NTC 1920 (ASTM A36), NTC 1986 (ASTM A500 Grados B y C), NTC 2374 (ASTM A501), NTC 1985 (ASTM A572 Grados 42 y 50), y NTC 2012 (ASTM A588). El acero utilizado para platinas de base deberá cumplir con una de las especificaciones NTC (o ASTM) precedentes o con la NTC 2633 (ASTM A283 Grado D). F.3.5 - REQUISITOS DE LAS COLUMNAS en donde el término 0.4R es mayor o igual a 1.0 Excepción: el coeficiente de mayoración de PLen la combinación de carga F.3.5.1, será 1.0 para garajes, áreas utilizadas para reuniones públicas y todas las áreas en donde la carga viva sea igual o mayor que 500 kg/m 2 . (b) Cargas de tensión axial en donde el término 0.4R es mayor o igual a 1.0. (c) Las combinaciones de carga axial F.3.5.1 y F.3.5.2 no tienen que exceder ninguno de los siguientes valores

Las máximas cargas transferidas a la columna, considerando 1.25 veces las resistencias de diseño de la viga que le llega o de los elementos de arriostramiento de la estructura.

El límite determinado por la capacidad de la cimentación para resistir el levantamiento por volcamiento. F.3.5.2 - UNIONES DE LAS COLUMNAS - Las uniones de las columnas deberán tener una resistencia de diseño que permita desarrollar las cargas axiales de la columna dadas en F.3.5.1, literales a, b y c junto con las combinaciones de carga B.2.5.1 a B.2.5.6. (a) En las uniones de columna con juntas soldadas de penetración parcial o total no se requieren transiciones biseladas cuando ocurran cambios de espesor y de ancho de las aletas. (b) No se permitirán uniones con juntas soldadas de penetración parcial localizadas a menos de 915 mm. de la conexión viga a columna. Las uniones de columna que estén sujetas a fuerzas netas de tensión deberán cumplir con el más crítico de los requisitos siguientes: 1. En las juntas soldadas de penetración parcial la menor de las resistencias de diseño calculadas con wFwAwó wFBMAwdeberá ser por lo menos 150 por ciento de la resistencia requerida, en donde w= 0. 8 y Fw = 0.6 FEXX. 2. La resistencia de diseño de las soldaduras no será menor que 0.5FycAf en donde Fyc, es la resistencia a la fluencia del material de la columna y Afes el área de la aleta de la menor columna conectada. F.3.6 - REQUISITOS PARA PORTICOS RESISTENTES A MOMENTO CON CAPACIDAD MINIMA DE DISIPACION DE ENERGIA F.3.6.1 - ALCANCE - Los Pórticos resistentes a momento con capacidad mínima de disipación de energía tendrán la resistencia de diseño establecida en el Capítulo F.2 para resistir las combinaciones de carga B.2.5.1 a B.2.5.6, modificadas con las siguientes provisiones adicionales. F.3.6.2 - REQUISITOS DE LAS CONEXIONES - Todas las conexiones viga a columna y columna a viga en pórticos con capacidad mínima de disipación de energía que resistan fuerzas sísmicas cumplirán con uno de los siguientes requisitos: (a) Ser conexiones totalmente restringidas que cumplan con F.3.7.2, excepto que no se requiere que la resistencia a flexión, Mu, de una unión columna a viga exceda la resistencia nominal plástica, a flexión, de la conexión. (b) Ser conexiones totalmente restringidas con resistencias de diseño que cumplan con los requisitos de F.3.6.1, al usar las combinaciones de carga F.3.2.1 y F.3.2.2. (c) Ser conexiones total o parcialmente restringidas que cumplan con lo siguiente: 1. Que las resistencias de diseño de los miembros y conexiones cumplan con los requisitos de F.3.6.1. 2. Que las conexiones hayan demostrado, en pruebas cíclicas, tener capacidad adecuada de rotación con una deriva de piso calculada para una carga horizontal de 0.4R x E, (en donde el término 0.4Res mayor o igual a 1.0).

Que se haya considerado la deriva adicional causada por las conexiones parcialmente restringidas cuando las conexiones sean de este tipo. Tanto las conexiones parcialmente restringidas como las totalmente restringidas, se describen en detalle en F.2.1.2. F.3.7 - REQUISITOS PARA PORTICOS RESISTENTES A MOMENTO CON CAPACIDAD MODERADA Y ESPECIAL DE DISIPACION DE ENERGIA F.3.7.1 - ALCANCE - Los Pórticos resistentes a momento con capacidad moderada y especial de disipación de energía tendrán la resistencia de diseño establecida en el Capítulo F.2 para resistir las combinaciones de carga B.2.5.1 a B.2.5.13, modificada con las provisiones adicionales prescritas en F.3.7.2, F.3.7.7 y F.3.7.8 si son de capacidad moderada y en toda F.3.7 si son de capacidad especial. F.3.7.2 - CONEXIONES VIGA A COLUMNA - En las conexiones viga a columna se tendrá en cuenta lo siguiente: (a) La resistencia requerida a flexión, Mude cada unión viga a columna, será la menor de las siguientes cantidades: 1. El momento plástico a flexión, Mpde la viga. 2. El momento obtenido a partir de la resistencia nominal a corte de la zona de panel, Vn, calculada con la ecuación F.3.7-1. No se requiere que la unión desarrolle ninguna de estas resistencias si se demuestra que con una deformación amplificada del pórtico, producida por las combinaciones de carga F.3.2.1 y F.3.2.2, la resistencia de diseño de los miembros que llegan a la conexión, es adecuada para soportar las cargas verticales, y que la resistencia requerida a las fuerzas laterales se suministra con otros medios. (b) La resistencia requerida al corte, Vu, de una junta viga a columna, se determinará con la combinación de carga 1.2D + 0.5L+ 0.2G más el corte que resulta del Mu, definido en F.3.7.2, literal a., en cada extremo de la viga. Como alternativa, Vuse podrá justificar mediante un análisis racional. La resistencia requerida al corte no tiene que exceder el valor que resulta al aplicar la combinación de carga F.3.2.1. (c) Se considerará que la resistencia de diseño, Rnde una junta viga a columna es adecuada para desarrollar la resistencia requerida a flexión, Mu, de la viga si cumple con lo siguiente: C.1. Las aletas de la viga están soldadas a la columna con juntas soldadas de penetración total. C.2. La junta que une el alma de la viga tiene una resistencia de diseño al corte, Vn, mayor que el corte requerido, Vun, y cumple con uno de los siguientes requisitos: C.2.a . Cuando la resistencia nominal a flexión de la viga, Mn, calculada con base en las aletas únicamente, sea mayor que el 70 por ciento de la resistencia nominal a flexión de la viga calculada con toda la sección [i.e., bftf(d-tf)Fyf 0.7Mp] ; la junta del alma se hará soldada o con pernos de alta resistencia para deslizamiento crítico, o; C.2.b . Cuando bftf(d-tf)Fyf < 0.7Mp , la unión del alma se hará soldándola a la columna, bien sea directamente o con platinas de cortante. Dicha soldadura tendrá una resistencia de diseño por lo menos igual al 20 por ciento de la resistencia nominal a flexión del alma de la viga. El corte requerido de la viga, Vu, será resistido mediante soldadura adicional, mediante pernos de alta resistencia para deslizamiento crítico, o por ambos medios. (d) Configuraciones alternas de juntas: en el caso de configuraciones de juntas, soldadas o con pernos de alta resistencia, que no cumplan con F.3.7.2, literal c, la resistencia de diseño se determinará mediante ensayos o cálculos en tal forma que cumplan con los criterios de F.3.7.2, literal a. Cuando la conformidad se demuestre mediante cálculos la resistencia de diseño de la junta será el 125 por ciento de las resistencias de diseño de los elementos conectados. F.3.7.3 - ZONA DE PANEL DE CONEXIONES VIGA A COLUMNA (ALMA DE LA VIGA PARALELA AL ALMA DE LA COLUMNA) - En la zona de panel de las conexiones viga a columna, con el alma de la viga paralela al alma de la columna, se tendrá en cuenta lo que sigue. tp = espesor total de la zona de panel que incluye platinas dobles, mm. dc = altura total de la sección transversal de la columna, mm. bcf = ancho de la aleta de la columna, mm. tcf = espesor de la aleta de la columna, mm. db = altura total de la viga, mm. Fy = resistencia especificada, a la fluencia, del acero en la zona de panel, MPa. (b) Espesor de la zona de panel: el espesor de la zona de panel, t t deberá cumplir con lo siguiente: en donde: d t = la altura de la zona de panel entre las platinas de continuidad, mm. w t = el ancho de la zona del panel entre las aletas de la columna, mm. Para este propósito, t t , no incluirá el espesor de ninguna platina doble a menos que esté conectada al alma con soldaduras de tapón adecuadas para impedir el pandeo local de la platina. Cuando se utilice una platina doble sin unirla al alma de la columna con soldaduras de tapón, tal platina deberá cumplir con la ecuación F.3.7.2. (c) Platinas dobles en la zona de panel: las platinas dobles que se coloquen para aumentar la resistencia de diseño de la zona de panel, o para reducir la relación entre la altura del alma y su espesor, se soldarán pegadas al alma de la columna a todo lo ancho de la platina en sus bordes superior e inferior, con por lo menos una soldadura de filete de tamaño mínimo. Las platinas dobles se conectarán a las aletas de la columna, bien sea con soldaduras al tope o de filete, en tal forma que desarrollen la resistencia de diseño al corte de las platinas. F.3.7.4 - LIMITACIONES A LAS VIGAS Y A LAS COLUMNAS - Las vigas y columnas tendrán las siguientes limitaciones: (a) Area de la aleta de la viga: no habrá cambios abruptos en las áreas de las aletas de la viga en regiones de articulación plástica. (b) Relaciones ancho-espesor: las vigas y columnas deberán cumplir con los p establecidos en la tabla F.3.7-1, en lugar de los de la tabla F2-1 del Capítulo F.2. F.3.7.5 -PLATINAS DE CONTINUIDAD - Se deberán suministrar platinas de continuidad cuando sean requeridas por las provisiones del Capítulo F2, en el caso de almas y aletas con cargas concentradas, y cuando la resistencia norninal a flexión local de la aleta de la columna Rnsea menor que 1.8 Fyb bf tbfen donde: Rn= 6.25(tcf) 2 Fyf, y Fyb = resistencia mínima especificada a la fluencia de la viga, MPa. Fyf = resistencia mínima especifica a la fluencia de la aleta de la columna, MPa. bf = ancho de la aleta de la viga, mm. tbf = espesor de la aleta de la viga, mm. tcf = espesor de la aleta de la columna, mm. Las platinas de continuidad irán soldadas a las aletas de las columnas y además, a sus almas o a las platinas dobles. F.3.7.6 - RELACION DE MOMENTOS COLUMNA-VIGA - En cualquier conexión viga a columna deberá cumplirse con una de las siguientes relaciones: Estos requisitos no se aplican en ninguno de los casos siguientes, siempre y cuando las columnas cumplan con los requisitos de F.3.7.4: (a) Columnas con Puc< 0.3FycAg (b) Columnas en cualquier piso con una relación entre la resistencia de diseño al corte y la fuerza de diseño 50 por ciento mayor que la del piso inmediatamente superior. (c) Cualquier columna que no esté incluida en el diseño para resistir los cortantes sísmicos requeridos pero sí para resistir las fuerzas axiales de volcamiento. F.3.7.7 - RESTRICCION DE LA CONEXION VIGA A COLUMNA (a) Conexión restringida: a.1. Las aletas de la columna en una conexión viga a columna requieren únicamente apoyo lateral en el nivel de las aletas superiores de las vigas, cuando se demuestra que la columna permanece elástica por fuera de la zona de panel, al cumplirse una de las siguientes condiciones: a.1.a . Las relaciones calculadas con las ecuaciones F.3.7.3 y F.3.7.4, son mayores que 1.25. a.1.b. La columna permanece elástica al cargarla con la combinación de carga F.3.2.1. a.2. Cuando no se pueda demostrar que una columna permanece elástica por fuera de la zona de panel, se aplicarán las siguientes provisiones: a.2.a. las aletas de la columna estarán apoyadas lateralmente tanto en los niveles superiores como en los inferiores de las aletas de las vigas. a.2.b. El apoyo lateral de cada aleta de columna se diseñará para una resistencia requerida igual al 2 por ciento de la resistencia nominal de la aleta de la viga (Fyb f t f ). a.2.c. Las aletas de la columna se apoyarán lateralmente, bien sea directa o indirectamente, por medio del alma de la columna o de las aletas de la viga. (b) Conexiones sin restricción: una columna que contenga una conexión viga a columna, sin apoyo lateral en la conexión en sentido transversal al del pórtico sísmico, se diseñará utilizando la distancia entre los apoyos laterales adyacentes como altura de la columna para efectos del pandeo en dicho sentido. El diseño se hará de acuerdo con F.2.8, excepto que: b.1 . La resistencia requerida de la columna se calculará para la combinación de carga B.2.5.5 en donde E es el menor valor entre: b.1.a. La fuerza sísmica amplificada 0.4R x E (en donde el término 0.4R deberá ser igual ó mayor que 1.0). b.1.b. Ciento veinticinco por ciento de la resistencia de diseño del pórtico, calculada con base en la resistencia de diseño de la viga o de la zona de panel. b.2 . La relación L/r para estas columnas no deberá exceder 60. b.3 . El momento requerido de la columna, en sentido transversal al del pórtico sísmico, deberá incluir el causado por la fuerza en la aleta de la viga, especificado en F.3.7.7, literal a.2.b., más el momento de segundo orden que resulta del desplazamiento de la columna en esta dirección. F.3.7.8 - APOYO LATERAL DE VIGAS - Las vigas deberán tener ambas aletas apoyadas lateralmente, bien sea directa o indirectamente. La longitud sin arriostramiento entre los apoyos laterales no podrá exceder 1760ry/Fy. Además, es necesario colocar apoyos laterales en los puntos de aplicación de las cargas concentradas cuando el análisis indique que se formará una rótula plástica durante las deformaciones inelásticas del pórtico especial que resiste momento. F.3.8 - REQUISITOS PARA EDIFICIOS ARRIOSTRADOS CONCENTRICAMENTE F.3.8.1 - ALCANCE - Los pórticos arriostrados concéntricamente son sistemas arriostrados cuyas líneas de acción se intersectan esencialmente en puntos. Las excentricidades menores, presentes cuando la intersección de las líneas de acción ocurre dentro del ancho de las riostras, son aceptables siempre y cuando se tengan en cuenta en el diseño. Los pórticos arriostrados concéntricamente deberán tener la resistencia de diseño estipulada en el Capítulo F.2 para resistir las combinaciones de carga B.2.5.1 a B.2.5.6, con las modificaciones dadas por las siguientes provisiones adicionales. F.3.8.2 - RIOSTRAS - Las riostras deberán cumplir con lo siguiente. (e) Conectores para mierribros ensamblados: en todas las riostras ensambladas el primer conector, empernado o soldado, a cada lado de la mitad de la longitud de un miembro del ensamble se diseñará para transmitir al elemento adyacente una fuerza igual al 50 por ciento de la resistencia nominal del primer elemento. Debe haber por lo menos dos conectores, igualmente espaciados con respecto a la línea central del miembro. F.3.8.3 - CONEXIONES DE LAS RIOSTRAS - En el diseño de las conexiones de las riostras se tendrá en cuenta lo siguiente. (a) Fuerzas: la resistencia requerida de las conexiones de las riostras (incluyendo las uniones viga a columna si son parte del sistema de arriostramiento) deberá ser el menor de los siguientes valores: a.1. La resistencia de diseño a tensión axial de la riostra. a.2. La fuerza en la riostra obtenida al aplicar las combinaciones de carga F.3.2.1 o F.3.2.2. a.3. La fuerza máxima, calculada en un análisis, que el sistema transfiere a la riostra. (b) Area neta: en las conexiones empernadas de las riostras, el cociente mínimo entre el área neta efectiva y el área bruta de la sección estará limitado por: Cartelas de unión c.1. Cuando el análisis indique que las riostras se pandean en el plano de las cartelas de unión, éstas y otras partes de la conexión deberán tener una resistencia de diseño igual o mayor que la resistencia nominal a flexión en el plano de la riostra. c.2. Cuando la resistencia crítica de pandeo se presenta en el plano normal al de la cartela de unión, la riostra deberá terminar en un punto de la cartela que esté a una distancia de por lo menos dos veces el espesor de la cartela, medida a partir de la línea teórica de flexión que no estérestringida por juntas de la columna o de la viga. La cartela de unión deberá tener una resistencia requerida a compresión, capaz de resistir la correspondiente resistencia de diseño de la riostra sin que se presente pandeo local de la cartela de unión. En el caso de riostras diseñadas para soportar únicamente carga axial, los pernos o soldaduras se diseñarán para transmitir las fuerzas de las riostras a lo largo de los centroides de los elementos de la riostra. F.3.8.4 - REQUISITOS PARA CONFIGURACIONES ESPECIALES DE ARRIOSTRAMIENTO (a) Arriostramiento de tipo V y V invertida: a.1. La resistencia de diseño de las riostras será por lo menos 1.5 veces la resistencia requerida por las combinaciones de carga B.2.5.5 y B.2.5.6. a.2 . La viga intersectada por las riostras deberá ser continua entre las columnas. a.3. Una viga intersectada por riostras en V, deberá ser capaz de soportar todas las cargas tributarias muertas y vivas, suponiendo que no está presente la riostra. a.4. Las aletas superior e inferior de la viga en el punto de intersección de las riostras en V se diseñarán para soportar una fuerza lateral igual al 1.5 por ciento de la resistencia nominal de la aleta de la viga (Fybctf). (b) Arriostramiento en K cuando sea permitido: b.1 . La resistencia de diseño de las riostras en K será por lo menos 1.5 veces la resistencia requerida por las combinaciones de carga B.2.5.5 y B.2.5.6. b.2 . Una columna intersectada por riostras en K deberá ser continua entre las vigas. b.3 . Una columna intersectada por riostras en K deberá ser capaz de soportar todas las cargas muertas y vivas suponiendo que el arriostramiento no está presente. b.4 . Las dos aletas de la columna se diseñarán para que soporten en el punto de intersección de las riostras en K, una fuerza lateral igual a 1.5 por ciento de la resistencia nominal de la aleta de la columna (Fybctf). F.3.8.5 - EDIFICACIONES DE BAJA ALTURA - Los pórticos arriostrados que no cumplan con los requisitos de F.3.8.2 a F.3.8.4, sólo podrán utilizarse en estructuras de cubierta y en edificaciones que no tengan más de dos pisos si se utilizan las combinaciones de carga F.3.2.1 y F.3.2.2 para determinar la resistencia requerida de los miembros y conexiones. F.3.9 - REQUISITOS PARA PORTICOS ARRIOSTRADOS EXCENTRICAMENTE F.3.9.1 - ALCANCE - Los pórticos arriostrados excéntricamente se diseñarán de tal manera que con las deformaciones inelásticas producidas por el sismo, se produzca fluencia en los vínculos. Las riostras diagonales, las columnas y los segmentos de viga por fuera de los vínculos deberán diseñarse para que permanezcan elásticas al verse sometidas a las fuerzas máximas generadas por los vínculos, que han fluido completamente y se han endurecido por deformación, con las excepciones permitidas por esta sección. F.3.9.2 - VINCULOS - En el diseño de los vínculos se atenderán las siguientes consideraciones. (a) Las vigas con vínculos, deberán cumplir con los límites de las relaciones ancho-espesor , dadas en la tabla F.3.7-1. (b) La resistencia mínima especificada a la fluencia del acero de los vínculos no podrá exceder Fy=345 MPa. (c) El alma de un vínculo deberá ser de una sola lámina, sin refuerzo de platina doble y sin aberturas. (d) Con la excepción del límite establecido en el literal f de este numeral, la resistencia requerida del vínculo a corte, Vu, no deberá exceder su resistencia de diseño a dicha solicitación, Vn, en donde: Vn = resistencia de diseño a corte del vínculo: el menor valor entre Vp y 2 Mp /e, N. Vp = 0.6Fy(d-2tf)tw, N = 0.9 e = longitud del vínculo, mm. (e) Si la resistencia axial requerida, Pu,en un vínculo es igual o menor que 0.15Py, en donde Py=AgFy, no es necesario considerar el efecto de la fuerza axial sobre la resistencia de diseño a corte del vínculo. (f) Si la resistencia axial requerida, Pu,en un vínculo excede 0.15Py, es necesario cumplir con las siguientes limitaciones adicionales: f.1 . La resistencia de diseño a corte del vínculo será el menor valor entre Vp y 2 Mp/e, en donde: f.2. La longitud del vínculo no excederá: (g) El ángulo de rotación del vínculo es el ángulo plástico entre el vínculo y la viga por fuera de él, cuando la deriva total del piso es 0.4R veces la deriva determinada a partir del corte en la base especificado, V. El término 0.4R deberá ser igual o mayor que 1.0. Con la excepción señalada en F.3.9, literal d, el ángulo de rotación del vínculo no deberá exceder los valores siguientes: g.1. 