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

E.5.3.3.1 - Resistencia del refuerzo - En el refuerzo el límite de fluencia, fy, no debe ser inferior a 240 MPa para barras Nº 3 (3/8") ó 10M (10 mm) y Nº 2 (1/4") ó 6M (6 mm). Para barras Nº 4 (1/4") ó 12M (12 mm) el límite de fluencia debe ser superior o igual a 420 MPa.

E.5.4 - INSTALACIONES HIDROSANITARIAS

E.5.4.1 - INSTALACIONES SOBREPUESTAS - Las instalaciones hidrosanitarias deben colocarse preferiblemente por encima de la malla estructural de cimentación, utilizando piezas de sobrecimiento entre la malla y el contrapiso y realizando una impermeabilización lateral y horizontal adecuada en mortero con impermeabilizante integral.

E.5.4.2 - INSTALACIONES EMPOTRADAS - Cuando se requiera atravesar con instalaciones hidrosanitarias los elementos de la malla estructural, se deben cumplir las siguientes condiciones:

• (a) El diámetro del tubo que atraviesa no debe ser mayor de 150 mm.

• (b) El tubo se debe ubicar en el tercio central del elemento de concreto reforzado ó del elemento de ciclópeo.

• (c) Las perforaciones en los elementos de cimentación no pueden tener alturas mayores de 150 mm ni longitudes mayores de 300 mm.

• (d) La altura de los elementos perforados se debe incrementar en la dimensión vertical de la perforación si ésta excede el 50% de la altura original del elemento.

• (e) En perforaciones de altura superior o longitud superior a 150 mm, se deben colocar dos estribos adicionales a cada lado de la perforación a 50 mm de la misma y espaciados a 100 mm uno de otro. No se requiere colocar refuerzo longitudinal adicional.

E.5.4.2.1 - Perforaciones para instalaciones - Se pueden perforar las vigas de corona ó en las mallas de concreto reforzado individualmente con tuberías de diámetro menor o igual a 60 mm sin requisitos especiales. Los cimientos en ciclópeo, por debajo de la viga de corona, se pueden perforar con tubos hasta de 100 mm de diámetro y en longitudes hasta de 300 mm, sin requisitos especiales.

E.5.4.3 - INSTALACIONES ENTERRADAS - Cuando las instalaciones hidrosanitarias se ubiquen por debajo de la malla de cimentación, la distancia vertical entre el fondo de la malla y el borde superior de la tubería debe ser mayor de 100 mm. La intersección entre los elementos de la malla de cimentación y la zanja de la instalación se debe rellenar con un concreto pobre.

E.5.5 - CONTRAPISOS

E.5.5.1 - GENERAL - Cualquiera que sea el sistema de cimentación que se adopte, debe garantizarse que actúa como un diafragma. La malla de cimentación, la loseta de contrapiso, los elementos especiales y suplementarios de transferencia de cargas al suelo de cimentación, el relleno colocado entre los elementos de la malla y la interacción del sistema de cimentación con el suelo por fricción y por empujes pasivos y activos, configuran el diafragma a nivel de cimentación.

E.5.5.2 - MORTERO - La loseta de contrapiso que configura el acabado de piso, debe consistir en un mortero de acabado hecho con arena gruesa ó en un concreto de alistado hecho con agregado fino, de espesor no inferior a 30 mm. El refuerzo utilizado cumple únicamente los propósitos de atender la retracción de fraguado, para lo cual se pueden utilizar mallas de alambre, fibras incorporadas, lienzos especiales, anjeos, o elementos de similar o mejor funcionamiento.

E.5.5.3 - VACIADO - La ubicación de la loseta de contrapiso depende de la ubicación relativa de la malla de cimentación respecto del nivel de piso. En cualquier caso, la loseta de contrapiso se debe vaciar contra los muros estructurales, sobre un relleno compactado de material seleccionado (recebo).

E.5.6 - ESPECIFICACIONES ESPECIALES

E.5.6.1 - JUNTAS - El estudio geotécnico debe indicar la localización de las juntas en la cimentación. En ausencia de estudio geotécnico, las juntas entre casas deben hacerse a distancias no mayores de 30 m. La separación neta de la junta no debe ser inferior a 25 mm por cada piso de construcción.

