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

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.

F.2.10.1.5 - Empalmes en secciones pesadas - Este numeral se aplica a perfiles laminados tipo ASTM A6, grupos 4 y 5 y a perfiles ensamblados mediante placas soldadas que tengan más de 50 mm de espesor en conjunto al formar su sección transversal, que deban empalmarse cuando están sometidos a esfuerzos primordialmente de tensión por tensión directa o flexión. Cuando los elementos individuales que conforman la sección transversal del miembro se empalman de acuerdo a la norma AWS D.1.1, Artículo 3.4.6, son aplicables los requisitos de la norma AWS D.1.1 en lugar de los requisitos de este numeral. Cuando las fuerzas de tensión en estas secciones deban ser transmitidas a través de empalmes mediante soldaduras de ranura de penetración completa, la tenacidad de ranura del material debe cumplir con los requisitos dados en F.2.1.3.2.

Los detalles de los agujeros de acceso para soldadura se dan en F.2.10.1.6. Los requisitos de aplicación de soldadura con calentamiento previo se dan en F.2.10.2.8 y los requisitos para la preparación de superficies cortadas térmicamente y su inspección se dan en F.2.13.2.2.

En los empalmes a tendón de perfiles tipo ASTM A6, grupos 4 y 1 y miembros ensamblados con placas o material de más de 50 mm de espesor, se deberán eliminar las salientes y entrantes de las soldaduras y la superficie deberá quedar lisa.

En los empalmes de perfiles tipo ASTM A6, grupos 4 y 5, y miembros ensamblados con placas o material de más de 50 mm de espesor en su sección transversal que se emplearán como miembros principales a compresión, todas las juntas deberán tener agujeros de acceso para facilitar el proceso de aplicación de soldadura acanalada, que deberán satisfacer los requisitos de F.2.10.1.6.

Alternativamente, los empalmes para tales miembros sometidos a compresión, incluidos miembros sometidos a tensión por cargas de viento o sismo, deberán diseñarse usando detalles de empalme que no induzcan grandes deformaciones por retracción de la soldadura. Por ejemplo, soldaduras de ranura de penetración parcial en las aletas y platinas de empalme con soldadura de filete en el alma, empalmes con platinas atornilladas o combinación de empalmes con platinas atornilladas y con soldadura de filete.

F.2.10.1.6 - Destijere de vigas y agujeros de acceso para soldadura - Todos los agujeros de acceso requeridos para facilitar las operaciones de soldadura deben tener una longitud mayor de 1½ veces el espesor del material en la cual se hace el agujero, medida desde el talón de la soldadura. La altura del agujero de acceso deberá ser la adecuada para la depositación del material de aporte en las placas adyacentes y debe suministrar espacio suficiente para lengüetas de soldadura para la soldadura en el material en que se hace el agujero pero no deberá ser inferior al espesor del material. En perfiles laminados en caliente y ensamblados, todos los destijeres de viga y agujeros de acceso para soldadura deberán tener formas libres de entalladuras y esquinas entrantes afiladas, excepto en el caso de soldaduras de filete que unen aletas y alma en las secciones ensambladas, en las cuales se permite que los agujeros de acceso de la soldadura terminen perpendiculares a la aleta.

Para los perfiles laminados tipo ASTM A6, grupos 4 y 5, y perfiles ensamblados con material de más de 50 mm de espesor, el corte térmico de los destijeres de vigas y los agujeros de acceso para soldadura deberá pulirse hasta obtener metal brillante. La inspección se hará por el método de las partículas magnéticas o por el método del tinte penetrante, realizados con anterioridad a la depositación de las soldaduras de empalme.

Si la porción de la curva de transición de los agujeros de acceso y los destijeres fueron hechas mediante agujeros pretaladrados o aserrados, esta porción del agujero o destijere no necesita ser pulida. Los agujeros de acceso y los destijeres de vigas de otras formas no necesitan pulirse ni tampoco requieren inspección con los métodos de la tinta penetrante y de las partículas magnéticas.

F.2.10.1.7 - Resistencia mínima de las conexiones - Las conexiones que hayan de transmitir esfuerzos se diseñarán para soportar una carga mayorada no inferior a 45 kN, excepto para elementos de enlace, templetes y riostras.

F.2.10.1.8 - Colocación de soldaduras y pernos - Los grupos de soldaduras o pernos en los extremos de cualquier miembro que trasmitan fuerzas axiales a tal miembro se colocarán en tal forma que el centro de del grupo coincida con el centro de gravedad del miembro a menos que se tengan en cuenta los esfuerzos producidos por la excentricidad. Lo anterior no es aplicable a las conexiones de los extremos de miembros de ángulo sencillo, ángulos dobles o miembros similares estáticamente cargados.