0.09 radianes cuando los vínculos tengan una longitud de 1.6Mp/Vpo menor. g.2. 0.03 radianes cuando los vínculos tengan una longitud de 2.6Mp/Vpo mayor. g.3. En el caso de vínculos con longitudes comprendidas entre 1.6Mp/Vpy 2.6Mp/Vpel límite se establecerá por interpolación lineal. (h) Como alternativa, el piso superior de un edificio con arriostramiento excéntrico que tenga más de cinco pisos deberá ser un pórtico con arriostramiento concéntrico. F.3.9.3 - RIGIDIZADORES DEL VINCULO - El diseño de los rigidizadores de los vínculos se regirá por las siguientes cláusulas. (a) Al alma del vínculo se le deben colocar rigidizadores, en toda su altura y a ambos lados del alma, en los extremos que se unen con la riostra diagonal. Estos rigidizadores deberán tener un ancho combinado no menor que (bf- 2tw) y un espesor no menor que 0.75twó 9.5 mm, el que de mayor, en donde bfy twson el ancho de la aleta y el espesor del alma del vínculo, respectivamente. (b) Los vínculos deberán tener rigidizadores intermedios del alma que cumplan con lo siguiente: b.1 Los vínculos de longitudes iguales a 1.6Mp/Vpo menores, tendrán rigidizadores intermedios del alma espaciados a intervalos que no excedan (30tw- d/5) cuando el ángulo de rotación del vínculo sea de 0.09 radianes o (52tw- d/5) cuando dicho ángulo sea de 0.03 radianes o menos. En el caso de rotaciones entre 0.03 y 0.09 radianes se utilizará interpolación lineal. b.2. Los vínculos con una longitud mayor que 2.6Mp/Vpy menor que 5Mp/Vpdeberán tener rigidizadores intermedios del alma colocados a una distancia de 1.5bfmedida desde cada extremo del vínculo. b.3. Los vínculos de longitud comprendida entre 1.6Mp/Vpy 2.6Mp/Vpdeberán tener rigidizadores intermedios del alma que cumplan los requisitos de los puntos anteriores b.1 y b.2. b.4. No se requieren rigidizadores intermedios del alma en los vínculos con longitudes menores que 5Mp/Vp b.5. En los vínculos los rigidizadores intermedios se extenderán en toda su altura. En el caso de vínculos con altura inferior a 635 mm. sólo se requieren rigidizadores a un lado del alma. El espesor de tales rigidizadores no será menor que two 9.5 mm, el que sea mayor, y el ancho no será menor que (bf/2) - tw.En vínculos con alturas mayores o iguales a 635 mm. se requieren rigidizadores intermedios similares, en ambos lados del alma. (c) Las soldaduras de filete que conectan los rigidizadores al alma del vínculo deberán tener una resistencia de diseño capaz de resistir una fuerza de Asf/Fy, siendo Asfel área del rigidizador. La resistencia de diseño de las soldaduras de filete que unen el rigidizador a las aletas deberá poder resistir una fuerza de AsfFy/4. F.3.9.4 - CONEXIONES DEL VINCULO A LA COLUMNA - En donde un vínculo se conecta a una columna se deben cumplir los siguientes requisitos adicionales: (a) La longitud de los vínculos conectados a columnas no excederá 1.6Mp/Vpa menos que se demuestre que la conexión vínculo a columna es adecuada para desarrollar la rotación inelástica requerida del vínculo. (b) Las aletas del vínculo deberán unirse a la columna mediante juntas soldadas de penetración total. La unión del alma del vínculo a la columna deberá ser soldada. La resistencia requerida de la junta soldada deberá ser por lo menos igual a las resistencias nominales a la fuerza axial, al corte, y a la flexión del alma del vínculo. (e) La necesidad de platinas de continuidad se determinará de acuerdo con los requisitos de F.3.7.5. (d) Cuando el vínculo está conectado al alma de la columna las aletas del vínculo deberán estar soldadas a las platinas con juntas de penetración total y la junta del alma deberá también ser soldada. La resistencia requerida de la junta del alma del vínculo deberá ser por lo menos igual a la resistencia nominal a la fuerza axial, al corte y a la flexión del alma del vínculo. El ángulo de rotación de éste no deberá exceder 0.015 radianes, cualquiera que sea su longitud. F.3.9.5 - APOYO LATERAL DEL VINCULO - En los extremos del vínculo se deberán proveer apoyos laterales tanto en su aleta superior como en la inferior. Los apoyos laterales en el extremo de los vínculos deberán tener una resistencia de diseño igual al 6 por ciento de la resistencia nominal de la aleta del vínculo calculada Como Fybftf. F.3.9.6 - RIOSTRA DIAGONAL Y VIGA POR FUERA DEL VINCULO - En el diseño de estos miembros se tendrá en cuenta lo siguiente. (a) La resistencia requerida combinada a la fuerza axial y al momento de la riostra diagonal deberá ser igual a las fuerzas axiales y momentos generados por 1.25 veces la resistencia nominal al corte del vínculo definida en F.3.9.2. Las resistencias de diseño de la riostra diagonal, determinada de acuerdo con F.2.8 y F.2.18, deberá exceder las resistencias requeridas definidas acá. (b) La resistencia requerida de la viga por fuera del vínculo deberá ser por lo menos 1.25 veces las fuerzas generadas por la resistencia nominal al corte del vínculo y a la viga se le deberá proveer apoyo lateral para mantener su estabilidad. Se proveerán apoyos laterales en ambas aletas de la viga y cada uno deberá tener una resistencia de diseño que resista por lo menos 1.5 por ciento de la resistencia nominal de la aleta de la viga calculada como Fybftf. (c) En la conexión entre la riostra diagonal y la viga, en el extremo de la riostra correspondiente al vínculo, la intersección de los ejes de la riostra y de la viga, deberá quedar en el extremo del vínculo o en el vínculo mismo. La viga no deberá tener juntas dentro de la conexión entre viga y riostra, o adyacentes a ella. (d) La resistencia requerida de la conexión riostra diagonal a viga, en el extremo del vínculo de la riostra, deberá ser por lo menos igual a la resistencia nominal de la riostra. Ninguna parte de esta conexión se podrá extender sobre la longitud del vínculo. Si la riostra resiste una parte del momento en el extremo del vínculo, la conexión deberá diseñarse como de tipo completamente restringido. (e) La relación ancho-espesor de la riostra deberá cumplir con el límite lp de la tabla F.2-1. F.3.9.7 - CONEXIONES VIGA A COLUMNA - Se permite que las conexiones viga a columna alejadas de los vínculos se diseñen como un pasador en el plano del alma. La conexión tendrá una resistencia de díseño capaz de resistir una torsión con respecto al eje longitudinal de la viga, calculada con base en dos fuerzas iguales y opuestas de por lo menos el 1.5 por ciento de la resistencia nominal de las aletas de la viga, calculadas como Fybftfy que actúan lateralmente sobre dichas aletas. F.3.9.8 - RESISTENCIA REQUERIDA DE LA COLUMNA - La resistencia requerida de las columnas se determinará para las combinaciones de carga B.2.5.5 y B.2.5.6, excepto que los momentos y las cargas axiales introducidas a la columna en la conexión de un vínculo o riostra no deberán ser menores que las generadas por 1.25 veces la resistencia nominal del vínculo. F.3.10 - SUPERVISION TECNICA Y ASEGURAMIENTO DE CALIDAD F.3.10.1 - GENERAL - Los requisitos generales y responsabilidades para el cumplimiento de un plan de aseguramiento de calidad estarán de acuerdo con los requisitos de la autoridad competente y de las especificaciones dadas por el ingeniero calculista. F.3.10.2 - INSPECCIONES Y ENSAYOS - Las inspecciones y ensayos necesarios para establecer que la construcción cumple con estas provisiones se incluirán en un plan de aseguramiento de calidad. Dicho plan de aseguramiento de calidad incluirá los siguientes ensayos e inspecciones mínimos, adicionales a los requeridos por el Capítulo F.2: Las juntas soldadas de surco sometidas a fuerzas netas de tensión, que sean partes de los sistemas resistentes a las fuerzas sísmicas, conforme a F.3.7, F.3.8 y F.3.9, se ensayarán en un ciento por ciento con ultrasonido o con otros métodos aprobados equivalentes, de acuerdo con la norma AWS D1-1. Excepción. La tasa de ensayos no destructivos para un soldador individual se reducirá al 25 por ciento si así lo aprueba la persona responsable del diseño estructural, siempre y cuando se demuestre que la tasa de rechazo es del 5 por ciento o menos de las soldaduras ensayadas hechas por dicho soldador. CAPITULO F.4 ESTRUCTURAS DE ACERO HECHAS CON PERFILES LAMINADOS 0 MIEMBROS ARMADOS; DISEÑO PARA ESFUERZOS ADMISIBLES F.4.0 GENERALIDADES F.4.0.1 - ALCANCE - Las normas contenidas en este capítulo pueden utilizarse como alternativa a las prescritas en el capítulo F.2 de las normas, para el diseño de estructuras de acero con miembros hechos con perfiles laminados. Se entiende que en el diseño se seguirán todas las prescripciones del capítulo F.2, salvo aquellas que se reemplazan especificamente en el capítulo F.4 por referirse al diseño para esfuerzos admisibles. F.4.0.2 - TIPOS DE CONSTRUCCION - En estructuras de acero hechas con perfiles laminados y diseñadas para esfuerzos admisibles se reconocen tres tipos básicos de construcción, cada uno de los cuales involucra suposiciones específicas cuyo cumplimiento debe garantizarse en el diseño, fabricación y montaje de los elementos y sus conexiones. Ellos son. Tipo 1 - Llamado comúnmente "Entramado Rígido o Pórtico Continuo" en el que se considera que las conexiones entre vigas y columnas tienen suficiente rigidez para mantener virtualmente sin cambio los ángulos originales de los miembros que se intersectan. Tipo 2 - Llamado comúnmente "Entramado Simple o Construcción Simplemente Apoyada" en el que se considera que, en lo referente a cargas muertas, los extremos de las vigas principales y secundarias pueden rotar libremente y cuyas conexiones son adecuadas únicamente para resistir la fuerza de corte causada por ellas. Tipo 3 - Llamado "Entrarnado Semi-Rígido o Parcialmente Restringido", en el que las conexiones entre vigas principales y secundarias poseen una capacidad de momento confiable conocida, de valor intermedio entre la rigidez total del Tipo 1 y la flexibilidad del Tipo 2. Todas las conexiones deberán diseñarse de manera consistente con el tipo de construcción señalado en los planos de diseño. Las estructuras comprendidas en el tipo 1 se diseñarán por teoría elástica para resistir los esfuerzos producidos por las cargas estipuladas en el Título B, sin sobrepasar los esfuerzos admisibles prescritos en este capítulo. Las estructuras comprendidas en los tipos 2 y 3 se diseñarán para resistir en igual forma los esfuerzos producidos por dichas cargas, con base en los supuestos establecidos a continuación. En edificios de varios pisos diseñados como construcción del Tipo 2, es decir, con conexiones flexibles entre vigas y columnas para cargas muertas, los momentos producidos por viento o sismo pueden distribuirse entre nudos seleccionados del pórtico siempre y cuando: (a) Las conexiones y los miembros conectados tengan capacidad para resistir los momentos producidos por el viento o sismo. (b) Las vigas principales tengan capacidad para resistir la totalidad de cargas muertas como si actuaran con el carácter de vigas simplemente apoyadas. (c) Las conexiones tengan suficiente capacidad de rotación inelástica para evitar sobreesfuerzos en los sujetadores o soldaduras bajo la acción combinada de cargas muertas y de viento o sismo. El Tipo 3 de construcción se puede usar únicamente cuando hay evidencia de que las conexiones son capaces de aportar como mínimo una cantidad previsible de restricción. El diseño de los miembros principales unidos por tales conexiones deberá hacerse con base en una restricción no mayor que este mínimo. Para las construcciones de los Tipos 2 y 3 pueden aceptarse algunas deformaciones inelásticas de una parte de la estructura, siempre y cuando sean autolimitantes. F.4.1 BASES DE DISEÑO F.4.1.1 ESFUERZOS ADMISIBLES - Cuando se siga el Capítulo F.4, todos los elementos estructurales, conexiones y conectores deberán diseñarse de manera que los esfuerzos producidos por cargas de trabajo no excedan los esfuerzos admisibles especificados en F.4.3, F.4.4, F.4.5, F.4.6, F.4.7, F.4.8, F.4.9 y F.4.10. Los esfuerzos admisibles especificados en estos numerales no se aplican a los esfuerzos máximos en zonas de conexión (véase también F.4.2.3) siempre y cuando se cumplan los requisitos de F.4. 10. F.4.1.2 - ESFUERZOS ADMISIBLES EN EL CASO DE VIENTO Y SISMO - Los esfuerzos admisibles establecidos atrás pueden íncrementarse en 1/3 al estudiar el efecto de cargas sísmicas o eólicas que actúan solas o en combinación con las cargas muerta y viva de diseño. La sección requerida con base en este incremento no podrá ser menor que la exigida por la combinación de cargas muerta y viva de diseño o impacto (si lo hay), calculada sin el incremento de esfuerzos. Además, los esfuerzos admisibles incrementados sólo pueden aplicarse a combinaciones de cargas en que no se hayan utilizado coeficientes de reducción de carga por otras causas. El incremento en esfuerzos admisibles no se aplica a los miembros sometidos a fatiga. F.4.2 - REQUISITOS DE DISEÑO F.4.2.1 - PANDEO LOCAL F.4.2.1.1- Clasifícación de los perfíles de acero - Los perfiles de acero se clasifican como perfiles compactos, perfiles no compactos y perfiles con elementos esbeltos. Para que un perfil se considere compacto, las aletas deben estar conectadas continuamente al alma y la relación ancho-espesor de los elementos a compresión no debe exceder los valores límites aplicables de la tabla F.4-1. Los perfiles de acero que no se clasifican como compactos se consideran perfiles no compactos si las relaciones ancho-espesor de los elementos a compresión no exceden los valores correspondientes de la tabla. Si la relación ancho-espesor de cualquier elemento a compresión excede el valor aplicable de la tabla, el perfil se clasifica como perfil de elementos esbeltos. En elementos no atiesados que tienen soporte lateral en un borde solamente, paralelo a la dirección de la fuerza de compresión, el ancho se tomará así: (a) Para aletas de perfiles doble T, el ancho b es igual a la mitad del ancho nominal. (b) Para lados de ángulos y aletas de canales y perfiles Z, el ancho b es igual al ancho nominal. (c) Para platinas, el ancho b es igual a la distancia del extremo libre a la primera hilera de sujetadores o línea de soldadura. (d) Para almas de tees, d se toma igual a la altura nominal. En elementos atiesados, o sea aquellos que tienen soporte lateral a lo largo de dos bordes paralelos a la dirección de la fuerza de compresión, el ancho se tomará así: (a) Para almas de secciones laminadas o ensambladas, h es la distancia libre entre aletas. (b) Para almas de secciones laminadas o ensambladas, d es la altura nominal. (c) Para aletas o platinas de diafragma en secciones ensambladas, el ancho b es la distancia entre líneas adyacentes de sujetadores o entre líneas de soldaduras. (d) Para aletas de secciones tipo cajón rectangulares, el ancho b es la distancia libre entre almas menos el radio interior esquinero en cada lado. Si este radio no se conoce, el ancho puede tomarse corno el ancho total de la sección menos tres veces el espesor. Para aletas ahusadas de secciones laminadas, el espesor es el valor nominal equidistante entre el extremo libre y la cara correspondiente del alma. F.4.2.1.2- Elementos esbeltos a compresión - Para el diseño de perfiles sujetos a flexión y compresión con elementos esbeltos a compresión véase F.4.11. F.4.2.2 - LUCES SIMPLES - Las vigas principales, secundarias y de celosía diseñadas sobre la base de luces simples tendrán una longitud efectiva igual a la distancia entre los centros de gravedad de los elementos a los cuales transmiten sus reacciones. F.4.2.3 - RESTRICCION EN EL EXTREMO - Cuando se diseña sobre la hipótesis de restricción parcial o total en un extremo debida a la acción de una continuidad, una semicontinuidad o un voladizo, las vigas principales, secundarias y de celosía, así como las secciones de los miembros a los cuales se conectan, deben diseñarse para recibir los esfuerzos cortantes y los momentos que así se introducen, sin exceder en ningún punto los esfuerzos unitarios estipulados en F.4.3 a F.4.5, salvo que se permite alguna deformación inelástica, pero autolimitada de una parte de la conexión, cuando ésta es esencial para evitar la sobrecarga de los sujetadores. F.4.2.4 - DIMENSIONAMIENTO DE VIGAS PRINCIPALES Y SECUNDARIAS - Las vigas ensambladas de alma llena, las vigas con platabandas, y las vigas laminadas o soldadas se deben diseñar en general con base en el momento de inercia de su sección total. No debe hacerse ninguna reducción de área en las aletas por concepto de perforaciones de pernos o remaches, siempre y cuando que Las vigas híbridas pueden diseñarse con base en el momento de inercia de su sección total, cumpliendo las disposiciones aplicables de F.2.13, siempre y cuando no vayan a resistir una fuerza axial mayor de 0.15Fypor el área de la sección total, en donde Fyes el esfuerzo de fluencia del material de la aleta. Para calificar como viga híbrida, en cualquier sección las aletas deben tener la misma área de sección transversal y estar elaboradas del mismo grado de acero. Las aletas de vigas soldadas de alma llena pueden variar de espesor y ancho traslapando una serie de platinas o usando platabandas. El área total de las platabandas en vigas