E.5.6.2 - MUROS DIVISORIOS NO ESTRUCTURALES - Los muros divisorios no estructurales pueden apoyarse directamente sobe la loseta de piso, sin precauciones adicionales. Opcionalmente se pueden utilizar cintas de apoyo a nivel de la malla, como elementos secundarios, para cimentar los muros divisorios. En las intersecciones entre muros divisorios o entre éstos y los estructurales, debe evitarse la traba física y se deben emplear conectores flexibles cada 400 mm, del tipo malla de cernir No. 4, en dimensiones de 100 mm x 200 mm ó estribos en alambre de diámetro 4 mm de las dimensiones indicadas.

E.5.6.3 - SUELOS COMPRESIBLES - Cuando los suelos sean excesivamente compresibles, de capacidad inferior a la establecida en E.5.1.4 (d), se puede utilizar alguna de las propuestas de este capítulo, si previamente se ha realizado una plataforma de suelo mejorado, compactada mecánicamente mínimo en 3 capas de 100 mm a una densidad Proctor del 90%.

E.5.6.4 - CONSTRUCCIONES EN LADERA - Cuando los desniveles entre el suelo y el espacio de la vivienda exija sistemas de contención, éstos se deben diseñar atendiendo las disposiciones del Título H y disponiendo los elementos adicionales requeridos para resistir las cargas laterales allí especificadas.

E.5.6.4.1 - Para pendientes superiores al 20% debe garantizarse la estabilidad en la cimentación, empleando procedimientos tales como pilares en concreto ciclópeo de sección circular, dispuestos en las esquinas del borde inferior de ladera, a distancias no mayores de 5 m entre centros y anclados no menos de 1 m en el suelo natural. La esquina de la malla de cimentación correspondiente a cada pilar se debe anclar mediante 4 barras del Nº 4 (1/2") ó 12M (12 mm) formando una canastilla de 150 mm x 150 mm que debe penetrar en el pilar al menos 500 mm y anclarse en los elementos de la malla de cimentación.

CAPITULO E.6

RECOMENDACIONES ADICIONALES DE CONSTRUCCION

E.6.1 -GENERALIDADES

E.6.1.1 - Por ser de carácter muy general las disposiciones establecidas en este Título y por no requerir supervisión técnica especial para las construcciones aquí establecidas las actividades de construcción deben ser especialmente cuidadosas con objeto de que el funcionamiento previsto de la obra en eventos sísmicos sea apropiado. El grado de generalización involucrado no exime de las verificaciones de calidad en los materiales utilizados, del cumplimiento de las tolerancias establecidas a lo largo de estas normas, ni de los procedimientos de obra realizados al mejor nivel posible. A continuación se establecen, de manera simplificada y también general, los procedimientos de ejecución de la construcción.

E.6.2 - CIMENTACIONES

E.6.2.1 - PREPARACION DEL TERRENO - En esta fase se deben retirar los materiales no apropiados para soporte de la edificación como son escombros, material vegetal, suelo suelto, etc. Igualmente se deben realizar los drenajes interiores y laterales necesarios y se deben determinar los niveles necesarios de tuberías y de la malla de cimentación. Si fuere necesario, se deben ejecutar las plataformas de suelo mejorado, compactado en capas no mayores de 150 mm ni menores de 100 mm.

E.6.2.2 - ZANJAS - Se deben realizar de manera simultánea las zanjas requeridas para las instalaciones y para la malla de cimentación. Del fondo de las zanjas para los elementos estructurales se debe retirar el material suelto y se debe colocar un mortero pobre de limpieza de unos 40 mm de espesor. En caso de que la malla lleve concreto ciclópeo, en este momento se debe proceder a su vaciado.

E.6.2.3 - COLOCACION DE LAS ARMADURAS - Tanto los refuerzos longitudinales como los refuerzos transversales deben estar separados del suelo natural no menos de 50 mm en suelo seco, ni menos de 75 mm en suelo húmedo. Las tolerancias en recubrimientos y colocación de las armaduras con respecto a lo indicado en los planos debe ser de 10 mm. Una vez colocadas las armaduras de la cimentación, se deben fijar y anclar las armaduras de arranque de las columnas en los sitios indicados en los planos.

E.6.2.4 - COLOCACION DEL CONCRETO - El concreto de la malla de cimentación se debe colocar empezando por los ejes de los muros de carga y siguiendo con los ejes transversales en barrido continuo. La suspensión provisional del vaciado del concreto se debe hacer mediante juntas verticales en los ejes de los muros de rigidez (transversales a los de carga). Durante la compactación del concreto colocado debe evitarse cualquier modificación en la posición de las armaduras de arranque de las columnas.

