Diseño con las Especificaciones AISC 2005 y la 13ava Diseño con las Especificaciones AISC 2005 y la 13ava. Edición del Manual de Construcciones de Acero

OBJETIVOS Presentar las nuevas Especificaciones 2005 a la comunidad de diseñadores. Coordinar a todos los diseñadores bajo una misma norma para el diseño de estructuras de acero. Resaltar lo nuevo y lo que permanece igual en las nuevas especificaciones.

Que se hizo mal? Inconsistencias entre varias normas ASD fue la primera norma estandar de 1961. La organización ASD fue actualizada en 1989 pero no su contenido. El LRFD aunque ha sido actualizado regularmente, no ha sido utilizado ampliamente.

Que se hizo bien? Las estructuras de acero diseñadas por el ASD o el LRFD son seguras, económicas y fáciles de diseñar. La meta para las especificaciones AISC 2005: Juntar a todos los diseñadores bajo una misma norma de diseño. Continuar haciendo las estructuras de acero seguras, económicas y fáciles de diseñar.

Que se ha logrado? Unificar las especificaciones de diseño. Actualizar el conocimiento y la practica. Un acercamiento coordinado a todas las normas. Consistencia con otras normas tales como el ASCE 7, IBC, o el NFPA. Establecer la etapa para un ciclo de actualización real.

Los resultados

Especificaciones AISC

Especificaciones AISC Que es lo que se tendrá? Tratamiento unificado entre el ASD y LRFD Uso consistente de las ecuaciones de esfuerzo y resistencia. Factores de seguridad para ser usados con las combinaciones ASCE 7 ASD. Factores de resistencia para ser usados con las combinaciones ASCE 7 LRFD.

Especificaciones AISC 2005 Declaración del comité de las especificaciones del AISC: Desarrollar las especificaciones practica-orientada para edificios de acero estructural que proporciona por: Seguridad de vida Sistema de edificación económico. Un predecible comportamiento y respuesta. Uso eficiente.

Especificaciones AISC 2005 Sustituye al LRFD del 27 de diciembre de 1999, las especificaciones ASD y diseño plástico del 1 de junio de 1989, incluyendo suplemento No. 1, etc.

Especificaciones AISC 2005 Alcances: Aplicará al diseño de sistemas de acero estructural, donde los elementos de acero son definidos en el código del AISC de practica normal para edificios de acero y puentes, sección 2.1 Criterio establecido para el diseño, fabricación y erección de edificios de acero estructural y otras estructuras.

Especificaciones AISC 2005 CONTENIDO Simbología Glosario Requerimientos Generales. Requerimientos de Diseño. Análisis de estabilidad y diseño.

Especificaciones AISC 2005 Diseño de Miembros a Tensión. Diseño de Miembros a Compresión. Diseño de Miembros a Flexión. Diseño de Miembros a Cortante. Diseño de Miembros a Fuerzas Combinadas y Torsión. Diseño de Miembros compuestos.

Especificaciones AISC 2005 Diseño de Conexiones. Diseño de conexiones de miembros HSS y cajas. Diseño por Serviceabilidad. Fabricación, Erección, y Control de calidad.

Especificaciones AISC 2005 APENDICES Análisis y diseño inelástico. Diseño por sobrecargas de techo (Ponding). Diseño por fatiga. Diseño estructural para condiciones de fuego. Evaluación de estructuras existentes. Arriostres de estabilidad para Vigas y Columnas. Método de análisis directo.

Comentarios AISC 2005 Completamente reescritos. Notas del usuario Contenido histórico Clarificación detallada. Notas del usuario Breve Directo, guías claras. Destaca situaciones mas comunes.

Bases del Diseño Acero es acero: éste no sabe por cual método ha sido diseñado. Factores de Unificación. Los mismos estados limites deben ser considerados para todas las filosofías de diseño. La resistencia nominal es la misma para todas las filosofías de diseño. Puede haber una relación directa entre los factores de reducción y los factores de seguridad.

Bases del Diseño Ya no existe más ASD vs. LRFD

Bases del Diseño Definiciones importantes. Resistencia requerida; ASD, Ra LRFD, Ru Resistencia nominal, Rn Resistencia disponible; Resistencia Permisible, Rn /  Resistencia de diseño, Rn

Bases del Diseño Ra  Rn /  B2.4 Para el ASD, el diseño deberá realizarse de acuerdo con: Ra  Rn /  Ra = Resistencia requerida (ASD) Rn= Resistencia nominal (especificada en los capítulos C hasta K )  = Factor de seguridad (especificada en los capítulos C hasta K ) Rn /  = Resistencia Permitida = Resistencia nominal / Factor de seguridad.

Bases del Diseño Ru  Rn , , donde B2.3 Para el LRFD, el diseño deberá realizarse de acuerdo con: Ru  Rn , , donde Ru = Resistencia requerida (LRFD) Rn= Resistencia nominal (especificada en los capítulos C hasta K )  = Factor de resistencia (especificada en los capítulos C hasta K ) Rn = Resistencia de diseño = Factor de resistencia ( Resistencia nominal).

