Ua 4 Lectura de Planos de Estructuras Metálicas [PDF]

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CURSO

LECTURA DE PLANOS DE ESTRUCTURAS METÁLICAS

UNIDAD DE APRENDIZAJE N° 04

LECTURA E INTERPRETACIÓN DE CONEXIONES EN ESTRUCTURAS METÁLICAS

CONEXIONES DE PERFILES W Conexiones de vigas W a momento  Son conexiones capaces transferir esfuerzos de cortante, flexión y soportar rotaciones importantes entre los elementos conectados.  Si un elemento tiene algún momento interno, la conexión debe poder transmitir la carga debido a ese momento.  Se clasifican de acuerdo a su rigidez en dos grupos: • Conexiones totalmente restringidas (TR). • Conexiones parcialmente restringidas (PR).

Ejemplo de una conexión a momento

CONEXIONES DE PERFILES W Conexiones de vigas W a momento Conexiones totalmente restringidas (TR):  Se definen bajo el supuesto de que tienen la suficiente rigidez para mantener el ángulo de intersección entre los elementos conectados.  Se puede despreciar la rotación de la conexión en el análisis de la estructura.  Este tipo de conexiones tienen la capacidad para transferir esfuerzos de cortante, flexión y soportar rotaciones importantes entre los elementos conectados.  La conexión TR se desarrolla mediante planchas empernadas o soldadas a las alas o a través de una plancha externa.

Planchas de bridas empernadas

Planchas de bridas soldadas

Plancha externa

CONEXIONES DE PERFILES W Conexiones de vigas W a momento

Conexión a momento: Planchas de brida empernadas Columna C1 / Viga B2

CONEXIONES DE PERFILES W Conexiones de vigas W a momento - Detalles Conexión a momento (TR): Planchas de brida empernadas Viga W18x50 / Columna W14x99

PLANTA ESC.: 1/10

ELEVACIÓN ESC.: 1/10

CONEXIONES DE PERFILES W Conexiones de vigas W a momento

Conexión a momento: Planchas de brida soldadas Columna C1 / Viga B2

CONEXIONES DE PERFILES W Conexiones de vigas W a momento-Detalles Conexión a momento (TR): Planchas de brida soldadas Viga W18x50 / Columna W14x99

PLANTA ESC.: 1/10

ELEVACIÓN ESC.: 1/10

CONEXIONES DE PERFILES W Conexiones de vigas W a momento-Detalles Conexión a momento (TR): Planchas de brida soldadas en campo Viga W18x50 / Columna W14x99

PLANTA ESC.: 1/10

ELEVACIÓN ESC.: 1/10

CONEXIONES DE PERFILES W Conexiones de vigas W a momento

Conexión a momento: Plancha externa Columna C1 / Viga B2

CONEXIONES DE PERFILES W Conexiones de vigas W a momento - Detalles Conexión a momento (TR): Plancha externa Viga IPE 160 / Columna HE 120 A

LATERAL

FRONTAL C-C

ESC.: 1/10

ESC.: 1/10

CONEXIONES DE PERFILES W Conexiones de vigas W a momento Conexiones parcialmente restringidas (PR):  Asume que la conexión puede transferir esfuerzos de cortante y además posee una rigidez suficiente para transferir momento.  La rotación entre los miembros conectados no es despreciable.  La flexibilidad de la conexión debe contemplarse en el análisis estructural.  Dentro de este tipo de conexiones se incluye las conexiones de angulares unidas a las alas, la cual presenta una placa de cortante y angulares unidos mediante pernos o soldaduras a ambas alas de la viga y a la columna.

Ángulo

Ángulo

Ángulo de asiento no atiesado

Conexión a momento con asiento no atiesado

CONEXIONES DE PERFILES W Conexiones de vigas W a momento

Conexión a momento: Con asiento no atiesado Columna C4 / Viga B4

CONEXIONES DE PERFILES W Conexiones de vigas W a momento-Detalles LATERAL ESC.: 1/10

Conexión a momento (PR): Con asiento no atiesado Viga W21x62 / Columna HSS14x12x2

FRONTAL ESC.: 1/10

CONEXIONES DE PERFILES W Conexiones de vigas W a corte  Una conexión simple a cortante es aquella que no posee restricciones a la rotación de los elementos conectados.  Sólo se diseñan para transmitir fuerzas de cortante y se desprecia su capacidad para transmitir momento.  Las conexiones de cortante viga-columna no se consideran parte del sistema sismorresistente de marcos de acero de momento.  Su uso se reserva para transferir cargas gravitacionales.