E.6.3 - MUROS ESTRUCTURALES Y COLUMNAS DE CONFINAMIENTO

E.6.3.1 - En la ejecución de los muros se debe utilizar el siguiente procedimiento.

• (a) Hiladas de sobrecimiento - Se debe picar, limpiar y humedecer la parte superior del concreto ciclópeo donde se coloca el mortero de pega de la primera hilada. Este mortero debe contener un impermeabilizante integral. La primera hilada de sobrecimiento, o hilada madrina, debe ir rematada con mortero que también contenga impermeabilizante integral.

• (b) Ejecución del muro - La construcción del muro se debe ejecutar siguiendo el patrón de colocación de las unidades, teniendo la precaución de dejar los espacios requeridos para las columnas de confinamiento. Al momento de la ejecución del muro, se deben colocar los conectores flexibles establecidos para las intersecciones con muros no estructurales.

E.6.3.2 - EJECUCION DE LAS COLUMNAS DE CONFINAMIENTO - Una vez se haya dispuesto el refuerzo vertical y el refuerzo horizontal de las columnas, se deben colocar los testeros laterales que constituyen la formaleta de las columnas, permitiendo que el concreto fundido haga contacto con la superficie terminal del muro confinado, la cual debe estar libre de rebabas y de materiales que restrinjan la adherencia entre el concreto y la mampostería. El refuerzo vertical de la columna debe sobresalir de la superficie de enrase la cantidad necesaria para realizar los empalmes por traslapo con la columna superior si la hubiese; el remate del refuerzo vertical debe anclarse, llevándolo hasta la parte superior de la viga de confinamiento, utilizando ganchos de 90º. La parte superior del gancho debe quedar a distancia no mayor de 50 mm de la cara superior de la viga ó cinta de remate.

E.6.3.3 - EJECUCION DEL CONTRAPISO - Una vez vaciadas las columnas de confinamiento del primer piso se deben ejecutar los rellenos complementarios en recebo entre el suelo natural y la loseta de contrapiso. Sobre la superficie nivelada del recebo, se deben colocar las armaduras de la loseta, para proceder a vaciar el material de ésta, (concreto con agregado fino o mortero con arena gruesa), llevándola siempre hasta la cara de los muros estructurales y las columnas.

E.6.3.4 - EJECUCION DE LOS MUROS NO ESTRUCTURALES - En los sitios indicados en los planos, se debe construir la hilada madrina, con mortero colocado directamente sobre el contrapiso. Las conexiones requeridas para intersecciones se deben anclar en las correspondientes juntas de pega.

E.6.4 - LOSA DE ENTREPISO

E.6.4.1 - La colocación de los elementos prefabricados del entrepiso, si los hay, y de las formaletas, cimbras, testeros, etc. debe realizarse de acuerdo con los planos.

E.6.4.2 - Una vez se hayan colocado las armaduras de vigas, las conexiones mecánicas especiales, las armaduras de la losas, etc., se puede proceder al vaciado y compactación del concreto del entrepiso, sometiéndolo a un proceso de curado adecuado. Deben haber transcurrido por lo menos 24 horas entre el vaciado de las columnas de confinamiento y el vaciado de la losa de entrepiso.

E.6.4.3 - A partir de ejecución de la losa de entrepiso el proceso de ejecución del segundo nivel es idéntico al del primer nivel hasta la altura de dinteles.

E.6.5 - CULATAS, AMARRES Y CUBIERTAS

E.6.5.1 - En esta fase del proceso constructivo se deben ejecutar las vigas de amarre, las soleras, las culatas laterales (cuchillas) y los anclajes de cubierta. Las columnas se deben vaciar previamente hasta altura de dinteles dejando la longitud de refuerzo para empalmes ó con la longitud total del mismo hasta nivel de remate.

E.6.5.2 - Los remates de todo tipo de refuerzo longitudinal de columnas, vigas de amarre ó cintas, debe terminar en ganchos estándar a 90º, anclando cada refuerzo de un elemento, en el elemento que le sea transversal.

E.6.6 - COMPLEMENTOS

E.6.6.1 - Los aspectos de construcción aquí dispuestos, se pueden complementar con lo establecido en los Capítulos D.4 y D.10 de estas normas.

