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Construcción - Estructuras de acero – Parte 2: Diseño de miembros estructurales de acero conformados en frío
Preámbulo
El Instituto Nacional de Normalización, INN, es el organismo que tiene a su cargo el estudio y preparación de las
normas técnicas a nivel nacional. Es miembro de la INTERNATIONAL ORGANIZATION FOR
STANDARDIZATION (ISO) y de la COMISION PANAMERICANA DE NORMAS TECNICAS (COPANT),
representando a Chile ante esos organismos.
Este proyecto de norma ha sido preparado por el INN y está basado en la norma AISI S100-12: North American
Specification for the Design of Cold-Formed Steel Structural Members y se encuentra en consulta pública para
que las partes interesadas emitan sus observaciones las cuales serán tratadas en un Comité Técnico.
Esta norma reemplazará a la norma NCh427:1977 Construcción - Especificaciones para el cálculo, fabricación
y construcción de estructuras de acero y la dejará no vigente técnicamente, una vez aprobada por el Consejo de
INN.
Si bien se ha tomado todo el cuidado razonable en la preparación y revisión de los documentos normativos
producto de la presente comercialización, INN no garantiza que el contenido del documento es actualizado o
exacto o que el documento será adecuado para los fines esperados por el Cliente.
En la medida permitida por la legislación aplicable, el INN no es responsable de ningún daño directo, indirecto,
punitivo, incidental, especial, consecuencial o cualquier daño que surja o esté conectado con el uso o el uso
indebido de este documento.
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Construcción - Estructuras de acero – Parte 2: Diseño de miembros estructurales de acero conformados en frío
A. Disposiciones Generales
A1 Alcance, aplicabilidad y definiciones
A1.1 Alcance
Esta Norma se aplica al diseño de miembros estructurales conformados en frío a partir de planchas, pletinas y
barras de acero al carbón o de baja aleación con no más de 25,4 mm (1 in.) de espesor y utilizados como
elementos resistentes en:
a) edificios; y
b) estructuras que no sean edificios en que los efectos dinámicos se consideren en forma adecuada.
El diseño estructural se hará de acuerdo con las disposiciones del diseño por factores de carga y resistencia, o
con las disposiciones del diseño por resistencia admisible.
Las conexiones con elementos cuyo espesor excede los 4,76 mm se deben diseñar de acuerdo a los requisitos
de NCh427/1.
A1.2 Aplicabilidad
Esta Norma está compuesta por Símbolos y Definiciones, Capítulos A al G, y Anexos 1 y 2.
Esta Norma incluye disposiciones para el diseño por resistencia admisible (ASD) y diseño por factores de
carga y resistencia (LRFD).
La resistencia nominal y la rigidez de elementos, miembros estructurales, conjuntos estructurales, conexiones
y detalles de acero conformados en frío, se deben determinar de acuerdo con las disposiciones incluidas en los
Capítulos B a G y los Anexos 1 y 2 de esta Norma.
Cuando la composición o la configuración de dichos componentes es de tal tipo que el cálculo de resistencia
y/o rigidez no puede ser hecho de acuerdo con estas disposiciones, el desempeño estructural se debe establecer
a través de uno de los métodos siguientes:
a) La resistencia disponible o la rigidez se puden determinar a través de ensayos. Específicamente, la
resistencia disponible se determina de la resistencia nominal ensayada, aplicando los factores de
seguridad o factores de resistencia evaluados de acuerdo con la Sección F1.1(a).
b) La resistencia disponible se puede determinar a partir de un análisis teórico en conjunto con ensayos
de verificación. Específicamente, la resistencia disponible se determina a partir de la resistencia
nominal calculada, aplicando los factores de seguridad o factores de resistencia evaluados de acuerdo
con la Sección F1.1(b).
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c) La resistencia disponible o la rigidez se pueden determinar mediante un análisis teórico basado en
una teoría apropiada y aplicando un criterio ingenieril adecuado. Específicamente, la resistencia
disponible se puede determinar a partir de la resistencia nominal calculada aplicando los siguientes
factores de seguridad o factores de resistencia:
Para miembros estructurales:
Ω = 2.00 (ASD)
 = 0.80 (LRFD)
Para conexiones:
Ω = 2.50 (ASD)
 = 0.65 (LRFD)
Si se utiliza un análisis teórico de acuerdo con A1.2(b) o A1.2(c) para determinar la resistencia nominal
correspondiente a un estado límite incluido en esta Norma, el factor de seguridad no debe ser menor que el
factor de seguridad aplicable (Ω) y el factor de resistencia no debe ser mayor que el factor de resistencia
aplicable () para el estado límite prescrito.
A1.3 Definiciones
En esta Norma “debe” se usa para expresar un requerimiento obligatorio, es decir, una disposición que el
usuario está obligado a satisfacer para cumplir con la Norma y “se puede” es usado para expresar una opción o
aquello que es permitido dentro de los límites de esta Norma.
Los términos siguientes están escritos con letra cursiva cuando aparecen en esta Norma.
Los términos designados con * están usualmente calificados por el tipo de solicitación; por ejemplo,
resistencia nominal a tracción, resistencia de diseño a compresión.
Términos generales
Acero virgen. Acero tal como se recibe del fabricante o distribuidor antes de ser trabajado en frío en un
proceso de fabricación. Virgin steel.
Ala de una sección en flexión (ala). Ancho plano o ala incluyendo cualquier atiesador intermedio y esquinas
adyacentes. Flange of a section in bending (flange).
Alma. En un miembro sometido a flexión, la porción de la sección que está unida a dos alas o que está unida a
solo un ala y atraviesa el eje neutro de la sección. Web.
Análisis de segundo orden. Análisis estructural en el cual las condiciones de equilibrio se formulan
considerando la estructura deformada; a menos que sea especificado de otra manera, ambos efectos de
segundo orden, P- y P-Δ, están incluidos en el análisis. Second-order analysis.
Análisis estructural. Determinación de las solicitaciones en los miembros y conexiones utilizando los
principios de la mecánica estructural. Structural analysis.
Análisis teórico. Análisis basado en la teoría apropiada para la situación, con datos experimentales relevantes
si están disponibles, y uso del criterio del ingeniero. Rational engineering analysis.
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Ancho efectivo de diseño (ancho efectivo). Ancho plano de un elemento reducido para efectos de diseño,
conocido también, simplemente, como ancho efectivo. Effective design width.
Ancho plano. Ancho de un elemento medido en su propio plano, descontando las esquinas. Flat width.
Aplastamiento del alma. Estado límite de falla local del alma en la vecindad de una carga concentrada o
reacción. Web crippling.
Aplastamiento (fluencia local por compresión). Estado límite de fluencia local por compresión debido a la
acción de aplastamiento de un miembro contra otro miembro o superficie. Bearing (local compressive
yielding).
Aplastamiento. En una conexión, el estado límite de las fuerzas de corte transmitidas por los conectores
mecánicos a los elementos de conexión. Bearing.
Área de la sección (Cross-Sectional Área):
Área efectiva. Área efectiva, Ae, calculada usando los anchos efectivos de los elementos componentes
de acuerdo con el Capítulo B. Si los anchos efectivos de todos los elementos componentes
determinados con el Capítulo B son iguales a los anchos planos reales, es igual al área neta o área
bruta según corresponda. Effective area.
Área total, no reducida. Área total, no reducida, A, calculada sin considerar el pandeo local en los
elementos componentes, la cual es igual al área bruta o área neta según corresponda. Full, unreduced
area.
Área bruta. Área bruta, Ag, sin reducciones por perforaciones, aberturas o calados. Gross área.
Área neta. El área neta, An, es igual al área bruta descontando el área de perforaciones, aberturas o
calados. Net area.
Carga. Fuerza u otra acción que resulta del peso de los materiales de construcción de la edificación, sus
ocupantes y sus pertenencias, efectos ambientales, movimientos diferenciales, o restricciones a las
deformaciones. Load.
Carga mayorada. Producto del factor de mayoración de cargas por la carga nominal. Factored load.
Carga permanente. Carga de aplicación prolongada en la cual las variaciones en el tiempo son raras o de
pequeña magnitud. Todas las otras cargas son cargas variables. Permanent load.
Carga variable. Carga que no puede ser clasificada como carga permanente. Variable load.
Carga ficticia. Carga virtual aplicada en un análisis estructural para tomar en cuenta los efectos
desestabilizadores que de otra manera no están incluidos en las disposiciones de diseño. Notional load.
Código aplicable de construcción. Código de edificaciones bajo el cual se diseña la estructura. Applicable
building code.
Componente estructural. Miembro, conector, elemento de conexión o conjunto. Structural component.
Conexión. Combinación de elementos estructurales y uniones para transmitir fuerzas entre dos o más
miembros. Connection.
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Costanera de techo. Miembro estructural horizontal que soporta la cubierta de techo y principalmente está
solicitado a flexión por cargas verticales, tales como la nieve, el viento o las cargas permanentes. Purlin.
Costanera de muro. Miembro estructural horizontal que soporta paneles de muro y que está sometido
principalmente a flexión bajo cargas horizontales, tales como la carga del viento. Girt.
Diafragma. Techo, piso u otra membrana o sistema de arriostramiento con suficiente rigidez en su plano para
transmitir las fuerzas horizontales al sistema resistente a fuerzas laterales. Diaphragm.
Efecto P-. Efecto de segundo orden de las cargas que actúan en la deformación de un miembro entre uniones
o nodos. P- effect.
Efecto P-Δ. Efecto de segundo orden de las cargas que actúan en la posición desplazada de uniones o nodos
de una estructura. En las estructuras de edificaciones de múltiples pisos, este es el efecto de las cargas que
actúan sobre la posición desplazada lateralmente de los pisos y techos. P-Δ effect.
Efectos de segundo orden. Efecto de las cargas actuando en la configuración deformada de una estructura,
incluye los efectos P-d y P-Δ. Second-order effect.
Elemento atiesado en forma múltiple. Elemento atiesado entre almas, o entre un alma y un borde atiesado, por
medio de atiesadores intermedios paralelos a la dirección de la tensión. Multiple-stiffened element.
Elemento atiesado o parcialmente atiesado en compresión. Elemento plano en compresión, (por ejemplo, un
ala en compresión perteneciente a un miembro en flexión o un alma o ala en compresión perteneciente a un
miembro en compresión) en el cual los bordes paralelos a la dirección de la tensión están atiesados ya sea por
un alma, una pestaña, un atiesador intermedio o un elemento similar. Stiffened or partially stiffened
compression elements.
Elementos no atiesados en compresión. Elemento plano en compresión atiesado solo en un borde paralelo a la
dirección de la tensión. Unstiffened compression elements.
Elementos de fijación directa (PAFs). Conectores de acero endurecido hincados a través de elementos de
acero hasta llegar a la plancha de empotramiento, usando cartuchos de pólvora o gas comprimido para proveer
la energía de hincado.
Ensayo de desempeño. Ensayo hecho en miembros estructurales, conexiones y conjuntos estructurales cuyo
desempeño no puede ser determinado según los Capítulos A-G de esta Norma o sus referencias específicas.
Performance test.
Ensayo de confirmación. Ensayo a realizar cuando se desea comparar el desempeño real con el calculado de
miembros, conexiones y conjuntos estructurales diseñados de acuerdo con las disposiciones de los Capítulos
A-G y Anexo 1 y 2 de esta Norma o sus referencias específicas. Confirmatory test.
Especificación publicada. Requisitos para un acero, especificados por un fabricante, procesador, distribuidor,
u otro organismo, los cuales: (1) están generalmente disponibles para el dominio público o están disponibles
para el público previa solicitud, (2) están establecidos en forma previa a la solicitud de un cierto acero, y (3)
están definidas al menos las propiedades mecánicas mínimas, límites de composición química y propiedades
de los recubrimientos, si es acero recubierto. Published specification.
Espesor. El espesor, t, de cualquier elemento o sección es el espesor del acero base, excluyendo
recubrimientos. Thickness.
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Estado límite. Situación más allá de la cual una estructura o componente estructural queda inútil para su uso
previsto (estado límite de servicio) o alcanza su capacidad resistente (estado límite de resistencia). Limit state.
Estado límite de servicio. Condición límite que afecta la capacidad de la estructura de preservar su apariencia,
mantenimiento, durabilidad, el confort de sus ocupantes o el funcionamiento de maquinarias bajo condiciones
normales de ocupación y uso. Serviceability limit state.
Factor de mayoración. Factor que considera las desviaciones de la carga real respecto a la carga nominal, las
incertidumbres en el análisis que transforma las cargas en solicitaciones, y la probabilidad de que más de una
carga extrema ocurra simultáneamente. Load factor.
Factor de resistencia de la resistencia. Factor que toma en cuenta las inevitables desviaciones de la resistencia
real respecto a la resistencia nominal y del modo de falla y sus consecuencias. Resistance factor.
Fatiga. Estado límite de inicio y crecimiento de fisuras y grietas resultantes de la aplicación repetida de
cargas de uso. Fatigue.
Flexión local. Estado límite para grandes deformaciones de un ala solicitada por una carga transversal
concentrada. Local bending.
Fluencia. Estado límite de deformación inelástica que ocurre cuando se alcanza la tensión de fluencia.
Yielding.
Fluencia (Momento plástico). Fluencia en la sección completa de un miembro cuando el momento flector
alcanza el momento plástico. Yielding (Plastic Moment).
Fluencia (Momento de fluencia). Fluencia en la fibra extrema de la sección de un miembro cuando el
momento flector alcanza el momento de fluencia. Yielding (Yield Moment).