remachadas de alma llena no debe exceder del 70% del área total de la aleta. Los remaches, pernos de alta resistencia o soldaduras que unen las aletas al alma, o las platabandas a la aleta se calcularán para resistir el corte horizontal máximo que resulte de las fuerzas de flexión en la viga. La distribución longitudinal de tales remaches, pernos o soldaduras intermitentes será proporcional a la intensidad del corte; sin embargo, su espaciamiento longitudinal no podrá exceder el máximo permitido para miembros a compresión y tensión en F.4.4.1 y F.4.5.2 respectivamente. Además, los remaches, pernos y soldaduras que unen la aleta al alma se diseñarán para transmitir al alma todas las cargas que se apliquen directamente a la aleta, excepto cuando se toman medidas para transmitir tales cargas por apoyo directo. Las platabandas de longitud parcial se extenderán más allá del punto teórico en que ya no se necesitan y la porción extendida se unirá a la viga mediante remaches, pernos de alta resistencia (unión tipo fricción), o soldaduras de filete adecuadas, sin sobrepasar los esfuerzos aplicables permitidos en F.4.9.2.4, F.4.9.3.4 o en F.4.10.4, con el fin de desarrollar la parte del momento resistente de la viga que corresponde a las platabandas, en el punto teórico en que dejan de necesitarse. Adicionalmente en platabandas soldadas, las soldaduras que unen la terminación de la platabanda a la viga tendrán como minimo la longitud a', definida más adelante, y desarrollarán la parte del momento flector que les corresponde a las platabandas, sin sobrepasar los esfuerzos admisibles, a la distancia a' del extremo de la platabanda. La distancia a', medida desde el extremo de la platabanda, deberá ser: (1) Igual al ancho de la platabanda cuando la soldadura se aplica contínua, transversalmente en el extremo, y en una longitud al a lo largo de los bordes laterales de la platina. El tamaño de esta soldadura no será menor que los 3/4 del espesor de la platabanda. (2) Igual a 1.5 veces el ancho de la platabanda cuando la soldadura se aplica en la forma descrita en el punto 1, pero su tamaño es menor que los 3/4 del espesor de la platina. (3) Igual a dos veces el ancho de la platabanda cuando no haya soldadura transversal en el extremo de la platina, sino únicamente soldaduras continuas, cada una de longitud a', a lo largo de ambos bordes de la platabanda. F.4.2.5 - DIMENSIONAMIENTO DE VIGAS PORTAGRUA - Las aletas de vigas de alma llena que soportan grúas u otras cargas móviles se diseñarán para resistir las fuerzas horizontales producidas por tales cargas. Tabla F.4-1 Valores límites de la relación ancho-espesor para elementos a compresión Notas: (a) En vigas híbridas se debe utilizar la resistencia a la fluencia de la aleta Fyfen Lugar de Fy, (b) Se supone el área neta de la platabanda en el hueco más amplio (c) Para el diseño de perfiles esbeltos que exceden los límites de secciones no compactas véase F.4.11 (d) Véase también F.4.12.3.1 (e) kc= [4.05/(h/t) 0.46 ] si h/t = 70, de lo contrario kc= 1.0 F.4.3 MIEMBROS A TENSION F.4.3.1 - ESFUERZOS ADMISIBLES - El esfuerzo admisible Ft, no debe exceder de 0.60Fyen el área total, ni de 0.50Fuen el área neta efectiva. Los miembros conectados mediante pasadores deberán cumplir además con los requisitos de F.4.3.2.1. En las conexiones extremas de miembros a tensión debe investigarse la resistencia del bloque de cortante de acuerdo con F.4.9.4. Las barras de ojo deben cumplir con los requisitos de F.4.3.2.1. F.4.3.2 - MIEMBROS CONECTADOS CON PASADORES F.4.3.2.1 - Esfuerzos admisibles - El esfuerzo admisible en el área neta de los huecos de pasadores en miembros conectados por pasadores es 0.45Fy, El esfuerzo de apoyo en el área proyectada por el pasador no debe exceder el esfuerzo permitido en F.4.9.8. El esfuerzo admisible en barras de ojo que se ajustan a los requisitos de F.2.4.3 es 0.60Fysobre el área del cuerpo. F.4.4 - COLUMNAS Y OTROS MIEMBROS A COMPRESION F.4.4.1 - ESFUERZOS ADMISIBLES - Para miembros a compresión cargados axialmente cuya sección transversal cumpla los requisitos de la tabla F.4-1, cuando la relación de esbeltez efectiva mayor (KI/r) de cualquier segmento sin a rriostramiento, sea menor que Cc, se tomará como valor del esfuerzo admisible sobre la sección total: Cuando la relación Kl/r de estos miembros excede el valor de Cc, se tomará como esfuerzo admisible sobre la sección total: F.4.4.3 - MIEMBROS FABRICADOS - Todas las partes de miembros fabricados sometidos a compresión y la separación transversal de sus líneas de conectores deben cumplir los requisitos de F.4.1.7. Para los requisitos de separación y distancia al borde de miembros de acero resistente a los agentes atmosféricos, véase F.4.9.3.10. En los extremos de miembros fabricados sometidos a compresión, con apoyos sobre platinas de base o superficies cepilladas, todos los componentes que se hallen en mutuo contacto deben conectarse mediante pernos o remaches, distanciados longitudnalmente menos de 4 diámetros, en una distancia igual a 11/2veces el ancho máximo del miembro, o mediante soldaduras continuas de longitud no inferior a dicho ancho. En miembros fabricados la separación longitudinal de pernos o remaches intermedios y de soldaduras intermitentes, debe ser adecuada para la transferencia del esfuerzo calculado. La separación máxima longitudinal de pernos, remaches o soldaduras intermitentes que conecten entre sí dos perfiles de acería no debe exceder de 610 mm. Adicionalmente, en miembros pintados o no sujetos a corrosión cuando el elemento externo es una platina, la separación máxima longitudinal no debe exceder 2700 / veces el espesor de la platina externa o 305 mm cuando los conectores no van alternados a lo largo a las líneas de gramil adyacentes. 4050 / veces el espesor de la platina externa o 457 mm cuando los conectores van alternados a lo largo de las líneas de gramil adyacentes. Los miembros a compresión fabricados con dos o más perfiles laminados separados unos de otros mediante elementos de relleno colocados a intervalos, deben conectarse entre sí en dichos separadores con un espaciamiento tal, que la relación de esbeltez de cualquier perfil l/r entre conectores no supere 3/4 veces la relación de esbeltez que gobierna el diseño del miembro fabricado. Para calcular la relación de esbeltez de cada componente debe usarse su radio de giro mínimo, r. Como mínimo deben utilizarse 2 conectores intermedios a lo largo de la longitud del miembro fabricado. Todas las uniones, incluyendo aquellas en los extremos, deben soldarse o atornillarse con pernos de alta resistencia según los requisitos de la tabla F.2-7. Los lados abiertos de miembros a compresión fabricados con planchas o perfiles tendrán una celosía y platinas de amarre, en los extremos y en los puntos intermedios en donde se interrumpa la celosía. Las platinas de amarre estarán localizadas lo más cerca posible de los extremos. La celosía, esto es, las barras planas, ángulos, canales u otros perfiles empleados para hacerla, estará espaciada en tal forma que la relación l/r de la aleta incluída entre sus conexiones no exceda 3/4 veces la relación que gobierna el diseño de todo el miembro, y se diseñará para que resista una fuerza de corte normal al eje del miembro igual al dos por ciento de la fuerza total de compresión que actúa sobre él. F.4.4.4 - MIEMBROS A COMPRESION CONECTADOS CON PASADORES - Las uniones de miembros a compresión conectados con pasadores deberán cumplir con los requisitos de F.4.3.3. F.4.4.5 - FUERZAS CORTANTES EN ALMAS DE COLUMNAS - Las conexiones que produzcan fuerzas cortantes en el alma de columnas deberán investigarse para las cargas concentradas definidas en F.4.10.1. F.4.5 - VIGAS Y OTROS MIEMBROS A FLEXION F.4.5.1 - ESFUERZOS ADMISIBLES - Flexión de perfiles I y canales con respecto a su eje mayor. F.4.5.1.1 - Miembros de perfiles compactos - Para miembros compactos, definidos según F.4.2. 1.1 (excepto en vigas híbridas y en miembros con puntos de fluencia superiores a 45.7 kgf/mm 2 ) simétricos con respecto al plano de su eje menor, el esfuerzo admisible es Fb= 0.66Fy (F.4-6) Siempre y cuando que las aletas estén unidas en forma contínua al alma y que la longitud sin soporte lateral de la aleta a compresión Lbno exceda el menor valor Lcdado por las fórmulas. Los miembros (incluyendo los diseñados como sección compuesta y exceptuando las vigas híbridas y los miembros con puntos de fluencia superiores a 45.7 kgf/mm 2 ) que cumplan con los requisitos de perfiles compactos y sean continuos sobre los apoyos o estén rígidamente conectados a las columnas, pueden diseñarse para los 9/10 de los momentos negativos máximos en los puntos de apoyo, producidos por las cargas de gravedad, siempre y cuando para tales miembros se incremente el momento máximo positivo en 1/10 del promedio de los momentos negativos. Esta reducción no se aplicará a los momentos producidos por cargas sobre voladizos. Si el momento negativo es resistido por una columna conectada rígidamente a la viga en cuestión, puede utilizarse la reducción de 1/10 en el diseño de la columna bajo la acción combinada de carga axial y flexión, siempre y cuando el esfuerzo fadebido a cualquier carga axial concurrente a que esté sometido el miembro no exceda de 0.15Fa. F.4.5.1.2 - Miembros de perfiles no compactos - Para miembros que cumplan con los requisitos del numeral anterior excepto que sus aletas sean no compactas (excluyendo los miembros fabricados y los miembros con puntos de fluencia superiores a 45.7 kgf/mm 2 ), el esfuerzo admisible es Para miembros fabricados que cumplan con los requisitos de F.2.12.1.1 excepto que sus aletas sean no compactas y sus almas compactas o no compactas, (excluyendo las vigas híbridas y miembros con puntos de fluencia superiores a 45.7 kgf/mm 2 ) el esfuerzo admisible es Para miembros de perfiles no compactos, no incluidos en el punto anterior, arriostrados lateralmente en la región de esfuerzos a compresion a intervalos que no excedan de 64bf/ , el esfuerzo admisible es Fb= 0.60Fy (F.4-10) F.4.5.1.3 - Miembro de perfiles compactos o no compactos con longitud no arríostrada mayor que Lc, - Para miembros a flexión de perfiles compactos o no compactos definidos en F.4.1.5.1 y con longitudes no arriostiadas mayores que Lc, de acuerdo con F.4.5.1.1 , el esfuerzo admisible a tensión por flexión se determina por la fórmula F.4-10. Para tales miembros con un eje de simetría en el plano del alma y cargados en dicho plano, el esfuerzo admisible a compresión por flexión se determina como el mayor valor de los calculados mediante las fórmulas F.4-11 o F.4-12 y la fórmula F.4-13aplicable solamente a perfiles con una aleta sólida a compresión, de sección transversal aproximadamente rectangular y con área no inferior a la de la aleta a tensión. Se permiten valores superiores de esfuerzos admisibles a compresion si se justifican mediante análisis mas precisos. Los esfuerzos no deben exceder los permitidos en F.4-6 siempre que sean aplicables. Para canales flexionados con respecto a su eje mayor, el esfuerzo admisible a compresión se determina por la fórmula F.4-13. En donde: I = distancia entre secciones transversales arriostradas contra torsión o desplazamiento lateral de la aleta a compresión, mm. En el caso de voladizos arriostrados contra torsión únicamente en el apoyo, se puede tomar conservadoramente como valor de I la longitud del voladizo. r T = radio de giro con respecto a un eje en el plano del alma, de una sección que comprenda la aleta a compresión más un tercio del área a compresión del alma, mm. Af = área de la aleta a compresión, mm 2 Cb= 1.75 + 1.05(M1/M2) + 0.3(M1/M2) 2 pero no mayor que 2.3*, en donde M1y M2son los momentos flectores, menor y mayor respectivamente, en los extremos de la longitud sin arriostramiento, con respecto al eje mayor del miembro. Se considera positiva la relación M1/M2, cuando los momentos M1y M2tienen el mismo signo (flexión con doble curvatura) y negativa cuando su signo es diferente (flexión con curvatura simple). El valor de Cbse tomará igual a la unidad cuando el momento flector en cualquier punto intermedio del tramo sin arriostramiento considerado, es mayor que los de ambos extremos de dicho tramo. Para calcular los Fbxy Fbyque entran en la fórmula F.4-31 se puede averiguar Cbmediante la fórmula dada atrás cuando se trate de pórticos sometidos a desplazamiento de los nudos y deberá tomarse igual a la unidad cuando se trate de pórticos arriostrados contra dicha translación. Para vigas en voladizo Cbpuede tomarse conservadoramente igual a la unidad. * es conservador tomar Cb igual a la unidad Para vigas híbridas fabricadas con plancha, el Fyde las fórmulas F.4-11 y F.4-12 es el esfuerzo de fluencia de la aleta a compresión. La fórmula F.4-13 no es aplicable a vigas híbridas. F.4.5.1.3 no es aplicable a perfiles tees cuya alma está en compresion en cualquier parte de la longitud no arriostrada. F.4.5.2 - ESFUERZOS ADMISIBLES - Flexión de perfiles I, barras sólidas y platinas rectangulares con respecto a su eje menor. No se requiere arriostramiento lateral en miembros cargados a través de su centro de cortante con respecto a su eje débil ni en miembros de igual resistencia con respecto a ambos ejes. F.4.5.2.1 - Miembros de perfiles compactos- Enmiembros en I y H, doblemente simétricos con aletas compactas unidas al alma en forma contínua y flexionados con respecto a sus ejes débiles (excepto miembros con puntos de fluencía superiores a 45,7 kgf/mm 2 ); en barras redondas y cuadradas y en secciones rectangulares sólidas flexionadas con respecto a sus ejes más débiles, el esfuerzo admisible es Fb= 0.75Fy (F.4-14) F.4.5.2.2 - Miembros de perfiles no compactos - Enmiembros que no cumplan con los requisitos de perfiles compactos de F.2.8.5 que no estén cubiertos en F.2.12.3, flexionados con respecto a su eje menor, el esfuerzo admisible es Fb= 0.60Fy (F.4-15) Los miembros en I y H, doblemente simétricos flexionados con respecto a sus ejes débiles (excepto miembros con puntos de fluencia superiores a 45,7 kgf/mm 2 ) con aletas no compactas unidas al alma en forma continua pueden diseñarse con base en el esfuerzo admisible dado por la fórmula F.4.5.3 - ESFUERZOS ADMISIBLES - Flexión de miembros tipo cajón y secciones tubulares rectangulares y circulares. F.4.5.3.1 - Miembros de perfiles compactos - En miembros flexionados con respecto a sus ejes fuertes o débiles, miembros de perfiles compactos definidos en F.2.8.5 y aletas unidas a las almas en forma continua, el esfuerzo admisible es Fb= 0.66 Fy (F.4-17) Para que un miembro tipo cajón sea considerado como perfil compacto deberá tener, adicionalmente a los requisitos de F.4.2.1, una altura no mayor de 6 veces el ancho, un espesor de aleta no mayor de 2 veces el espesor del alma y una longitud sin soporte lateral Lbinferior o igual a Excepto quo no dobe ser menor que 843(b/Fy), donde M1y M2, son los momentos flectores, menor y mayor respectivamente en los extremos de la longitud sin arriostramiento, con respecto al eje mayor del miembro. La relación M1/M2se considera positiva cuando los momentos M1y M2tienen el mismo signo (flexión con doble curvatura ) y negativa cuando su signo es diferente (flexión con curvatura simple). F.4.5.3.2 - Miembros de perfiles no compactos - En miembros a flexión tipo cajón y secciones tubulares que cumplen con los requisitos de perfiles no compactos de F.2.8.5, el esfuerzo admisible es Fb= 0.60Fy (F.4-19) No se requiere arriostramiento Iateral en secciones tipo cajón cuya altura es menor de 6 veces su ancho. En secciones tipo cajón de mayores relaciones altura/ancho, se deben determinar los requisitos de soporte lateral mediante un análisis especial. tw = espesor del alma, mm, a = distancia libre entre atiesadores transversales, mm h = distancia libre entre aletas en la sección investigada, mm Para la ruptura por cortante, en conexiones extremas de vigas recortadas véase F.4.9.4. Los límites máximos de h/twestán dados en F.4.6. Allí se presenta un método alterno de diseño para vigas de alma llena bajo la acción de campos tensionados. F.4.5.5 - ATIESADORES TRANSVERSALES - Cuando la relación h/twes mayor que 260 y el esfuerzo cortante máximo en el alma, fves mayor que el dado por la fórmula F.4-23, se requieren atiesadores intermedios. La separación entre éstos, cuando se requieren, será tal que los esfuerzos cortantes en el alma no excedan el valor Fvdado por las fórmulas F.4-23 ó F.4-28, aplicable según el caso, y la relación: F.4.5.6 - MIEMBROS FABRICADOS - Cuando dos o más canales o vigas laminadas se utilicen, una al lado de la otra, para formar un miembro a flexión, deberán conectarse a intervalos no mayores de 1500 mm. Podrán utilizarse separadores y pernos que pasen por entre ellos a todo el través siempre y cuando que, en vigas con 305 o más mm de altura, no se utilicen menos de dos pernos en cada sitio donde se coloque un separador. Cuando haya que transmitir cargas concentradas de una viga a otra, o haya que repartirlas entre las vigas, se deben colocar entre éstas diafragmas que tengan suficiente rigidez para distribuir la carga. Dichos diafragmas deben unirse, a las vigas mediante remaches, pernos o soldaduras. F.4.5.7 - MIEMBROS DE ALMA ACARTELADA - Véase F.4.12. F.4.6 - VIGAS ESBELTAS DE ALMA LLENA Las vigas esbeltas de alma llena se distinguirán de las vigas corrientes de alma llena de acuerdo con la relación de esbeltez h/tw. Cuando este valor es mayor que 813/ se aplicarán las provisiones de esta sección; si no lo es se aplicarán las de F.4.5. Para los esfuerzos admisibles de corte y el diseño de rigidizadores transversales véanse los numerales correspondientes de F.4.5 o los de esta sección si se utiliza la acción de campo tensionado. F.4.6.1 - LIMITACIONES DE LA ESBELTEZ DEL ALMA - Cuando no se utilizan atiesadores transversales o cuando éstos están espaciados a una distancia mayor que 1.5 veces la distancia libre entre aletas, la relación Cuando se utilizan atiesadores transversales espaciados a una distancia no mayor que 1.5 veces la distancia entre aletas, la relación F.4.6.2 - ESFUERZOS ADMISIBLES DE FLEXION - Cuando la relación entre la altura del alma y su espesor exceda de 813 / el esfuerzo máximo en la aleta a compresión no deberá exceder de F'b F b R PG R e (F.4-25) en donde: F b = esfuerzo de flexión aplicable dado en F.2.12, kgf/mm 2 F.4.6.3 - ESFUERZOS ADMISIBLES DE CORTE CON ACCION DE CAMPOS TENSIONADOS - El corte promedio máximo en el alma, fven kgf/mm 2 calculado para cualquier combinación de carga total o parcial, no debe exceder el valor dado por la fórmula F.4-21. Alternativamente para vigas de lama llena que no sean híbridas, si se colocan atiesadores intermedios, espaciados de tal manera que cumplan lo indicado en F.4.6.4, y si Cves menor o igual