CAPITULO E.7

DEFINICIONES

Además de las siguientes definiciones deben consultarse las dadas en los diferentes títulos de estas normas.

Cercha - Es un elemento estructural reticulado destinado a recibir y trasladar a los muros portantes las cargas de cubierta. Equivalente a correa.

Cinta de amarre - Es un elemento complementario a las vigas de amarre con altura no menor de 100 mm, y cuyo ancho es el espesor del elemento que remata.

Columna de amarre - Es un elemento vertical reforzado que se coloca embebido en el muro.

Concreto ciclópeo - Concreto con adición de agregado de tamaños mayores al corriente (sobretamaño).

Culata - Parte del muro que configura el espacio entre la cubierta y los dinteles y que remata con la pendiente de la cubierta. También se denomina cuchilla.

Diafragma - Elemento estructural que reparte las fuerzas inerciales laterales a los elementos verticales del sistema de resistencia sísmica, o sea a los muros.

Elementos especiales - Son elementos atípicos en este título y que resuelven de manera particular problemas específicos de una construcción en su cimentación tales como pilotes, micropilotes, realces, muros de contención, plataformas de suelo mejorado.

Elementos suplementarios - Son elementos que complementan el trabajo de la cimentación en su función de transferencia de cargas hacia el suelo, tales como elementos de cierre de los anillos en la malla, elementos de estabilidad de cimientos medianeros, etc.

Loseta de contrapiso - Es el elemento de concreto con agregado fino menor o igual a 12.5 mm (1/2") o mortero hecho con arena gruesa, fundido directamente sobre relleno compactado y que hace las veces de piso acabado en el primer nivel.

Malla de cimentación - Conjunto de elementos ortogonales en concreto reforzado o en ciclópeo y concreto reforzado que forman anillos rectangulares en planta y hacen la transferencia de cargas de la estructura de muros al suelo de cimentación. Entramado.

Muros confinados - Son muros de mampostería enmarcados por vigas y columnas de amarre.

Muros de carga - Son muros de mampostería que además de su peso propio llevan otras cargas verticales provenientes de los entrepisos y la cubierta. Estos muros deben estar amarrados al diafragma y deben tener continuidad vertical.

Muros de rigidez - Son muros de mampostería, transversales a los muros portantes o de carga. Sirven para reducir la esbeltez de aquellos y para resistir las fuerzas laterales perpendiculares a los muros de carga. Estos muros deben estar amarrados al diafragma y deben tener continuidad vertical.

Muros divisorios - Son muros que no llevan más carga que su peso propio, no cumplen ninguna función estructural para cargas verticales u horizontales y por lo tanto pueden ser removidos sin comprometer la seguridad estructural del conjunto. No obstante, deben estar adheridos en su parte superior al sistema estructural, con el fin de evitar su vuelco ante la ocurrencia de un sismo.

Parapeto - Es el amarre del muro por encima de la cubierta. Deben amarrarse tal como se indica en E.4.4

Recebo - Material granular seleccionado de relleno, que se coloca entre el suelo natural y el contrapiso. Este material debe ser compactado en forma adecuada.

Recubrimiento - Vaciado suplementario sobre una placa prefabricada que beneficia su trabajo como diafragma.

Pañete - Mortero de acabado para la superficie de un muro. También se denomina mortero de alisado, revoque, etc.

Solera - Elemento de remate del muro al nivel de la cubierta y que recibe las cargas transferidas por las correas. Remate de muro ó de cubierta.

Viga de amarre - Es un elemento de concreto reforzado de no menos de 150 mm de altura que sirve para amarrar a diferentes niveles los muros de una edificación. La viga de amarre puede estar embebida dentro de la losa de entrepiso cuando ésta es de concreto reforzado, y en este caso puede tener el mismo espesor del entrepiso.

Viga de corona - Elemento de concreto reforzado complementario de los cimientos en concreto ciclópeo, vaciados directamente sobe ellos y que cumple funciones de amarre y repartición de cargas.

TITULO F

ESTRUCTURAS METALICAS

CAPITULO F.1

REQUISITOS GENERALES

F.1.0 GENERALIDADES

F.1.0.1 - ALCANCE - Las normas contenidas en el Título F de este Reglamento son aplicables al diseño de estructuras conformadas por elementos de acero o de aluminio, soldados, atornillados, o remachados, y cuya calidad debe certificarse.