Fluencia local. Fluencia que ocurre en un área local de un elemento. Local yielding.
Fractura por bloque de corte. En una conexión, el estado límite de fractura por tracción a lo largo de una
trayectoria y fluencia por corte o fractura por corte a lo largo de otra trayectoria. Block shear rupture.
Inestabilidad en el plano. Estado límite que involucra pandeo en el plano del marco o del elemento. In-plane
instability.
Inestabilidad. Estado límite que se alcanza al cargar un componente estructural, un marco o una estructura en
la cual una ligera perturbación en las cargas o la geometría produce grandes desplazamientos. Instability.
Marco arriostrado. Sistema enrejado esencialmente vertical dispuesto para resistir cargas laterales y que
proporciona estabilidad al sistema estructural. Braced frame.
Método de resistencia directa. Método de diseño alternativo, detallado en el Anexo 1 que permite calcular las
resistencias de los miembros sin el uso de los anchos efectivos. Direct strength method.
Miembro estructural de acero conformado en frío. Perfil fabricado a temperatura ambiente por plegadoras o
dobladoras de láminas cortadas de bobinas o planchas (laminadas en caliente o en frío), o por el paso de
bobinas o de láminas cortadas a través de perfiladoras o rodillos conformadores. Cold-formed steel structural
member.
Miembros estructurales. Ver la definición de miembro estructural de acero conformado en frío. Structural
members.
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Momento de fluencia. Momento flector para el que se alcanza la tensión de fluencia en la fibra extrema de la
sección transversal de un miembro. Yield moment.
Momento plástico. Momento flector para el que se alcanza la tensión de fluencia a través de la sección
transversal completa de un miembro. Plastic moment.
Muro de corte. Muro que proporciona resistencia a cargas laterales en su plano y proporciona estabilidad al
sistema estructural. Shear wall.
Pandeo. Estado límite de cambio repentino en la geometría de una estructura o de cualquiera de sus
componentes en condición de carga crítica. Buckling.
Pandeo distorsional. Un modo de pandeo que implica un cambio en la forma de la sección, excluyendo el
pandeo local. Distortional buckling.
Pandeo flexional. Modo de pandeo en el cual un miembro en compresión se flecta lateralmente sin torcerse,
girar ni cambiar la forma de su sección transversal. Flexural buckling.
Pandeo flexotorsional. Modo de pandeo en el que un miembro comprimido se flecta y tuerce simultáneamente
sin cambiar la forma de su sección transversal. Flexural-torsional buckling.
Pandeo fuera del plano. Estado límite de una viga, columna o viga-columna, que involucra pandeo lateral o
pandeo lateral torsional. Out-of-plane buckling.
Pandeo lateral torsional. Modo de pandeo de un miembro en flexión que involucra deformación fuera del
plano de flexión simultáneamente con torsión en torno al centro de corte de la sección. Lateral-torsional
buckling.
Pandeo local. Estado límite de pandeo de un elemento en compresión en el cual las líneas de unión entre
elementos permanecen rectas y los ángulos entre los elementos no varían. Local buckling.
Pandeo por corte. Modo de pandeo en el cual un elemento tipo placa, como el alma de una viga, se deforma
cuando se aplica corte puro en su plano. Shear buckling.
Pandeo torsional. Modo de pandeo en el cual un miembro comprimido gira en torno al eje de su centro de
corte. Torsional buckling.
Pie derecho de muro cortina. Un miembro en un sistema de muro exterior de acero que transfiere cargas
transversales (fuera del plano) y que está limitada a recibir carga axial adicional a la debida al material de
recubrimiento, no mayor que 1460 N/m o 1,49 kg/cm (100 lb/ft), o a una carga axial por pie derecho no mayor
que 890 N o 90,7 kg (200 lb). Curtain wall stud.
Pórtico o marco resistente a momento. Sistema aporticado que suministra resistencia a las fuerzas laterales y
proporciona estabilidad al sistema estructural, principalmente por la resistencia al corte y a la flexión de sus
miembros y conexiones. Moment frame.
Propiedades del acero virgen. Propiedades mecánicas del acero virgen tales como la tensión de fluencia,
tensión de rotura a la tracción y alargamiento. Virgin steel properties.
Punta del elemento de fijación directa. Parte del extremo en punta del vástago de un PAF con diámetro
variable. Power- Actuated Fastener Point.
Punto de fluencia. Primera tensión en un material en el cual un incremento de las deformaciones no genera
incremento en las tensiones, según la definición de ASTM. Yield point.
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Razón ancho plano-espesor (razón de ancho plano). Ancho plano de un elemento medido en su propio plano
dividido por su espesor. Flat-width-to-thickness ratio.
Resistencia a la rotura. Resistencia limitada por rotura o desgarro de miembros o elementos de conexión.
Rupture strength.
Resistencia a la fluencia. Tensión para la cual un material exhibe una desviación marcada de la
proporcionalidad entre tensión y deformación, según la definición ASTM. Yield strength.
Resistencia a pandeo. Resistencia nominal para estados límites de inestabilidad. Buckling strength*
Rollo maestro. Un rollo continuo, sin soldaduras, producido por laminado en caliente, laminado en frío, en
una línea de recubrimiento metálico o en una línea de pintura, identificado por un número único de rollo. En
algunos casos, este rollo es cortado en rollos más pequeños o más angostos, sin embargo, todos estos rollos
más pequeños o angostos se considera que vienen del mismo rollo maestro si ellos son trazables hasta el
número del rollo maestro original. Master coil.
Rotura por tracción y corte. En un perno u otro tipo de conector mecánico, estado límite de rotura debido a la
acción simultánea de fuerzas de tracción y corte. Tension and shear ruptura.
Sección asimétrica. Sección sin simetría ya sea en torno a un eje o a un punto. Unsymmetric section.
Sección de doble simetría. Una sección simétrica en torno a dos ejes ortogonales que pasan a través de su
centroide. Doubly-symmetric section.
Sección de simetría puntual. Sección simétrica en torno a un punto (centroide), por ejemplo, una sección Z
con alas iguales. Point-symmetric section.
Sección de simetría simple. Sección simétrica con respecto a un solo eje centroidal. Singly-symmetric section.
Solicitación. Fuerzas, tensiones y deformaciones producidas por las cargas aplicadas en un componente
estructural. Load effect.
SS (Acero estructural). Designación de ASTM para ciertas planchas de acero a usar en aplicaciones
estructurales. SS (Structural steel).
Sub elemento de un elemento atiesado en forma múltiple. Porción de un elemento atiesado en forma múltiple
entre atiesadores intermedios adyacentes, entre alma y atiesador intermedio, o entre borde y atiesador
intermedio. Sub-element of a multiple-stiffened element.
Tensión. En esta Norma significa fuerza por unidad de área. Stress.
Tensión de fluencia. Término genérico que denota punto de fluencia o resistencia a la fluencia, según sea
apropiado para el material. Yield stress.
Tensión de fluencia mínima especificada. Límite inferior de la tensión de fluencia especificada para un
material de acuerdo a la definición de ASTM. Specificied minimum yield stress.
Tensión de rotura a la tracción (del material). Tensión máxima a la tracción que un material es capaz de
sostener, según la definición de ASTM. Tensile strength (of material).
Unión. Área donde se unen dos o más extremos, superficies o bordes. Se clasifican por el tipo de conector o
soldadura utilizada y el método de transferencia de fuerza. Joint.
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Top Arc Seam Sidelap Weld. Soldadura de costura en borde superior de elementos traslapados.
Top Sidelap Connection. Conexión traslapada superior de elementos formada por un segmento vertical de
plancha (borde de un atiesador de placa colaborante) inserta en un pliegue de borde de la siguiente plancha, o
por segmentos verticales de plancha espalda con espalda.
Términos ASD y LRFD
ASD. (Diseño por resistencia admisible). Método de dimensionamiento de componentes estructurales de
manera tal que la resistencia admisible es igual o mayor a la resistencia requerida del componente bajo la
acción de las combinaciones de carga ASD. ASD (Allowable strength design).
Carga de diseño. Carga aplicada determinada de acuerdo a las combinaciones de carga LRFD o ASD según
corresponda. Design load*.
Carga nominal. Magnitud de carga especificada por el código aplicable de construcción. Nominal load*.
Carga de servicio. Carga para la que se evalúan los estados límites para las condiciones de servicio. Service
load.
Combinaciones de carga ASD. Combinación de carga según el código aplicable de construcción para el
diseño por resistencia admisible. ASD Load Combination.
Combinaciones de carga LRFD. Combinaciones de carga según el código aplicable de construcción definidas
para el diseño por resistencia (Diseño por factores de carga y resistencia). LRFD Load Combination.
Estado límite de resistencia. Condición límite en la cual se ha alcanzado la resistencia máxima de una
estructura o de sus componentes. Strength limit state.
Factor de seguridad, Ω. Factor que considera las desviaciones de la resistencia real con respecto a la
resistencia nominal, las desviaciones de la carga real con respecto a la carga nominal, las incertezas en el
análisis que transforma la carga en una solicitación, y los modos de falla y sus consecuencias. Safety factor,
Ω.
LRFD (Diseño por factores de carga y resistencia). Método de dimensionamiento de componentes
estructurales de manera tal que la resistencia de diseño es igual o mayor que la resistencia requerida del
componente bajo la acción de las combinaciones de carga LRFD. Load and Resistance Factor Design.
Resistencia admisible. Resistencia nominal divida por el factor de seguridad, Rn/Ω. Allowable strength*.
Resistencia de diseño. Factor de resistencia multiplicado por la resistencia nominal, Rn. Design strength*.
Resistencia disponible. Resistencia de diseño o resistencia admisible según corresponda. Available strength*.
Resistencia nominal. Resistencia de una estructura o componente (sin aplicar un factor de resistencia o factor
de seguridad) para soportar las solicitaciones, determinada de acuerdo con esta Norma. Nominal Strength*.
Resistencia requerida. Fuerzas, tensiones y deformaciones actuando en un componente estructural
determinadas mediante un análisis estructural con las combinaciones de carga LRFD o ASD, o según
especifica esta Norma. Required strength*.
Resistencia. Ver la definición de resistencia nominal. Resistance.
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A1.4 Unidades de símbolos y términos
En esta Norma se puede usar cualquier sistema de unidades de medida compatibles, excepto donde
explícitamente se establezca otra cosa. Los sistemas de unidades considerados en aquellas secciones deberán
incluir las unidades SI (fuerza en Newton y longitud en milímetros) y las unidades MKS (fuerza en
kilogramos y longitud en centímetros).
A2 Material
A2.1 Aceros aplicables
Esta Norma requiere la utilización de aceros de calidad estructural de acuerdo con lo definido en general por
las especificaciones de ASTM, American Society for Testing and Materials, listadas en esta sección. El
término SS designa aceros estructurales y los términos HSLAS y HSLAS-F designan aceros de alta resistencia
y baja aleación. Los aceros aplicables han sido agrupados según su mínimo requisito de elongación en una
longitud de medición de 50 mm.
A2.1.1 Aceros con Elongación Mínima Especificada Igual o Superior a Diez Por Ciento (Elongación ≥ 10%)
ASTM A36/A36M, Standard Specification for Carbon Structural Steel.
ASTM A242/A242M, Standard Specification for High-Strength Low-Alloy Structural Steel.
ASTM A283/A283M, Standard Specification for Low and Intermediate Tensile Strength Carbon Steel Plates.
ASTM A500, Standard Specification for Cold-Formed Welded and Seamless Carbon Steel Structural Tubing
in Rounds and Shapes.
ASTM A529/A529M, Standard Specification for High-Strength Carbon-Manganese Steel of Structural
Quality.
ASTM A572/A572M, Standard Specification for High-Strength Low-Alloy Columbium-Vanadium Structural
Steel.
ASTM A588/A588M, Standard Specification for High-Strength Low-Alloy Structural Steel with 50 ksi [345
MPa] Minimum Yield Point to 4-in [100-mm] Thick.
ASTM A606, Standard Specification for Steel, Sheet and Strip, High-Strength, Low-Alloy, Hot-Rolled and
Cold-Rolled, with Improved Atmospheric Corrosion Resistance.
ASTM A653/A653M (SS Grades 33 (230), 37 (255), 40 (275), 50 (340) Class 1, Class 3 and Class 4, and 55
(380) and 60 (410); HSLAS and HSLAS-F, Grades 40 (275), 50 (340), 55 (380) Class 1 and 2, 60 (410), 70
(480) and 80 (550)), Standard Specification for Steel Sheet, Zinc-Coated (Galvanized) or Zinc-Iron AlloyCoated (Galvannealed) by the Hot-Dip Process.
Excepción: se excluyen de este grupo aceros SS Grade 60 (410) con espesores menores o iguales a
0,71 mm.
ASTM A792/A792M (Grades 33 (230), 37 (255), 40 (275), and 50 (340) Class 1 and Class 4 and 60 (410)),
Standard Specification for Steel Sheet, 55% Aluminum-Zinc Alloy-Coated by the Hot-Dip Process.
Excepción: se excluyen de este grupo aceros Grade 60 (410) con espesores menores o iguales a 0,71
mm.
ASTM A847/A847M, Standard Specification for Cold-Formed Welded and Seamless High-Strength, LowAlloy Structural Tubing with Improved Atmospheric Corrosion Resistance.
