Por el cual se establecen los requisitos de carácter técnico y científico para construcciones sismorresistentes NSR-98

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, fa, producido por cualquier carga axial inducida en el miembro, no exceda de c, multiplicado por 0.15AgFy, en donde:

Ag	=	área total, mm²
Fy	=	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 Rn" se calcula para cada estado límite aplicable multiplicando la resistencia nominal "Rn" 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 "Rn" 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 "Ag", 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 "An" 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 S2 /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 "An" 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:

• 1. 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, Ae, es igual al área neta, An.

• 1. 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, Ae, se calcula con la siguiente ecuación:

Ae	=	UAn	(F.2-1)

• 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, Ae, se calcula con:

Ae	=	AU	(F.2-2)

En donde:

A	=	área según se define más adelante
An	=	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.

• a) 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 = Ag , área total del miembro, mm²

• b) Cuando la carga a tensión se transmite únicamente mediante soldaduras transversales:

A = área de los elementos conectados directamente, mm²

U = 1.0

• c) 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; "hc" 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 "hc" 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, Fyf, en lugar de Fy.

• (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/Fy.

• (e) Fr = 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. Fy 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:

0.75FuAfn ³ 0.9FyAfg	(F.2-4)

en donde Afg es el área total de las aletas y Afn su área neta, calculada con base en las provisiones de F.2.2.1 y F.2.2.2 y Fu, es la resistencia mínima a tensión especificada. Si

0.75Fu Afn< 0.9Fy Afg	(F.2-5)

las propiedades a telón del miembro se calcularán con base en la siguiente área efectiva a tensión de las aletas, Afe :

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, Mu, 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 Mu de columnas-vigas, conexiones y miembros conectados, se determinará mediante un análisis elástico de segundo orden o, en su lugar, el siguiente procedimiento aproximado:

Mu = B1Mnt + B2Mlt	(F.2-7)

en donde:

Mnt	=	resistencia requerida a la flexión en el miembro suponiendo que no hay traslación lateral del pórtico, N-mm
Mlt	=	resistencia requerida a la flexión por causa solamente de la traslación lateral del pórtico, N-mm
Pu	=	resistencia requerida, a compresión axial, del miembro en consideración, N
---	---	---
Cm	=	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:

Cm	=	0.6-0.4 (M1/M2)	(F.2-10)

en donde M1/M2 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. M1/M2 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 Cm se determinará mediante un análisis racional. En lugar de dicho análisis, pueden utilizarse los siguientes valores:

Cm	=	0.85 para miembros restringidos en sus extremos contra la rotación
Cm	=	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 0.85C, multiplicado por Ag Fy

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 0.75C Ag Fy.

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 Ft Pn. 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

Pn = FyAg	(F.2-13)

• (b) Para fractura en el área neta

t = 0.75

Pn = FuAe	(F.2-14)

en donde:

Ae	= área neta efectiva, mm²
Ag	= área bruta del miembro, mm²
Fy	= esfuerzo mínimo especificado de fluencia, MPa
Fu	= resistencia mínima especificada a la tensión, MPa
Pn	= 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 "Ag" 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, "FPn" será el menor valor de los siguientes estados límites:

• (a) Tensión sobre el área neta efectiva

= t = 0.75

Pn = 2tbefFu.	(F.2-15)

• (b) Corte sobre el área efectiva

= ef =0.75

Pn = 0.6 Aef Fu	(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
Aef	= 2t(a + d/2), mm²
bef	= 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 "le", 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 "lr" estipulados en F.2.2.5.1 es igual a "Ft Pn", en donde:

t = 0.85

Pn = AgFcr	(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 lr estipulados en F.2.2.5.1 es FcPn, en donde:

c = 0.85

Pn = AgFcrft

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 Fcry 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:

Mmax = valor absoluto del momento máximo en el segmento sin arriostrar, N-mm

MA = valor absoluto del momento en el punto del primer cuarto del segmento sin

arriostrar, N-mm

MB = valor absoluto del momento en el punto medio del segmento de viga sin

arriostrar, N-mm

MC = 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, mm4

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)

FL = el menor valor entre (Fyf - Fr) 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, mm4

Cw = constante de alabeo, mm6

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.