F.1.0.2 - ZONAS SISMICAS - Los requisitos para estructuras metálicas que se dan en el presente Título de este Reglamento, deben aplicarse a cada una de las Zonas de Amenaza Sísmica que se definen en A.2.3. del Título A de este Reglamento.

F.1.1 LIMITES DE APLICABILIDAD

F.1.1.1 - ESTRUCTURAS DE ACERO - El término acero estructural empleado en la presente norma se refiere a los elementos de acero estructural esenciales para resistir las cargas de diseño.

El diseño de estructuras de acero con miembros hechos con perfiles laminados está cubierto por los capítulos F.1 a F.5. Tales miembros se enumeran en forma general en 2.1 del "Código de Práctica Estándar para Estructuras Metálicas" del Instituto Americano para Construcción en Acero (AISC).

Estas estructuras se diseñarán para estados límites de acuerdo con los capítulos F.2 y F.3. Como alternativa se podrán diseñar para esfuerzos admisibles; en tal caso se seguirán los Capítulos F.4 y F.5.

El diseño de estructuras metálicas con miembros formados en frío se trata en el capítulo F.6.

F.1.1.2 - ESTRUCTURAS DE ALUMINIO - El término aluminio estructural empleado en la presente norma se refiere a los elementos de aluminio estructural esenciales para resistir las cargas de diseño.

El diseño de estructuras metálicas con elementos de aluminio estructural se hará conforme al capítulo F.7.

CAPITULO F.2

ESTRUCTURAS DE ACERO HECHAS CON PERFILES LAMINADOS

0 MIEMBROS ARMADOS: DISEÑO PARA ESTADOS LIMITES

F.2.0 - NOMENCLATURA

El numeral entre paréntesis después de la definición de un símbolo, se refiere a la sección donde este se define por primera vez.

F.2.1 GENERALIDADES

F.2.1.1 - ESTADOS LIMITES - Para el diseño de estructuras de acero con perfiles laminados se estudiarán como mínimo los estados límites último y de servicio.

Para evaluar las cargas últimas se utilizarán las combinaciones y coeficientes de mayoración estipuladas en B.2.5.

Para evaluar deflexiones en el estado límite de servicio se utilizarán las cargas y combinaciones prescritas en B.2.3.

F.2.1.2 - TIPOS DE CONSTRUCCION - Bajo las condiciones establecidas aquí, se permiten dos tipos básicos de construcción y condiciones asociadas de diseño, cada una de las cuales determina en una forma específica el tamaño de los miembros y el tipo y resistencia de sus conexiones. Ambos tipos deben cumplir con los requisitos de estabilidad de F.2.2.4.

El tipo TR (totalmente restringido), llamado comúnmente "pórtico rígido" o "pórtico continuo" en el cual se supone que las conexiones entre vigas y columnas tienen suficiente rigidez para mantener inalterables los ángulos originales entre los miembros que se intersectan.

El tipo PR (parcialmente restringido), en el cual las conexiones entre vigas principales y secundarias poseen una rigidez insuficiente para mantener inalterables los ángulos originales entre los miembros que se intersectan.

El diseño de todas las conexiones debe ser consistente con el tipo de construcción señalado en los planos de diseño.

En el método de diseño para estados límites se permite incondicionalmente la construcción tipo TR.

La construcción tipo PR se puede utilizar dependiendo de la garantía del grado de restricción previsto para las conexiones. Cuando se ignora la restricción de las conexiones, debe suponerse que bajo las cargas de gravedad o "entramado simple" los extremos de las vigas y viguetas se comportan como uniones a corte solamente y pueden rotar libremente. En construcciones con entramado simple se aplican los siguientes requisitos:

• (a) Las conexiones y los miembros conectados deberán ser adecuados para resistir como vigas simplemente apoyadas las cargas mayoradas de gravedad.

• (b) Las conexiones y los miembros conectados deberán ser adecuados para resistir las cargas mayoradas laterales.

• (c) Las conexiones deberán tener suficiente capacidad de rotación inelástica para evitar sobre esfuerzos en los sujetadores o soldaduras bajo la acción combinada de cargas mayoradas de gravedad y laterales.

Cuando se utiliza en el diseño de conexiones restricción rotacional para obtener estabilidad de la estructura en conjunto, la capacidad de la conexión se determinará por medios analíticos o empíricos.