F.2.10.1.9 - Pernos en combinación con soldaduras - En nuevos trabajos se considera que los pernos comunes A307 o los pernos de alta resistencia, utilizados en conexiones tipo aplastamiento, no comparten la carga con las soldaduras. Siempre que se utilicen soldaduras en este tipo de junta, deberán diseñarse para soportar toda la carga en la conexión. En cambio los pernos de alta resistencia, utilizados en conexiones de deslizamiento crítico pueden compartir la carga con las soldaduras.

Cuando se hagan modificaciones de soldaduras en estructuras, los remaches y los pernos de alta resistencia existentes apretados según los requisitos para conexiones de deslizamiento crítico pueden utilizarse para resistir las cargas muertas originales y la soldadura necesitará solamente suministrar la resistencia adicional de diseño requerida.

F.2.10.1.10 - Pernos de alta resistencia en combinación con remaches - En conexiones de deslizamiento crítico diseñadas de acuerdo con las estipulaciones de F.2.10.3, se considera que los remaches y los pernos de alta resistencia pueden compartir las cargas, tanto en trabados nuevos como en modificaciones.

F.2.10.1.11 - Limitaciones en conexiones soldadas y empernadas - Deben utilizarse soldaduras o pernos de alta resistencia totalmente tensionados (véase la tabla F.2-7), en las siguientes conexiones:

§ Empalmes de columnas en todas las estructuras de varios pisos de 60 metros o más de altura.

§ Empalmes de columnas en estructuras de varios pisos de 30 a 60 metros de altura, si la dimensión mínima horizontal es inferior al 40% de la altura.

§ Empalmes de columnas en estructuras de varios pisos de menos de 30 metros de altura, si la dimensión mínima horizontal es inferior al 25% de la altura.

§ Todas las conexiones de vigas a columnas y de vigas entre sí, cuando de ellas depende el arriostramiento de las columnas, en estructuras de más de 40 metros de altura.

§ En todas las estructuras que soportan grúas de más de cinco toneladas de capacidad en los siguientes sitios: empalmes de cerchas de cubierta y conexiones de cerchas a columnas, empalmes de columnas, arriostramientos de columnas, pies de amigos y apoyos de la grúa.

§ Conexiones para soportar maquinaria en movimiento u otras cargas vivas que produzcan impacto o inversión de esfuerzos.

§ Cualquier otra conexión estipulada en los planos de diseño.

En todos los otros casos las conexiones pueden hacerse con pernos A307 o pernos de alta resistencia normalmente apretados sin holgura.

Para los fines de este numeral se tomará como altura de una estructura de varios pisos la distancia vertical entre el nivel del andén y el punto más alto de las vigas de cubierta en el caso de techos planos, o a la altura media de la cubierta cuando se trate de techos con una pendiente superior a 22% (12.5º). Cuando no se haya establecido el nivel del andén, o cuando la estructura no esté contigua a una calle, se utilizará el nivel promedio del terreno inmediato en lugar del nivel del andén. Los altillos se pueden excluir en el cálculo de la altura de la estructura.

F.2.10.2 - SOLDADURAS - Se aplican todas las estipulaciones del Código de Soldadura Estructural de la Sociedad Americana de Soldadura, AWS, excepto el Capítulo 10 - Estructuras tubulares, que está fuera del alcance de estas normas. Los siguientes requisitos se aplican en estas especificaciones en lugar de los requisitos del código AWS:

F.2.10.1.5 y F.2.10.1.6 en lugar de la sección 3.2.5 de¡ AWS.

F.2.10.2.2 en lugar de la sección 2.3.2.4 del AWS.

Tabla F.2-6 en lugar de la Tabla 8.1 del AWS.

Tabla F.2-19 en lugar de la sección 2.5 del AWS.

F.2.11.3 y F.2.20.2 en lugar del capítulo 9 del AWS.

F.2.13.2.2 en lugar de la sección 3.2.2 del AWS.

F.2.10.2.1 - Soldaduras acanaladas

• (a) Area efectiva - El área efectiva de soldaduras acanaladas deberá ser la longitud efectiva de la soldadura multiplicada por el espesor de la garganta efectiva. La longitud efectiva de una soldadura acanalada será el ancho de la parte unida.

El espesor efectivo de la garganta de una soldadura acanalada de penetración completa será el espesor de la parte unida más delgada.

El espesor efectivo de la garganta de una soldadura acanalada de penetración parcial será el indicado en la tabla F.2-2.