Ejemplo de una conexión a cortante

CONEXIONES DE PERFILES W Conexiones de vigas W a cortante - Tipos Con doble ángulo:  Tiene como ventaja de que la longitud de la viga puede variar.  La plancha se puede soldar o atornillar a la viga.  La desventaja es que en los patines de la columna deben instalarse de lado.  Puede ser difícil de hacer en el alma de las columnas.

Conexión a cortante con doble ángulo

CONEXIONES DE PERFILES W Conexiones de vigas W a cortante - Con doble ángulo

Conexión a cortante: Con doble ángulo Empernada-Empernada Viga B1 / Viga B1B

Conexión a cortante: Con doble ángulo Empernada-Soldada Viga B1 / Viga B1B

CONEXIONES DE PERFILES W Conexiones de vigas W a cortante - Con doble ángulo 2 Ángulos

Conexión a cortante: Con doble ángulo Empernada-Empernada Viga B1 / Viga B1B

CONEXIONES DE PERFILES W Conexiones de vigas W a cortante - Detalles Conexión a cortante: Con ángulo doble Viga W36x231

Empernada-Empernada ESC.: 1/10

Soldada-Empernada ESC.: 1/10

Soldada-Soldada ESC.: 1/10

CONEXIONES DE PERFILES W Conexiones de vigas W a cortante - Tipos Ángulo simple:  Tiene como ventaja de que elimina problemas de montaje.  La plancha se puede soldar o atornillar a la viga.  Tiene menos resistencia que la conexión con dos ángulos.  Requiere el uso de un ángulo grueso.  Requiere mayor cantidad de pernos o soldadura.  No se recomienda en vigas no arriostradas lateralmente. Conexión a cortante con ángulo simple

CONEXIONES DE PERFILES W Conexiones de vigas W a cortante - Con ángulo simple

Conexión a cortante: Con ángulo simple Empernada-Soldada Viga B2 / Viga B2B

CONEXIONES DE PERFILES W Conexiones de vigas W a cortante - Detalles Conexión a cortante: Con ángulo simple

Viga W18x35 / Viga W21x62 Empernada-Empernada ESC.: 1/10

Viga W16x50 / Columna W14x90 Soldada-Empernada ESC.: 1/10

CONEXIONES DE PERFILES W Conexiones de vigas W a cortante - Tipos Plancha simple:  Tiene como ventaja de que es sencilla de ensamblar, no hay soldadura en la viga.  La plancha se suelda en taller y es empernada en obra.  La desventaja de esta conexión es que atiesa más que los otros tipos, por lo cual requiere un diseño cuidadoso.  Sólo se permiten planchas en acero A36.

Plancha

Conexión a cortante con plancha simple

CONEXIONES DE PERFILES W Conexiones de vigas W a cortante - Con plancha simple

Conexión a cortante: Con plancha simple Empernada-Empernada Viga B2 / Viga B2B

CONEXIONES DE PERFILES W Conexiones de vigas W a cortante - Detalles Conexión a cortante: Con plancha simple

Viga W18x35 / Viga W21x62 Soldada-Empernada

Viga W16x50 / Columna W14x90 Soldada-Empernada

ESC.: 1/10

ESC.: 1/10

CONEXIONES DE PERFILES W Conexiones de vigas W a cortante - Tipos Con T recortada:  Tiene como ventaja de que es sencilla de ensamblar, la conexión se realiza por un solo lado.  La desventaja de esta conexión es que la T puede ser muy pesada.  Básicamente se usa para conectar a un muro de concreto o alguna construcción ya existente. Holgura

Conexión a cortante: Con T recortada Viga B1 / Viga B1B Tee Muro

Conexión a cortante con T recortada

CONEXIONES DE PERFILES W Conexiones de vigas W a cortante - Detalles Conexión a cortante: Con T recortada Viga W16x50 / Columna W14x90 Empernada-Empernada

SECCIÓN A

CONEXIONES DE PERFILES W Conexiones de vigas W a cortante - Detalles Conexión a cortante: Con T recortada Viga W16x50 / Columna W14x90 Soldada-Empernada