En las construcciones tipo PR se permiten algunas deformaciones inelásticas de una parte de la estructura, siempre que sean autolimitantes.

F.2.1.3 - MATERIALES

F.2.1.3.1 - Acero estructural - En estas especificaciones se acepta el uso de los materiales que cumplen con las siguientes normas:

NTC 248.	Barras corrugadas laminadas en caliente (ASTM A615).
NTC 1920.	Acero estructural. (ASTM A36).
NTC 3470.	Tubería de acero soldada o sin costura, negra y recubierta de zinc por inmersión en caliente (ASTM A53 Grado B).
NTC 1950.	Acero estructural de alta resistencia y de baja aleación (ASTM A242).
NTC 1986.	Tubería estructural de acero al carbono, formada en frío, soldada o sin costura, de cualquier configuración (ASTM A500).
NTC 2374.	Tubería estructural de acero al carbono, formada en caliente, soldada o sin costura (ASTM A501).
NTC 3347.	Láminas y platinas de acero al carbono laminadas en caliente, de calidad estructural (ASTM A570 Grados 40, 45 y 50).
NTC 1985.	Acero de alta resistencia, de baja aleación colombio-vanadio de calidad estructural (ASTM A572).
NTC 2012.	Acero estructural de alta resistencia de baja aleación con punto de fluencia mínimo de 345 M Pa, hasta 100 mm de espesor (ASTM A588).
NTC 4001.	Tubería estructural de alta resistencia y baja aleación, formada en caliente con o sin costura (ASTM A618).
NTC 4005.	Acero estructural para puentes (ASTM A709).
NTC 4007.	Especificaciones para el acero al carbono-manganeso de alta resistencia y calidad estructural (ASTM A529).
NTC 4009.	Láminas y flejes de acero, laminados en frío y en caliente, de alta resistencia y baja aleación, con resistencia mejorada a la corrosión (ASTM A606).
NTC 4012.	Plancha de acero estructural de baja aleación, templada y revenida con límite de fluencia mínimo de 485 MPa (70ksi) y espesores hasta de 100 mm (4 pulgadas) (ASTM A852).
NTC 4014.	Planchas de acero aleado, templadas y revenidas, de alta resistencia a la fluencia y aptas para ser soldadas (ASTM A514).
NTC 4016.	Láminas y flejes de acero de alta resistencia y baja aleación, al culombio o vanadio, o ambos, laminados en caliente y en frío (ASTM A607).

Se puede considerar como prueba suficiente del cumplimiento de las anteriores normas, el informe certificado que en tal sentido extienda la acería, de acuerdo con sus ensayos, o de los ensayos que realice el fabricante o un laboratorio reconocido, de acuerdo con los requisitos de las normas ASTM A6 o NTC 7 (ASTM A568), según sea aplicable. Si se le solicita, el fabricante deberá proporcionar una certificación en que conste que el acero estructural del suministro cumple los requisitos del grado especificado.

Puede utilizarse acero sin identificar, si su aspecto superficial es aceptable según los criterios de la norma ASTM A6, en la fabricación de partes o detalles de menor importancia, siempre y cuando que las propiedades físicas y la soldabilidad del acero no afecten la resistencia de la estructura.

En caso de utilizar el acero conocido como de "calidad comercial", la resistencia, en términos del límite de fluencia no debe suponerse mayor de 225 MPa, y a su vez la resistencia última no mayor de 360 MPa, a menos que mediante ensayos se pueda demostrar una resistencia mayor.

F.2.1.3.2 - Perfiles pesados - No se requiere especificar la tenacidad del material en empalmes empernados de perfiles laminados ASTM A6, grupos 4 y 5 cuando estos miembros se utilizan para resistir esfuerzos principales de tensión debidos a tensión o flexión.

Si tales miembros se conectan utilizando soldaduras de penetración total, los documentos contractuales deben especificar que el acero sea suministrado con la prueba Charpy con ranura en V de acuerdo con la norma ASTM A6, Requisito Suplementario S5. Esta prueba de impacto debe satisfacer un valor promedio mínimo de 27 N-m de energía absorbida a+20ºC y debe conducirse de acuerdo con la norma NTC 4008 (ASTM A673) con las siguientes excepciones:

• (a) El eje central longitudinal de las muestras debe localizarse dentro de lo posible equidistante entre la superficie interior de la aleta y el centro del espesor de ésta en la intersección con el grosor del alma.