ASTM 875/A875M (SS Grades 33 (230), 37 (255), 40 (275), and 50 (340) Class 1 and Class 3; HSLAS and
HSLAS-F, Grades 50 (340), 60 (410), 70 (480), and 80 (550)), Standard Specification for Steel Sheet, Zinc5% Aluminum Alloy-Coated by the Hot-Dip Process.
ASTM A1003/A1003M (ST Grades 50 (340) H, 40 (275) H, 37 (255) H, 33 (230) H), Standard Specification
for Steel Sheet, Carbon, Metallic- and Nonmetallic-Coated for Cold-Formed Framing Members.
ASTM A 1008/A 1008M (SS Grades 25 (170), 30 (205), 33 (230) Types 1 and 2, and 40 (275) Types 1 and 2;
HSLAS Classes 1 and 2, Grades 45 (310), 50 (340), 55 (380), 60 (410), 65 (450), and 70 (480); HSLAS-F
Grades 50 (340), 60 (410), 70 (480), and 80 (550)), Standard Specification for Steel, Sheet, Cold-Rolled,
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Carbon, Structural, High-Strength Low-Alloy, High-Strength Low-Alloy with Improved Formability, Solution
Hardened, and Bake Hardenable.
ASTM A1011/A1011M (SS Grades 30 (205), 22 (230), 36 (250) Types 1 and 2, 40 (275), 45 (310), 50 (340),
and 55 (380); HSLAS Classes 1 and 2, Grades 45 (310), 50 (340), 55 (380), 60 (410), 65 (450), and 70 (480);
HSLAS-F Grades 50 (340), 60 (410), 70 (480), and 80 (550)), Standard Specification for Steel, Sheet and
Strip, Hot-Rolled, Carbon, Structural, High-Strength Low-Alloy and High-Strength Low-Alloy with Improved
Formability.
ASTM A1039/A1039M (SS Grades 40 (275), 50 (340), 55 (380), 60 (410), 70 (480), and 80 (550), HSLAS
Classes 1 and 2, Grades 45 (310), 50 (340), 55 (380), 60 (410), and 65 (450)), Standard Specification for
Steel, Sheet, Hot Rolled, Carbon, Commercial and Structural, Produced by the Twin-Roll Casting Process.
Excepción: se excluyen de este grupo aceros SS Grades 55 (380), 60 (410), 70 (480), y 80 (550) con
espesores fuera del rango entre 1,6 mm y 2,0 mm.
ASTM A1063/1063M (SS Grades 40 (275), 50 (340); HSLAS Classes 1 and 2, Grades 45 (310), 50 (340), 55
(380), 60 (410), and 65 (450)), Standard Specification for Steel Sheet, Twin-Roll Cast, Zinc-Coated
(Galvanized by the Hot-Dip Process.
A2.1.2 Aceros con Elongación Mínima Especificada entre Tres y Diez Por Ciento (3% ≤ Elongación < 10%)
ASTM A653/A653M (SS Grades 60 (410), 70 (480), and 80 (550) Class 3), Standard Specification for Steel
Sheet, Zinc-Coated (Galvanized) or Zinc-Iron Alloy-Coated (Galvannealed) by the Hot-Dip Process.
Excepción: se excluyen de este grupo aceros SS Grade 60 (410) con espesores mayores a 0,71 mm.
ASTM A792/A792M (Grades 60 (410), 70 (480), and 80 (550) Class 3), Standard Specification for Steel
Sheet, 55% Aluminum-Zinc Alloy-Coated by the Hot-Dip Process.
Excepción: se excluyen de este grupo aceros Grade 60 (410) con espesores mayores a 0,71 mm
ASTM A1039/A1039M (SS Grades 55 (380), 60 (410), 70 (480), and 80 (550); HSLAS Classes 1 and 2,
Grades 70 (480) and 80 (550)), Standard Specification for Steel, Sheet, Hot Rolled, Carbon, Commercial and
Structural, Produced by the Twin-Roll Casting Process.
Excepción: se excluyen de este grupo aceros SS con espesores mayores o iguales a 1,6 mm.
ASTM A1063/1063M (SS Grades 55 (380), 60 (410), 70 (480), Grade 80 (550) Class 1); (HSLAS Grade 70
(480) Classes 1 and 2, Grade 80 (550) Classes 1 and 2), Standard Specification for Steel Sheet, Twin-Roll
Cast, Zinc-Coated (Galvanized by the Hot-Dip Process.
A2.1.3 Aceros con Elongación Mínima Especificada Menor al Tres Por Ciento (Elongación < 3%)
ASTM A653/A653M (SS Grade 80 (550) Classes 1 and 2), Standard Specification for Steel Sheet, ZincCoated (Galvanized) or Zinc-Iron Alloy-Coated (Galvannealed) by the Hot-Dip Process.
ASTM A792/A792M (Grade 80 (550) Classes 1 and 2), Standard Specification for Steel Sheet, 55%
Aluminum-Zinc Alloy-Coated by the Hot-Dip Process.
ASTM A875/A875M (SS Grade 80 (550)), Standard Specification for Steel Sheet, Zinc-5% Aluminum AlloyCoated by the Hot-Dip Process.
ASTM A 1008/A 1008M (SS Grade 80 (550)), Standard Specification for Steel, Sheet, Cold-Rolled, Carbon,
Structural, High-Strength Low-Alloy, High-Strength Low-Alloy with Improved Formability, Solution
Hardened, and Bake Hardenable.
ASTM A1063/1063M (SS Grade 80 (550) Class 2), Standard Specification for Steel Sheet, Twin-Roll Cast,
Zinc-Coated (Galvanized by the Hot-Dip Process.
A2.2 Otros aceros
El listado incluido en la Sección A2.1 no excluye el uso de aceros con espesores de hasta 25,4 mm que sean
especificados o producidos en forma diferente a lo indicado en las especificaciones de dicha lista, siempre que
se cumplan los siguientes requisitos:
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1) El acero debe cumplir con los requisitos químicos y mecánicos de una de las especificaciones de dicha
lista o de otra especificación publicada.
2) Las propiedades químicas y mecánicas se deben determinar por el productor, el distribuidor o el
comprador de acuerdo con las especificaciones siguientes: para planchas recubiertas, corresponde
ASTM A924/A924M; para planchas y pletinas laminadas en frío o en caliente, corresponde ASTM
A568/A568M; para placas y barras corresponde ASTM A6/A6M; para perfiles estructurales huecos,
los ensayos correspondientes se deben realizar de acuerdo con los requerimientos de ASTM A500
(para acero al carbón) o ASTM A847 (para acero HSLA).
3) Las propiedades del recubrimiento del acero se deben determinar por el productor, el distribuidor o el
comprador, de acuerdo con ASTM A924/A924M.
4) El acero debe cumplir con los requisitos de las Secciones A.2.3.1, A.2.3.2, A.2.3.3, o A.2.3.4, según
corresponda.
5) Si el acero va a ser soldado, el productor, el distribuidor o el comprador deben establecer si dicho
acero es apto para el proceso de soldadura propuesto, de acuerdo con AWS D1.1 o D1.3 según
corresponda.
Si no se ha establecido la identificación o la documentación de producción del acero, entonces, además de los
requisitos (1) a (5), el fabricante del producto de acero conformado en frío debe demostrar que la tensión de
fluencia y la resistencia a tracción de la bobina es a lo menos 10% mayor que la indicada en la especificación
publicada en referencia.
A2.3 Usos Permitidos y Restricciones de Aceros Aplicables
Los aceros utilizados en miembros estructurales, placas corrugadas y conexiones deben cumplir con los usos y
restricciones establecidas en esta sección y subsecciones, cuando sean aplicables.
Excepción: Para aceros en losas compuestas, para la condición en que la placa colaborante de acero
actúa como refuerzo en tracción de la losa, se debe cumplir exclusivamente con la Sección A2.3.4.
A2.3.1 Aceros con Elongación Mínima Especificada Igual o Superior a Diez Por Ciento (Elongación ≥ 10%)
Los grados de acero enumerados en la Sección A2.1.1, así como cualquier otro acero SS, se pueden utilizar sin
restricción bajo las disposiciones de esta Norma, siempre que cumplan que:
a) La razón entre la tensión de rotura a la tracción y la tensión de fluencia es mayor o igual que 1.08; y
b) La elongación mínima es mayor o igual a 10% en un espécimen estándar de longitud de referencia de
50 mm o 7% en un espécimen estándar de longitud de referencia de 200 mm, ensayado de acuerdo
con ASTM A370 o ASTM A1058.
A2.3.2 Aceros con Elongación Mínima Especificada entre Tres y Diez Por Ciento (3% ≤ Elongación < 10%)
Los grados de acero enumerados en la Sección A2.1.2, así como cualquier otro acero SS que tenga una
elongación mínima de 3% en un espécimen estándar de 50 mm de longitud de referencia, ensayado de acuerdo
con ASTM A370 o ASTM A1058, se pueden utilizar siempre que se cumpla que las resistencias de diseño de
los miembros estructurales y conexiones se calculen de acuerdo con los Capítulos B a G (excluyendo las
conexiones soldadas en el Capítulo E) y los Anexos 1 y 2. Para efectos de estos cálculos, se debe usar una
tensión de fluencia reducida 0.9Fsy en lugar de Fsy, y una tensión de rotura a la tracción reducida 0.9Fu en
lugar de Fu.
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Para miembros de sección cerrada tipo cajón cargados concéntricamente en compresión se debe usar un radio
de giro reducido (Rr)(r) en la Ec. C4.1.1-1 cuando el valor de la longitud efectiva KL es menor que 1.1 L0,
donde L0 está dado por la Ec. A2.3.2-1 y Rr se obtiene de la Ec. A2.3.2-2.
E
L0 = πr√
Fcr
0,35(KL)
Rr =0,65+
1,1L0
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=
=
=
=
=
Longitud en la cual la tensión de pandeo local es igual a la tensión de pandeo en flexión
Radio de giro de la sección total no reducida
Tensión de pandeo critica mínima para la sección calculada con la Ec. B2.1-5
Factor de reducción
Longitud efectiva
A2.3.3 Aceros con Elongación Mínima Especificada Menor al Tres Por Ciento (Elongación < 3%)
Los grados de acero enumerados en la Sección A2.1.3, así como otros grados de acero que no cumplan los
requisitos de A2.3.1 y A2.3.2, se pueden ser utilizar solamente para configuraciones de alma múltiple como
planchas de techo, de muro y de piso, siempre y cuando se hagan los siguientes ajustes a los parámetros de
diseño.
a) Una tensión de fluencia mínima especificada reducida, RbFsy, se usa para determinar la resistencia
nominal a flexión en la Sección C3.1.1(a), para lo cual el factor de reducción, Rb, se determina de
acuerdo con (1) o (2):
1) Para alas atiesadas o parcialmente atiesadas en compresión
Rb
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1,0
1–0,26[wFsy/(tE)–0,067]0,4
0,75
Para w/t ≤ 0,067E/Fsy
Para 0,67E/Fsy < w/t < 0,974E/Fsy
Para 0,974E/Fsy < w/t ≤ 500
(Ec. A2.3.3-1)
=
1,0
1,079–0,6√wFsy /(tE)
Para w/t ≤ 0,0173E/Fsy
Para 0,0173E/Fsy < w/t ≤ 60
(Ec. A2.3.3-2)
donde
w
t
E
Fsy
651
652
653
654
655
=
2) Para alas no atiesadas en compresión
Rb
648
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650
(Ec. A2.3.2-2)
donde
L0
R
Fcr
Rr
KL
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(Ec. A2.3.2-1)
=
=
=
=
Ancho plano del ala en compresión
Espesor de la sección
Módulo de elasticidad del acero
Tensión mínima de fluencia especificada determinada según Sección A7.1 ≤ 550 MPa
(o 5620 kg/cm2)
b) La tensión de fluencia, Fy, usada para determinar la resistencia nominal en los Capítulos B, C, D y E,
con la excepción de la Sección C3.1.1(a) donde se toma como el mínimo entre el 75% de la tensión
mínima de fluencia especificada y 414 MPa (o 4220 kg/cm2), y
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c) La tensión de rotura a la tracción, Fu, usada para determinar la resistencia nominal en el Capítulo E,
se toma como el mínimo entre el 75% de la tensión de rotura a la tracción mínima especificada y 427
MPa (o 4360 kg/cm2).
Alternativamente, la aplicabilidad de estos aceros para cualquier configuración con almas múltiples debe ser
demostrada a través de pruebas de carga de acuerdo con las disposiciones de la Sección F1. Las resistencias
de diseño determinadas a partir de estas pruebas no deben exceder las resistencias de diseño calculadas de
acuerdo con los Capítulos B a G y los Anexos 1 y 2 usando la tensión de fluencia mínima especificada, Fsy, y
la tensión de rotura a la tracción mínima especificada, Fu.
A2.3.4 Placa Colaborante como Refuerzo en Tracción para Losas Compuestas
Para aceros usados en losas compuestas para la condición en que la placa colaborante actúa como refuerzo en
tracción de la losa, se deben satisfacer los siguientes requisitos:
a) Si la ductilidad del acero medida en una longitud de referencia de 50 mm es mayor o igual a 10 por
ciento: El menor valor entre (228 MPa o 2320 kg/cm2 ≤ Fy ≤ 345 MPa o 3520 kg/cm2) y Fsy
b) Si la ductilidad del acero medida en una longitud de referencia de 50 mm es menor a 10 por ciento: El
menor valor entre (228 MPa o 2320 kg/cm2 ≤ Fy ≤ 345 MPa o 3520 kg/cm2) y 0.75 Fsy
Adicionalmente, se debe demostrar la habilidad del acero para ser formado sin agrietarse o dividirse.