a 1.0, se permite el esfuerzo calculado con la fórmula F.4-26 en lugar del dado por la fórmula F4-21. F.4.6.4 - ATIESADORES TRANSVERSALES - Los atiesadores transversales deben cumplir los requisitos de F.4.5.5. En vigas diseñadas con base en la acción de campo tensionado, la separación de los atiesadores en los paneles extremos, en paneles con grandes agujeros y en los adyacentes a éstos, será tal que el fvno exceda del valor dado por la fómula F.4-21. Los pernos y remaches que conectan los atiesadores con el alma de la viga estarán espaciados como máximo 300 mm entre centros. Si se usan soldaduras intermitentes de filete, la distancia libre entre soldaduras no será mayor de 16 veces el espesor del alma, ni de 250 mm. El momento de inercia, Istde un par de atiesadores intermedios, o de un atiesador intermedio sencillo, con respecto a un eje en el plano del alma no será menor que (F.4-27) El área total, en mm 2 , de los atiesadores intermedios, espaciados según lo requiera la fórmula F4-28, no debe ser menor que en donde: Cv, a, h y t están definidos en F.4.5.4 Y = cociente entre los esfuerzos de fluencia del alma y del atiesador. D = 1.0 para pares de atiesadores. = 1.8 para atiesadores sencillos de ángulo. = 2.4 para atiesadores sencillos de platina. Cuando el esfuerzo de corte máximo en un panel, fves menor que el permitido por la fórmula F4-28, el área requerida de atiesadores se puede reducir proporcionalmente. Los atiesadores intermedios requeridos por la fórmula F4-28 se deben conectar al alma de manera que transmitan un corte total en kgf/mm lineal de atiesador sencillo, o de par de ellos, no menor que el calculado por la siguiente, fórmula: en donde: Fy = es el esfuerzo de fluencia del alma Esta transferencia de corte puede reducirse en la misma proporción en que el esfuerzo de corte máximo calculado, fven los paneles adyacentes sea menor que el permitido por la fórmula F4-26. Sin embargo, los remaches y soldaduras en los atiesadores intermedios que se necesiten para transmitir al alma cargas o reacciones concentradas, se calcularán para la transmisión de estas cargas. Salvo que se nenesite apoyo directo para transmitir una carga concentrada o una reacción, basta con que los atiesadores intermedios lleguen cerca de la aleta en tensión. La soldadura que los conecta al alma se terminará a una distancia del pie cercano del filete de conexión alma-aleta, no menor de 4 veces el espesor del alma ni mayor de 6 veces este espesor. Cuando se utilicen rigidizadores sencillos y la aleta a compresión sea una placa rectangular, los rigidizadores irán conectados a dicha aleta con el fin de resistir cualquier tendencia a levantarse causada por torsión en la placa. Cuando se conecten riostras laterales a un rigidizador, o a un par de ellos, éstos a su vez se conectarán a la aleta en compresión en forma tal, que, transmitan el 1% de la fuerza total en la aleta, a menos que ésta sea sólo de ángulos. F.4.6.5 - ESFUERZOS COMBINADOS DE TENSION Y CORTE - Las almas de las vigas de alma llena cuyo diseño dependa de la acción de campo tensionado, conforme a la Fórmula F4-26, se calcularán de tal manera que el esfuerzo de terisión por flexión, causado por el momento en el plano del alma de la viga no exceda de 0.60Fy, ni de. en donde: fv = esfuerzo cortante promedio en el alma, obtenido al dividir el corte total por el área del alma, kgf/mm 2 Fv = esfuerzo cortante admisible en el alma según la fórmula F 4-28, kgf/mm 2 El esfuerzo admisible de corte en las almas de vigas que tengan aletas y almas con puntos de fluencia superiores a 45.7 kgf/mm 2 , no excederá del valor dado por la fórmula F.4-23 si el esfuerzo en la aleta debido a flexión, fb, excede de 0.75Fb. F.4.7 ESFUERZOS COMBINADOS F.4.7.1 - FLEXION Y COMPRESION AXIAL - Los miembros solicitados sirnultáneamente por esfuerzos de flexión y de compresión axial deben ser diseñados para satisfacer los siguientes requisitos: En las fórmulas F.4-31, F.4-32 y F.4-33 los subíndices x y y, combinados con los subíndices b, m y e, indican el eje de flexión con respecto al cual se aplica un esfuerzo particular o una propiedad de diseño, y Fa = esfuerzo axial a compresión permisible si existiera únicamente fuerza axial, kgf/mm 2 Fb = esfuerzo a compresión debido a flexión, permisible si solo existiera momento flector, kgf/mm 2 Esfuerzo critico de Euler dividido por un factor de seguridad. (En la expresión para Fe,Ibes la longitud real no soportada en el plano de flexión, rbes el radio de giro correspondiente, y K el coeficiente de longitud efectiva en el plano de flexión. Como en el caso de Fa, Fby 0.6Fy, Fepuede ser incrernentado en un tercio de acuerdo con F.2.8.5.2). fa = esfuerzo axial calculado, kgf/mm 2 fb = esfuerzo a compresión debido a flexión, calculado en el punto en consideración, kgf/mm 2 Cm = un coeficiente cuyo valor se establece como sigue: (1) Para miembros a compresión en marcos con translación lateral de sus uniones: Cm= 0.85 (2) Para miembros comprimidos con restricción rotacional, pertenecientes a marcos arriostrados contra translación de sus uniones, y no sujetos a cargas transversales entre sus apoyos, en el plano de flexión considerado: Cm= 0.6 - 0.4 pero no menor que 0.4 en donde M1/M2es la relación entre los momentos en los extremos del respectivo tramo sin arriostrar, en el plano de flexión estudiado, siendo M1, el menor y M2el mayor de estos dos momentos. Esta relación M1/M2es positiva cuando hay doble curvatura en el elemento; y negativa, en el caso de curvatura simple (3) Fara miembros comprimidos en marcos arriostrados contra translación de sus uniones en el plano de carga y con cargas transversales entre sus apoyos, el valor de Cmse puede calcular mediante un análisis racional. Sin embargo, a falta de tal análisis, se pueden emplear los siguientes valores: (a) Para miembros cuyos extremos están restringidos contra rotación en el plano de flexión Cm = 0.85 (h) Para miembros con extremos no restringidos contra rotación en el plano de flexión Cm = 1.0 F.4.7.2 - FLEXION Y TENSION AXIAL - Los miembros solicitados simultáneamente por esfuerzos de flexión y de tensión axial se deben diseñar en toda su longitud para satisfacer los requisitos de la fórmula En donde: fb = es el esfuerzo calculado a tensión debido a la flexión fa = es el esfuerzo axial calculado a tensión Fb = es el esfuerzo admisible a tensión que gobierna, definido en F.2.3.1. Sin embargo el esfuerzo calculado a compresión que resulta de la flexión producida por una carga independiente relacionada con la tensión axial, considerada anteriormente, no debe exceder el valor aplicable establecido en F.4.5. F.4.8 CONSTRUCCION COMPUESTA F.4.8.1 - DEFINICION - La construcción compuesta consiste en vigas de acero que soportan una placa de concreto reforzado. Se consideran dos casos de miembros de sección compuesta: los miembros totalmente revestidos cuya interacción depende de la adherencia natural y aquellos que utilizan transmisores de corte (anclajes mecánicos) para desarrollar la acción compuesta En estos ultimos, no es necesario que la viga metálica esté totalmente revestida. F.4.8.2 - HIPOTESIS DE DISEÑO (1) Las vigas con recubrimiento se diseñarán para soportar por sí mismas las cargas muertas aplicadas antes del endurecimiento del concreto (a menos que estas cargas sean soportadas temporalmente por la cimbra) y para soportar en conjunto con la losa, todas las cargas aplicadas después de endurecido el concreto. En ambas circunstancias, el esfuerzo calculado de flexión no excederá de 0.6Fy, donde Fyes el esfuerzo de fluencía de la viga de acero. El esfuerzo de flexión producido por las cargas aplicadas después del endurecimiento del concreto, se calculará con base en las propiedades de la sección compuesta. Los esfuerzos de tensión en el concreto se considerarán despreciables. Si se prefiere, puede diseñarse la viga de acero para resistir por sí misma el momento positivo producido por todas las cargas, utilizando un esfuerzo de flexión igual a 0.76Fyen estecaso, no se requiere apuntalamiento temporal. (2) Cuando se utilicen transmisores de corte de acuerdo con F.4.8.4, la sección compuesta se diseñará para soportar todas las cargas en tal forma que no se excedan los esfuerzos admisibles de F.4.5.1, aún en el caso en que la sección de acero no sea apuntalada durante la construcción. En los análisis de secciones compuestas en zonas de momento positivo, la sección de acero puede excluirse de los requerimientos de sección compacta (F.4.2.1) y no hay límite sobre la longitud no soportada de la aleta a compresión. El refuerzo paralelo a la viga contenido dentro del ancho efectivo de la placa, cuando ésta ha sido anclada de acuerdo con los requisitos del Reglamento de construcción aplicable,puede incluirse en el cálculo de propiedades de la compuesta, siempre y cuando se provean conectores que cumplan los requerimientos de F.4.8.4. Las propiedades de la sección compuesta se calcularán de acuerdo con la teoría elástica. Por ser despreciables se omitirán los esfuerzos de tensión en el concreto. Para el cálculo de esfuerzos, el área de compresión de la sección de concreto se hará equivalente a un área de acero dividiéndola por la relación modular, n, para concreto de peso normal de la resistencia especificada. Para el cálculo de deflexiones, las propiedades de la sección transformada se basarán en la relación modular apropiada, n, para la resistencia y el peso del concreto especificado, con n=E/Ec Cuando no sea factible o necesario proveer los conectores adecuados que satisfagan los requerimientos de corte horizontal para desarrollar la accion compuesta total, el módulo efectivo de la sección se determinará así: Con Vhy Vhdefinidos en F.4.8.4 Ss = módulo de la sección de la viga de acero referido a la fibra inferior, mm 3 Str = módulo de la sección compuesta transformada referido a la fibra inferior, calculado con el máximo ancho permitido para la aleta en compresión, F.4.8.1, mm 3 En vigas compuestas construidas sin apuntalamiento temporal, los esfuerzos en la sección de acero no deben exceder 0.90Fy. Los esfuerzos se calcularán suponiendo que la sección de acero resista todas las cargas aplicadas antes de que el concreto haya alcanzado el 75% de la resistencia requerida y que la sección compuesta efectiva resista todas las cargas aplicadas después de este tiempo. El módulo de la sección compuesta transformada deberá utilizarse en el cálculo de los esfuerzos de compresión por flexión en el concreto y, cuando se construya sin apuntalamiento, este esfuerzo deberá calcularse para las cargas aplicadas después que el concreto haya alcanzado el 75% de la resistencia requerida. El esfuerzo en el concreto no ha de sobrepasar 0.45f'c F.4.8.3 - FUERZA CORTANTE EN LOS EXTREMOS - El nervio y las conexiones extremas de la viga del acero deben diseñarse para soportar la reacción total. F.4.8.4 - TRANSMISORES DE CORTE - Exceptopara el caso de vigas embebidas, definidas en F.4.8.2, el corte total horizontal en la unión de la viga de acero y la losa de concreto se transferirá por transmisores de corte soldados a la aleta superior de la viga y embebidos en el concreto. Para tina completa acción compuesta con el concreto sujeto a esfuerzos de compresión por flexión, toda la fuerza cortante horizontal actuante entre el punto de momento máximo y los puntos de inflexión se tomará como la menor obtenida de: en donde: f'c = resistencia a la compresión del concreto, kgf/mm 2 Ac = área efectiva de la aleta de concreto definida en F.2.3.7, mm 2 As = área de la viga de acero, mm 2 En vigas compuestas continuas cuando el acero de refuerzo longitudinal se considere que actúa en forma compuesta con la viga de acero en las regiones de momento negativo, el corte total horizontal resistido por los conectores comprendidos entre un apoyo interior y cada uno de los puntos de inflexión adyacentes se tomará como: en donde: Asr = área total de refuerzo longitudinal sobre un apoyo interior localizado dentro del ancho efectivo de la aleta (F.2.3.7), mm 2 Fyr = esfuerzo mínimo de fluencia del acero de refuerzo longitudinal, kgf/mm 2 Para una acción compuesta total, el número de conectores que resisten la fuerza cortante horizontal Vhlocalizados a cada lado del punto de momento máximo, no deberá ser menor que el dado por la relación Vh/q, en donde q es la fuerza de corte admisible de un conector dado en la tabla F.4-2 para losas con cielo raso plano construidas con agregados que cumplan la norma NTC 174 (ASTM C33). Para losas con cielo raso plano construidas con agregados producidos en horno giratorio de acuerdo con la norma NTC 4045 (ASTM C330), con concretos de peso unitario no menor de 1440 kgf/m 3 , la fuerza admisible de corte para un conector se obtiene de multiplicar los valores de la tabla F.4-2 por los coeficientes de la tabla F.4-3. Para acción compuesta parcial con concreto sujeto a compresión por flexión, la fuerza cortante horizontal V'h, que se utiliza en el cálculo de Sefdeberá tomarse como el producto de q por el número de conectores colocados entre el punto de momento máximo y el punto más cercano de inflexión. El valor de V'hdeberá ser mayor de 1/4 del valor más pequeño dado por la fórmula F.4-36, utilizando el ancho efectivo máximo permitido para la aleta de concreto, o el dado por la fórmula F.4-37. El momento de inercia efectivo para cálculo de deflexiones se determinará así: en donde: I s = momento de inercia de la viga de acero, mm 4 I tr = momento de inercia de la sección compuesta transformada, mm 4 Tabla F.4-2 Fuerza de corte horizontal adinisible por conector (q), kgf (a) Conector (b) Resistencia especificada a la compresión del concreto f´ c (kgf/cm 2 ) 210 245 280 Vástago de 13 mm X 50 mm, con gancho o cabeza. 2310 2490 2680 Vástago de 16 mm X 63 mm, con gancho o cabeza. 3630 3900 4170 Vástago de 19 mm X 76 mm, con gancho o cabeza. 5220 5670 6030 Vástago de 22 mm X 89 mm, con gancho o cabeza. 7080 7620 8160 Canal C3 X 4.1 76.8 w (c) 83.9 w (c) 89.3 w (c) Canal C4 X 5.4 82.1 w (c) 89.3 w (c) 94,6 w (c) Canal C5 X 6.7 87.5 w (c) 94.6 w (c) 100.0 w (c) Notas (a) Aplicable solamente a concreto con agregados NTC 174 (ASTM C33). (b) La fuerza cortante horizontal tabulada puede usarse para conectores de vástago más largo que el indicado. (c) w = Longitud del canal, mm. Tabla F.4-3 Coeficientes a utilizar cuando el concreto esta hecho con agregados NTC 4045 (ASTM C330) Resistencia especificada concreto f' c kgf/cm 2 Peso unitario del concreto seco al aire kgf/m 3 1440 1520 1600 1680 1760 1840 1920 280 o menos 0.73 0.76 0.78 0.81 0.83 0.86 0.88 350 o más 0.82 0.85 0.87 0.91 0.93 0.96 0.99 Los conectores requeridos a cada lado del punto de momento máximo en la zona de momento positivo pueden distribuirse uniformemente entre este punto y los puntos adyacentes de inflexión, excepto que N 2 , número de conectotes necesarios entre cualquier carga concentrada en esa área y el punto de inflexión, no deberá ser menor que el valor dado por la fórniula F.4-40: en donde: M = momento (menor que el momento máximo) en el punto de aplicación de la carga concentrada. N1 = número de conectores requeridos entre el punto de momento máximo y el punto de inflexión, determinados mediante la relación Vh/q o Vh/q, según el caso. Para una viga continua, los conectores requeridos en la región de momento negativo pueden ser uniformemente distribuidos entre el punto de momento maximo y cada punto de inflexión. Los conectores deberán tener un recubrimiento mínimo lateral de concreto de 2.5 mm, exceptuando el caso de aquellos instalados en los salientes de las láminas corrugadas que constituyen el tablero. El diámetro de los conectores de vástago no deberá ser mayor que 2,5 el espesor de la aleta a la cual ellos están soldados, excepto los conectores colocados directamente sobre el nervio. El espaciamiento míninio centro a centro de los conectores de vástago deberá ser de 6 diámetros a lo largo del eje longitudinal de la viga y 4 diámetros en la dirección transversal. El máximo espaciamiento de centro a centro no excederá de 8 veces el espesor total de la placa. F.4.8.5 - SECCIONES COMPUESTAS CON LAMINA CORRUGADA DE ACERO - La construcción compuesta de placas de concreto sobre láminas corrugadas de acero conectadas a vigas de acero se diseñará de acuerdo con F.4.8.1 a F.4.8.4, con las siguientes modificaciones: F.4.8.5.1 - Generalidades (1) F.4.8.5 se aplica a tableros con altura nominal de la ondulacion no mayor que 75 mm (2) El ancho promedio de la nervadura de concreto o capitel, w, no deberá ser menor que 50 mm pero no deberá ser tomado en los cálculos como más que la mínima distancia libre en la parte superior del tablero de acero. Véase F.4.8.5.3 (2) y (3) para los requisitos adicionales (3) La losa de concreto se conectará a la viga de acero a través de espigos soldados transmisores de corte, de 19 mm (3/4") de diámetro o menos (AWS D-1.1, Sección 7, Parte F). Los conectores de espigo se soldarán a través del tablero metálico o directamente al miembro metálico. (4) Los conectores de espigo deberán sobresalir por lo menos 38 mm por encima de la parte superior del tablero metálico después de su instalación. (5) El espesor de la losa por encima del tablero metálico no deberá ser menor de 50 mm F.4.8.5.2 - Tableros metálicos de lámina corrugada, con sus salientes perpendiculares a las vigas de acero (1) El concreto por debajo de la parte superior del tablero de acero debe despreciarse en la determinación de las propiedades de la seccion y en el cálculo de Ac para la fórmula F.4-38. (2) El espaciamiento longitudinal de los conectores de espigo no deberá ser mayor de 900 mm (3) La fuerza horizontal de corte admisible por espigo, q, será la estipulada en F.4.8.4 (tablas F4-2 y F.4-3) multiplicada por el siguiente coeficiente de reducción: en donde: hr = altura nominal de los salientes, mm Hs = longitud del conector de espigo después de soldado, que no exceda el valor (hr+75) en el cálculo, aunque la longitud real sea mayor, mm Nr = número de conectores de la viga en una saliente del tablero que no exceda de 3 en los cálculos, aunque haya instalados más Wr = ancho promedio del saliente de concreto (véase F.2.15.5.1, (2)), mm (4) Para prevenir el levantamiento, el tablero metálico deberá anclarse a todas las vigas de acero diseñadas para acción compuesta, a espaciamientos no mayores de 400 mm. Tal anclaje puede proporcionarse con conectores de espigo o mediante una combinación de ellos y soldadura de punto u otro sistema especificado por el diseñador. F.4.8.5.3 - Tableros metálicos de lámina corrugada, con sus salientes paralelas a las vigas de acero (1) El concreto por debajo de la parte superior del tablero de acero debe incluirse en la determinación de las propiedades de la sección y en el cálculo de Ac para la