• (b) El productor debe conducir las pruebas en material seleccionado de un sitio representativo de la parte superior de cada lingote o en parte de un lingote utilizado para producir los perfiles representados por estas pruebas.

No se requiere especificar la tenacidad del material en platinas con espesores superiores a 50 mm que hacen parte de miembros fabricados con empalmes empernados y sometidos a esfuerzos principales de tensión debidos a tracción o flexión. Si tales miembros están unidos por medio de soldaduras de penetración total, los documentos contractuales deben especificar el suministro del acero con pruebas Charpy con ranura en V de acuerdo con la norma ASTM A6, Requisito Suplementario S5.

La prueba de impacto será conducida por el productor de acuerdo con la norma NTC 4008 (ASTM A673), Frecuencia P, y debe satisfacer un valor promedio mínimo de 27 N-m de energía absorbida a +20ºC.

Estos requisitos suplementarios de tenacidad también deben considerarse en uniones soldadas de penetración total, de perfiles de acero ASTM A6, grupos 4 y 5, laminados o fabricados, con espesores superiores a 50 mm, utilizadas en conexiones sometidas a esfuerzos principales de tensión, bien sea por tensión directa o por flexión de dichos miembros. No es necesario aplicar tales requisitos a los perfiles mencionados cuando a ellos se conectan miembros diferentes a los acá señalados, por medio de soldaduras aplicadas a la cara del material más pesado que penetran todo el espesor del material más delgado.

En F.3.16.1.7, F.3.16.1.8, F.3.16.2.6, F.3.16.2.7 y F.3.18.2.2 se dan requisitos adicionales para uniones en miembros de perfiles laminados pesados y fabricados.

F.2.1.3.3 - Fundiciones y piezas forjadas de acero - El acero fundido deberá cumplir con una de las siguientes especificaciones o normas:

NTC 4003. Fundiciones de acero al carbono para aplicaciones en general (ASTM A27 Grado 65-35).

NTC 1137. Fundiciones de acero de alta resistencia para usos estructurales (ASTM A148 Grado 80-50)

Las piezas forjadas deberán ajustarse a la norma:

NTC 4038. Fundiciones ferrosas. Piezas forjadas de acero al carbono aleado, para usos industriales en general (ASTM A668).

Se aceptarán los informes certificados de ensayo como prueba del cumplimiento de la norma

F.2.1.3.4 - Pernos, arandelas y tuercas - Los pernos de acero deberán cumplir con una de las siguientes normas:

NTC 858.	Tornillos, pernos y partes similares roscadas. Requisitos generales (ASTM A449).
NTC 4028.	Pernos de acero de alta resistencia, clase 10.9 y 10.9.3 para juntas de acero estructural (ASTM A490).
NTC 4034.	Elementos de fijación. Especificación para tornillos y pernos de acero al carbono con 410 MPa (60000 psi) de resistencia a la tensión (ASTM A307).
ASTM A194.	Tuercas de acero al carbono y aleado para pernos que trabajen en condiciones de servicio con alta presión y alta temperatura.
ASTM A325.	Pernos estructurales de acero, tratados térmicamente, con resistencia mínima a la tensión de 825 o 725 MPa.
ASTM A563.	Tuercas de acero al carbono y de aleación.
ASTM F436.	Arandelas de acero templado.

Se usarán pernos NTC 858 (ASTM A449) solamente en conexiones que requieran pernos de diámetros superiores a 38 mm; no deberán usarse en conexiones de deslizamiento crítico.

Se aceptará la certificación del fabricante como prueba del cumplimiento con estas normas.

F.2.1.3.5 - Pernos de anclaje y varillas roscadas - Los pernos de anclaje y las varillas roscadas deberán cumplir con una de las siguientes normas:

NTC 1920.	Acero estructural (ASTM A36).
ASTM A193.	Materiales de acero aleado y de acero inoxidable para pernos en condiciones de servicio de alta temperatura.
ASTM A354.	Pernos, espigos y otros sujetadores roscados externamente, de acero aleado, templado y revenido.
NCT 1985.	Aceros de calidad estructural y alta resistencia con baja aleación de colombio y vanadio. (ASTM A572).
NTC 2012.	Acero estructural de alta resistencia y de baja aleación con punto de fluencia mínimo de 345 MPa hasta 100 mm de espesor (ASTM A588).
ASTM A687.	Pernos y espigos, sin cabeza, de acero de alta resistencia

Las roscas de los pernos y varillas deberán cumplir con las especificaciones detalladas en las "Series Estándares Unificadas" de la última edición de la norma ANSI B18.1. Las tolerancias serán de clase 2A.