A2.3.5 Requisitos de Ductilidad para Otros Aceros
Los aceros no incluidos en la Sección A2.1 utilizados en miembros estructurales y conexiones de acuerdo con
la Sección A2.2 deben cumplir con los siguientes requerimientos de ductilidad:
a) El alargamiento mínimo local en una longitud de referencia de 12,7 mm a través de la zona de fractura
no debe ser menor que un 20 por ciento, y
b) El alargamiento mínimo uniforme fuera de la zona de fractura no debe ser menor que 3 por ciento.
Si la ductilidad de un material se determina en base a estos criterios, el uso de dicho material se debe restringir
al diseño de costaneras de techo y costaneras de muro y pie derechos de muros cortina de acuerdo con las
Secciones C3.1.1(a), C3.1.2, D6.1.1, D6.1.2, D6.2.1. Para costaneras y pie derechos de muros cortina sujetos
Ω P
P
a carga axial y momento flector combinados (Sección C5), Pc no debe ser mayor que 0,15 para ASD y ϕ Pu
n
c n
no debe ser mayor que 0,15 para LRFD.
Las solicitaciones sísmicas más exigentes a considerar en el diseño de los pie derechos de muros cortina se
deben obtener de los documentos siguientes:
- Capítulo 8 de la norma NCh433.Of96.Mod2009 “Diseño Sísmico de Edificios”
- NCh2745:2013 “Análisis y Diseño de Edificios con Aislación Basal”
- NCh3357:2015 “Diseño Sísmico de Componentes y Sistemas no Estructurales”
A2.4. Espesor mínimo entregado
En cualquier punto del producto conformado en frío tal como es entregado en obra, el espesor mínimo del
acero no revestido debe ser mayor o igual que el 95 por ciento del espesor, t, utilizado para su diseño. Sin
embargo, se permiten espesores menores en los pliegues, tales como las esquinas, debido a los efectos de la
conformación en frío.
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A3 Cargas
Las cargas y combinaciones de cargas deben ser las estipuladas por las disposiciones de NCh3171, NCh433 o
NCh2369, según corresponda de acuerdo al tipo de estructura.
A4 Diseño por Resistencia Admisible
A4.1 Bases de Diseño
El diseño conforme a esta sección de la Norma deberá basarse en los principios del Diseño por Resistencia
Admisible (ASD). Se deben aplicar todas las disposiciones de esta Norma, excepto las contenidas en la Sección
A5 y en los Capítulos C y F designados para el método LRFD.
A4.1.1 Requisitos del Método ASD
Un diseño satisface los requisitos de esta Norma cuando la resistencia admisible de cada uno de los
componentes estructurales es igual o mayor que la resistencia requerida, determinada en base a las cargas
nominales, para todas las combinaciones de cargas ASD aplicables.
El diseño se debe efectuar de acuerdo con Ecuación A4.1.1-1:
R ≤ Rn/Ω
730
731
732
donde
R
Rn
Ω
Rn/Ω
733
734
735
736
737
738
739
740
741
742
743
744
745
746
747
748
749
750
751
752
753
754
755
(Ec. A4.1.1-1)
=
=
=
=
Resistencia requerida
Resistencia nominal especificada en los Capítulos B a G y Anexo 1
Factor de seguridad especificado en los Capítulos B a G y Anexo 1
Resistencia admisible
A4.1.2 Combinaciones de Carga para ASD
La estructura y sus componentes se deben diseñar de manera que las resistencias admisibles sean iguales o
mayores que las solicitaciones debidas a las cargas nominales y a las combinaciones de carga estipuladas por
NCh3171, NCh433 o NCh2369, según corresponda de acuerdo al tipo de estructura.
A5 Diseño por Factores de Carga y Resistencia
A5.1 Bases de Diseño
El diseño conforme a esta sección de la Norma se debe basar en los principios del Diseño por Factores de
Carga y Resistencia (LRFD). Se deben aplicar todas las disposiciones de esta Norma, excepto las contenidas
en la Sección A4 y en los Capítulos C y F designados para el método ASD.
A5.1.1 Requisitos del método LRFD
Un diseño satisface los requisitos de esta Norma cuando la resistencia de diseño de cada uno de los
componentes estructurales es igual o mayor que la resistencia requerida, determinada en base a las cargas
nominales, multiplicadas por los factores de carga correspondientes, para todas las combinaciones de cargas
aplicables.
El diseño se debe efectuar de acuerdo con Ecuación A5.1.1-1:
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756
Ru ≤ Rn
757
758
759
donde
Ru

Rn
Rn
760
761
762
763
764
765
766
767
768
769
770
771
772
773
774
775
776
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778
779
780
781
782
783
784
785
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788
789
790
791
792
793
794
795
796
=
=
=
=
Resistencia requerida
Factor de resistencia especificado en los Capítulos B a G y Anexo 1
Resistencia nominal especificada en los Capítulos B a G y Anexo1
Resistencia de diseño
A5.1.2 Factores de Carga y Combinaciones de Carga para LRFD
La estructura y sus componentes se deben diseñar de manera que las resistencias de diseños sean iguales o
mayores que las solicitaciones debidas a las cargas mayoradas y a las combinaciones de carga estipuladas
por NCh3171, NCh433 o NCh2369, según corresponda de acuerdo al tipo de estructura.
A6 (Suprimido)
A7 Incremento de la Tensión de Fluencia y la Tensión de rotura a la tracción debido al Conformado en Frío
A7.1 Tensión de fluencia
La tensión de fluencia utilizada en el diseño, Fy, no debe ser mayor que: la tensión de fluencia mínima
especificada de los aceros según lo indicado en la Secciones A2.1; el valor modificado de acuerdo a las
Secciones A2.3.2, A2.3.3 o A2.3.4, según corresponda; el valor establecido en el Capítulo F; o el valor
incrementado debido a la conformación en frío descrito en la Sección A7.2.
A7.2 Incremento de la Resistencia debido al Conformado en Frío
Se permite incrementar la resistencia debido al conformado en frío sustituyendo Fya por Fy, siendo Fya la
tensión de fluencia promedio de la sección completa. El uso de dicho incremento se debe limitar a las
Secciones C2, C3.1 (excluyendo la Sección C3.1.1(b)), C4, C5, D4 y D6.1. Los métodos y limitaciones para
determinar Fya son los siguientes:
a) Para los miembros solicitados a compresión axial y miembros solicitados a flexión cuyas dimensiones
son tales que la cuantía  para la determinación de la resistencia es igual a la unidad según lo
determinado de acuerdo con la Sección B2 para cada uno de los elementos componentes de la sección,
la tensión de fluencia de diseño del acero, Fya, se debe determinar en base a uno de los métodos
siguientes:
1) Ensayos de tracción de la sección total [ver párrafo (a) de la Sección F3.1],
2) Ensayos de columnas cortas [ver párrafo (b) de la Sección F3.1],
3) Cálculo según la ecuación Ec. A7.2-1:
Fya = CFyc + (1-C)Fyf ≤ Fuv
797
798
799
(Ec. A5.1.1-1)
(Ec. A7.2-1)
donde
Fya
=
C
=
Tensión de fluencia promedio en la sección total de los miembros en compresión o en
las secciones totales de las alas de los miembros en flexión
Para miembros en compresión, razón entre el área total de esquinas y el área total de la
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Fyc
=
sección transversal; para miembros en flexión, razón entre el área de las esquinas del
ala que controla el diseño y el área total de la sección transversal de dicha ala
Tensión de fluencia a tracción de las esquinas, calculada mediante la siguiente
ecuación, aplicable sólo cuando Fuv/Fyv ≥ 1.2, R/t ≤ 7, y el ángulo incluido es ≤ 120°:
800
801
802
803
Fyc = BcFyv/(R/t)m
(Ec. A7.2-2)
Bc = 3,69 (Fuv/Fyv) – 0,819 (Fuv/Fyv)2 – 1,79
(Ec. A7.2-3)
donde
804
Fyv
=
R
t
=
=
Tensión de fluencia a tracción del acero virgen especificado según la Sección A2 o
establecido de acuerdo con la Sección F3.3
Radio de plegado interior
Espesor de la sección
805
m = 0,192 (Fuv/Fyv) – 0,068
(Ec. A7.2-4)
806
807
808
809
810
811
812
813
814
815
816
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818
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820
821
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829
830
831
832
833
834
835
Fuv
=
Fyf
=
Tensión de rotura a la tracción del acero virgen especificada por la Sección A2 o
establecida de acuerdo con la Sección F3.3
Promedio ponderado de la tensión de fluencia a tracción de las zonas planas de la
sección, establecido de acuerdo con la Sección F3.2 o tensión de fluencia del acero
virgen si no se efectúan ensayos
b) Para miembros sometidos a carga de tracción axial, la tensión de fluencia del acero se debe determinar
ya sea por el método (1) o por el método (3) prescritos en el párrafo (a) de esta sección.
c) El efecto que provocan las soldaduras en las propiedades mecánicas de un miembro se debe
determinar en base a ensayos de probetas de sección completa que posean soldaduras, dentro del largo
a medir, como las que utilizará el fabricante. Si estos miembros se utilizan estructuralmente se debe
tomar en cuenta cualquier corrección que fuera necesaria.
A8 Condiciones de Servicio
Las estructuras se deben diseñar de manera que satisfagan las funciones requeridas durante su vida útil
esperada. Los estados límites para las condiciones de servicio se deben seleccionar en base a la función que
cumplirá la estructura, y se deben evaluar utilizando cargas y combinaciones de cargas realistas.
A9 Documentos de referencia
En esta Norma se hace referencia a los siguientes documentos o partes de ellos y se deben considerar como
parte de los requerimientos de esta Norma.
1. American Iron and Steel Institute (AISI), 25 Massachusetts Avenue, NW, Suite 800, Washington, DC
20001:
AISI S200-12, North American Standard for Cold-Formed Steel Framing - General Provisions.
AISI S210-07(2012), North American Standard for Cold-Formed Steel Framing-Floor and Roof
System Design (Reaffirmed 2012).
AISI S211-07 / wS1-12, North American Standard for Cold-Formed Steel Framing-Wall Stud Design,
with Supplement 1 (Reaffirmed 2012).
AISI S212-07(2012), North American Standard for Cold-Formed Steel Framing-Header Design
(Reaffirmed 2012).
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AISI S213-07 / wS1-09(2012), North American Standard for Cold-Formed Steel Framing-Lateral
Design, with Supplement 1 (Reaffirmed 2012).
AISI S214-12, North American Standard for Cold-Formed Steel Framing-Truss Design.
AISI S901-08, Rotational-Lateral Stiffness Test Method for Beam-to-Panel Assemblies.
AISI S902-08, Stub-Column Test Method for Effective Area of Cold-Formed Steel Columns.
AISI S906-08, Standard Procedures for Panel and Anchor Structural Tests.
AISI S908-08, Base Test Method for Purlins Supporting a Standing Seam Roof System.
2. American Institute of Steel Construction (AISC), One East Wacker Drive, Suite 700, Chicago, IL
60601-1802:
ANSI/AISC 360-10, Specification for Structural Steel Buildings.
3. American Society of Civil Engineers (ASCE), 1801 Alexander Bell Drive, Reston VA, 20191:
ASCE/SEI 7-10, Minimum Design Loads in Buildings and Other Structures.
4. American Welding Society (AWS), 8669 Doral Boulevard, Suite 130, Doral, FL 33166:
AWS D1.1/D1.1M-2010, Structural Welding Code-Steel.
AWS D1.3-2008, Structural Welding Code-Sheet Steel.
AWS C1.1/C1.1M-2012, Recommended Practices for Resistance Welding.
5. American Society of Mechanical Engineers (ASME), Three Park Avenue, New York, NY 10016:
ASME B46.1-2009, Surface Texture, Surface Roughness, Waviness, and Lay.
6. American Society for Testing and Materials (ASTM), 100 Barr Harbor Drive, West Conshohocken,
PA 19428-2959:
ASTM A6/A6M-12a, Standard Specification for General Requirements for Rolled Structural Steel,
Bars, Plates, Shapes and Sheet Piling.
ASTM A36/A36M-08, Standard Specification for Carbon Structural Steel.
ASTM A194/A194M-11, Standard Specification for Carbon and Alloy Steel Nuts for Bolts for HighPressure and High Temperature Service, or Both.
ASTM A242/A242M-04(2009), Standard Specification for High-Strength Low-Alloy Structural Steel.
ASTM A283/A283M-03(2007), Standard Specification for Low and Intermediate Tensile Strength
Carbon Steel Plates.
ASTM A307-10, Standard Specification for Carbon Steel Bolts and Studs, 60.000 PSI Tensile
Strength.
ASTM A325-10, Standard Specification for Structural Bolts, Steel, Heat Treated, 120/105 ksi
Minimum Tensile Strength.
ASTM A325M-09, Standard Specification for Structural Bolts, Steel, Heat Treated, 830 MPa
Minimum Tensile Strength [Metric].
ASTM A354-11, Standard Specification for Quenched and Tempered Alloy Steel Bolts, Studs, and
Other Externally Threaded Fasteners.
ASTM A370-12, Standard Specification for Standard Test Methods and Definitions for Mechanical
Testing of Steel Products.
ASTM A449-10, Standard Specification for Hex Cap Screws, Bolts, and Studs, Steel, Heat Treated,
120/105/90 ksi Minimum Tensile Strength, General Use.