SECCIÓN A

CONEXIONES DE PERFILES W Conexiones de vigas W a cortante - Tipos Con asiento atiesado:  Tiene como ventaja el empleo de pocos pernos.  Requiere de un ángulo para la estabilidad lateral.  Comúnmente es usada para conectar la viga al alma de la columna.  El rigidizador obliga a considerar el estado límite del alma de la columna. Ángulo

Ángulo

Placa Atiesador Opcional

Conexión a cortante con asiento atiesado

Conexión a cortante: Con asiento atiesado Columna C2 / Viga B2

CONEXIONES DE PERFILES W Conexiones de vigas W a cortante - Detalles LATERAL ESC.: 1/10

Conexión a cortante : Con asiento atiesado Viga W21x62 / Columna HSS14x12x2

FRONTAL ESC.: 1/10

CONEXIONES DE PERFILES W Conexiones de vigas W en plataformas Perfil W:  También llamados perfiles H o perfiles I.  Estos perfiles son los más eficientes porque poseen alas que toman los momentos flectores y las fuerzas cortantes.  Además usan la menor cantidad de material para obtener una mayor resistencia.

DETALLES DE CONEXIONES DE PERFILES W EN PLATAFORMAS METÁLICAS

CONEXIONES DE PERFILES W Conexiones de vigas W en plataformas - Detalles

SECCIÓN 6 SECCIÓN A ESC.: 1/10

Conexión a cortante : Con ángulo simple Viga WH200/ Viga WH200x26.1 Soldada-Empernada

ESC.: 1/10

Conexión a cortante : Con ángulo doble Viga WH250/ Viga WH250 Soldada-Empernada

CONEXIONES DE PERFILES W Conexiones de vigas W en plataformas - Detalles

DETALLE D ESC.: 1/10

Conexión a cortante : Plancha simple Viga WH200x39.9 / Viga WH200x39.9 Empernada DETALLE 2 ESC.: 1/10

CONEXIONES DE PERFILES W Conexiones de vigas W en plataformas - Detalles

Conexión a cortante : Ángulo doble 2L3x3x5/16” de diagonal WT5x11 con viga W12 / columna W18 - Empernada

SECCIÓN T-T ESC.: 1/10

DETALLE A ESC.: 1/10

CONEXIONES DE PERFILES TUBULARES Perfil HSS:  Los perfiles tubulares son usados por lo general como columnas y como parte de armaduras.  La designación común es la HSS; sin embargo, se puede encontrar en el mercado dimensiones de tubos expresados en mm.

Perfil STD:  Estos perfiles son usados comúnmente como columnas, arriostres de techo y en tuberías que trabajan a presión.  Existen diversas calidades de tubos en el mercado; sin embargo, el tubo aceptado como estructural por el AISC es SCH 40 ó SCH80 de calidad ASTM A53.

DETALLES DE CONEXIONES DE PERFILES TUBULARES A CORTE

CONEXIONES DE PERFILES TUBULARES Conexiones de tubos a corte - Detalles T ancha:  Es sencilla de ensamblar, la conexión se realiza por un solo lado.  La conexión puede ser soldada o empernada.  Tiene la característica que el ala de la T es más ancha que la sección de apoyo.  Se usa para conectar a un muro de concreto o alguna construcción nueva o existente.

Conexión a cortante : Con T ancha Columna HSS8x8x1/4 / Viga W16x50 Soldada-Empernada

SECCIÓN ELEVACIÓN ESC.: 1/10

ESC.: 1/10

CONEXIONES DE PERFILES TUBULARES Conexiones de tubos a corte - Detalles

Conexión a cortante : Con T recortada Columna HSS8x8x1/4 / Viga W16x50 Soldada-Empernada

ELEVACIÓN

SECCIÓN

ESC.: 1/10

ESC.: 1/10

CONEXIONES DE PERFILES TUBULARES Conexiones de tubos a corte - Detalles

SECCIÓN ESC.: 1/10

Conexión a cortante : Con doble ángulo Columna HSS14x14x1/2 / Viga W36x231 Soldada-Empernada

ELEVACIÓN ESC.: 1/10

CONEXIONES DE PERFILES TUBULARES Conexiones de tubos a corte - Detalles

ELEVACIÓN ELEVACIÓN ESC.: 1/10

Conexión a cortante : Con plancha simple Columna HSS6x6x3/8 / Viga W18x35 Empernada

ESC.: 1/10

Conexión a cortante : A través de plancha Columna HSS6x4x1/8 / Viga W18x35 Empernada

CONEXIONES DE PERFILES TUBULARES Conexiones de tubos a momento tipo end plate - Detalles

Conexión tipo end plate:  La conexión tipo end plate, es una placa de acero estructural que se coloca soldada al final de la viga y esta se conecta al patín de la columna.