El espesor efectivo de una garganta convexa de la soldadura acanalada presente en la unión de las dos barras circulares o con dobleces a 90º en secciones dobladas, cuando se rellena a ras serán las indicadas en la tabla F.2.3. Para verificar que la garganta efectiva ha sido obtenida consistentemente, se escogerán soldaduras al azar para cada procedimiento de soldadura, o las secciones a ensayar si así lo requieren las especificaciones técnicas del proyecto.

Se permiten gargantas efectivas mayores que aquellas especificadas en la tabla F.2-3, siempre que el fabricante pueda demostrar, por medio de calificación, que puede garantizar consistentemente espesores de gargantas efectivas mayores.

La calificación consistirá en seccionar la soldadura normal a su eje, en la mitad y en los extremos de su longitud. Tal seccionamiento debe efectuarse en un número de combinaciones de tamaños de material representativo del rango usado en la fabricación o según lo requieran las especificaciones del proyecto.

• (b) Limitaciones - El mínimo espesor efectivo de la garganta de una soldadura acanalada de penetración parcial deberá ser el indicado en la tabla F.2-4. El tamaño de la soldadura se determina por la parte más gruesa de las dos partes unidas, excepto que este tamaño no necesita exceder el espesor de la parte más delgada cuando se requiere, por cálculo de esfuerzos, un tamaño mayor. Para este caso se debe tener cuidado particular de proveer suficiente preca lenta miento para la buena calidad de la soldadura.

Tabla F.2-2

Espesor efectivo de la garganta de soldaduras acanaladas de penetración parcial

Tabla F.2-3

Espesor efectivo en gargantas convexas de soldaduras acanaladas

Tipo de soldadura	Radio de la barra (R) o doblez	Espesor efectivo de la garganta
Garganta convexa en media V	Todos	5/16 R
Garganta convexa en V	Todos	1/2 R*

• utilicese 3/8R para soldadura por arco con gas (excepto en el proceso de transferencia por corto circuito) cuando R 25 mm

F.2.10.2.2 - Soldaduras de filete

• (a) Area efectiva - El área efectiva de las soldaduras de filete será el definido por la sección D.1.1 Artículo 2.3.2, excepto el artículo 2.3.2.4, del Código de Soldadura Estructural de la Sociedad Americana de Soldadura.

El espesor de la garganta efectiva de una soldadura de filete será la distancia más corta entre la raíz y la cara exterior del filete, excepto que en soldaduras de filete por el proceso de arco sumergido, el espesor de la garganta efectiva será igual al tamaño del cateto, para soldaduras de 10 mm o menores, e igual a la garganta teórica más 3 mm para soldaduras mayores de 10 mm.

Para soldaduras de filete en agujeros y ranuras, la longitud efectiva será la longitud del eje de la soldadura a lo largo del plano a través de la garganta. En el caso de filetes superpuestos, el área efectiva no deberá exceder el área transversal nominal del hueco o ranura, en el plano de la superficie de contacto.

• (b) Limitaciones - El tamaño mínimo de soldaduras de filete no deberá ser menor que el tamaño requerido para transmitir las fuerzas calculadas ni debe ser inferior a los dados en la tabla F.2-5, la cual está basada en experiencias anteriores y proporciona márgenes para esfuerzos no tomados en cuenta durante la fabricación, manejo, transporte y nadie. Estos requisitos no se aplican a refuerzos con soldaduras de filete en juntas con soldaduras de penetración parcial o completa.

El tamaño máximo de las soldaduras de filete que conectan las partes deberá ser:

§ A lo largo de los bordes de material con espesor menor de 6 mm, no mayor que el espesor del material.

§ A lo largo de los bordes de material con espesor de 6 mm o más, no mayor que el espesor del material menos 2.0 mm; excepto cuando se indique específicamente en los planos que la soldadura debe engrosarse para obtener el espesor completo de la garganta. Para este caso, la distancia entre el borde del metal base y el talón de la soldadura se permite que sea menor de 2.0 mm ya que el tamaño de la soldadura es fácilmente verificable.

§ Para conexiones de aletas con alma y conexiones similares, el tamaño real de la soldadura no necesita ser mayor que el requerido para desarrollar la capacidad del alma, y por lo tanto los requisitos dados en la tabla F.2-5 no son aplicables.

§ La mínima longitud efectiva de las soldaduras de filete diseñadas con base en su resistencia no deberá ser inferior a cuatro veces su tamaño nominal, o de otro modo, se considera que el tamaño de la soldadura no sobrepasa 1/4 de su longitud efectiva. si solamente se usan soldaduras de filete longitudinal en las conexiones extremas de barras planas de miembros a tensión, la longitud de cada filete no será inferior a la distancia perpendicular entre ellos. El espaciamiento transversal de soldaduras de filete longitudinales usadas en las conexiones extremas de miembros a tensión deberá hacerse de acuerdo con F.2.2.3.