fórmula F.4-36. (2) Los salientes de la lámina corrugada, podrán cortarse longitudinalmente y separarse para formar un capitel de concreto. (3) Cuando la altura nominal del tablero de acero sea de 38 mm o más el ancho promedio, wr, del capitel soportado o el saliente no deberá ser menor de 50 mm para el primer conector en la fila transversal más 4 diámetros del mismo para cada espigo adicional. (4) La fuerza cortante horizontal admisible para cada conector de espigo, q, será el valor dado en F.4.8.4 (tablas F4-2 y F4-3), multiplicado por el siguiente coeficiente de reducción: excepto cuando la relación Wr/hr sea menor de 1.5 Hs y hr están definidas en F.4.8.5.2 y Wr es el ancho promedio de la nervadura de concreto o capitel (véanse F.4.8.5.1(2) y F.4.8.5.3(3). F.4.8.6 - CASOS ESPECIALES - Cuando la construcción compuesta no se acomoda a los requerimientos de F.4.8.1 a F.4.8.5 la fuerza admisible por conector debe establecerse mediante un adecuado programa de ensayos. F.4.9. CONEXIONES, JUNTAS Y CONECTORES F.4.9.1 -GENERALIDADES F.4.9.1.1 - Bases de diseño - Lasconexiones deben diseñarse de tal forma que el esfuerzo calculado sea inferior que el esfuerzo admisible determinado: (1) por análisis estructural de las cargas actuantes sobre la estructura o (2) como una proporción especificada de la resistencia de los miembros conectados, aplicable según el caso. F.4.9.1.2 - Miembros a compresión con uniones que transmiten cargas por aplastamiento - Todas las uniones a compresión se diseñarán para que resistan cualquier tensión que pueda presentarse al combinar las cargas laterales especificadas con el 75 por ciento del esfuerzo calculado de las cargas muertas y ninguna carga viva. F.4.9.1.3 - Conexiones de miembros de armaduras, sometidos a tensión o compresión - Las conexiones de los extremos de miembros de armaduras sometidos a tensión o compresión, deberán poder transmitir la fuerza causada por las cargas de diseño, pero no menos del 50 por ciento de la resistencia efectiva del miembro, a menos que se justifique un porcentaje menor mediante un análisis de ingeniería que considere otros factores que incluya manejo, embarque y montaje. F.4.9.1.4 - Conexiones mínimas - Las conexiones que según el cálculo hayan de transmitir esfuerzos deberan diseñarse para soportar una carga no inferior a 2.7T. Se exceptúan las correspondientes a elementos de enlace, riostras y templetes. F.4.91 .5 - Empalmes en perfiles pesados - La presente sección es aplicable a perfiles laminados ASTM A6, grupos 4 y 5, o a perfiles ensamblados, mediante platicias soldadas con espesores superiores a 50 mm que en conjunto forman la sección transversal la cual estará sometida a esfuerzos principales de tensión debidos a tensión o flexión. Cuando en estas secciones se transmiten fuerzas de tension a través de uniones soldadas con soldaduras de penetración total, se aplican los requisitos de tenacidad de material dados en F.2.1.3.2, los detalles de agujeros de acceso dados en F.4.9.1.6, los procedimientos de soldadura compatible dados en F.4.9.2.2, los requisitos de precalentamiento de soldadura dados en F.4.9.2.3 y los requisitos de preparación de superficies cortadas térmicamente e inspección dados en F.2.13.2.2. En las uniones a tensión se deben remover las salientes de soldadura y el material de soporte y las superficies deben quedar bien pulidas. Todos los agujeros de acceso que se requieran en las uniones de miembros principales a compresión de estos perfiles, deben satisfacer las estipulaciones de F.4.9.1.6 para facilitar las operaciones de soldaduras acanaladas. Alternativamente la unión de tales miembros solicitados a compresión, incluyendo miembros sometidos a tensión por efecto de cargas de viento o sísmicas, puede lograrse utilizando detalles de empalmes que no induzcan deformaciones considerables de contracción de soldadura tales como soldaduras acanaladas de penetración parcial en las aletas y en el alma, empalmes de platina superpuestos con filetes de soldadura, o con empalmes de platina superpuestos empernados o con una combinación de estos dos últimos. F.4.9.1.6 - Despuntes de viqas y agujeros de acceso de soldadura - Todos los agujeros de acceso de soldadura necesarios para facilitar las operaciones de soldadura deben tener una longitud desde el borde de ésta no inferior a 1.5 veces el espesor del material en que se hace el agujero. La altura del agujero de acceso debe ser adecuada para el depósito de material de soldadura en las platinas adyacentes y proporcionar espario libre entre las salientes de soldadura. Todos los despuntes de vigas y los agujeros de acceso que se hagan en perfiles laminados en caliente y perfiles fabricados, deben estar libres de incisiones y esquinas entrantes abruptas excepto que los agujeros de acceso pueden terminar perpendicularmente en la aleta, cuando se utilizan soldaduras de filete alma-aleta en secciones fabricadas. Las superficies de despuntes de vigas cortados térmicamente y los agujeros de acceso de soldadura para perfiles de los grupos 4 y 5 y secciones fabricadas de materiales de espesores superiores a 50 mm, deben pulirse hasta obtener un acabado brillante e inspeccionarse bien sea por el método de partículas magnéticas o el de penetrantes de tintura. No se requiere pulir la parte de transición curva de agujeros de acceso y despuntes de vigas cuanto éstos se han hecho por medio de taladro o segueta. Los agujeros de acceso para soldadura y los despuntes de vigas en secciones diferentes a las antes mencionadas no requieren ser pulidos o inspeccionados con penetrantes de tintura o partículas magnéticas. F.4.9.1.7 - Colocación de soldaduras, pernos y remaches - Los grupos de soldaduras, pernos y remaches en los extremos de cualquier miembro y que deban transmitirle esfuerzos axiales, se han de disponer en forma tal que su centroide coincida con el del miembro, a menos que se hayan tomado medidas para absorber el efecto de la excentricidad. La anterior estipulación no se aplica a las conexiones en los extremos de elementos de ángulos sencillos, de ángulos dobles y de elementos similares cargados estáticamente. En elementos del tipo anterior cargados estáticamente y conectados mediante pernos o remaches, puede despreciarse la excentricidad entre los ejes centroidales de los elementos y los ejes de gramiles de sus conexiones. Tal excentricidad deberá considerarse, en cambio, cuando se trate de miembros sometidos a cargas que produzcan fatiga. Véase F.4.9.3.6 para la colocación de conectores en miembros fabricados hechos de aceros resistentes a los agentes atmosféricos. F.4.9.2 - SOLDADURAS F.4.9.2.11 - Esfuerzos admisibles - Las soldaduras deberán diseñarse en forma tal que cumplan los requisitos de esfuerzos establecidos en la tabla F4-4, salvo lo estipulado en F.4.10.1.4. F.4.9.2.2 - Aleaciónde metal de soldadura - Siempre que se especifique tenacidad de material, los consumibles del proceso para todo el material de soldadura, soldadura punteada, paso inicial y pasos subsiguientes, depositados en una unión, deben ser compatibles para garantizar un metal de soldadura compuesto rígido. F.4.9.2.3 - Precalentamíento de perfiles pesados - Cuando se realizan empalmes de soldaduras acanaladas en perfiles ASTM A6, grupos 4 y 5, y en miembros soldados fabricados de platinas con espesores superiores a 50 mm, deben someterse a un precalentamiento igual o superior a 177°C. F.4.9.3 - PERNOS, PARTES ROSCADAS Y REMACHES F.4.9.3.1 - Esfuerzo admisible a tensión y cortante - Los esfuerzos admisibles a tensión y cortante sobre pernos, remaches, y partes roscadas (kgf por milimetro cuadrado del área de remaches antes de colocarlos o del área sin roscar del cuerpo del perno, y partes roscadas como se indica) deben ser los indicados en la tabla F4-5. Los pernos de alta resistencia requeridos para soportar cargas aplicadas por medio de tensión directa, deben ser escogidos de tal forma que su esfuerzo promedio a tensión, calculado sobre la base del área nominal del perno e independiente de cualquier fuerza inicial de tensionamiento, no exceda los esfuerzos apropiados dados en la tabla F4-5. La carga aplicada debe ser la suma de la carga externa y de cualquier tensión resultante de la acción de tenaza, producida por la deformación de las partes conectadas. Cuando se especifica en el diseño, la resistencia nominal al deslizamiento para conexiones que tengan condiciones especiales de superficies de contacto puede incrementarse hasta los valores aplicables en la "Especificación para Juntas Estructurales que utilizan pernos ASTM A325 o NTC 4028 (ASTM A490)" de la RCSC. En conexiones de deslizamiento crítico diseñadas sobre la base de perforaciones estándares pueden insertarse platinas de relleno hasta de 6.3 mm sin reducir el esfuerzo cortante admisible a aquel especificado para perforaciones alargadas. El diseño de pernos, partes roscadas y remaches sometidos a cargas que producen fatiga se regirá de acuerdo con F.4.13.1.3. F.4.9.3.2 - Esfuerzo cortante y de tensión combinados en conexiones tipo aplastamiento - Los pernos y remaches solicitados por esfuerzos cortantes combinados con tensión deben diseñarse de manera que el esfuerzo a tensión, Ft, en kgf/mm 2 , calculado con base en el área nominal del cuerpo, Ab, y producido por las fuerzas aplicadas a las piezas conectadas, no exceda de los valores calculados mediante las fórmulas de la tabla F.4-6, en donde el esfuerzo cortante producido por las mismas fuerzas, fv, no debe exceder de los valores admisibles estipulados en la tabla F.4-5. Cuando los esfuerzos admisibles son incrementados al considerar cargas por viento o sismo de acuerdo con F.4.1.2, las constantes en las fórmulas de la tabla F.4-6 se incrementarán en 1/3, pero el factor aplicado a fv, no debe incrementarse. F.4.9,13 - Esfuerzocortante y de tensión combinados en conexiones de deslizamiento crítico - Para pernos A-325 y A-490 empleados en juntas de deslizamiento crítico, el máximo esfuerzo cortante admisible dado por la tabla F4-5, debe multiplicarse por el coeficiente de reducción (1 - ftAb/Tb ), en donde ftes el esfuerzo promedio a tensión producido por una carga directa aplicada a todos los pernos en la unión y Tb, la carga de pretensionamiento del perno especificada en la tabla F.2-8. Cuando los esfuerzos admisibles se incrernentan para fuerzas de viento o sismo de acuerdo con F.4.1.2, el esfuerzo cortante admisible reducido, debe incrementarse en 1/3. F.4.9.3.4 - Esfuerzo de aplastamiento admisible en perforaciones de pernos - Sobre el área proyectada de pernos y remaches en conexiones sometidas a corte con la distancia extrema en la línea de acción de la fuerza no menor que 1.5d y la distancia entre centros de pernos no menor que 3d: (1) En perforaciones estándares o poco alargadas con dos o más pernos en la línea de acción de la fuerza, Fp = 1.2Fu (F.4-43) en donde: Fp = esfuerzo admisible de aplastamiento, kgf/mm 2 . (2) En perforaciones muy alargadas con el eje de la ranura perpendicular a la dirección de la carga con dos o más pernos en la línea de acción de la fuerza, Fp = 1.0 Fu (F.4-44) Sobre el área proyectada del perno o remache más cercano al borde en perforaciones estándares o poco alargadas con la distancia al borde menor que 1.5d y en todas las conexiones con un solo perno en la línea de acción de la fuerza: en donde: Le = distancia desde el borde libre al centro de¡ perno, mm d = diámetro del perno, mm Si la deformación alrededor de la perforación no es una consideración de diseño y se requiere un espaciamiento adecuado y una distancia al borde de acuerdo con F.4.9.3.4 y F.4.9.3.5 respectivamente se permite la siguiente fórmula en lugar de la fórmula F.4-43: Fp= 1.5Fu (F4-46) En consecuencia el límite de la fórmula F.4-45 se incrementará a 1.5Fu Tabla F.4-4 - Esfuerzo admisible en soldaduras (f) Tipo de Soldadura y esfuerzo (a) Esfuerzo admisible Nivel requerido de resistencia de la soldadura (b), (c) Soldaduras de surco de penetración total Tensión normal al área efectiva El mismo del metal de base Se debe utilizar metal de soldadura "compatible" Compresión normal al área efectiva El mismo del metal de base Se permite metal de soldadura con resistencia igual o menor al de la soldadura "compatible" Tensión o compresión paralelas al eje de la soldadura El mismo del metal de base Corte sobre el área efectiva 0.30 x la resistencia nominal a tensión del metal de la soldadura (kgf/mm 2 ) Soldaduras de surco de penetración parcial (d) Compresión normal al área efectiva El mismo del metal de base Se permite metal de soldadura con resistencia igual o menor al de la soldadura "compatible" Tensión o compresión paralela al eje de la soldadura (e) El mismo del metal de base Corte paralelo al eje de la soldadura 0.30 x la resistencia nominal a tensión del metal de la soldadura (kgf/mm 2) Tensión normal al área efectiva 0.30 x la resistencia nominal a tensión del metal de la soldadura (kgf/mm 2 ) , excepto que el esfuerzo de tensión sobre el metal base no excederá 0.60 x el esfuerzo de fluencia del metal base Soldaduras de filete Corte sobre el área efectiva (a) 0.30 x la resistencia nominal a tensión del metal de la soldadura(kgf/mm 2 ) Se permite metal de soldadura con resistencia igual o menor al de la soldadura "compatible" Tensión o compresión paralela al eje de la soldadura (e) El mismo del metal de base Soldaduras de tapón y ranura Corte paralelo a las superficies unidas (sobre el área efectiva) 0.30 x la resistencia nominal a tensión del metal de la soldadura (kgf/mm 2 ) Se permite metal de soldadura con resistencia igual o menor al de la soldadura "compatible" ************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************* Notas: (a) Véase en F.2.10.2.1.11 la definición de área efectiva. (b) Los metales de soldadura "compatibles" están dados en la tabla 41-1 de la Norma AWS D 1.1. (c) Se permitirá metal de soldadura con una resistencia superior en un nivel a la M metal de soldadura "corripatible". (d) En F.2.10.2.1.2(b) se limita el uso de juntas soldadas de surco de penetración parcial. (e) Las soldaduras de filete y las de surco de penetración parcial que unen los componentes de miembros ensamblados, como por ejemplo las conexiones entre aleta y alma, pueden diseñarse sin considerar los esfuerzos a tensión o a compresión en estos elementos, que actúan paralelos a los ejes de las soldaduras. (f) El diseño M material conectado está gobernado por F.4.3 a FA6. Tabla F.4-5 Esfuerzos admisibles en sujetadores (kgf/mm2) Descripción de los sujetadores Tensión admisible F t (g) Cortante admisible (F v )(g) Conexiones de deslizamiento crítico con huecos (e.i) Conexiones tipo aplastamiento (i) Perforaciones estándares Perforaciones grandes o alargadas Perforaciones muy alargadas Carga Transversal Carga paralela (f) Remaches NTC 4033 (ASTM A502) Grado 1 colocados en caliente (a) 16.2 (f) 12.3 Remaches NTC 4033 (ASTM A502) Grado 2 y 3 colocados en caliente (a) 20.4 (f) 15.5 Pernos NTC 4034 (ASTM A307) (Grado2) (a) 14.1 (b.f) 7.0 Partes roscadas que cumplan lo requisitos de F.2.3.3 y F.2.3.4 pernos NTC 858 (ASTM A449) (Grado 4, NTC 858) que cumpla los requisitos de F.2.3.4 cuando el plano de corte queda en la parte roscada (a, c, h) 0.33F u (h) 0.17F u Igual al anterior cuando el plano de corte no queda en la parte roscada (a, h) 0.33F u (h) 0.22 F u Pernos ASTM A325 Grado 5, cuando el plano de corte queda en la parte roscada (d) 30.9 12.0 10.5 8.4 7.0 (f) 14.8 Igual al anterior cuando el plano de corte no queda en la parte roscada (d) 30.9 12.0 10.5 8.4 7.0 (f) 21.1 Pernos NTC 4028 (ASTM A490) (Grado 8) cuando el plano de corte queda en la parte roscada (d) 38.0 14.8 12.7 10.5 9.1 (f) 19.7 Igual al anterior cuando el plano de corte no queda en la parte roscada (d) 38.0 14.8 12.7 10.5 9.1 (f) 28.1 Notas (a) Unicamente para carga estática. (b) Permitidas las roscas en el plano de corte. (c) La capacidad de tensión de la porción roscada de una barra con extremos ensanchados, basada en el área de la sección correspondiente al diámetro mayor de la rosca A b deberá ser mayor que el valor obtenido al multiplicar 0.6F y por el área nominal del cuerpo de la barra antes de su ensanchamiento. (d) Veáse F.4.13.1.3 cuando se trate de pernos ASTM A325 y NTC 4028 (ASTM A490) sujetos a cargas que produzcan fatiga. (e) Clase A (Coeficiente de deslizamiento 0.33). Superficies libres de escamas de laminado y limpiadas cn chorro de arena y revestimiento Clase A. Cuando lo especifique el diseñador pueden incrementarse los esfuerzos admisibles a corte F v , en conexiones de deslizamiento crítico, cuyas superficies de contacto tengan condiciones especiales, a los valores aplicables dados en las especificaciones RCSC. (f) Los valores tabulados deben reducirse en un 20% cuando las conexiones tipo aplastamiento utilizadas para unir miembros a tensión, tengan una línea de sujetadores cuya longitud, medida en la dirección paralela a la de las fuerzas sea mayor que 1270mm) (g) Véase F.4.1.2. (h) Véase la tabla 2, sección de valores numéricos para los valores correspondientes a los diferentes aceros según las normas ASTM. (i) En F.2.10.3.7 se establecen limitaciones para el uso de perforaciones sobredimensionadas y alargadas. (j) Dirección de aplicación de la carga con relación al eje largo de la ranura. Si la deformación alrededor de la perforación no es una consideración de diseño y se requiere un espaciamiento adecuado y una distancia al borde de acuerdo con F.4.9.3.4 y F.4.9.3.5 respectivamente se permite la siguiente fórmula en lugar de la fórmula F.4-46: F p =1.5F u (F.4-46) Tabla FA-6 Esfuerzo admisible a tensión (F t ) de sujetadores en conexiones tipo aplastamiento (kgf/mm 2 ) F.4.9.3.5 - Separación mínima - La distancia rnínima entre centros de perforaciones estándares agrandadas o alargadas para colocar remaches o pernos no podrá ser inferior a 2 2/3 d y se preferirá que sea igual a 3d, en donde d es el diámetro nominal del respectivo elemento de conexión. Además no podrá ser menor a la establecida en el siguiente numeral cuando éste sea aplicable. A lo largo de una línea paralela a la línea de acción de la fuerza transmitida, la distancia entre centros de perforaciones s no podrá ser inferior a 3d cuando F, se determina por las fórmulas FA-43 y FA-44. De lo contrario s no podrá ser inferior a la siguiente: (a) Para perforaciones estándares: en donde. p = fuerza transmitida por un elemento de conexión a la parte crítica conectada, en kgf F. = resistencia a la tensión mínima especificada de la parte crítica conectada, en kgf/MM2 t = espesor de la parte crítica conectada, mm (b) Para perforaciones agrandadas y alargadas, la distancia requerida en el subnumeral anterior para las perforaciones estándares, más el incremento aplicable, C, dado en la tabla F.212, con el requisito adicional que la distancia libre entre perforaciones no sea inferior al diámetro del perno. F.4.9.3.6 - Distancia mínima al borde - La distancia del centro de una perforación estándar a cualquier borde de una parte conectada no será inferior al valor aplicable de la tabla 17.213 ni al valor dado en la fórmula FA­48, según corresponda. A lo largo de la línea de acción de la fuerza transmitida, la distanc'ia del centro de una perforación estándar al borde de la parte conectada L, no será inferior a 1.5d cuando F, se determina por las fórmulas FA-43 o FA­44. De lo contrario la distancia al borde no será inferior a en donde P, F. y t tienen el mismo significado que en F.4.9.3.5. La distancia del centro de una perforación agrandada o alargada al borde de una parte conectada no será inferior a la prevista para una perforación estándar, más el incremento aplicable, C2, dado en la tabla F.214. F.4.9.4 - ESFUERZO ADMISIBLE DE ROTURA POR CORTANTE - En conexiones del extremo de una viga cuando la aleta superior está despuntada y en situaciones similares en que la falla puede ocurrir por corte a lo largo de un plano que pasa por los elementos de conexión, o por una combinación de corte a lo largo de dicho plano y tensión a lo largo de un plano perpendicular: Fv = 0. 