CORTE A-A ESC.: 1/10

ELEVACIÓN ESC.: 1/10

Conexión a momento : Tipo end plate Columna HSS450x450x22 / Viga W24x84 Soldada-Empernada

CORTE B-B ESC.: 1/10

CONEXIONES DE PERFILES TUBULARES Conexiones en diagonales - Detalles

Conexión de perfiles tubulares:  Ésta se realiza por medio de soldadura, ya que es la técnica de unión usada con mayor frecuencia para este tipo de secciones.  Los procedimientos de soldadura se pueden usar de la misma forma que en los perfiles abiertos. Viga W / Diagonal 2HSS Soldada

DETALLE 1 ESC.: 1/10

ELEVACIÓN ESC.: 1/10

CONEXIONES DE PERFILES TUBULARES Conexiones en diagonales - Detalles SECCIÓN ESC.: 1/10

ELEVACIÓN ESC.: 1/10

Columna W12x50 / Diagonal HSS3 1/2x3 1/2x1/4 Soldada

ELEVACIÓN ESC.: 1/10

Columna W / Diagonal OC Soldada

CONEXIONES PARA ARRIOSTRAMIENTOS EN PLANTA Y ELEVACIONES Perfil angular:  Está compuesto de dos elementos rectangulares llamados alas, perpendiculares una a la otra.  Usados por lo general para diagonales en planta, en elevación y para formar los componentes de las armaduras.  Pueden usarse con pernos y con soldaduras. Perfil WT:  Su sección se parece a la letra T, se fabrican en forma de W, S o M y luego se corta por la mitad.  Se utiliza como miembros de cuerda inferior y superior de armaduras, y como miembros de arriostramiento diagonal en construcciones.

DETALLES DE CONEXIONES PARA ARRIOSTRAMIENTO CON SECCIONES ANGULARES, TUBULARES Y WT

CONEXIONES PARA ARRIOSTRAMIENTOS EN PLANTA Y ELEVACIONES Conexiones en elementos angulares simples - Detalles

SECCIÓN F

ELEVACIÓN

ELEVACIÓN

ESC.: 1/10

ESC.: 1/10

Conexión ángulo simple diagonal L75x75x7 Empernada

Conexión ángulo simple diagonal L75x75x7 Soldada

ESC.: 1/10

CONEXIONES PARA ARRIOSTRAMIENTOS EN PLANTA Y ELEVACIONES Conexiones en elementos con ángulos dobles - Detalles ELEVACIÓN 2 SECCIÓN ESC.: 1/10 ESC.: 1/10

ELEVACIÓN 1 ESC.: 1/10

Conexión de soporte de armadura con ángulo doble 2L31/2x21/2x5/16 Soldada

CONEXIONES PARA ARRIOSTRAMIENTOS EN PLANTA Y ELEVACIONES Conexiones con WT - Detalles  En la presente vista se muestra el empleo del perfil WT como viga del pórtico mostrado, la cual está conectada mediante un doble ángulo 2L4x4x5/8 soldadaempernada al ala de la columna W12x50.  Se muestra también que el pórtico está arriostrado por medio de dos ángulos 2Lx3 1/2x3/8 por medio de la cartela PL1/2x12x1’-3 que conecta al nudo vigacolumna.

Columna W12x50 / Viga WT8x38.5 conectada con 2L4x4x5/8 Empernada-Soldada

ELEVACIÓN ESC.: 1/10

CONEXIONES PARA ARRIOSTRAMIENTOS EN PLANTA Y ELEVACIONES Conexiones con WT - Detalles

PLANTA ESC.: 1/10

Cruce de diagonales WT8x38.5 conectada con PL12 Empernada-Soldada

PLANTA ESC.: 1/10

Viga W14x61 / diagonal WT8x38.5 conectada con PL12 Empernada-Soldada

CONEXIONES PARA ARRIOSTRAMIENTOS EN PLANTA Y ELEVACIONES Conexiones con diagonales tubulares - Detalles  Este tipo de conexión diagonal mediante perfiles tubulares, es conocido como unión en forma de K, que consiste en la intersección de dos miembros que coinciden en un punto.  En la mayoría de casos se emplea soldadura como la forma eficiente para conectar los miembros, donde la soldadura se puede usar de la misma forma que en los perfiles abiertos.