Pueden utilizarse como pernos de anclaje los pernos de acero que cumplen con otras disposiciones de F.2.1.3. El material NTC 858 (ASTM A449) es aceptable para pernos de anclaje y varillas roscadas de alta resistencia de cualquier diámetro.

Se aceptará la certificación del fabricante como prueba del cumplimiento con las normas.

F.2.1.3.6 - Metal de aporte y fundente para soldadura - Los electrodos y fundentes para soldadura deberán cumplir con una de las siguientes normas del Código correspondiente de la Sociedad Americana de Soldadura (American Welding Society).

NTC 2191.	Especificación para electrodos de acero al carbono para soldadura de arco metálico protegido (AWS A5.1).
NTC 2253.	Especificaciones para electrodos de acero al carbono de baja aleación para soldadura de arco (AWS A5.5).
NTC 2677.	Especificaciones para electrodos de acero al carbono y fundentes para soldadura de arco sumergido (AWS A5.17).
NTC 2632.	Especificaciones para metales de aporte de acero al carbono para soldadura de arco con protección de gas. (AWS A5.18).
AWS A5.20.	Especificaciones para electrodos de acero al carbono para soldadura de arco con fundente en el núcleo
NTC 3623.	Especificaciones para electrodos de acero de baja aleación y fundentes para soldadura de arco sumergido. (AWS A5.23).
NTC 3570.	Especificaciones para metales de aporte de acero de baja aleación para soldadura de arco con protección de gas. (AWS A5.28).
AWS A5.29.	Especificaciones para electrodos de acero de baja aleación para soldadura de arco con fundente en el núcleo

Se aceptará la certificación del fabricante como prueba del cumplimiento con las normas. Los electrodos y metales de aporte seleccionados deben ser los apropiados para la aplicación prevista. La tenacidad del material de soldadura por lo general no es critica en la construcción de edificios.

F.2.1.3.7 - Conectores de corte tipo espigo - Los conectores de espigo de acero para transmitir esfuerzos de corte deberán cumplir con los requisitos de la norma AWS D1.1 de la Sociedad Americana de Soldadura.

Se aceptará la certificación del fabricante como prueba del cumplimiento con el Código.

F.2.1.3.8 - Remaches - Los remaches de acero deben cumplir con la norma:

NTC 4033. Remaches de acero estructural (ASTM A502)

Se acepta el certificado del productor como evidencia suficiente de cumplimiento con la norma.

F.2.1.4 - CARGAS

F.2.1.4.1 - Las estructuras hechas con perfiles laminados de acero se diseñarán para las cargas estipuladas en el Título B de estas normas.

F.2.1.5 - BASES DE DISEÑO

F.2.1.5.1 - Resistencia requerida a cargas mayoradas - La resistencia requerida en el diseño de miembros estructurales y sus conexiones se determinará mediante análisis estructural para las combinaciones apropiadas de cargas mayoradas estipuladas en B.2.5.

En el diseño se permite tanto el análisis elástico como el análisis plástico, pero este último solamente para aceros con esfuerzos de fluencia inferiores a 450 MPa y sujeto a los requisitos de F.2.2.5.2, F.2.3.2, F.2.5.1.2, F.2.6.1.2, F.2.8.1 y F.2.9.1.

Con excepción de las vigas híbridas y los elementos de acero NTC 4014 (ASTM A514), las vigas principales y secundarias compuestas por secciones compactas (incluyendo los miembros diseñados como sección compuesta), que cumplan con los requisitos anteriores, que sean continuas sobre los apoyos o que están rígidamente conectadas a las columnas por medio de remaches, pernos de alta resistencia o soldadura, pueden diseñarse para 9/10 de los máximos momentos negativos producidos por las cargas de gravedad en los puntos de apoyo, siempre y cuando que el máximo momento positivo se incremente en 1/10 del promedio de los momentos negativos. Esta reducción no se aplica a los momentos producidos por cargas en elementos en voladizo.

Si el momento negativo es resistido por una columna rígidamente conectada a la viga, la reducción del 1/10 puede utilizarse en el diseño de la columna para una carga combinada axial y de flexión, siempre y cuando que el esfuerzo, 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.