30 F u (F.449) que actúa sobre el área neta de corte A v , y, Ft = 0. 50 F u (FA-50) que actúa sobre el área neta de tensión A t La trayectoria neta mínima de falla deberá investigarse en la periferia de conexiones soldadas (Véanse F.2.2.2 y las figuras C-F.4.9.4.l, C-F.4.9.4.2, C-F.4.9.4.3 y C-F.4.9.4.4 de los comentarios). F.4.9.5 - ELEMENTOS DE CONEXIóN - Este numeral se aplica al diseño de elementos de conexión, tales como atiesadores, cartelas, ángulos, ménsulas y tableros de conexión viga-columna. F.4.9.5.11 - Esfuerzo admisible de rotura por cortante - Para situaciones en que puedan ocurrir fallas por cortante a lo largo de un plano que pase por los sujetadores, o por una combinación de cortante a lo largo de dicho plano y tensión a lo largo de un plano perpendicular, véase F.4.9.4. F.4.9.6 - PLATINAS DE RELLENO - No se requiere extender y desarrollar los elementos de relleno con espesores entre 6.3 y 19 mm, siempre y cuando que el esfuerzo cortante admisible en los pernos se reduzca por el factor 0.4(t - 0.25) , donde t es el espesor total de los elementos de relleno, hasta 19 mm. F.4.9.7 - ESFUERZOS ADMISIBLES DE APLASTAMIENTO - Sobre el área de contacto de superficies cepilladas y extremos de rigidizadores de apoyo y sobre el área proyectada de pasadores en perforaciones rimadas o taladradas: Fp - 0. 90 F y (F.A-51) En los rodillos de expansión y en los balancines, kgf por unidad de longitud: en donde: d = es el diámetro de¡ rodillo o balancín, mm. F.4.9.8 -- BASES DE COLUMNAS Y APLASTAMIENTO EN MAMPOSTERIA Y CONCRETO - Se deben establecer estipulaciones adecuadas para transmitir las cargas y momentos de columnas a las bases y fundaciones. • En ausencia de especificaciones se utilizarán los siguientes valores de esfuerzos: • En piedra caliza y arenisca .............................................................. .......... . Fp = 0.28 kgf/mm 2 • En ladrillo con pega de mortero de cemento ................................................... Fp = 0.18 kgf/mm 2 • En el área total de un apoyo de concreto ......................................... .......... ……...…Fp = 0.35f'c • En el área parcial de un apoyo de concreto ................................... = 0.35 f' c A 2 /A 1 0.70f' c en donde. f'c = resistencia especificada del concreto a la compresión, kgf/mm 2 A = área de contacto sobre el apoyo de concreto, mm 2 A, = área total de apoyo del concreto, mm 2 F.4.10 CONSIDERACIONES ESPECIALES DE DISEÑO 117.4.110.11 - BASES DE DISEÑO - Almas y aletas bajo fuerzas concentradas F.4.10.11.11 - Los miembros con cargas concentradas aplicadas normalmente a una de las aletas y simétricas con respecto al alma deben tener una aleta y el alma diseñadas para satisfacer los criterios de flexión local de la aleta, resistencia a la fluencia, arrugamiento y pandeo lateral del alma de acuerdo con F.4.10.1.2, 17.4.10.1.3, 17.4.10.1.4 y F.4.10.1.5. Los miembros con cargas concentradas aplicadas en las dos aletas deben tener el alma diseñada para satisfacer los criterios de fluencia, arrugamiento y pandeo del alma como columna, de acuerdo con F.4.10.1.3, F.4.10.1.4 y F.4.10.1.6. No hay necesidad de verificar F.4.10.2 y F.4.10.3 cuando se colocan atiesadores dobles en los lados opuestos del alma bajo cargas concentradas, en una longitud igual a la mitad de la altura del miembro. Para almas de columnas sometidas a fuerzas cortantes altas y atiesadores de apoyo, véanse F.4.10.11.7 y 17.4.10.11.8 respectivamente. F.4.110.11.2 - Flexíón local de las aletas - Se debe colocar un par de atiesadores opuestos a la aleta a tensión o a lis aletas de vigas que descansan en el miembro, siempre que el espesor de la aleta de éste, 4, sea menor que: en donde: F yc = esfuerzo de fluencia de la columna, kgf/mm2 P bf = La fuerza calculada que transmite la aleta o platina de conexión de momento, multiplicada por 5/3 cuando se consideran únicamente cargas muertas y vivas, o por 4/3, cuando se incluyen además de las anteriores, fuerzas de viento y sísmicas, kgf. Si la longitud de la zona cargada, medida a través de la aleta del miembro, es menor que 0.11%, no es necesario verificar la fómiula FA-53, b es el ancho de la aleta del miembro. F.4.110.11.3 - Fluencia local del alma - Si el esfuerzo a compresión en el pie de la transición del alma, resultante de cargas concentradas, excede de 0.66FY, se deben colocar atiesadores de apoyo en las vigas principales y vigas de alma llena soldadas. (a) Cuando la fuerza que ha de resistirse es una carga concentrada que produce tensión o compresión, aplicada a una distancia del extrerno del miembro mayor que la altura de éste, (b) Cuando la fuerza que ha de resistirse es una carga concentrada aplicada en el extremo del mierribro o cerca de éste, en donde. R = carga concentrada o reacción, kgf tw = espesor del alma, mm N = longitud de apoyo (no inferior que k en reacciones extremas), mm k = distancia desde la cara exterior de la aleta al pie de la transición del alma, mm F.4.110.11.4 - A rrugamiento del alma - Cuando la fuerza a compresión excede los siguientes límites, deben colocarse atiesadores de apoyo en el alma de miembros bajo cargas concentradas: (a) Cuando la carga concentrada está aplicada a una distancia no inferior a d/2 del extremo del miembro, (b) Cuando la carga concentrada está aplicada a una distancia menor a d/2 del extremo del miembro, en donde: F yw = mínimo esfuerzo de fluencia especificado para el alma de la viga, kgf/mm 2 d = altura total del miembro, mm t r = espesor de la aleta, mm No se requiere verificar las fórmulas FA-56 y FA-57 cuando los atiesadores provistos se colocan en una longitud igual como mínimo a la mitad de la altura del alma. F.4.110.11.5 - Pandeo lateral del alma - Cuando la fuerza a compresión excede los siguientes limítes, deben colocarse atiesadores de apoyo en las almas de miembros con aletas que no están restringidas contra el movimiento relativo por atiesadores o riostras laterales y estén sometidas a cargas concentradas de compresión: (a) Si la aleta cargada está restringida contra la rotación y la relación (d c /t w ) (l/b r ) es menor que 2.3: (b) Si la aleta cargada no está restringida contra la rotación y la relación (d c /t w ) (l/b r ) es menor que 1.7: en donde: l = la mayor longitud sin arriostramiento lateral en el punto de aplicación de la carga a lo largo de cualquier aleta, mm b r = ancho de la aleta, mm d r = d-2k = Altura libre del alma entre las transiciones aleta-alma, mm No hay necesidad de verificar las fórmulas F4-58 y FA-59 en almas sometidas a cargas uniformemente distribuídas o cuando la relación (d c /t w ) (l/b r ) excede los valores de 2.3 y 1.7, respectivamente. F.4.110.1.6 - Pandeo por compresión de/ alma - Cuando la altura del alma, con exclusión de los filetes, d c es mayor que: se deben colocar uno o dos atiesadores opuestos a la aleta a compresión. En donde: t wc = espesor del alma de la columna, mm F.4.10.1.7 - Miembros a compresión con tableros de alma sometidos a esfuerzos cortantes altos - Los miembros sometidos a esfuerzos cortantes altos en el alma, deben investigarse de acuerdo con F.4.5.4. F.4.10.1.8 - A tiesadores para cargas concentradas - Siempre que sean aplicables los requisitos de F.4.101.2 a F.4.110.11.6, se deben colocar pares de atiesadores en los extremos no aporticados o en los puntos de cargas concentradas en el interior de vigas principales, viguetas o columnas. los atiesadores no deben extenderse más de la mitad de la altura del alma si así se requiere en F.4.10.2, F.4.110.1.3 o la fórmula FA-61, excepto como sigue: Siempre que se requieran atiesadores con base en F 4.10.1.4 o F.4.110.1.6, éstos deben diseñarse como miembros axialmente comprimidos (columnas) de acuerdo con los requisitos de F.4.4.1 con una longitud efectiva igual a 0,75h, una sección transversal compuesta por dos atiesadores y una franja del alma que tenga un ancho de 25t. para atiesadores intermedios y de l2t. para atiesadores en los extremos de miembros. Cuando la carga normal a la aleta es una carga de tensión, los atiesadores se soldarán a la aleta cargada. Cuando la carga es de compresión, los atiesadores podrán soldarse o simplemente apoyarse en la aleta cargada. Cuando en conexiones de extremo de viga, que deben transmitir momento, se suelden las aletas o platinas de conexión a la aleta de una columna constituida por un perfil 1 o El, se debe proporcionar al alma de la columna un par de rigidizadores que tenga área transversal total, A,, no inferior a la calculada mediante la fórmula FA­61, a menos que dicho cálculo resulte positivo. en donde: F yc = esfuerzo de fluencia de la columna (kgf/mm 2 ) F yst = esfuerzo de fluencia de los rigidizadores (kgf/mm 2 ) k = distancia entre la cara exterior de la aleta y el pie de¡ alma de la zona de transición, si se trata de un perfil de acería, o la distancia equivalente, si el perfil de la columna ha sido fabricado (mm) t b = espesor de la aleta o de la platina de conexión de momento que transmite la fuerza concentrada, (mm) Los atiesadores que se requieran según las estipulaciones de la fórmula F4-611 y F.4.10.1.2 y F.4.10.1.6 deben cumplir con los siguientes criterios: (1) El ancho de cada atiesador más 1/2 del espesor del alma de la columna no debe ser inferior a 113 del ancho de la aleta o platina de conexión de momento que transmite la fuerza concentrada. (2) El espesor de los atiesadores no debe ser inferior a t b /2 (3) La soldadura que conecta los atiesadores al alma de la columna debe calcularse para resistir la fuerza en el atiesador que causa el desbalance de los momentos que actúan en los lados opuestos de la columna, F.4.110.2 - EMPOZAMIENTO DE AGUA - El esfuerzo de flexión total debido a las cargas muertas, cargas vivas gravitacionales (si las hay) y el empozamiento de agua no debe exceder de 0.80117Y en los miembros principales ni en los secundarios. No es necesario incluir en un análisis de empozamiento los esfuerzos originados por el viento o por fuerzas sísmicas. F.4.10.3 - TORSION - Los efectos de torsión deben considerarse en el diseño de miembros y los esfuerzos normales y de corte producidos por torsión deben añadirse a los esfuerzos causados por todas las demás cargas, los esfuerzos resultantes no deberán sobrepasar los valores admisibles. F.4.110.4 - FATIGA - Los miembros y sus conexiones sujetos a cargas de fatiga, deberán diseñarse de conformidad con lo estipulado en F.4.13.1. F.4.11 - REQUISITOS DE DISEÑO F.4.1111.11 - PANDEO LOCAL F.4.1111.11.11 - Elementos esbeltos a compresión - Los miembros cargados axialmente y los miembros a flexión que contengan elementos solicitados por compresión que tengan una relación ancho/espesor en exceso a los valores no compactos aplicables, tal como se estipula en F.4.2.11 se diseñarán de acuerdo con los siguientes requisitos. F.4.11.11.1.11 - Elementos no atiesados a compresión - El esfuerzo admisible de elementos no atiesados a compresión cuya relación ancholespesor exceda el valor no compacto aplicable, estipulado en F.4.2.1 estará sujeto a un coeficiente de reducción Q el cual se determinará por las fórmulas aplicables FA-62 a FA-67 cuando tales elementos comprenden la aleta a compresión de un elemento a flexión, el máximo esfuerzo flector admisible no debe exceder 0,60FYQ,, ni el valor aplicable provisto en F.4.4.1. El esfuerzo admisible de miembros a compresión cargados axialmente se modificará por el coeficiente de reducción apropiado Q, tal como se estipula en F.4.11.1.1.3. Para ángulos sencillos: en donde: b = ancho del elemento no atiesado a compresión como se define en F.4.2.1, mm t = espesor del elemento no atiesado, mm F y = punto de fluencia mínimo especificado, kgf/mm 2 k c = 4.05/(h/t) si h/t > 70, de lo contrario k c =1.0 Los elementos no atiesados de tees cuyas dimensiones excedan los límites de F.4.2.1 deberán cumplir con las lirniticiones dadas en la tabla FA-7. F.4.11.1.1.2 - Elementos atiesados a compresíón - Cuando la relación ancho-espesor de elementos atiesados comprimiclos uniformemente (excepto platabandas perforadas) exceda el límite no compacto, estipulado en F.4.2.1 se deberá emplear un ancho efectivo reducido, b e , al determinar las propiedades de diseño de la sección que contiene el elemento, excepto que la relación b e/ t no necesita tomarse tan pequeña como el valor aplicable permitido en F.4.2.1. Tabla F.4-7 Proporciones límites para tees y canales Para aletas de secciones cuadradas y rectangulares de espesor uniforme: Para otros elementos comprimidos uniformemente: en donde: b = ancho del elemento atiesado a compresión tal como se define en F.4.2.1, mm b e = ancho reducido, mm t = espesor del elemento, mm f = esfuerzo de compresión (esfuerzos axiales más esfuerzos flectores) en los elementos atiesados, calculado con base en las propiedades de diseño que se especifican en F.4.21, kgf/mm 2 . Si la sección transversal incluye elementos no atiesados, el f para el elemento atiesado debe ser tal que el esfuerzo máximo de compresión en el elemento no atiesado no exceda de F a Q s o F b Q s , según el caso. Cuando los esfuerzos admisibles se incrementan por acción de cargas de viento o sismo de acuerdo con las estipulaciones de F.4.21, el ancho efectivo, b, será determinado sobre la base de 0.75 veces el esfuerzo producido por cargas de viento o sismo solamente o en combinación con las cargas vivas y muertas de diseño. Para las secciones circulares cargadas axialmente: Los miembros con una relación diámetro-espesor D/t comprendida entre 2320/F y y 9140/F y , no deben exceder el valor más pequeño determinado por F.4.4.1 ni en donde: D = diámetro exterior, mm t = espesor de la pared, mm F.4.11.1.1.3 - Propiedades de diseño - Las propiedades de diseño se deben determinar empleando secciones transversales completas del elemento, con las siguientes excepciones. Al calcular el momento de inercia y el módulo de sección de elementos a flexión, se debe utilizar el ancho efectivo de los elementos atiesados sometidos a compresión uniforme, tal como se define en F.4.11.1.1.2 a fin de determinar las propiedades transversales efectivas. Para los elementos atiesados de la sección transversal Qa = área efectiva (F.4-71) área real Para los elementos no atiesados de la sección transversal, se puede utilizar el Q definido en el numeral F.4.11.1.1.1. Para los miembros a compresión cargados axialmente el área total transversal y el radio de giro, r, se calcularán con base en la sección transversal real. El esfuerzo admisible en miembros a compresión con carga axial que contienen elementos no atiesados o atiesados no debe exceder Cuando Kl/r es menor que C' c (a) Secciones transversales compuestas totalmente por elementos no atiesados: Q = Q s (Q a = 1.0) (b) Secciones transversales compuestas totalmente por elementos atiesados: Q = Q a (Q s = 1.0) (c ) Secciones transversales compuestas por elementos atiesados y no atiesados: Q= Q s Q a Cuando Kl/r excede C' c : (e) Esfuerzo combinado axial y de flexión - Al aplicar las disposiciones de F.4.7 a miembros sometidos a esfuerzos combinados axiales y de tensión y que contengan elementos atiesados cuya relación ancho­espesor exceda el limite aplicable de secciones no compactas dado en F.4.2.1, los esfuerzos F a , f bx y f by , se deben calcular con base en las propiedades de la sección estipuladas en F.4.11.1.1.3. Para miembros que contengan elementos no atiesados cuya relación ancho-espesor exceda el límite de secciones no compactas, el esfuerzo flector admisible, F b , será el valor más pequeño dado por 0.60F y Q s , o el provisto en F.4.5.1.3. El término f a /0.60F y de las fórmulas F.4-32 y F.4-86 será reemplazado por f a /0.60F y Q. F.4.12 - VIGAS Y OTROS MIEMBROS A TENSION F.4.12.1 - MIEMBROS DE ALMA ACARTELADA - El diseño de miembros acartelados que cumplen con los requisitos dados a continuación estará regido por las estipulaciones de F.4.5, salvo las modificaciones dadas en este numeral. F.4.12.1.1 - Requísitos generales - La presente especificación se aplica a miembros acartelados siempre y cuando que cumplan con los requisitos de F.2.16.2.1. F.4.12.1.2 - Esfuerzo admisible de tensión - El esfuerzo admisible para elementos acartelados a tensión se determinará de acuerdo con F.4.3.1. F.4.12.1.3 - Esfuerzo admisible de compresiór, El esfuerzo admisible en la sección total de elementos acartelados a compresión cargados axialmente, no debe exceder lo siguiente: Cuando la relación de esbeltez efectiva S es menor que C c : Cuando la relación de esbeltez efectiva S excede de C c : en donde. S = Kl/r oy para la flexión con respecto al eje menor y K y l/ r ox para la flexión con respecto al eje mayor. K = coeficiente de longitud efectiva para un miembro prismático K y = coeficiente de longitud efectiva para un miembro acartelado, determinado analíticamente r ox = radio de giro con respecto al eje mayor en el extremo más pequeño de un miembro acartelado, mm r oy = radio de giro con respecto al eje menor en el extremo más pequeño de un miembro acartelado, mm l = longitud real sin arriostramientos del miembro, mm F.4.12.1.4 - Esfuerzos admisibles en flexíón - Los esfuerzos de tensión y compresión (kgf/mm 2 ) en las fibras extremas de miembros acartelados en flexión no deben exceder los valores de las ecuaciones F.2-108 a F.2-­115. F.4.12.1.5 - Esfuerzo admisible por cortante - El esfuerzo admisible por cortante en miembros acartelados se calculará de acuerdo con F.4.5.4. F.4.12.1.6 - Esfuerzos combinados de flexión y fuerza axial - Los miembros acartelados y segmentos no arriostrados de éstos sometidos a esfuerzos combinados de flexión y comprensión axial se diseñarán para satisfacer el requisito siguiente: Cuando f ao /F a 0. 