Bases del Diseño Resistencia a tensión del estado limite de fluencia. Pn = Fy Ag  t = 0.90 (LRFD)  t =1.67 (ASD)

Aplicación de las bases de diseño ASD Resistencia requerida  Resist. permisible Pa  Pn / t = Fy Ag / t

Aplicación de las bases de diseño LRFD Resistencia requerida  Resist. de Diseño Pu  t Pn = t Fy Ag

Esfuerzo Permisible vs. Resistencia Permisible La capacidad del miembro es siempre dada como resistencia nominal: Pn = Fy Ag Resistencia permisible: Pn / t = Fy Ag / t

Esfuerzo Permisible vs. Resistencia Permisible Fa = Fy / t = Fy / 1.67=0.6 Fy Resistencia permisible: Pa = 0.60 Fy Ag

Factores de Seguridad En 1986 el LRFD fue calibrado con el ASD en L / D = 3 El factor de carga efectiva 1.2 D + 1.6 L =  ( D + L )  = 1.5

Factor de Carga Efectiva

Factores de Seguridad

Factores de Seguridad = 1.5 /  Resolviendo para  nos da: = 1.5 /  Esta relación es utilizada en toda la especificación.

Cargas y combinaciones de carga ASCE 7-02 L = Carga Viva Lr = Carga Viva de techo W = Viento D = Muerta S = Nieve E = Terremoto

Diferencias entre ASD y LRFD La sección 2.4 del ASCE 7-02 combina las cargas nominales utilizando diseño por esfuerzos permisibles. Combinaciones básicas. Cargas ( AISC ASD ). D D + L D + 0.75 L + 0.75 W 0.60 D + 0.7 E

Diferencias entre ASD y LRFD La sección 2.3 del ASCE 7-02 combina las cargas factoradas utilizando diseño por resistencia. Combinaciones básicas. Cargas ( AISC LRFD ). 1.4 D 1.2 D + 1.6 L + 0.5( Lr ó S ó R) 1.2 D + 1.6 W + 0.50 L 1.20 D + 1.0 E + L + 0.2 S

Estados límites Para cada tipo de miembro, la nueva especificación identifica cada uno de los estados límites a ser comprobado. Todos los modos de falla apropiados serán identificados. Se reducirán los errores.

Estados límites Todo diseño es basado en el chequeo de los estados limites. El LRFD y el ASD siempre han considerado estados límites. El ASD los lleva implícitamente. El LRFD los lleva explícitamente.

Proceso de diseño de los estados límites Determine el estado limite aplicable ( Modos de falla). Determine la resistencia requerida por cada estado límite( ASD ó LRFD). Determine la resistencia nominal. Determine la aceptación para cada estado límite. Los niveles de confiabilidad y seguridad son establecidos por cada especificación.

Estados límites Estado límite de servicio ( Deflexiones) Estado límite de resistencia. Fluencia Ruptura Pandeo Otros Muchos de estos estados límites por resistencia, son representados por las especificaciones con calificadores.

Seguridad ASD La seguridad es establecida mediante los factores de seguridad. Los factores de seguridad son independientes del tipo de carga. LRFD La seguridad es establecida mediante los factores de carga y resistencia. Los factores de carga varían con el tipo de carga y la combinación de carga.

El Manual de Construcciones de Acero, 13ava. Edición.

El Manual de Construcciones de Acero, 13ava. Edición. Dimensiones y propiedades. Consideraciones generales de diseño. Diseño de miembros a flexión Diseño de miembros a Compresión. Diseño de miembros a Tensión. Diseño de miembros sujetos a cargas combinadas. Consideraciones de diseño para pernos. Nuevo Nuevo Nuevo

El Manual de Construcciones de Acero, 13ava. Edición. Consideraciones de diseño para soldadura Diseño de elementos conectados. Diseño de conexiones a cortante simple. Diseño de conexiones a momento flexible (FMC). Diseño de conexión totalmente restringida por momento (FR). Diseño de conexiones arriostradas y conexiones de armaduras.

El Manual de Construcciones de Acero, 13ava. Edición. Diseño de placas de asiento en vigas, placas de base, varillas de anclajes, y traslapes en columnas. Diseño de conexiones enganchadas(tipo hanger) , placas de ménsulas, conexiones viga de riel Especificaciones y códigos. Datos varios e información matemática.

El Manual de Construcciones de Acero, 13ava. Edición. Cambios desde la tercera edición del LRFD. Los capítulos 3 y 5 se cambiaron de orden. Cambios organizacionales de ambos manuales anteriores. El nuevo manual es principalmente tablas. Los ejemplos de diseño están incluidos en un CD. El CD viene con el Manual.

El Manual de Construcciones de Acero, 13ava. Edición. Que hay de nuevo? Un índice mejorado Nuevas formas ASTM A6. Tablas de Resistencia para HSS ( hollow struct. Sect). Valores ASD y LRFD. Tablas de compresión de ángulos simples. Tablas de compresión HSS rellenas. ( nuevo ASD) Tablas de Tensión axial. ( nuevo ASD) Tablas de combinaciones de cargas. ( nuevo ASD) Conexiones de placas.

HEMOS INCLUIDO DENTRO DE EL CD UNA COPIA DEL MANUAL DEL AISC 2005, PARA QUE USTEDES PUEDAN VER LOS CAMBIOS Y PROFUNDIZAR EN ESTE TEMA.

MUCHAS GRACIAS!