§ La longitud máxima efectiva de las soldaduras de filete sometidas a fuerzas paralelas a la soldadura, tales como empalmes traslapados, no deberá exceder de 70 veces el lado de la soldadura de filete. Se puede suponer una distribución uniforme de esfuerzos a lo largo de la longitud máxima efectiva de la soldadura.

§ Se pueden utilizar soldaduras de filete intermitentes para transferir los esfuerzos calculados a través de una junta o de las superficies de contacto cuando la resistencia requerida es menor que la desarrollada por una sobadura de filete continua del tamaño más pequeño permitido y también para unir los componentes de miembros ensamblados. La longitud efectiva de cualquier segmento de soldadura de filete intermitente no será inferior a cuatro veces el tamaño de la soldadura, con un mínimo de 38 mm.

§ En juntas traslapadas, la mínima longitud de traslapo será igual a cinco veces el espesor de la parte más delgada unida, pero no menor de 25 mm. las juntas traslapadas que unen platinas o barras solicitadas por esfuerzos axiales deberán tener sobadura de filete a lo largo del extremo de ambas partes traslapadas, excepto donde la deflexión de las partes traslapadas está suficientemente restringida para impedir la abertura de la junta bajo máxima carga.

§ No deberán terminarse soldaduras de filete en los extremos o lados de elementos o miembros. Deberán rematarse en forma contínua alrededor de las esquinas en una distancia no inferior a dos veces el tamaño nominal de la soldadura o deberán terminarse a una distancia del extremo o borde no menor que el tamaño nominal de la soldadura. Para detalles y elementos estructurales tales como ménsulas, asientos de vigas, ángulos de montaje y platinas simples de extremo que estén sujetas a fuerzas cíclicas (fatiga) fuera de su plano y/o momentos de frecuencia y magnitud que tiendan a iniciar una falla progresiva de la soldadura, las soldaduras de filete deben rematarse alrededor del lado o extremo en una distancia mayor que dos veces el tamaño nominal de la soldadura. Para ángulos de montaje y conexiones con platinas de extremo simples que dependen de la flexibilidad de las aletas salientes para la flexibilidad de la conexión, los remates doblando las esquinas, si se utilizan, no deben exceder 4 veces el tamaño nominal de la soldadura. Las soldaduras de filete que se encuentran en lados opuestos de un plano común deberán interrumpirse en la esquina común de ambas soldaduras. Estos remates deberán indicarse en los planos de diseño y de detalles.

§ Las soldaduras de filete en agujeros o ranuras pueden utilizarse para trasmitir cortante en juntas traslapadas o para evitar el pandeo o separación de elementos traslapados y para unir los componentes de miembros ensamblados. Tales soldaduras pueden traslaparse, sujetas a las estipulaciones de F.2.10.2. Las soldaduras de filete en agujeros o ranura no se han de considerar como soldaduras de tapón o de ranura.

F.2.10.2.3 - Soldaduras de tapón y de ranura

• (a) Area efectiva - Se considera como área efectiva para resistir el cortante en soldaduras de tapón y de ranura el área nominal del agujero o de la ranura en el plano de la superficie de contacto.

Tabla F.2-4

Mínimo espesor de la garganta efectiva de soldaduras acanaladas

de penetración parcial

Espesor del material de la parte más gruesa a unir, (mm)	Espesor mínimo de la garganta efectiva * (mm)
Hasta 6(1/4") inclusive	3
De 6 a 13 (1/4" - 1/2")	5
De 13 a 19 (1/2" - 3/4")	6
De 19 a 38 (3/4" - 11/2")	8
De 38 a 57 (11/2" - 21/4")	10
De 57 a 152 (21/4" - 6")	13
Mayor de 152 (6")	16

*Véase F.2.10.2

Tabla F.2-5

Mínimo tamaño de soldadura de filete**

Espesor del material de la parte más gruesa a unir, (mm)	Mínimo tamaño de la soldadura de fillete* (mm)
Hasta 7(1/4") inclusive	3
De 7 a 13 (1/4" - 1/2")	5
De 13 a 19 (1/2" - 3/4")	6
Mayor de 19 (3/4")	8

*Dimensión del lado de soldaduras de filete. Debe aplicarse en una sola pasada

** Véase F.2.10.2.2 literal (b) para el tamaño máximo de las soldaduras de filete.

• (b) Limitaciones - Las soldaduras de tapón y de ranura se pueden usar para trasmitir cortante en juntas traslapadas o para impedir el pandeo de las partes traslapadas y para unir las partes componentes de miembros ensamblados.