15, se permite la fórmula F.4-78 en lugar de las fórmulas F.4-76 y F.4-77: en donde F Y = esfuerzo de comprensión axial permitido cuando no hay momento flector, kgf/MM 2 F by = esfuerzo rip flexión permitido cuando no hay fuerza axial, kgf/mm 2 F' cy = esfuerzo crítico de Euler dividido por un factor de seguridad, kgf/mm 2 en donde: l b = longitud real no soportada en el plano de flexión r bo = radio de giro correspondiente en su extremo menor f ao = esfuerzo axial calculado en el extremo menor del miembro o segmento no arriostrado, según el caso, kgf/mm 2 f bl = esfuerzo de flexión calculado en el extremo mayor del miembro o segmento no arriostrado, según el caso, kgf/mm1 c' m = coeficiente utilizado en el término de las ecuaciones de interacción aplicado a flexión cuando el miembro está sometido a momentos extremos que producen flexión de curvatura simple y esfuerzos de flexión, calculados en los extremos, aproximadamente iguales: cuando el esfuerzo de flexión calculado en el extremo menor de la longitud no arriostrada es igual a cero. Cuando Kl/r C e , y los esfuerzos combinados se verifican a intervalos a lo largo de la longitud, f., puede reemplazarse por f. y f,, por f, en las fórmulas F4-76 y FA-78. F.4.13 - CONSIDERACIONES ESPECIALES DE DISEÑO F.4.13.1 - FATIGA - Los miembros y las conexiones sujetas a esfuerzos de fatiga se deben diseñar de acuerdo con lo estdulecido en F.2.19.2, salvo lo siguiente. F.4.13.1.1 - Fatiga de tensión en pemos - El esfuerzo de tensión en pernos Grado 5 o Grado 8 ASTM A325 y NTC 4028 (ASTM A490) sometidos a cargas de fatiga por tensión, producido por la combinación de la carga aplicada y las fuerzas de tensión resultantes de la acción de tenaza no debe exceder los siguientes valores. Las fuerzas de tensión resultantes por la acción de tenaza no deben exceder el 60% de la fuerza aplicada externamente. Número de ciclos Grado 5 ASTM A325 Kgf/mm 2 Grado 8 NTC 4028 (ASTM A490) Kgf/mm 2 Hasta 20 000 31 38 De 20 000 a 500 000 28 34 Más de 500 000 22 27 CAPÍTULO F.5 PROVISIONES SISMICAS PARA EDIFICACIONES HECHAS CON PERFILES LAMINADOS O MIEMBROS ARMADOS DE ACERO ESTRUCTURAL; DISEÑO PARA ESFUERZOS ADMISIBLES F.5.0 - GENERALIDADES Como alternativa a los procedimientos de diseño sísmico con coeficientes de carga yde resistencia dados en el capítulo F.3, se permiten los establecidos en el Capítulo F.4, con las modificaciones indicadas a continuación. Al utilizar el Diseño para Esfuerzos Admisibles, se aplicarán las provisiones del Capítulo F.3, exceptuando aquellos numerales en donde se indiquen las substituciones o adiciones siguientes. F.5.0.1 - ALCANCE - Estos requisitos especiales se aplicarán junto con los establecidos en el Capítulo F.4. Estar dirigidos al diseño y construcción de miembros de acero estructural en edificios para los cuales las fuerzas de diseño que resultan de movimientos sísmicos se han determinado con base en la disipación de energía en el rango no lineal de respuesta. Contenido en construcción F.7.6.7.8 - Soldaduras de filete - Soldaduras de filete en un solo lado no deben usarse para transmitir momentos respecto de sus propios ejes. Pueden usarse soldaduras de filete intermitentes sólo si la distancia entre los extremos de soldaduras adyacentes, en línea o escalonadas sobre lados alternos de la pieza, no excede lo menor de lo siguiente: a) 10 veces el espesor del material base más delgado o 300 mm, si está en compresión o cortante. b) 24 veces ese espesor o 300 mm, si está a tensión. En una línea de soldaduras intermitentes debe haber una soldadura en cada extremo de la pieza conectada. La resistencia de diseño de una unión con soldadura de filete se da en F.7.6.9.2. Una soldadura de filete debe ser continua alrededor de la esquina en el extremo o lado de una pieza, con una longitud más allá de la esquina de no menos dos veces la longitud del lado de la soldadura. Véase el literal (f) de F.7.4.4.3 para el efecto de traslapar zonas afectadas por el calor. Si se usan dos soldaduras de filete longitudinales solas en una conexión de extremo traslapada, la longitud de cada una no debe ser menor que la distancia entre ellas. La garganta de una soldadura de filete (g t ), véase la figura F.7.6.2 (a), es la altura de un triángulo que puede ser inscrito dentro de la soldadura y medida perpendicular a su lado exterior. Excepcionalmente, la garganta de una soldadura de filete puede ser tomada incluyendo cualquier penetración especificada, p t siempre que los tanteos demuestren satisfactoriamente al diseñador que dicha penetración puede ser lograda consistentemente. Se puede suponer una garganta grande si los tanteos durante el procedimiento muestran que la penetración necesaria más allá de la raíz nominal puede ser consistentemente obtenida, por ejemplo, mediante soldadura automática (véase la figura F.7.6.2 (b)). El área efectiva de una soldadura de filete es su dimensión de garganta (g t ) multiplicada por su longitud efectiva, excepto que, para soldaduras de filete en agujeros o ranuras, el área efectiva no debe ser mayor que el área del agujero o ranura. La longitud efectiva se define en F.7.6.9.2. F.7.6.8 - RESISTENCIA DE DISEÑO DE UNIONES SOLDADAS - En el diseño de uniones soldadas se deben considerar la resistencia del metal de aporte y la resistencia del material en la zona afectada por el calor adyacente a la frontera de fusión de la soldadura (véase F.7.4.4 y la figura F.7.6.3). Los esfuerzos límites para el material de la zona afectada por el calor se tratan en F.7.6.9. La capacidad de deformación de la unión se mejora cuando la resistencia de diseño de la soldadura es mayor que la del material adyacente en la zona afectada por el calor. F.7.6.8.1 - Grupos de soldaduras Una unión soldada consistente de un grupo de soldaduras debe diseñarse sobre la base de una distribución realista de esfuerzos entre las soldaduras relacionada con su rigidez relativa es esencial mantener el equilibrio con las cargas externas mayoradas. F.7.6.8.2 - Esfuerzo límite del metal de aporte - El alambre de metal de aportación para uso en construcción soldada debe ser escogido de acuerdo con la tabla F.7.2.8. Los valores del esfuerzo límite del metal de aporte p w (en kgf/mm 2 ) para las combinaciones permitidas de material base y de aportación mostradas en la tabla F.7.2.8, se dan en la tabla F.7.6.2. F.7.6.8.3- Esfuerzo límite en la zona afectada por el calor - Los esfuerzos límite p az ., y p vz para el material en la zona afectada por el calor se dan en la tabla F.7.6.3, donde p az ., y p vz son, respectivamente, el esfuerzo límite directo y de cortante. Pueden necesitarse valores más altos de esfuerzo límite para materiales de aporte particulares (véase apéndice F.7.C). F.7.6.9-RESISTENCIA DE DISEÑO DE SOLDADURAS F.7.6.9.1 - Metal de soldadura a tope - Unasoldadura a tope sometida a cortante y carga axial debe proporcionarse de modo que: Para una soldadura a tope con una carga de tensión oblicua (véase la figura F.7.6.4), la resistencia de diseño P BR está dada por: donde I e - longitud efectiva de la soldadura La longitud efectiva de la soldadura es la longitud total de la soldadura cuando se evitan las imperfecciones en los extremos mediante el uso de platinas de arranque y terminación. De otro modo, es la longitud total menos dos veces el ancho de soldadura (véase la figura F.7.6.4). El esfuerzo de diseño del metal de aporte a compresión puede ser tomado igual al de tensión, excepto cuando pueda ocurrir pandeo. Cuando el material base es de diferente espesor en cada lado de la soldadura, se debe investigar la posibilidad de un efecto de concentración de esfuerzos. Cuando la soldadura está sometida a flexión en su plano, la resistencia de diseño por unidad de longitud puede encontrarse omitiendo l e , en la expresión para P RB . Para una unión sin fuerzas de cortante externas y con la línea de la soldadura a tope perpendicular a la línea de acción de la carga externa, =90###, t 2 = 0 y la resistencia de diseño será: Para una fuerza cortante externa paralela a la línea de la soldadura a tope, la resistencia de diseño será: F.7.6.9.2- Metal de soldadura de filete - Una soldadura de filete debe proporcionarse de modo que se satisfaga la siguiente expresión: donde l e es la longitud efectiva de la soldadura (igual que en soldaduras a tope). Para una soldadura de filete longitudinal simple (carga aplicada paralelamente a la longitud de la soldadura), o 1 =t 1 = 0 y la resistencia de diseño depende sólo de y 2 : donde l f , es la longitud efectiva de la soldadura de filete. El valor de l f , está influenciado por la longitud total de la soldadura, como se indica en la figura F.7.6.6, la queda una guía sobre la variación de l f ,con L , donde L es la longitud total de soldadura. La figura F.7.6.6 se basa en resultados experimentales. Cuando la distribución de esfuerzos a lo largo de la soldadura corresponde a la de¡ material base adyacente como, por ejemplo, en el caso de una soldadura que conecta la aleta y el alma de una viga ensamblada, la longitud efectiva se toma como si fuera una soldadura a tope. Si la soldadura está sometida a flexión en su plano, la resistencia de diseño por unidad de longitud puede ser encontrada omitiendo l e . o l f , en la expresión de P RF . F.7.6.9.3 - Zonas afectadas por el calor - La resistencia de diseño de una zona afectada por el calor adyacente a una soldadura (véanse las figuras F.7.6.1, F.7.6.2 y F.7.6.3) está dada por: (a) fuerza de tensión directa normal al plano de falla (véase la figura F.7.6.3): (1) soldadura a tope: P RFB = p az Lt e (en la frontera de fusión) (F.7-121) P RTB = p az Lt e (en el borde de la soldadura, véase la figura F.7.6.3) (F.7-122) donde P RFB Y P RTB = resistencias directas de diseño de la zona afectada por el calor adyacente a una soldadura a tope P az = esfuerzo directo límite en la zona afectada por el calor L = longitud total de la soldadura (2) soldadura de filete: P RFF = p az Lg 1 (en la frontera de fusión) (F.7-123) P RTF = p az L t (en el borde de la soldadura, véase la figura F.7.6.3 y F.7.6.9.3 (d)) (F.7-124) Donde P RTF , P RTF = resistencias directas de diseño de la zona afectada por el calor adyacente a una soldadura de filete (b) Fuerza cortante en el plano de falla: (1) soldadura a tope: V RFB = p VZ Lt (en la frontera de fusión) (F.7-125) V RTB = p V Z Lt (en el borde de la soldadura, véase la figura F.7.6.3) (F.7- 126) donde V RFB ,V RTB = resistencias de diseño a cortante de la zona afectada por el calor adyacente a una soldadura a tope (2) soldadura de filete: V RFF = p vz Lg 1 (en la frontera de fusión) (F.7- 127) V RTF = p VZ Lt (en el borde de la soldadura, véase la figura F.7.6.3 y F.7.6.9.3 (d)) (F-7-128) donde V RFF , V RTF = resistencias de diseño a cortante de la zona afectada por el calor adyacente a una soldadura de filete (c) cuando hay una combinación de cortante y fuerza directa sobre la zona afectada por el calor, estas fuerzas deben limitarse de acuerdo con la siguiente ecuación: S a , S b = acciones de carga externas de cargas mayoradas directa y cortante, sobre la zona afectada por el calor P RZ , V RZ = resistencias de diseño de carga directa y cortante de la zona afectada por el calor (d) Cuando se revisa la resistencia de diseño de una soldadura de filete en el borde de la soldadura, se debe tener en cuenta que, para secciones más gruesas, la zona afectada por el calor no se extiende en todo el espesor y debe tomarse un valor de t más pequeño (véase la figura F.7.4.6 (i) y el literal (a) de F.7.4.4.3). (e) Cuando el plano de falla está sometido a flexión en su plano, la resistencia de diseño puede expresarse en términos de resistencia por unidad de longitud, omitiendo L en las anteriores ecuaciones. (f) Cuando el plano de falla está sometido a flexión en su plano y cortante, la resistencia de diseño por unidad de longitud debe reducirse para tener en cuenta los efectos combinados de cortante y esfuerzo directo (véase F. 7.6.9.3 (c). F.7.6.10 UNIONES PEGADAS F.7.6.10.1 - Generalidades - Sepueden lograr uniones estructurales en aluminio utilizando adhesivos. El procedimiento requiere una técnica experta y debe ser usado con gran cuidado. Siempre se requerirá contar con el aval del Comité Permanente del Reglamento. Las uniones pegadas son apropiadas para soportar cargas de cortante pero no deben ser usadas a tensión o cuando la carga pueda causar descascaramiento u otras fuerzas que traten de abrir la unión. Las cargas deben estar soportadas por un área tan grande como sea posible. Incrementando el ancho de las uniones usualmente se incrementa la tasa proresistencia. Incrementar la longitud sólo es benéfico para traslados muy cortos. El comportamiento de uniones pegadas grandes puede mejorarse reduciendo los esfuerzos por descascaramiento y separación en capas y reduciendo las concentraciones de esfuerzo en el extremo de los traslapos. Es útil redondear los extremos de los traslapos e introducir piezas de compensación. Las uniones pegadas deben tener soporte adicional después de ensambladas durante un período necesario para permitir el desarrollo de la resistencia óptima de¡ adhesivo. Se deben evitar las bolsas de aire atrapado. Hay muchos adhesivos disponibles siendo, generalmente, cada uno apropiado para un solo rango específico de aplicaciones y condiciones de servicio. Las cualidades de¡ adhesivo en todo lo que respecta a su uso en una estructura particular durante su vida, deben ser demostradas a satisfacción por el diseñador, quien debe asesorarse de especialistas durante todas las fases de¡ diseño y la construcción. La especificación de un sistema de unión debe comprender la preparación de las superficies a adherir, el adhesivo, los procesos de aplicación y curado y debe ser seguida estrictamente ya que cualquier variación en cualquier paso puede afectar severamente el comportamiento de la unión. F.7.6.10.2 - Resistencia de diseño - La resistencia de diseño de una unión pegada está influenciada por los siguientes factores: (a) los procedimientos de preparación de la superficie antes de pegar (b) la dirección de los esfuerzos en la unión (c) el tamaño y la forma de los componentes a unir (d) el espesor de la línea de pegante (e ) losprocedimientos de ensamblaje y curado (f) la temperatura y el ambiente de servicio (g) la vida de diseño A menos que se disponga de datos de ensayos válidos, la resistencia de la unión debe establecerse experimentalmente. Generalmente, se deben hacer uniones de muestra a escala natural usando los mismos procedimientos de fabricación empleados en las uniones reales. La prueba debe realizarse con una construcción similar de la unión y con una carga como la que soporta la estructura real. Se deben hacer, como mínimo, cinco ensayos para establecer la media y la desviación estándar de las cargas de falla. La resistencia de diseño de una unión pegada, P RG , está entonces dada por: P RG = R m .-2S d donde R m .= media de las cargas de falla S d = desviación estándar de las cargas de falla -coeficiente de reducción de capacidad para uniones pegadas (véase la tabla F.7.3.1), es igual a 0.3 El factor debe incrementarse con relación a la pérdida de calidad de desempeño del adhesivo en condiciones extremas de temperatura y ambiente de operación. F.7.6.10.3 - Ensayos - Los datos de ensayos del fabricante pueden ser usados como los valores más optimistas para el diseño inicial. Generalmente, estos datos son dados para probetas de ensayo al corte unidas con una capa gruesa de adhesivo tal como se muestra en la figura F.7.6.7. Cuando sólo están citadas las resistencias medias, S d , debe tomarse como 0.1 R m . Los ensayos con láminas delgadas traslapadas (como los descritos en la norma inglesa BS 5350: Parte C5) pueden usarse con el propósito de hacer comparaciones, estudios de durabilidad, determinar el tratamiento de la superficie, condiciones de curado, etc. Los valores de la resistencia serán bajos debido a la tendencia de esta unión a descascararse y serán conservadores si se usan para cálculos de diseño estructural (véase la figura F.7.6.8). F.7.7- FATIGA F.7.7.1- GENERALIDADES - Esta sección contiene condiciones específicas para la valoración de la fatiga. Los datos se aplican a elementos formados con extrusiones, planchas, láminas delgadas y tiras, no deben usarse para piezas coladas o forjadas en caliente. Los diseñadores que deseen emplear piezas coladas o forjadas en caliente bajo condiciones de fatiga, deberán consultar con los fabricantes y seguir un procedimiento apropiado expedido por entidades de reconocida autoridad. Esta sección da recomendaciones para la evaluación analítica. Como los datos suministrados pueden no ser adecuados para todas las aplicaciones, en este caso, se pueden obtener datos adicionales mediante ensayos (Véase F.7.8). Los datos obtenidos de acuerdo con F.7.8 pueden usarse sustituyendo los datos de diseño dados en F.7.7. F.7.7.1.1- Influencia de la fatiga en el diseño - Las estructuras sujetas a cargas de servicio fluctuantes pueden resultar propensas a fallar por fatiga. El grado de cumplimiento con los criterios de estado límite estático dados en F.7.3 y F.7.4 puede no ser suficiente para controlar el riesgo de falla por fatiga. Es necesario establecer, tan pronto como sea posible, el límite para el cual la fatiga controla el diseño. Para hacer ésto, los siguientes factores son importantes. (a) Debe existir una predicción exacta de la secuencia de carga de servicio completa a lo largo de la vida de diseño. (b) Debe estimarse con exactitud la respuesta elástica de la estructura bajo esas cargas. (c ) El diseño de detalles, los métodos de fabricación y el grado de control de calidad pueden tener una gran influencia en la resistencia a la fatiga y se deben definir con mayor precisión que como se requiere para miembros estáticamente controlados. Esto puede tener una influencia significativa sobre los costos de diseño y construcción. F.7.7.1.2 - Mecanismo de falla - La falla por fatiga usualmente se inicia en un punto de alta concentración de esfuerzo, particularmente donde existen discontinuidades repentinas. Las grietas de fatiga se extienden incremental mente bajo la acción del cambio cíclico de esfuerzos. Normalmente, permanecen estables bajo carga constante. La falla última ocurre cuando la sección transversal restante es insuficiente para soportar la carga pico de tensión aplicada en todas partes. Las grietas de fatiga se propagan, aproximadamente en ángulos rectos, en la dirección del rango máximo de esfuerzo principal. La tasa de propagación es proporcional a, por lo menos, la tercera potencia del producto del rango de esfuerzo y la raíz