ASTM A490-12, Standard Specification for Structural Bolts, Alloy Steel, Heat Treated, 150ksi
Minimum Tensile Strength.
ASTM A490M-12, Standard Specification for High Strength Steel Bolts, Classes 10.9 and 10.9,3, for
Structural Steel Joints [Metric].
ASTM A500/A500M-10a, Standard Specification for Cold-Formed Welded and Seamless Carbon
Steel Structural Tubing in Rounds and Shapes.
ASTM A529/A529M-05(2009), Standard Specification for High-Strength Carbon-Manganese Steel
of Structural Quality.
ASTM A563-07a, Standard Specification for Carbon and Alloy Steel Nuts.
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ASTM A563M-07, Standard Specification for Carbon and Alloy Steel Nuts [Metric].
ASTM A568/A568M-11b, Standard Specification for Steel, Sheet, Carbon, Structural, and HighStrength, Low-Alloy, Hot-Rolled and Cold-Rolled, General Requirements for.
ASTM A572/A572M-12, Standard Specification for High-Strength Low-Alloy Columbium–Vanadium
Structural Steel.
ASTM A588/A588M-10, Standard Specification for High-Strength Low-Alloy Structural Steel with
50 ksi (345MPa) Minimum Yield Point to 4 in. (100 mm) Thick.
ASTM A606/A606M-09a, Standard Specification for Steel, Sheet and Strip, High-Strength, LowAlloy, Hot-Rolled and Cold-Rolled, with Improved Atmospheric Corrosion Resistance.
ASTM A653/A653M-11, Standard Specification for Steel Sheet, Zinc-Coated (Galvanized) or ZincIron Alloy-Coated (Galvannealed) by the Hot-Dip Process.
ASTM A792/A792M-10, Standard Specification for Steel Sheet, 55% Aluminum-Zinc Alloy Coated
by the Hot-Dip Process.
ASTM A847/A847M-11, Standard Specification for Cold-Formed Welded and Seamless High
Strength, Low Alloy Structural tubing with Improved Atmospheric Corrosion Resistance.
ASTM A875/A875M-10, Standard Specification for Steel Sheet, Zinc-5% Aluminum Alloy Coated by
the Hot-Dip Process.
ASTM A924/A924M-10a, Standard Specification for General Requirements for Steel Sheet, Metallic
Coated by the Hot-Dip Process.
ASTM A1003/A1003M-12, Standard Specification for Steel Sheet, Carbon, Metallic-and
Nonmetallic-Coated for Cold-Formed Framing Members.
ASTM A1008/A1008M-12, Standard Specification for Steel, Sheet, Cold-Rolled, Carbon, Structural,
High-Strength Low-Alloy, High-Strength Low-Alloy with Improved Formability, Solution Hardened,
and Bake Hardenable.
ASTM A1011/A1011M-12, Standard Specification for Steel, Sheet and Strip, Hot-Rolled, Carbon,
Structural, High-Strength Low-Alloy and High-Strength Low-Alloy with Improved Formability.
ASTM A1039/A1039M-12, Standard Specification for Steel, Sheet, Hot Rolled, Carbon, Commercial
and Structural, Produced by the Twin-Roll Casting Process.
ASTM A1058-12, Standard Test Method for Mechanical Testing of Steel Products – Metric
ASTM A1063/A1063M-11a, Standard Specification for Steel Sheet, Twin-Roll Cast, Zinc-Coated
(Galvanized) by the Hot-Dip Process.
ASTM E1592-12, Standard Test Method for Structural Performance of Sheet Metal Roof and Siding
Systems by Uniform Static Air Pressure Difference.
ASTM F436-11, Standard Specification for Hardened Steel Washers.
ASTM F436M-11, Standard Specification for Hardened Steel Washers [Metric].
ASTM F844-07a, Standard Specification for Washers, Steel, Plain (Flat), Unhardened for General
Use.
ASTM F959-09, Standard Specification for Compressible Washer-Type Direct Tension Indicators for
Use with Structural Fasteners.
ASTM F959M-07, Standard Specification for Compressible-Type Direct Tension Indicators for Use
with Structural Fasteners [Metric].
7. U.S. Army Corps of Engineers, 441 G Street NW, Washington, DC 20314-1000:
CEGS-07416, Guide Specification for Military Construction, Structural Standing Seam Metal Roof
(SSSMR) System, 1995.
8. Factory Mutual, Corporate Offices, 1301 Atwood Avenue, P.O. Box 7500, Johnston, RI 02919:
Fm 4471, Approval Standard for Class 1 Metal Roofs, 2010.
9. Sarawit, A.T., Kim, Y., Bakker, M.C.M. & Pekoz, T. 2003 “The Finite Element Method for thinwalled members-aplications”.
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10. Zeinoddini, V. and B. W. Schafer (2010), “Impact of Cornier Radius on Cold-Formed Steel Member
Strenght,”, Proceedings of the Twentieth International Specialty Conference on Cold-Formed Steel
Structures, Missouri University of Science and Technology, Rolla, MO, pp.1-15, November 2010.
B. Elementos de una sección
B.1 Consideraciones generales y límites dimensionales
B1.1 Consideraciones acerca de relación ancho plano – espesor del ala
(a) Razón máxima ancho plano-espesor
Se define ancho plano, w, de un elemento componente de una sección, como la longitud de la zona recta
comprendida entre dos zonas con curvatura, o, entre una zona con curvatura y un borde libre.
Figura B1.1-1 Ancho plano
La razón general ancho plano- espesor, w/t, máxima admisible, sin considerar atiesadores intermedios y
siendo t el espesor real del elemento, se deberá determinar en conformidad con esta sección según lo
siguiente:
1) Elemento atiesado en compresión que tenga un borde longitudinal conectado a un alma o ala, y el
otro borde atiesado por:
Pestaña simple: w/t ≤ 60
Cualquier otro tipo de atiesador:
i. Cuando Is ˂ Ia:
ii. Cuando Is ≥ Ia:
w/t ≤ 60
w/t ≤ 90
donde
Is
=
Ia
=
Momento de inercia de la sección completa del atiesador en torno a su propio eje
centroidal paralelo al elemento a rigidizar
Momento de inercia requerido del atiesador, de forma tal que cada elemento componente
se comporte como un elemento atiesado
2) Elemento atiesado en compresión con ambos bordes longitudinales conectados a otros elementos
atiesados: w/t ≤ 500
3) Elemento no atiesado en compresión: w/t ≤ 60
Se debe considerar que los elementos no atiesados en compresión que tienen una razón w/t que excede
aproximadamente 30 y los elementos atiesados en compresión que tienen una razón w/t que excede
aproximadamente 250 son propensos a desarrollar deformaciones notorias a nivel de la resistencia disponible,
sin afectar la capacidad del miembro para desarrollar la resistencia requerida.
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Los elementos atiesados con razones w/t mayores que 500 pueden proporcionar una resistencia disponible
adecuada para soportar las cargas requeridas. Sin embargo, las grandes deformaciones que presentan dichos
elementos normalmente invalidarán las ecuaciones de diseño de esta especificación.
(b) Ondulación del ala
Cuando el ala de un elemento en flexión es excesivamente ancha y se desea limitar la ondulación o
movimiento del ala hacia el eje neutro, se permite aplicar la Ec. B1.1-1 a las alas en compresión y tracción ya
sean atiesadas o no atiesadas:
4
wf = √0,061tdE/fav √100c
f /d
997
998
999
1000
1001
1002
1003
1004
1005
1006
1007
1008
1009
1010
donde
wf
=
t
d
fav
=
=
=
cf
=
Ancho del ala proyectada desde el alma; o la mitad de la distancia entre almas para vigas tipo cajón
y vigas tipo U
Espesor de Ala
Altura de la Viga
Tensión promedio en el ancho total del ala no reducida (cuando los miembros son diseñados con el
procedimiento de ancho efectivo, la tensión promedio se iguala a la tensión máxima multiplicada
por la razón entre el ancho efectivo y el ancho real)
Tamaño de desplazamiento por curvamiento
(c) Efectos del corte diferido – Luces pequeñas soportando cargas concentradas
Cuando la viga tenga una luz de menos de 30wf (con wf como se define en esta sección) y soporte una carga
concentrada, o varias cargas espaciadas a más de 2wf, el ancho de diseño efectivo de cualquier ala, ya sea en
tracción o comprensión, no debe superar los valores indicados en Tabla B1.1(c).
Tabla B1.1 (c)
Luces cortas, alas anchas - razón máxima admisible entre ancho
efectivo de diseño (b) y ancho real (w)
L/wf
30
25
20
18
16
1011
1012
1013
(Ec. B1.1-1)
Razón
b/w
1.00
0.96
0.91
0.89
0.86
L/wf
14
12
10
8
6
Razón
b/w
0.82
0.78
0.73
0.67
0.55
donde
L
= Luz total de vigas simplemente apoyadas; o la distancia entre puntos de inflexión para vigas
continuas; o dos veces el largo para vigas en voladizo
wf = Ancho de un ala proyectada más allá del alma para una viga I y secciones similares; o la mitad de la
distancia entre las almas para las secciones tipo cajón o secciones tipo U
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1029
1030
1031
1032
1033
1034
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Figura B1.1-2 Ancho wf
Para alas de vigas I y secciones similares atiesadas por pestañas en los bordes extremos, wf se debe tomar
como la suma de la proyección del ala desde el alma más la altura de la pestaña.
B1.2 Razones máximas de altura a espesor del alma
La razón, h/t, de las almas de elementos en flexión no debe exceder los límites siguientes:
a) Para almas no reforzadas: (h/t)max = 200
b) Para almas que están provistas de atiesadores de carga que cumplen con los requerimientos de la
sección C3.7.1:
1) Si se usan solamente atiesadores de carga: (h/t)max = 260
2) Si se usan atiesadores de carga y atiesadores intermedios: (h/t)max = 300
donde
h
t
1036
1037
1038
1039
1040
1041
1042
1043
1044
1045
1046
1047
1048
1049
1050
Altura de la porción plana del alma medida a lo largo de su plano
Espesor del alma. Si el alma está compuesta de dos o más planchas, la razón h/t es
calculada para las planchas individuales
B1.3 Razones radio de curvatura – espesor en esquinas
Las disposiciones relativas al ancho efectivo del Capítulo B se aplican a secciones con una razón radio de
curvatura interior a espesor no mayor a 10 (R/t <= 10). Para una razón R/t > 10, se puede realizar un análisis
teórico (ver Sarawit (2003) y Zeinoddini and Schafer (2010) para 10 < R/t ≤ 20).
B2 Anchos efectivos de elementos atiesados
B2.1 Elementos atiesados en compresión uniforme
(a)
Determinación de la resistencia
El ancho efectivo, b, se debe calcular con Ec. B2.1-1 o con Ec. B2.1-2 según lo siguiente
b=w
b=ρw
1051
1052
1053
=
=
cuando λ ≤ 0,673
cuando λ ˃ 0,673
(Ec. B2.1-1)
(Ec. B2.1-2)
donde
w
ρ
= Ancho plano según se define en la figura B1.1-1
= Factor de reducción local, calculado como:
1054
 = (1-0,22/λ)/λ
Vencimiento consulta pública: 2018.10.13
(Ec. B2.1-3)
21
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1055
λ
= Factor de esbeltez, calculado como:
1056
 = √f⁄F
cr
1057
1058
1059
donde:
Fcr =k
1060
1061
1062
E
t
μ
f
Para miembros en flexión:
(1) Si se usa el Procedimiento I de la Sección C3.1.1:
Cuando la fluencia inicial se produce en compresión en el elemento considerado: f = Fy
Cuando la fluencia inicial se produce en tracción en el elemento considerado, la tensión de
compresión, f, se determina en base a la sección efectiva al alcanzar M y (momento bajo el cual se
obtiene la fluencia inicial)
(2) Si se usa el Procedimiento II de la Sección C3.1.1: f es la tensión en el elemento considerado al
alcanzar Mn determinado en base a la sección efectiva
(3) Si se usa la Sección C3.1.2.1: f es la tensión Fc tal como se describe en la sección en la cual se
determina el módulo de la sección efectiva, Sc.
Para miembros en compresión: f es tomado igual a Fn determinado según la Sección C4.
(b) Determinación de las condiciones de servicio
El ancho efectivo, bd, usado en determinar las condiciones de servicio se debe calcular con Ec. B2.1-6 o Ec.
B2.1-7 según lo siguiente:
Si λ ≤ 0,673
Si λ ˃ 0,673
(Ec. B2.1-6)
(Ec. B2.1-7)
donde
w
ρ
1090
1091
1092
(Ec. B2.1-5)
= Coeficiente de pandeo de placa = 4 para elementos atiesados por un alma en cada borde longitudinal.
Los valores para otros tipos de elementos se entregan en las secciones correspondientes
= Módulo de elasticidad de acero
= Espesor de elementos atiesados uniformemente comprimidos
= Módulo de Poisson del acero
= Tensión en compresión del elemento calculada según lo siguiente:
bd = w
bd = ρw
1087
1088
1089
π2 E
t 2
(
)
12(1-μ2 ) w
con:
k
1063
1064
1065
1066
1067
1068
1069
1070
1071
1072
1073
1074
1075
1076
1077
1078
1079
1080
1081
1082
1083
1084
1085
1086
(Ec. B2.1-4)
= Ancho plano
= Factor de reducción determinado por uno de los procedimientos siguientes:
1) Procedimiento I:
Vencimiento consulta pública: 2018.10.13
22
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1093
1094
1095
1096
1097
1098
1099
1100
Una estimación conservadora del ancho efectivo se obtiene con las Ec. B2.1-3 y B2.1-4 sustituyendo fd
por f, donde fd es la tensión de compresión calculada en el elemento considerado.