Conexión con diagonales HSS120x100x5 / HSS 180x100x8 a cuerda inferior IPE220 - Soldada

PERFIL ESC.: 1/10

SECCIÓN ESC.: 1/10

CONEXIONES PARA COBERTURAS

DETALLES DE CONEXIONES EN COBERTURAS PARA CORREAS DE TECHO SIMPLES / CONTINUAS Y COLGADORES DE TECHO

CONEXIONES PARA COBERTURAS Conexiones para correas de pared - Detalles

Conexión para coberturas:  Son las conexiones necesarias que se realizan a los miembros que soportarán la cubierta metálica.  Dichas conexiones pueden ser soldadas o empernadas y se realizan a las correas horizontales y verticales, tirantes, cumbreras, etc.

SECCIÓN ESC.: 1/10

ELEVACIÓN D-D ESC.: 1/10

Detalle de elevación en pared

Columna HSS250x250x4.5 / Correa C150x50x4.5 conectada con ángulo L130x50x4.5 Soldada-Empernada

CONEXIONES PARA COBERTURAS Conexiones para correas de techo simples y continuas - Detalles Conexiones para correas simples:  Son aquellas conexiones que se realizan cuando la correa de techo se dispone en un solo vano.

Conexión de correa simple Z Empernada

Conexiones de techo continuas:  Son aquellas conexiones que se realizan cuando la correa de techo se dispone como vigas continuas de dos vanos iguales. VISTA FRONTAL

ELEVACIÓN A-A

ESC.: 1/10

ESC.: 1/10

CONEXIONES PARA COBERTURAS Conexiones para correas de techo simples y continuas - Detalles Conexión de correa continua Z Empernada

VISTA FRONTAL

ELEVACIÓN C-C

ESC.: 1/10

ESC.: 1/10

CONEXIONES PARA COBERTURAS Conexiones de colgadores de pared y techo - Detalles

Conexión para colgadores:  Son las conexiones necesarias que se realizan a los miembros que trabajan a tensión.  En la mayoría de casos se trata de perfiles tipo barra sólida, por lo cual la conexión es sencilla, en la mayoría de casos soldados.

ELEVACIÓN K-K VISTA FRONTAL

ESC.: 1/10

ESC.: 1/10

Conexión de colgador de techo barra D=3/8” A-36 Soldada

VISTA FRONTAL ESC.: 1/5

ELEVACIÓN F-F ESC.: 1/5

Conexión de colgador de techo barra D=3/8” A-36 soldada con 2L 1 1/2x1 1/2x1/8

CONEXIONES PARA COBERTURAS Conexiones de colgadores de pared y techo - Detalles

SECCIÓN F-F DETALLE 3

ESC.: 1/10

ESC.: 1/10

Detalle de elevación en pared

Conexión de colgador de pared barra D=7/8” A-36 soldada con PL9.5 a columna HSS250x250x4.5

CONEXIONES PARA ESCALERAS

DETALLES DE CONEXIONES PARA ESCALERAS VERTICALES, INCLINADAS Y BARANDAS

CONEXIONES PARA ESCALERAS Conexiones escaleras verticales - Detalles Conexión escalera vertical barra D=¾” con ángulo L2 ½”x¼” - Soldada

Planta-Ángulo L2 ½”x¼” ESC.: 1/2.5

PLANTA ESC.: 1/12.5

Escalera vertical

Conexión de paso-ángulo

Conexión ángulo-platina

ESC.: 1/2.5

ESC.: 1/2.5

CONEXIONES PARA ESCALERAS Conexiones en escaleras inclinadas - Detalles

ELEVACIÓN DETALLE 1 ESC.: 1/10

ESC.: 1/10

CONEXIONES PARA ESCALERAS Conexiones en escaleras inclinadas - Detalles

DETALLE 3 ESC.: 1/10

DETALLE 2 ESC.: 1/10

Largueros continuos ESC.: 1/10

CONEXIONES PARA ESCALERAS Conexiones en barandas - Detalles

Conexión de baranda en montaje superior ESC.: 1:10

ELEVACIÓN

Conexión de baranda en montaje superior

ESC.: 1/20

Detalle de barandas ESC.: 1:20

J-J ESC.: 1/10

ESC.: 1:10