El diámetro de los agujeros para soldaduras de tapón no será menor que el espesor de la parte que los contiene más 8 mm, ni mayor que el diámetro mínimo mas 3 mm o de 2.25 veces el espesor de la soldadura.

La distancia mínima, entre centros de agujeros de soldaduras de tapón será cuatro veces el diámetro del agujero.

La longitud de la ranura de una soldadura de esta clase no deberá exceder 10 veces el espesor de la soldadura. El ancho de la ranura no debe ser menor que el espesor de la parte que la contiene más 8 mm, ni mayor de 2.25 veces el espesor de la soldadura. Los extremos de la ranura serán semicirculares o tendrán las esquinas redondeadas, con un radio no menor que el espesor de la parte que la contiene, excepto aquellos extremos que se extienden hasta el borde del elemento.

La distancia mínima entre las líneas de soldadura de ranura en el sentido transversal a su longitud será 4 veces el ancho de la ranura. La distancia mínima entre centros de soldadura en el sentido longitudinal sobre cualquier línea deberá ser dos veces la longitud de la ranura.

El espesor de las soldaduras de tapón o de ranura en materiales de 16 mm (5/8") o menos de espesor, será igual al espesor del material. En materiales de espesor mayor de 16 mm, el espesor de la soldadura será como mínimo igual a la mitad del espesor del material pero no inferior a 16 mm.

Alternativamente, las soldaduras de filete cargadas en su propio plano pueden ser diseñadas de acuerdo con F.2.19.1.1.

F.2.10.2.5 - Combinación de soldaduras- Si dos o más tipos generales de soldaduras (acanalada, filete, tapón, ranura) se combinan en una junta sencilla, la resistencia de diseño de cada una se calcula separadamente con relación al eje del grupo con el fin de determinar la resistencia de diseño del grupo.

F.2.10.2.6 - Escogencia de electrodos- La selección de los electrodos que deben usarse en soldaduras acanaladas de penetración completa solicitadas por tensión normal al área efectiva está definida por los requisitos para aceros compatibles dados en el Código de la Sociedad Americana de Soldadura, adaptado por FEDESTRUCTURAS.

F.2.10.2.7 - Metal de aporte mixto- Cuandose requiere un índice de tenacidad a la ranura, los componentes de todo el metal de aporte, el punteo de soldadura, las pasadas de la raíz y las pasadas subsiguientes depositadas en la unión deberán ser compatibles para garantizar la tenacidad del metal de aporte compuesto.

F.2.10.2.8 - Precalentamiento para secciones pesadas- Paralos miembros ensamblados soldados fabricados con placas de más de 50 mm de espesor y perfiles laminados tipo ASTM A6 grupos 4 y 5, deberá usarse un preca lenta miento mayor o igual a 180°C cuando se hagan empalmes con soldadura acanalada.

F.2.10.3 - PERNOS Y PARTES ROSCADAS

F.2.10.3.1 - Pemos de alta resisteticía - Excepto que se exija lo contrario en esta especificación, el uso de pernos de alta resistencia deberá cumplir con las estipulaciones de las normas ASTM A325 o A490, "Especificación para pernos en uniones de acero estructural- 1985", aprobada por el "Research Council on Structural Connections".

Notas:

• (a) Para la definición del área efectiva, véase F.2.10.2.

• (b) Para la soldadura "compatible", véase la tabla 4.1.1, del Código Colombiano de Soldadura de FEDESTRUCTURAS

• (C) Se permite soldadura con una resistencia superior en un nivel a la de la soldadura "compatible".

• (d) Las soldaduras de filete y las acanaladas de penetración parcial que unen los componentes de miembros ensamblados, como por ejemplo las conexiones entre aleta y alma, pueden diseñarse sin considerar los esfuerzos a tensión o a compresión en estos elementos paralelos al eje de las soldaduras.

• (e) El diseño del material conectado está gobernado por F.2.10.4 y F.2.10.5.

• (f) Véase F.2.19.1 para una resistencia de diseño alterna.

En todos los casos de conexiones a tensión y aplastamiento en que se requiera apretar pernos NTC 858 (ASTM A449) a más del 50% de su resistencia mínima especificada, habrá de colocarse una arandela de acero templado ASTM F436 bajo la cabeza del perno; a su vez las tuercas deben cumplir con los requisitos de la norma ASTM A563. Cuando se ensamblen, todas las superficies de juntas, incluyendo aquellas adyacentes a las arandelas, deberán estar libres de escamas, excepto escamas de laminación no protuberantes. Todos los pernos A325 (Gr5) y NTC 4028 (ASTM A490 Gr8), excepto como se indique más adelante, deberán apretarse a una tensión no inferior a la indicada en la tabla F2-7. El apriete deberá realizarse por el método de giro de tuerca, un indicador directo de tensión, un torcómetro, o pernos de diseño alterno.