2) Procedimiento II:
Para elementos atiesados por un alma en cada borde longitudinal, una mejor estimación del ancho
efectivo se obtiene calculando ρ como sigue:
ρ
1101
1102
1103
1104
1105
=
1
(1,358-0,461/λ)/λ
Si λ ≤ 0,673
Si 0,673˂ λ ˂ λc
(Ec. B2.1-8)
Fy 0,22
(0,41+0,59√ )⁄λ
fd λ
Si λ ≥ λ𝑐
(Ec. B2.1-9)
ρ ≤ 1 para todos los casos.
donde
λ
=
Factor definido en la Ec. B2.1-4, excepto que fd es sustituido por f
1106
λc =0,256+0,328(w⁄t)√Fy ⁄E
(Ec. B2.1-10)
1107
1108
1109
1110
1111
1112
1113
1114
1115
1116
1117
1118
1119
1120
Figura B2.1-1 Elementos atiesados
B2.2
(a) Determinación de la resistencia
Para perforaciones circulares:
El ancho efectivo, b, se deberá calcular con la Ec. B2.2-1 o la Ec. B2.2-2 según lo siguiente:
Para 0.50 ≥
b
1121
1122
1123
1124
1125
Elementos Atiesados Uniformemente Comprimidos con Perforaciones Circulares y Ovaladas
=
dh
w
≥ 0,
w
t
≤ 70, y con una distancia entre centros de perforaciones ≥ 0.50w y ≥ 3dh
w - dh
0,22 0,8dh 0,085dh
w [1+
] /λ
λ
w
wλ
si λ ≤ 0,673
(Ec. B2.2-1)
si λ ˃ 0,673
(Ec. B2.2-2)
En todos los casos, b ≤ w - dh.
donde
w
t
dh
= Ancho plano
= Espesor del elemento
= Diámetro de las perforaciones
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23
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λ
1126
1127
1128
1129
1130
1131
1132
1133
1134
1135
1136
1137
1138
1139
1140
1141
1142
1143
1144
1145
1146
1147
1148
1149
1150
1151
1152
1153
1154
1155
1156
1157
1158
= Factor definido en la Sección B2.1
Para perforaciones ovaladas se debe considerar que un elemento atiesado uniformemente comprimido con
perforaciones ovaladas está compuesto de dos bandas no atiesadas de ancho plano, c, adyacentes a las
perforaciones (ver Figura B2.2-1). El ancho efectivo, b, de cada banda no atiesada adyacente a la perforación
se debe determinar de acuerdo con B.2.1 (a), excepto que el coeficiente del pandeo de placa, k, se debe tomar
como 0,43 y w como c. Estas disposiciones se deben aplicar si se satisfacen los límites siguientes:
(1) Espaciamiento entre centros de perforaciones, s ≥ 610 mm, (24 in);
(2) Distancia libre entre la perforación y borde, send ≥ 254 mm, (10 in);
(3) Altura de la perforación, dh ≤ 63,5 mm, (2,5 in);
(4) Longitud de la perforación Lh ≤ 114 mm, (4.5 in); y
(5) Razón entre el ancho de la perforación, dh, y el ancho de borde a borde, wo, dh/wo ≤ 0,5.
Alternativamente, el ancho efectivo, b, se puede determinar mediante ensayos de columna corta de acuerdo
con el procedimiento de ensayo, AISI S902.
(b) Determinación de las condiciones de servicio
El ancho efectivo, bd, usado en la determinación de las condiciones de servicio debe ser igual a b calculado de
acuerdo con el Procedimiento I de la sección B2.1 (b), excepto que fd es sustituido por f, donde fd es la tensión
de compresión calculada en el elemento considerado.
Figura B2.2-1 Elementos atiesados con perforaciones ovaladas uniformemente comprimidos
B2.3 Almas y otros elementos atiesados bajo gradiente de tensiones
En esta sección se debe aplicar la siguiente notación:
b1
b2
be
bo
f1, f2
ho
k
= Ancho efectivo, dimensión definida en la Figura B2.3-1
= Ancho efectivo, dimensión definida en la Figura B2.3-1
= Ancho efectivo, b, determinado de acuerdo con la sección B2.1, con f1 sustituido por f y con k
determinado según esta sección
= Ancho de borde a borde para el ala en compresión como se define en la Figura B2.3-2
= Tensiones mostradas en figuras B2.3.-1 calculadas en base a la sección efectiva. Cuando f1 y f2 son
tensiones de compresión, f1 ≥ f2
= Altura del alma medida de borde a borde como se define en la Figura B2.3-2
= Coeficiente de pandeo de placa
1159
Ψ = |f2/f1|
(Ec. B2.3-1)
1160
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24
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1161
1162
1163
1164
1165
(a) Determinación de la resistencia
1) Para almas bajo gradientes de tensiones (f1 en comprensión y f2 en tracción tal como se muestra en la
figura B2.3-1 (a)), los anchos efectivos y el coeficiente de pandeo de placas se deben calcular como sigue:
k = 4+2(1+ψ)3+2(1+ψ)
1166
1167
1168
(Ec. B2.3-2)
Para ho/bo ≤ 4:
b1 = be/(3+ψ)
b2 = be/2
si ψ ˃ 0,236
(Ec. B2.3-3)
(Ec. B2.3-4)
1169
1170
1171
1172
Figura B2.3-1 Anchos efectivos en almas y otros elementos atiesados bajo gradiente de tensiones
b2 = be - b1
1173
1174
1175
1176
1177
1178
si ψ ≤ 0,236
(Ec. B2.3-5)
Además, b1+b2 no deberá exceder la porción en compresión del alma calculada en base a la sección
efectiva.
Para ho/bo ˃4
b1 = be/(3+Ψ)
b2 = be/(1+ψ)-b1
(Ec. B2.3-6)
(Ec. B2.3-7)
1179
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25
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1180
1181
2) Para otros elementos atiesados bajo gradiente de tensiones (f1 y f2 en compresión según Figura B2.3-1(b)):
k = 4+2(1-ψ)3+2(1-ψ)
b1 = be/(3-ψ)
b2 = be-b1
1182
1183
1184
1185
1186
1187
1188
1189
1190
1191
1192
1193
1194
1195
1196
1197
1198
1199
1200
1201
1202
1203
1204
1205
1206
1207
1208
1209
1210
1211
1212
1213
(Ec. B2.3-8)
(Ec. B2.3-9)
(Ec. B2.3-10)
(b) Determinación de las condiciones de servicio
Los anchos efectivos usados en la determinación de las condiciones de servicio se deben calcular de acuerdo
con la sección B2.3 (a), excepto que fd1 y fd2 son sustituidos por f1 y f2, donde fd1 y fd2 son las tensiones f1 y f2
calculadas en base a la sección efectiva al nivel de carga para el cual se determina las condiciones de servicio.
Figura B2.3-2 Dimensiones de borde a borde de almas y elementos atiesados bajo gradiente de tensiones
B2.4 Almas de secciones C con perforaciones bajo gradientes de tensiones
Las disposiciones de la sección B2.4 se deben aplicar dentro de los límites siguientes:
(1) dh/h ≤ 0.7,
(2) h/t ≤ 200,
(3) Perforaciones centradas a la altura media del alma,
(4) Distancia libre entre perforaciones ≥ 457 mm, (18 in)
(5) Perforaciones ovaladas con radio de curvatura ≥ 2t,
(6) Perforaciones ovaladas, dh ≤ 64 mm (2,5 in) y Lh ≤ 114 mm, (4,5 in)
(7) Perforaciones circulares, diámetro ≤ 152 mm, (6 in)
(8) dh > 14 mm (9/16 in),
donde
dh
h
t
= Altura de la perforación en el alma
= Altura de la porción plana del alma
= Espesor del alma
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26
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Lh
b1, b2
1214
1215
1216
1217
1218
1219
1220
1221
1222
1223
1224
1225
1226
1227
1228
1229
1230
1231
1232
1233
1234
1235
1236
1237
1238
= Largo de la perforación en el alma
= Anchos efectivos definidos según Figura B2.3-1
(a) Determinación de la resistencia
Si dh/h ˂ 0,38, los anchos efectivos, b1 y b2, se deben determinar de acuerdo con la sección B2.3(a),
asumiendo que no existen perforaciones en el alma.
Si dh/h ≥ 0,38, el ancho efectivo se debe determinar de acuerdo con la Sección B3.1(a), considerando la
porción del alma adyacente a la perforación como un elemento no atiesado en compresión con f=f 1, f1 según
Figura B2.3-1.
(b) Determinación de las condiciones de servicio
Los anchos efectivos se deben determinar de acuerdo a la Sección B2.3(b) suponiendo que no existen
perforaciones en el alma.
B2.5 Elementos en compresión uniforme restringidos por conexiones intermitentes
Estas disposiciones se deben limitar a miembros de tipo panel celular compuestos de una placa corrugada y
una plancha superior con bordes atiesados. Las disposiciones de esta sección se deben aplicar sólo a elementos
comprimidos de miembros en flexión. Cuando el espaciamiento de los conectores, s, de un elemento
uniformemente comprimido restringido por conexiones intermitentes es menor o igual que los límites
especificados en la Sección D1.3, el ancho efectivo se debe calcular según la Sección B2.1. Cuando el
espaciamiento de los conectores es mayor que los límites especificados en la Sección D1.3, el ancho efectivo
se debe determinar de acuerdo con los puntos (a) y (b) que se indican a continuación.
Placa en compresión
1239
1240
1241
1242
1243
1244
1245
1246
1247
1248
1249
1250
1251
1252
1253
1254
1255
Figura B2.5-1 Panel celular
(a) Determinación de la Resistencia
El ancho efectivo de un elemento con compresión uniforme restringido por conexiones intermitentes se debe
determinar como sigue:
(1) Si f < Fc, el ancho efectivo del elemento en compresión entre líneas de conexión se deberá calcular según
la Sección B2.1 (a).
(2) Si f ≥ Fc, el ancho efectivo del elemento en compresión entre líneas de conexión se deberá calcular según
la Sección B2.1 (a), excepto que el factor de reducción ρ se deberá determinar según lo siguiente:
ρ = ρt ρm ≤ (1-0,22/λ)/λ
(Ec. B2.5-1)
ρt = (1-0,22/λt)/λt < 1.0
(Ec. B2.5-2)
donde
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27
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1256
1257
1258
donde
Fc
λt =√
Fcr
(Ec. B2.5-3)
1259
Fc
=
Tensión crítica de pandeo de la plancha superior en compresión, calculada como:
1260
Fc = 3.29E/(s/t)2
1261
1262
1263
(Ec. B2.5-4)
donde
s
E
t
=
=
=
Fcr =
Espaciamiento entre centros de conectores en la dirección de las tensiones de compresión
Módulo de elasticidad del acero
Espesor de la plancha superior en compresión
Tensión crítica de pandeo definida en la Ec. B2.1-5 donde w es el espaciamiento transversal de
los conectores
1264
Fy t∙Fc
ρm =8 ( ) √
≤1.0
t
d∙f
1265
1266
1267
1268
1269
1270
1271
1272
1273
1274
1275
1276
1277
1278
1279
1280
1281
1282
1283
1284
1285
donde
Fy
=
d
=
f
=
Tensión de fluencia de diseño de la plancha superior en compresión restringido por conexiones
intermitentes
Altura total del miembro compuesta
Tensión de la plancha superior en compresión restringida por conexiones intermitentes cuando
la tensión de la fibra extrema inferior en tracción es Fy
Las disposiciones de este apartado se deben aplicar a secciones que cumplen con los límites siguientes:
38,1 mm (1,5 in) ≤ d ≤ 191 mm (7,5 in)
0,889 mm (0,035 in) ≤ t ≤ 1,52 mm (0,060 in)
50,8 mm (2,0 in) ≤ s ≤ 203 mm (8,0 in)
228 MPa o 2320 kg/cm2 (33 ksi) ≤ Fy ≤ 414 MPa o 4220 kg/cm2 (60 ksi)
100 ≤ w/t ≤ 350
El ancho efectivo del atiesador de borde y la porción plana, e, se debe determinar según la Sección B4(a) con
las modificaciones siguientes:
Para f < Fc:
w=e
1286
1287
1288
(Ec. B2.5-4)
(Ec. B2.5-6)
Para f ≥ Fc:
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1289
1290
1291
1292
1293
1294
1295
1296
1297
1298
1299
1300
1301
Para la porción plana, e, el ancho efectivo, b, en las ecuaciones B4-4 y B4-5 se debe calcular según la
Sección B2.1(a) con:
(i) w es tomado como e
(ii) si D/e ≤ 0,8, k se determina de acuerdo con Tabla B4-1
si D/e > 0,8, k=1,25; y
(iii) ρ se calcula con Ec. B2.5-1 en lugar de Ec. B2.1-3
donde
w
e
D
1302
1303
1304
= Ancho plano del elemento medido entre líneas de conexión longitudinales o Ancho plano
entre la primera línea de conectores y el atiesador de borde
= Ancho plano entre la primera línea de conectores y el atiesador de borde (ver figura B2.5-1)
= Longitud total del atiesador tal como se define en la Sección B4
Para el atiesador de borde, ds y Ia se deben determinar usando w’ y f’ en lugar de w y f, respectivamente.
w’ = 2e + mínimo entre 0,75s y w1
f’ = máximo entre ρmf y Fc
1305
1306
1307
(Ec. B2.5-7)
(Ec. B2.5-8)
donde
f’
Fc
w’
w1
=
=
=
=
Tensión usada en la Sección B4(a) para determinar el ancho efectivo del atiesador de borde
Tensión de pandeo de la plancha superior en compresión determinada con la Ec. B2-5-4
Ancho plano equivalente para determinar el ancho efectivo del atiesador de borde
espaciamiento transversal entre la primera y segunda línea de conectores en la plancha superior en
compresión (ver figura B2.5-2)
1308
1309
1310
1311
1312
1313
1314
1315
1316
1317
1318
1319
1320
1321
1322
1323
Figura B2.5-2 Dimensiones de un Panel celular
Las disposiciones de esta sección no se deben aplicar a miembros compuestos de un solo valle con una
plancha superior en compresión con atiesadores de borde.