cuadrada de la longitud total de la grieta. Por esta razón, el crecimiento de las grietas es lento en las fases tempranas y las grietas por fatiga tienden a ser poco llamativas durante la mayor parte de su vida. Esto puede generar problemas para su detección durante el servicio. F.7.7.1.3 - Sitios potenciales para grietas de fatiga - Los sitios de inicio más comunes para grietas de fatiga son los siguientes: (a) bordes y raíces de soldaduras de fusión (b) esquinas acabadas a máquina y agujeros taladrados (c ) superficies bajo alta presión de contacto (desgaste) (d) raíces de roscas de conectores F.7.7.1.4- Condiciones de susceptibilidad a la fatiga - Las principales condiciones que afectan el comportamiento ante fatiga son las siguientes: (a) Relación alta entre carga dinámica y carga estática . Las estructuras móviles o de levante, tales como vehículos de transporte terrestre o marino, grúas, etc, son más propensas a problemas de fatiga que las estructuras fijas, a menos que estas últimas soporten predominantemente cargas móviles, como en el caso de puentes. (b) Frecuentes aplicaciones de carga . Esto tiene como resultado un alto número de ciclos durante la vida de diseño. Las estructuras esbeltas y los miembros con bajas frecuencias naturales están particularmente predispuestos a resonancia y, por consiguiente, a magnificación del esfuerzo dinámico, aunque los esfuerzos estáticos de diseño son bajos. Las estructuras sometidas predominantemente a cargas de fluidos tales como el viento y las estructuras que soportan maquinaria, deben ser revisadas cuidadosamente para efectos de resonancia. (c ) Uso de soldadura . Algunos detalles soldados comúnmente usados tienen baja resistencia a la fatiga. Esto es aplicable no sólo a uniones entre miembros sino también a cualquier accesorio de un miembro cargado, sea o no considerada la conexión resultante como estructural (d) Complejidad del detalle de la unión . Las uniones complejas frecuentemente conllevan altas concentraciones de esfuerzos debidas a variaciones locales de rigidez en el camino de la carga. Mientras que ésto puede tener poco efecto en la capacidad estática última de la unión, puede tener un efecto severo en la resistencia a la fatiga. Si la fatiga es dominante, la forma de la sección transversal del miembro debe ser seleccionada para asegurar la uniformidad y simplicidad del diseño de la unión de modo que los esfuerzos puedan ser calculados y se puedan asegurar las normas adecuadas de fabricación e inspección. (e) Ambiente . En ciertos ambientes térmicos y químicos, puede haber reducción de la resistencia a la fatiga. F.7.7.2 - CRITERIOS DE DISEÑO POR FATIGA- Se recomienda que, en lo posible, las estructuras de aluminio sean diseñadas sobre la base de brindar una vida segura. El método de evaluación dado en este numeral está diseñado para asegurar que la probabilidad de falla por fatiga durante la vida de la estructura sea comparable con la de otros modos de falla para estado límite último. Pueden haber circunstancias en las que la severidad de la carga, el grado de redundancia y la facilidad de inspección y reparación sean tales que un acercamiento de seguridad en la falla o tolerancia de daño pueda justificarse en términos económicos. En este caso, los márgenes de seguridad pueden reducirse respecto a los requeridos para un diseño de vida segura. En F.7.3 se da una guía sobre ésto. F.7.7.2.1-Criterio de falla por fatiga- La base del diseño por fatiga usada aquí es que la vida requerida será alcanzada siempre que donde N = número de ciclos de un rango de esfuerzo f r necesarios para la falla K 2 = constante que depende de la clase de detalle y busca asegurar una alta probabilidad de supervivencia (véase F.7.7.8.1) f r = rango de esfuerzo principal del detalle, es constante para todos los ciclos m = pendiente inversa de las curvas f r- N, es constante para la mayoría de las clases de detalle En la mayoría de los propósitos estructurales prácticos, los detalles no experimentan historias de esfuerzo de amplitud constante. El tratamiento para carga general se da en F.7.7.3. El método para derivar el rango, o rangos, de esfuerzo apropiado f, se da en F.7.7.4 y F.7.7.6. En F.7.7.7 se dan las clasificaciones para los tipos de detalle más comúnmente usados. Los valores de K 2 y m están dados en F.7.7.8. Si los datos de resistencia a la fatiga usados son los dados en F.7.7.8 y la carga cumple con F.7.7.4, entonces el valor del coeficiente general de carga y f , debe ser tomado como uno. F.7.7.3 - PROCEDIMIENTO DE ESTIMACION DE LA FATIGA - Un miembro estructural puede contener varios sitios potenciales de iniciación de grietas por fatiga. Las regiones de la estructura que tienen las más altas fluctuaciones de esfuerzos y/o las más severas concentraciones de esfuerzos deben ser normalmente revisadas primero. El procedimiento básico es el siguiente (véase la figura F.7.7.1): (a) Se obtiene un estimativo de¡ límite superior de la secuencia de carga de servicio para la vida de diseño de la estructura (véase F.7.7.4 y apéndice F.7.13) (b) Se estima la historia de esfuerzo resultante para el detalle (véase F.7.7.5) (c) Se reduce la historia de esfuerzo a un número equivalente de ciclos (n) de diferentes rangos de esfuerzo f r , usando una técnica de conteo de ciclos (véase F.7.7.6.1) (d) Se ordenan los ciclos en orden descendente de amplitud, f r1 , fr 2 , para formar un espectro de esfuerzo (véase F.7.7.6.2) (e) Se clasifica el detalle de acuerdo con las tablas F.7.7.1 a F.7.7.3 y, F.7.7.7. Para la clasificación apropiada y el rango de esfuerzo de diseño (f r1 , etc.), encontrar la resistencia a la fatiga permisible N 1 , etc.) usando F.7.7.8.1.Cuando se haya decidido usar un valor de y mf ., diferente de la unidad, ésto debe ser tomado en cuenta para fijar los valores de los rangos de esfuerzo de diseño (véase F.7.3.6.2). (f) Sumar el daño total para todos los ciclos usando el gran total de Miner: F.7.7.4 - CARGA DE FATIGA - Todas las fuentes de esfuerzo fluctuante en la estructura deben ser identificadas: (a) cargas móviles superpuestas, incluyendo vibraciones de maquinaria en estructuras estacionarias (b) cargas ambientales tales como viento, olas, etc. (c) fuerzas de aceleración en estructuras móviles (d) cambios de temperatura La carga para fatiga normalmente se describe en términos de un espectro de carga de diseño que define un rango de intensidades de un evento de carga viva específico y el número de veces que cada nivel de intensidad es aplicado durante la vida de diseño de la estructura. Si dos o más eventos de carga viva independientes son de probable ocurrencia entonces será necesario especificar el desfase entre ellos. Una guía sobre la carga específica para el estimativo de la fatiga se puede obtener en normas expedidas porentidades de reconocida autoridad. Un estimativo realista de la carga de fatiga es crucial para el cálculo de la vida de la estructura. Cuando no hayan datos publicados sobre la carga viva, hay que recurrir a obtener datos de estructuras existentes sujetas a efectos similares. Registrando la deformación contínua o midiendo la deflexión durante un período apropiado de tiempo, se pueden inferir los datos de carga mediante el análisis subsecuente de la respuesta. Se debe dar especial atención a determinar los efectos de magnificación dinámica cuando las frecuencias de carga son cercanas a una de las frecuencias naturales de la estructura (véase F.7.8.4.2). El espectro de carga de diseño debe seleccionarse teniendo en cuenta que es un estimativo del límite superior de las condiciones de servicio acumuladas sobre la vida de diseño completa de la estructura, Se deben considerar todos los efectos ambientales y operacionales generados por el uso previsto de la estructura durante ese período. El límite de confianza del espectro de carga de diseño debe basarse en la media menos 2 límites de desviación estándar tanto para amplitud como para frecuencia. F.7.7.5-ESFUERZOS F.7.7.5.1- Derivación de esfuerzos - Se debe usar la teoría elástica para modelar la estructura cuando se desea calcular la respuesta de esfuerzo a partir de eventos de carga específicos. Las propiedades de la sección no se deben reducir por efectos de la zona afectada por el calor o de pandeo local (pero véase F.7.7.5.2 (a) (4). La modelación de la rigidez elástica de miembros y uniones debe ser exacta e incluir los efectos de cualquier material no estructural permanente que pueda modificarla. No se debe permitir la redistribución plástica de esfuerzos. Cuando los datos de respuesta de esfuerzo van a ser obtenidos por medidas de deformación de una estructura similar, se debe poner cuidado especial para situar los transductores de deformación para asegurar que el parámetro de esfuerzo correcto está siendo medido (véase F.7.7.5.2). En F.7.8.4 se amplía la información sobre medida de datos de deformación. F.7.7.5.2 - Parámetros de esfuerzo - El esfuerzo a usar en los procedimientos de estimar la fatiga en F.7.7.3 depende del sitio de iniciación de la grieta y de¡ camino de propagación, así: (a) Material base y soldaduras a tope de penetración total - Las grietas se inician en la intersección de la soldadura con el metal de base, en los agujeros para los sujetadores, en las superficies de empalme o traslapo, etc. y se propagan a través de¡ material base o del metal completamente penetrado de la soldadura y deben ser evaluadas usando el rango nominal de esfuerzo principal en el miembro en ese punto. Los efectos de concentración local de esfuerzos de¡ perfil de soldadura, de los agujeros de remaches y tornillos, etc. deben ignorarse ya que ellos son tomados en cuenta en los datos de resistencia f r ,-N para la clase de detalle apropiada y por lo tanto no necesitan ser calculados (véanse las tablas F.7.7.1 a F.7.7.3). Si se utilizan modelos detallados con elementos finitos de las uniones, la malla no debe ser más fina que los esfuerzos locales usados (véase también el literal (a) de F.7.8.4.4). Se deben tomar en cuenta otros efectos geométricos mayores que pueden generar distribuciones no lineales de esfuerzos en ciertas circunstancias (véase la figura F.7.7.2). Esta situación se presenta en: (1) cambios bruscos en la forma de la sección transversal, por ejemplo en destijeres (2) cambios bruscos en la rigidez de la sección transversal, por ejemplo en uniones en ángulo entre miembros de pared delgada ( 3) cambios en dirección o alineamiento más allá de lo permitido en las tablas F.7.7.1 a F.7.7.3 (4) esfuerzos de flexión secundarios generados por la rigidez de uniones en estructuras en celosía (5) ineficiencia de transmisión de esfuerzos por cortante, distorsión y alabeo en miembros anchos formados con láminas y miembros huecos (6) efectos de flexión no lineal fuera del plano en componentes esbeltos tales como láminas planas donde el esfuerzo estático es cercano al esfuerzo crítico elástico, por ejemplo el campo tensionado en almas La presencia de esfuerzos residuales en uniones soldadas puede ignorarse ya que éstos están ya incluidos en los datos f r - N. En uniones mecánicas, siempre que cualquier esfuerzo residual de tensión sea tenido en cuenta, esa parte del rango de esfuerzos que está en compresión general puede reducirse un 40%. (b) Soldaduras de filete y a tope de penetración parcial- Las grietas se inician en la raíz de la soldadura y se propagan a través de la garganta. Deben ser estimadas usando la suma vectorial de los esfuerzos de corte en el metal de aporte de la soldadura basándose en las dimensión de garganta efectiva (véase la figura F.7.7.3). En uniones traslapadas en un plano, el esfuerzo por unidad de longitud de soldadura puede calcularse con base en el área promedio para fuerzas axiales y un módulo elástico polar de¡ grupo de soldaduras para momentos en el plano (véase la figura F.7.7.4). En uniones en T, cualquier efecto de rigidez axial diferente a lo largo de la unión debe ser considerado. Cuando filetes simples o soldaduras a tope de penetración incompleta están sujetos a momentos de flexión fuera de su plano, los esfuerzos en la raíz deben calcularse usando una distribución lineal de esfuerzos a través de la garganta (véase la figura F.7.7.5). No se puede permitir el contacto de apoyo sobre la cara de la raíz en uniones soldadas con penetración parcial. (c ) Sujetadores roscados bajo carga axial.- Las grietas se inician en las raíces de las roscas y deben ser evaluadas usando el esfuerzo medio axial en el área del núcleo de la rosca. Cuando hay también presencia de flexión, se debe usar el esfuerzo pico calculado sobre el módulo elástico del núcleo. F.7.7.6 - DERIVACION DE LOS ESPECTROS DE ESFUERZOS F.7.7.6.1 - Conteo de ciclos- El conteo de ciclos es un procedimiento para convertir una historia de esfuerzo compleja en un espectro de ciclos conveniente en términos de amplitud f r y frecuencia n (véase la figura F.7.7.1). Hay varios métodos en uso, para historias de esfuerzo cortas en las que eventos simples de carga se repiten varias veces se recomienda el método del embalse que es simple de visualizar y simple de usar (véase la figura F.7.7.6). Cuando se tienen que usar historias de esfuerzo largas, tales como las obtenidas con las deformaciones medidas en estructuras reales (véase F.7.8.4), se recomienda el método de la escorrentía. Ambos métodos son apropiados para el análisis con computador. F.7.7.6.2- Derivación de/ espectro de esfuerzos -El listado de los ciclos en orden descendente de amplitud f, da como resultado el espectro de esfuerzos. Por facilidad de cálculo puede ser necesario simplificar el espectro con una menor cantidad de bandas; un método conservador consiste en agrupar las bandas en grupos mayores que contienen el mismo número total de ciclos pero cuya amplitud es igual a la de la mayor banda en el grupo. Con mayor exactitud, puede calcularse el promedio ponderado de todas las bandas en un grupo usando la potencia m, donde m es la pendiente inversa de la curva f r - N más apropiada (véase la figura F.7.7.7). El uso del valor de la media aritmética siempre da resultados no conservadores. F.7.7.7 - CLASIFICACION DE DETALLES - La resistencia a la fatiga de un detalle siempre depende de los siguientes factores: (a) la dirección del esfuerzo fluctuante con relación al detalle (b) la localización del agrietamiento inicial en el detalle (c) la distribución geométrica y la proporción relativa del detalle Puede depender también de: (a) la forma del producto (b) el material (a menos que sea soldado) (c) el método de fabricación (d) el grado de inspección después de la fabricación Las tablas F.7.7.1 a F.7.7.3 muestran la clasificación de los detalles más frecuentemente usados. Por conveniencia han sido divididos en tres grupos básicos, a saben (i) tipo 1, detalles no soldados, véase la tabla F.7.7.1 (ii) tipo 2, detalles soldados sobre la superficie de un miembro cargado, véase la tabla F.7.7.2 (iii) tipo 3, detalles soldados en conexiones de extremo, véase la tabla F.7.7.3 Las tablas se usan para identificar el detalle en la figura más cercano al de la estructura que se está evaluando. Luego las clases de sitios particulares de iniciación de agrietamiento asociadas con ellos, se revisan en la tabla apropiada. En algunos casos, se pueden necesitar operaciones particulares de inspección y fabricación. F.7.7.8 - DATOS DE RESISTENCIA A LA FATIGA F.7.7.8.1 - Detalles clasificados- Laforma generalizada de la relación f r ,-N se muestra en la figura F.7.7.8, graficada en escala logarítmica. La curva de diseño representa la media menos 2 desviaciones estándar, ubicada por debajo de la línea media obtenida con datos experimentales. El esfuerzo límite de amplitud constante f oc ., ocurre a 10 7 ciclos, por debajo de este valor, los ciclos de esfuerzo de amplitud constante se supone que no son dañinos. Sin embargo, aunque los ciclos por encima de este nivel sean ocasionales, causarán propagación y, al extenderse la grieta, ciclos de menor amplitud se vuelven nocivos. Por esta razón, la pendiente de las curvas f r- N (véase la figura F.7.7.8) se cambia por 1/(m + 2) entre 5x10 6 y 5x10 8 ciclos para condiciones de carga de espectro general. Cualquier ciclo de esfuerzo por debajo del esfuerzo límite de amplitud variable f ov , que ocurre a 10 8 ciclos, se supone que no es dañino. Debe notarse que el uso de la pendiente 1/(m + 2) puede ser conservador para algunos espectros. Cuando un diseño es críticamente dependiente de esta región y se busca la máxima economía puede ser apropiado considerar el uso de ensayos de los componentes (véase el literal (a) de F.7.8.4.4) o aplicar análisis de mecánica de fracturas. Los valores de K 2 y m están dados en la tabla F.7.7.4 para cada clase de detalle. Las curvas de diseño f r- N se dan en la figura F.7.7.9. F.7.7.8.2 - Detalles no clasíficados - Los detalles no totalmente cubiertos por las tablas F.7.7.11 a F.7.7.3, deben evaluarse consultando los datos publicados por entidades de reconocida trayectoria. Como alternativa, se pueden hacer ensayos de aceptación por fatiga de acuerdo con el literal (a) de F.7.8.4.4. En el apéndice F.7.J se da una guía para la derivación de los datos f r,- N y sobre las condiciones en las que se pueden esperar resistencias mayores. F.7.7.8.3- Rango de baja resistencia a la fatiga - En el rango de resistencia a la fatiga entre 10 3 y 10 5 , debe hacerse una revisión para ver que el rango de esfuerzos de diseño de la figura F.7.7.9 no conlleve un esfuerzo a tensión máximo que exceda el esfuerzo estático de diseño del detalle. Esta posibilidad está indicada por una nota en la figura F.7.7.9. F.7.7.8.4- Técnicas de mejoramiento -La resistencia a la fatiga de ciertos tipos de detalle mostrados en las tablas F.7.7.1 a F.7.7.3, puede ser mejorada mediante la aplicación de técnicas especiales de fabricación que son generalmente costosas y presentan dificultades para el control de calidad. No deben ser utilizadas para propósitos generales de diseño a menos que la fatiga sea particularmente crítica para la economía global de la estructura en cuyo caso debe buscarse ayuda especializada. Estas técnicas son más comúnmente usadas para superar deficiencias existentes en el diseño. Las siguientes técnicas han sido usadas con aleaciones de aluminio y son más efectivas para aplicaciones con alto número de ciclos. (a ) Introducción de esfuerzos compresivos residuales en el punto de iniciación del agrietamiento. Esto puede hacerse en el borde de las soldaduras transversales mediante repujado o martillado. En los agujeros de los tornillos se puede utilizar el método de expansión en frío. (b) Reducción del efecto de concentración de esfuerzos en el punto de iniciación de la grieta. Se puede lograr puliendo el borde de las soldaduras transversales hasta lograr un perfil uniforme.