Los pernos en conexiones que no están solicitadas por cargas de tensión, donde puede permitirse algún deslizamiento y donde el aflojamiento o fatiga a causa de vibraciones o fluctuaciones de carga no son consideraciones de diseño, solamente necesita apretarse normalmente. Esta condición se logra con el apriete obtenido por unos pocos golpes de una llave de impacto o el esfuerzo máximo de un trabajador con una llave común, garantizando así un contacto firme entre las partes conectadas. Para apretar los pernos en esta condición normal, debe utilizarse el valor de resistencia nominal de la tabla F2-8 para conexiones tipo aplastamiento. Estos pernosestarán claramente identificados en los planos de taller y de montaje.

Cuando se usen pernos NTC 4028(ASTM A490) con diametros mayores de 25.4 mm en agujeros agrandados o de ranura localizados en caras exteriores, se deberá utilizar una arandela de acero templado que cumpla la norma ASTM F436 en lugar de una arndela estándar, excepto si se tiene un espesor mínimo de 8 mm.

En conexiones de deslizamiento crítico en las que la dirección de la carga está dirigida hacia el borde de un elemento conectado, deberá proporcionarse una adecuada resistencia al aplastamiento bajo carga mayorada de acuerdo con los requisitos aplicables de F.2.10.3.10.

Tabla F2-7

Mínima tensión de pernos, kilonewtons*

Tamaño del perno mm (pulgadas)	Pernos A325	Pernos NTC 4028 (ASTM A490)
12.7(1/2)	55	70
15.9(5/8)	80	110
19.1 (3/4)	120	160
22.2(7/8)	170	215
25.4(1)	225	285
28.6(11/8)	250	350
31.8(11/4)	315	450
34.9(13/8)	380	540
38.1 (11/2)	455	660

Igual a 0,70 de la mínima resistencia a tensión de los pernos, redondeada a las 5 kN de acuerdo con las normas ASTM A325 y NTC 4028 (ASTM A490) para pernos con roscas UNC.

F.2.10.3.2 - Perforaciones: tamaño y requisitos de empleo

• (a) En conexiones de deslizamiento crítico en las que la dirección de la carga está dirigida hacia el borde de un elemento conectado, deberá proporcionarse una capacidad adecuada al aplastamiento bajo carga mayorada de acuerdo con los requisitos aplicables de F.2.10.3.10.

• (b) Los tamaños máximos de las perforaciones para pernos y remaches se encuentran estipulados en la tabla F.2-9, excepto que pueden utilizarse perforaciones mayores, en los diseños de las bases de las columnas, necesarias por las tolerancias en la localización de pernos de anclaje en las fundaciones de concreto.

• (c) Deben proveerse perforaciones estándares en las conexiones miembro a miembro, a menos que el diseñador apruebe el uso de perforaciones agrandadas, de ranura corta o larga. Podrán utilizarse platinas de relleno hasta de 6 mm (1/4") en las conexiones de deslizamiento crítico diseñadas con base en perforaciones estándares sin reducir la resistencia de corte nominal del conector a aquella especificada para perforaciones ranuradas.

• (d) Perforaciones agrandadas pueden utilizarse en cualquiera o en todos los empalmes de conexiones por fricción, pero no en las conexiones por aplastamiento. Deberán instalarse arandelas endurecidas sobre las perforaciones agrandadas en las caras de un empalme exterior.

• (e) Perforaciones de ranura corta pueden utilizarse en cualquiera o en todos los empalmes de conexiones de deslizamiento crítico o por aplastamiento. Las ranuras pueden utilizarse sin considerar la dirección de la carga en las conexiones de deslizamiento crítico pero la longitud de la ranura será perpendicular a la dirección de la carga en conexiones por aplastamiento. Se colocarán arandelas sobre las perforaciones de ranura cortante en la platina exterior; cuando se utilicen pernos de alta resistencia las arandelas deberán ser endurecidas.