(b) Determinación de las condiciones de servicio
Para el cálculo de la deflexión, el ancho efectivo, b, de un elemento en compresión uniforme restringido por
conexiones intermitentes se debe determinar según la Sección B2.5(a) exceptuando lo siguiente:
1) fd se debe reemplazar por f, donde fd es la tensión de compresión calculada para la carga de servicio
en el elemento en consideración, y
2) la tensión máxima en la fibra extrema en tracción del elemento compuesto se debe reemplazar por Fy
Vencimiento consulta pública: 2018.10.13
29
PROYECTO DE NORMA EN CONSULTA PUBLICA – prNCh427/2
1324
1325
1326
1327
1328
1329
1330
1331
1332
1333
1334
B3 Anchos efectivos de elementos no atiesados
B3.1 Elementos no atiesados uniformemente comprimidos
(a) Determinación de la resistencia
El ancho efectivo, b, se debe determinar de acuerdo con la Sección B2.1(a) a excepción de los siguientes
cambios: el coeficiente de pandeo de placa, k, se debe tomar como 0,43 y w, ancho plano del elemento no
atiesado, se debe definir de acuerdo a Figura B3.1-1.
1335
1336
1337
1338
1339
1340
1341
1342
1343
1344
1345
1346
1347
1348
1349
1350
Elemento real
Elemento efectivo y tensiones en elemento
Figura B3.1-1. Elemento no atiesado en compresión uniforme.
(b) Determinación de las condiciones de servicio
El ancho efectivo, bd, usado en la determinación de las condiciones de servicio se debe calcular de acuerdo al
Procedimiento I de la Sección B2.1(b), a excepción de los cambios siguientes:
fd es sustituido por f y k=0,43.
B3.2 Elementos no atiesados y atiesadores de borde con gradiente de tensiones
En esta sección se debe aplicar la notación siguiente:
b
=
b0
=
f1, f2
=
h0
k
=
=
t
W

=
=
Ancho efectivo medido desde el borde rigidizado, determinado según la Sección B2.1(a), con f
igual f1 y con k y determinados según esta sección
Ancho total del elemento no atiesado de la sección C no atiesada como se define en la Figura B3.23
Tensiones, mostradas en Figuras B3.2-1, B3.2-2 y B3.2-3, calculadas en base a la sección bruta.
Cuando f1y f2 son ambas en compresión, f1 ≥ f2
Altura total de una sección C no atiesada. Ver Figura B3.2-3
Coeficiente de pandeo de placa definido según esta sección o, de lo contrario, como se define en la
Sección B2.1(a)
Espesor del elemento
Ancho plano del elemento no atiesado, con w/t ≤ 60
Ψ = |f2/f1|
1351
1352
1353
1354



=
=
(Ec. B3.2-1)
Factor de esbeltez definido en la Sección B2.1(a) con f = f1
Factor de reducción definido según esta sección o, de lo contrario, como se define en la Sección
B2.1(a)
(a) Determinación de la resistencia
Vencimiento consulta pública: 2018.10.13
30
PROYECTO DE NORMA EN CONSULTA PUBLICA – prNCh427/2
1355
1356
1357
1358
1359
1360
1361
1362
1363
1364
El ancho efectivo, b, de un elemento no atiesado bajo gradiente de tensiones se debe determinar de acuerdo
con la Sección B2.1(a) con f igual a f1 y con el coeficiente de pandeo de placa, k, determinado de acuerdo
con el presente apartado, a menos que se indique otra cosa. Para los casos donde f 1 es compresión y f2 es
tracción, señalado en la Sección B2.1(a) se debe determinar de acuerdo con el presente apartado.
1) Cuando f1 y f2 son ambas compresión (Figura B3.2-1), el coeficiente de pandeo de placa se debe calcular
de acuerdo con cualquiera de las dos ecuaciones (Ec. B3.2-2 o Ec. B3.2-3) como sigue:
Si la tensión disminuye hacia el borde libre (Figura B3.2-1(a)):
k=
1365
1366
1367
0,578
Ψ+0,34
(Ec. B3.2-2)
Si la tensión aumenta hacia el borde libre (Figura B3.2-1(b))
k=0,57-0,21Ψ+0,07Ψ2
(Ec. B3.2-3)
1368
1369
1370
1371
1372
1373
1374
(a) Pestaña Interior
(b) Pestaña Exterior
Figura B3.2-1. Elementos no atiesados bajo gradiente de tensiones, ambos bordes longitudinales en
compresión.
(a)
(a) Borde libre en compresión
1375
1376
1377
1378
1379
1380
1381
1382
1383
(b)
Borde rigidizado en compresión
Figura B3.2-2. Elementos no atiesados bajo gradiente de tensiones, un borde longitudinal en
compresión y un borde longitudinal en tracción.
2) Cuando f1 está en compresión y f2 en tracción (FiguraB3.2-2), el factor de reducción y el coeficiente de
pandeo de placas se debe calcular como sigue:
(i)
Si el borde libre está en compresión (Figura B3.2-2(a)):
 =
1
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si λ ≤ 0,673(1+ψ)
(Ec. B3.2-4)
31
PROYECTO DE NORMA EN CONSULTA PUBLICA – prNCh427/2
ρ=(1+ψ) (1-
0,22(1+ψ)
) /λ
λ
si λ > 0,673(1+ψ)
1384
k = 0,57 + 0,21ψ + 0,07ψ2
1385
1386
1387
1388
1389
(Ec. B3.2-5)
(ii) Si el borde rigidizado está en compresión (Figura B3.2-2(b)):
Para ψ < 1:
1
 =
0,22
(1-ψ) (1)
λ +ψ
ρ=
λ
si λ ≤ 0,673
(Ec. B3.2-6)
si λ > 0,673
1390
k = 1,70 + 5ψ + 17,1ψ2
1391
1392
1393
1394
1395
1396
1397
1398
1399
Para ψ ≥ 1:  = 1
El ancho efectivo, b, de los elementos no atiesados de una sección C no atiesada se puede determinar usando
alguno de los siguientes métodos alternativos, según corresponda:
Alternativa 1 para secciones C no atiesadas: Cuando el borde libre está en compresión y el borde rigidizado
está en tracción (Figura B3.2-3 (a)):
b=w
b = ρw
1400
1401
1402
si λ ≤ 0,856
si λ > 0,856
(Ec. B3.2-8)
(Ec. B3.2-9)
donde
ρ = 0,95/√λ
k = 0.145(bo/ho) + 1,256
1403
1404
1405
1406
(Ec. B3.2-7)
(Ec. B3.2-10)
(Ec. B3.2-11)
0,1 ≤ bo/ho ≤ 1,0
Alternativa 2 para secciones C no atiesadas: Cuando el borde rigidizado está en compresión y el borde libre
en tracción (Figura B3.2-3(b)), el ancho efectivo se debe determinar de acuerdo con la Sección B2.3.
1407
(a) Borde libre en compresión
1408
1409
1410
1411
1412
1413
1414
1415
1416
(b) Borde rigidizado en compresión
Figura B3.2-3. Elementos no atiesados de una Sección C bajo gradientes de tensiones para métodos
alternativos.
En el cálculo del módulo de la sección efectiva Se en la Sección C3.1.1 o Sc en la Sección C3.1.2.1, se debe
considerar como fibra extrema en compresión en Figuras B3.2-1(b), B3.2-2(a), y B3.2-3(a) la fibra ubicada
en el borde de la sección efectiva más cercana al borde libre. En el cálculo del módulo de la sección
efectiva, Se, en la Sección C3.1.1, se debe considerar como fibra extrema en tracción en Figuras B3.2-2(b) y
B3.2-3(b) la fibra ubicada en el borde de la sección efectiva más cercana al borde libre.
Vencimiento consulta pública: 2018.10.13
32
PROYECTO DE NORMA EN CONSULTA PUBLICA – prNCh427/2
1417
1418
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1429
1430
1431
1432
1433
1434
(b) Determinación de las condiciones de servicio
El ancho efectivo bd usado en la determinación de las condiciones de servicio se debe calcular de acuerdo a la
Sección B3.2(a), exceptuando que fd1 y fd2 son sustituidos por f1 y f2, respectivamente, donde fd1 y fd2 son las
tensiones f1 y f2 calculadas como se muestra en Figuras B3.2-1, B3.2-2, y B3.2-3, respectivamente, basado en
la sección bruta y el nivel de carga para el cual se determina las condiciones de servicio.
B4 Anchos efectivos de elementos atiesados con una pestaña simple de borde en compresión uniforme
Los anchos efectivos de elementos atiesados con una pestaña simple de borde en compresión uniforme, se
deben calcular de acuerdo con (a) para la determinación de la resistencia y según (b) para la determinación de
las condiciones de servicio.
(a) Determinación de la resistencia
Para w/t ≤ 0,328S
Ia = 0
b=w
b1 = b2 = w/2
ds = d’s
1435
1436
1437
(Ec. B4-1)
(Ec. B4-2)
(Ec. B4-3)
(ver Figura B4-1)
Para w/t > 0,328S
b1 = (b/2) (RI)
b2 = b – b1
ds = d’s (RI)
1438
1439
1440
(no se requiere atiesador de borde)
(ver Figura B4-1)
(Ec. B4-4)
(Ec. B4-5)
(Ec. B4-6)
donde
S=1,28√E/f
(Ec. B4-7)
1441
E
f
w
t
Ia
=
=
=
=
=
Módulo de elasticidad del acero
Tensión en el elemento comprimido
Ancho plano (ver Figura B4-1)
Espesor de la sección
Momento de inercia requerido del atiesador, para que cada elemento componente se comporte como
un elemento atiesado, calculado como:
1442
Ia =399 t4 [
3
w/t
w/t
-0,328] ≤ t4 [115
+5]
S
S
(Ec. B4-8)
1443
b
= Ancho efectivo de diseño
b1, = Zonas de ancho efectivo de diseño (ver Figura B4-1)
b2
ds = Ancho efectivo reducido del atiesador, como se define en la figura B4-1, y utilizado en el cálculo de
las propiedades efectivas de la sección
d’s = Ancho efectivo reducido del atiesador calculado de acuerdo con la Sección B3.2 (ver Figura B4-1)
1444
1445
1446
RI = Is/Ia ≤ 1
(Ec. B4-9)
donde
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33
PROYECTO DE NORMA EN CONSULTA PUBLICA – prNCh427/2
1447
Is
= Momento de inercia de la sección completa del atiesador en torno su propio eje centroidal paralelo al
elemento a ser atiesado. Para atiesadores de borde, la esquina curva entre el atiesador y el elemento a
ser atiesado, no se considera como parte del atiesador
1448
Is = (d3t sin2θ)/12
1449
1450
1451
1452
1453
1454
1455
1456
(Ec. B4-10)
Ver Figura B4-1 para definiciones de otras variables dimensionales. El ancho efectivo, b, en las ecuaciones
B4-4 y B4-5 se debe calcular de acuerdo a la Sección B2.1 con el coeficiente de pandeo de placa, k, dado en
Tabla B4-1:
Tabla B4-1
Determinación del coeficiente de pandeo de placa k
Pestaña de borde (140° ≥ θ ≥ 40°)
0,25 < D/w ≤ 0,8
5D
(4,82- ) (Rl )n +0,43 ≤ 4
3,57(Rl)n + 0,43 ≤ 4
w
D/w ≤ 0,25
1457
1458
1459
donde
n = (0,582 -
1460
1461
1462
1463
1464
1465
1466
wt
1
)≥
4S
3
(Ec. B4-11)
(b) Determinación de las condiciones de servicio
El ancho efectivo, bd, usado en la determinación de las condiciones de servicio se debe calcular según la
Sección B4(a), exceptuando que fd es sustituido por f, donde fd es la tensión de compresión calculada en la
sección efectiva, para la carga bajo la cual se determina las condiciones de servicio.
o B3.2
1467
1468
1469
1470
1471
Figura B4-1. Elementos atiesados con pestaña simple de borde.
B5 Ancho efectivo de elementos con un atiesador o múltiples atiesadores intermedios o elementos
atiesados en los bordes con atiesadores intermedios
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34
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1472
1473
1474
1475
1476
1477
B5.1 Ancho efectivo de elementos uniformemente comprimidos con un atiesador o múltiples atiesadores
intermedios
La siguiente notación se debe aplicar en esta sección.