• (f) Perforaciones de ranura larga pueden utilizarse solamente en una de las partes de empalme de una conexión de deslizamiento crítico o por aplastamiento en una superficie de contacto individual. Las perforaciones de ranura larga pueden utilizarse sin considerar la dirección de la carga en conexiones de deslizamiento crítico, pero serán perpendiculares a la dirección de la carga en conexiones por aplastamiento. Cuando se utilicen perforaciones de ranura larga en una platina exterior, se proveerán arandelas de platina o platinas continuas con perforaciones estándares, de tamaño suficiente para cubrir totalmente la ranura después de instalarla. En conexiones con pernos de alta resistencia, las arandelas de platina o las platinas continuas deberán tener un espesor no inferior a 8 mm (5/16 de pulgada) y ser de un material de grado estructural no necesariamente endurecido. Si se requieren arandelas endurecidas para los pernos de alta resistencia, éstas deberán colocarse sobre la superficie exterior de la arandela de platina o de la platina continua.

Tabla F2-8

Resistencia de diseño en sujetadores

Notas:

• (a) Unicamente para carga estática

• (b) Se aceptan roscas en los planos de corte

• (c) La capacidad a tensión de la porción roscada de una barra, con extremos ensanchados basada en el área de la sección correspondiente al diámetro mayor de la rosca, AD, será mayor que el valor obtenido al multiplicar Fy, por el área nominal del cuerpo de la barra antes de su ensanchamiento

• (d) Para pernos A325 y NTC 4028 (ASTM A490) sujetos a cargas de fatiga, véase F.2.20.2

• (e) los valores tabulados se reducirán en un 20% cuando las conexiones tipo aplastamiento utilizadas para unir miembros en tensión tengan una disposición de sujetadores cuya longitud, medida en la dirección paralela a la de la fuerza, sea mayor de 1250 mm

Tabla F.2-9

Dimensiones nominales de perforaciones, mm

Diámetro del perno mm (pulgada)	Dimensiones de perforaciones (mm)	Dimensiones de perforaciones (mm)	Dimensiones de perforaciones (mm)	Dimensiones de perforaciones (mm)
Diámetro del perno mm (pulgada)	Estándar (Diámetro)	Agrandadas (Diámetro)	Ranuras cortas (ancho x largo)	Ranuras largas (ancho x largo)	Ranuras largas (ancho x largo)
12.7 (1/2")	14	16	14 x 18	14 x 35
15.9 (5/8")	18	20	18 x 22	18 x 40
19.1 (3/4")	21	24	21 x 26	21 x 45
22,2 (7/8")	24	28	24 x 30	24 x 55
25.4(1")	27	32	27 x 34	27 x 60
28.6 (11/8")	d + 3	d + 8	(d+3) x (d+10)	(d+3) x (2.5 d)

F.2.10.3.3 - Separación mínima - La distancia entre centros de perforaciones de conectores estándares, agrandadas o ranuradas no podrá ser menor a 2-2/3 veces el diámetro nominal del conector; se prefiere una distancia de 3d. Véase F.2.10.3. 10 para los requisitos de resistencia por aplastamiento.

F.2.10.3.4 - Distancia mínima al borde - La distancia del centro de una perforación estándar a cualquier borde de la parte conectada no será inferior al valor aplicable de la tabla F2-10 ni al requerido en F.2.10.3.10.

La distancia del centro de una perforación agrandada o ranurada al borde de una parte conectada no será inferior a la prevista para una perforación estándar más el incremento aplicable C2, de la tabla F2-14. Véase F.2.10.3.10 para los requisitos de resistencia por aplastamiento.

Tabla F2-10

Distancia mínima al borde(a), mm

(Centro de la perforación estándar(b) al borde de la parte conectada)

Diámetro nominal del perno o remache mm (pulgada)	En bordes cortados con cizalla	En bordes laminados de platinas, perfiles o barras y bordes cortados con soplete (c)
12.7 (1/2")	22	19
15.9 (5/8")	29	22
19.1 (3/4")	32	25
22.2 (7/8")	38 (d)	29
25.4(1")	44 (d)	32
28.6 (11/8")	51	38
31.8 (11/4")	57	41
31.8 (11/4")	1.75 x diámetro	1.25 x diámetro

Notas:

• (a) Se permiten distancias al borde menores a las dadas en esta tabla si se satisfacen las ecuaciones de F.2.10.3.10, las que sean aplicables.

• (b) Para huecos agrandados o ranurados, véase la tabla F2-14.

• (c) Todas las distancias al borde en esta columna pueden reducirse en 3 mm cuando la perforación está en un punto en donde el esfuerzo no exceda el 25% de la máxima resistencia de diseño en el elemento.

• (d) Pueden ser 32 mm en los extremos de ángulos de conexión de vigas y platinas de extremo de cortante.

F.2.10.3.5 - Distancia al borde y espacíamíentos máximos- Ladistancia máxima del centro de cualquier perno o remache al borde más próximo de las partes en contacto será igual a 12 veces el espesor de la parte conectada en consideración pero sin exceder de 150 mm. El espaciamiento longitudinal de conectores de elementos en contacto continuo consistentes en una placa y un perfil o en dos placas será:

a) Para miembros pintados o sin pintar que no estén sometidos a corrosión, el espaciamiento no será mayor de 24 veces el espesor de la placa más delgada ni 300 mm.

b) Para miembros de acero sin pintar sometidos a la corrosión atmosférica, el espaciamiento no será mayor de 14 veces el espesor de la placa más delgada ni 175 mm.

F.2.10.3.6 - Resistencia de diseño para tensión o cortante- Laresistencia de diseño para tensión o cortante de pernos de alta resistencia o de partes roscadas es FnAb

en donde:

= coeficiente de resistencia dado en la tabla F2-8

Fn = resistencia nominal a la tensión Fto resistencia al corte Fv, dada en la tabla F2-8, MPa

Ab = área nominal del vástago sin roscas del perno o parte roscada (para varillas ensanchadas, véase la nota (c) de la tabla F2-8), mm2

La carga aplicada será la suma de las cargas mayoradas y de cualquier tensión resultante del efecto de tenaza producido por la deformación de las partes conectadas.

F.2.10.3.7 - Esfuerzo combinado de cortante y de tensión en conexiones tipo aplastamiento- La resistencia de diseño de un perno o remache sometido a una combinación de esfuerzos de tensión y corte es FFtAb, donde F= 0.75 y el esfuerzo nominal de tensión Ft, será el calculado con las ecuaciones de la tabla F2-11 como una función del esfuerzo de corte requerido fv, producido por las cargas mayoradas. La resistencia de diseño al corte FFv, tabulada en la tabla F2-8 deberá ser mayor o igual que el esfuerzo de corte fv.

F.2.10.3.8 - Pernos de alta resistencia en conexiones de deslizamiento crítico- Eldiseño para corte de pernos de alta resistencia en juntas de deslizamiento crítico se realizará de acuerdo con este numeral y se deberán verificar por aplastamiento de acuerdo con F.2.10.3.2 y F.2.10.3.10.

En las conexiones por deslizamiento crítico sometidas a cargas de servicio, la resistencia de diseño a corte de un perno es FvAb

en donde:

= 1.0 para huecos estándar, agrandados, de ranura corta y de ranura larga perpendicular a la línea de acción de la fuerza

= 0.85 para huecos de ranura larga paralela a la línea de acción de la fuerza

FV = resistencia nominal al corte por deslizamiento crítico, dada en la tabla F2-12. MPa

La resistencia de diseño al corte deberá ser mayor o igual al corte en el perno debido a las cargas de servicio. Cuando la combinación de carga incluye cargas de viento en combinación con cargas muertas y vivas, el cortante total en el perno debido a la combinación de los efectos de las cargas de servicio puede ser multiplicado por 0.75.

Los valores de Fvdados en la tabla F2-12 están calculados con base en un coeficiente de deslizamiento de 0.33 para superficies Clase A, correspondientes a superficies limpias de escamas de laminación y superficies limpiadas con chorro y revestidas con un recubrimiento Clase A. Cuando se especifica en el diseño, la resistencia nominal al deslizamiento para conexiones que tengan condiciones especiales de superficies de contacto puede ajustarse hasta los valores aplicables en el método de diseño con coeficientes de carga y de resistencia del "Research Council on Structural Connections".

Se permite el uso de platinas de relleno con espesor inferior a 6.4 mm en conexiones que sean diseñadas por deslizamiento crítico usando huecos estándar sin reducción de la resistencia de diseño al corte del conector especificada para huecos ranurados.

Tabla F2-11

Esfuerzo límite a tensión (Ft)para sujetadores en conexiones tipo aplastamiento, MPa

Tabla F.2-12

Esfuerzo cortante nominal en juntas de deslizamiento crítico

con pernos de alta resistencia (a), MPa

Tipo de perno	Esfuerzo cortante nominal	Esfuerzo cortante nominal	Esfuerzo cortante nominal
Tipo de perno	Perforaciones estándar	Perforaciones agrandadas y de ranura corta	Perforaciones de ranura larga	Perforaciones de ranura larga
ASTM A325	117	103	83
NTC 4028 (ASTM A490)	145	124	103

Notas:

(a) Por cada plano de corte

Para conexiones de deslizamiento crítico bajo cargas mayoradas, véase F.2.19.2.1.

F.2.10.3.9 - Esfuerzo combinado de cortante y de tensión en conexiones de deslizamiento crítico- Eldiseño de conexiones de deslizamiento crítico sometidas a fuerzas de tensión deberá cumplir con los requisitos de éste y del anterior parágrafo.