Ag
As
be
bo
bp
ci
Fcr
f
h
Isp
k
kd
kloc
Lbr
R
n
t
i
λ
ρ
= Área bruta del elemento incluyendo atiesadores
= Área bruta del atiesador
= Ancho efectivo del elemento, ubicado en el centroide del elemento incluyendo atiesadores (ver
Figura B5.1-2)
= Ancho plano total del elemento atiesado; ver Figura B5.1-1
= Ancho plano del sub-elemento más grande; ver Figura B5.1-1
= Distancia horizontal desde el borde del elemento al eje central del atiesador (ver Figura B5.1-1)
= Tensión de pandeo elástico de la placa
= Tensión de compresión uniforme actuando en el elemento plano
= Ancho del atiesador de borde del elemento atiesado (por ejemplo, la altura del alma de una sección
sombrero con el ala en compresión con múltiples atiesadores intermedios es igual a h; si los
atiesadores tienen diferentes anchos, usar el menor de todos)
= Momento de inercia del atiesador en torno al eje central de la parte plana del elemento. El radio de
curvatura que conecta el atiesador a la zona plana puede ser incluido
= Coeficiente de pandeo de placa de un elemento
= Coeficiente de pandeo para pandeo distorsional
= Coeficiente de pandeo de placa para el pandeo local del sub-elemento
= Largo no apoyado entre los puntos de arriostramiento u otros apoyos que restrinjan el pandeo
distorsional del elemento
= Factor de modificación del coeficiente de pandeo distorsional de placa
= Número de atiesadores en el elemento
= Espesor del elemento
= Índice para atiesador “i”
= Factor de esbeltez
= Factor de reducción
1478
1479
1480
1481
Figura B5.1-1 Anchos de placa y ubicaciones de atiesadores
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35
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1482
1483
1484
1485
1486
1487
Figura B5.1-2 Ubicaciones del ancho efectivo
El ancho efectivo se calcula de acuerdo a Ec. B5.1-1 como sigue:
be = ρ (
Ag
)
t
(Ec. B5.1-1)
1488
ρ
1489
1490
1491
1492
1493
1494
1495
1496
1497
1498
=
si λ ≤ 0.673
si λ > 0.673
1
(1-0,22/λ)/λ
(Ec. B5.1-2)
donde
f
λ= √
Fcr
(Ec. B5.1-3)
π2 E
t 2
Fcr =k
( )
12(1-μ2 ) b0
(Ec. B5.1-4)
donde
El coeficiente de pandeo de placa, k, se debe determinar a partir del mínimo entre Rkd y kloc, calculados de
acuerdo con la Sección B5.1.1 o B5.1.2, según sea aplicable.
k = el mínimo entre Rkd y kloc
si bo/h < 1
(Ec. B5.1-5)
1499
R
1500
1501
1502
1503
1504
1505
1506
1507
1508
=
2
11- b0 /h 1
≥
5
2
si bo/h ≥ 1
(Ec. B5.1-6)
B5.1.1 Caso específico: Atiesador simple o n atiesadores idénticos, igualmente espaciados
Para elementos uniformemente comprimidos con un atiesador simple o múltiples atiesadores Idénticos e
igualmente espaciados, los coeficientes de pandeo de placas y los anchos efectivos se deben calcular de
acuerdo a lo siguiente:
(a) Determinación de la resistencia
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36
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kloc = 4 (bo /bp )2
(Ec. B5.1.1-1)
2 2
kd =
1509
1510
1511
(1+β ) + γ(1+n)
β2 (1+δ(n+1))
donde
β=(1+γ(n+1))1/4
1512
1513
1514
(Ec. B5.1.1-3)
donde
γ=
1515
1516
1517
1518
1519
1520
1521
1522
1523
1524
1525
1526
1527
1528
1529
1530
1531
1532
(Ec. B5.1.1-2)
10,92 Isp
(Ec. B5.1.1-4)
b0 t3
As
δ=
b0 t
(Ec. B5.1.1-5)
Si Lbr < bo, se permite sustituir Lbr/bo por para tomar en cuenta el aumento de capacidad debido al
arriostramiento.
(b) Determinación de las condiciones de servicio
El ancho efectivo, bd, usado en la determinación de las condiciones de servicio se debe calcular según la
Sección B5.1.1(a), exceptuando que fd es sustituido por f, donde fd es la tensión de compresión calculada en el
elemento considerado basado en la sección efectiva a nivel de carga para la cual se determina las condiciones
de servicio.
B5.1.2 Caso general: Número, ubicación y tamaño arbitrario del atiesador
Para elementos atiesados en compresión uniforme con atiesadores de tamaño, ubicación y número arbitrario,
los coeficientes de pandeo de placas y los anchos efectivos se deben calcular de acuerdo a lo siguiente:
(a)
Determinación de la resistencia
kloc = 4 (bo /bp )2
(Ec. B5.1.2-1)
(1+β ) + 2 ∑ni=1 γi ωi
β2 (1+2 ∑ni=1 δi ωi )
(Ec. B5.1.2-2)
2 2
kd =
1533
1534
1535
donde
1/4
n
β= (2 ∑ γi ωi +1)
(Ec. B5.1.2-3)
i=1
1536
1537
1538
donde
γi =
10.92(Isp )
bo t3
ωi =sin2 (π
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i
(Ec. B5.1.2-4)
ci
)
b0
(Ec. B5.1.2-5)
37
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δi =
1539
1540
1541
1542
1543
1544
1545
1546
1547
1548
1549
1550
1551
1552
1553
1554
1555
1556
1557
1558
1559
1560
1561
1562
1563
1564
1565
1566
1567
1568
1569
1570
1571
1572
1573
1574
1575
1576
1577
1578
1579
1580
1581
1582
As i
b0 t
(Ec. B5.1.2-6)
Si Lbr < bo, se permite sustituir Lbr/bo por para tomar en cuenta el aumento de capacidad debido al
arriostramiento.
(b) Determinación de las condiciones de servicio
El ancho efectivo, bd, usado en la determinación de las condiciones de servicio se debe calcular de acuerdo a
la Sección B5.1.2(a), exceptuando que fd es sustituido por f, donde fd es la tensión de compresión calculada
en el elemento considerado basado en la sección efectiva al nivel de carga para la cual se determina las
condiciones de servicio.
B5.2 Elementos con atiesadores de borde e intermedios
(a) Determinación de la resistencia
Para elementos con atiesadores de borde e intermedios, el ancho efectivo, be, se debe calcular de acuerdo a lo
siguiente:
Si bo /t ≤ 0,328S, el elemento es totalmente efectivo y no se requiere reducción debido al pandeo local.
Si bo/t > 0,328S, el coeficiente de pandeo de placa, k, se determina de acuerdo con la Sección B4, pero
con bo reemplazando a w en todas las expresiones.
Si k calculado según la Sección B4 es menor que 4,0 (k < 4), el atiesador intermedio es ignorado y se
consideran las disposiciones de la Sección B4 para el cálculo del ancho efectivo.
Si k calculado según la Sección B4 es igual a 4,0 (k = 4), el ancho efectivo del elemento atiesador de
borde es calculado según las disposiciones de la sección B5.1, con la siguiente excepción:
R calculado de acuerdo con la Sección B5.1 es menor o igual a 1
donde
bo = Ancho plano total del elemento con borde atiesado
Para la definición de otras variables, ver Sección B4 y B5.1.
(b) Determinación de las condiciones de servicio
El ancho efectivo, bd, usado en la determinación de las condiciones de servicio se debe calcular según la
Sección B5.2(a), excepto que fd es sustituido por f, donde fd es la tensión de compresión calculada en el
elemento considerado, basado en la sección efectiva al nivel de la carga para la cual se determina las
condiciones de servicio.
Vencimiento consulta pública: 2018.10.13
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PROYECTO DE NORMA EN CONSULTA PUBLICA – prNCh427/2
1583
1584
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1590
1591
1592
1593
1594
1595
1596
1597
1598
1599
1600
1601
1602
1603
1604
1605
1606
C. MIEMBROS ESTRUCTURALES
C1 Propiedades de las secciones
Las propiedades de las secciones (área de la sección transversal, momento de inercia, módulo elástico, radio
de giro, etc.) se deben determinar de acuerdo con los métodos convencionales del diseño estructural. Las
propiedades se deben basar en la sección total de los miembros (o secciones netas donde el uso de la sección
neta sea aplicable) excepto donde se requiera el uso de una sección reducida, o ancho efectivo de diseño.
C2 Miembros en tracción
Para miembros cargados axialmente en tracción, la resistencia disponible a tracción deberá ser el menor de
los valores obtenidos de acuerdo con las secciones C2.1 y C2.2, donde se proporcionan la resistencia nominal
y los correspondientes factores de seguridad y de resistencia. La resistencia disponible se debe determinar de
acuerdo con el método de diseño aplicable según las Secciones A4 o A5.
La resistencia nominal a tracción debe estar limitada por la resistencia de la conexión de los miembros
traccionados, la cual se determina según las disposiciones del Capítulo E.
C2.1 Fluencia de la sección bruta
La resistencia nominal a tracción, Tn, debido a la fluencia de la sección bruta se debe determinar de acuerdo a
lo siguiente:
Tn = Ag Fy
t = 1,67 (ASD)
t = 0,90 (LRFD)
1607
1608
1609
donde
Ag
Fy
1610
1611
1612
1613
1614
1615
= Área bruta de la sección transversal
= Tensión de fluencia de diseño determinada según la Sección A7.1
C2.2 Ruptura de la sección neta.
La resistencia nominal a tracción, Tn, debido a la ruptura de la sección neta se debe determinar de acuerdo a
lo siguiente:
Tn = An Fu
t = 2,00 (ASD)
t = 0,90 (LRFD)
1616
1617
1618
(Ec. C2.2-1)
donde
An
Fu
1619
1620
1621
1622
1623
(Ec. C2.1-1)
= Área neta de la sección transversal
= Resistencia a tracción especificada en las Secciones A2.1 o A2.3.2
C3 Miembros en flexión
C3.1 Flexión
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39
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1624
1625
1626
1627
1628
1629
1630
1631
1632
1633
1634
1635
1636
1637
1638
1639
La resistencia de diseño a flexión, bMn y la resistencia admisible a flexión, Mn/Ωb, debe ser el menor de los
valores calculados de acuerdo con las secciones C3.1.1, C3.1.2, C3.1.3, C3.1.4, D6.1.1, D6.1.2, y D6.2.1, que
sean aplicables.
Ver la Sección C3.6 para elementos en flexión no restringidos lateralmente, que se encuentran sujetos
simultáneamente a flexión y carga torsional, tales como cargas que no pasan a través del centro de corte de la
sección transversal, condición que no es considerada en las disposiciones de esta sección.
C3.1.1 Resistencia nominal de la sección
La resistencia nominal a flexión Mn, se debe calcular en
efectiva (Procedimiento 1) o en base a la reserva de
corresponda. Los factores de seguridad y los factores de
para determinar la resistencia admisible o la resistencia
aplicable según las Secciones A4 o A5.
b = 1,67
b = 0,90
1640
1641
1642
1643
1644
1645
base a la iniciación de la fluencia de la sección
capacidad inelástica (Procedimiento 2), según
resistencia dados en esta sección, se deben usar
de diseño de acuerdo con el método de diseño
(ASD)
(LRFD)
(a) Procedimiento I - Basado en la iniciación de la fluencia
La resistencia nominal a flexión, Mn, para el momento de fluencia efectivo, se debe calcular de acuerdo con la
Ecuación C3.1.1-1 según lo siguiente:
Mn = SeFy
1646
1647
1648
donde
Se
Fy
1649
1650
1651
1652
1653
1654
1655
1656
1657
1658
1659
1660
1661
1662
1663
1664
1665
1666
1667
1668
1669
1670
(Ec. C3.1.1-1)
= Módulo elástico de la sección efectiva calculado en relación a la fibra extrema en tracción o
compresión que primero alcance la tensión Fy
= Tensión de fluencia de diseño determinada de acuerdo con la Sección A7.1
(b) Procedimiento II - Basado en la reserva de capacidad inelástica
Se puede usar la reserva de capacidad inelástica a flexión cuando se cumplan las siguientes condiciones:
(1) El miembro no está sujeto a torsión o a pandeo lateral, torsional o flexo-torsional.
(2) El efecto del formado en frío no se ha incluido en la determinación de la tensión de fluencia Fy.
(3) La razón entre la altura de la porción comprimida del alma y su espesor no excede 1 definido en la
Ec. C3.1.1-3.
(4) El esfuerzo de corte no debe exceder 0.35Fy para ASD y 0.6Fy para LRFD multiplicado por el área del
alma (ht para elementos atiesados o w para elementos no atiesados).
(5) El ángulo entre cualquier alma y la vertical no puede exceder 30 grados.
La resistencia nominal a flexión, Mn, no puede ser mayor que 1.25SeFy, determinado de acuerdo con el
procedimiento I de la Sección C3.1.1(a), o la que causa la deformación unitaria máxima en compresión igual
a Cyey (no se limita la deformación unitaria máxima en tracción).
donde
Vencimiento consulta pública: 2018.10.13
40
PROYECTO DE NORMA EN CONSULTA PUBLICA – prNCh427/2
1671
h
t
ey
w
E
Cy
1672
1673
1674
1675
1676
=
=
=
=
=
=
Altura plana del alma
Espesor del elemento
Fy/E. Deformación unitaria de fluencia
Ancho plano del elemento
Módulo de elasticidad del acero
Factor de deformación unitaria en compresión calculada según lo siguiente:
(i) Elementos atiesados en compresión sin atiesadores intermedios.
Para elementos en compresión sin atiesadores intermedios, Cy, se debe calcular de acuerdo a lo siguiente:
3
Cy
1677
1678
1679
=
w/t-λ1
3-2 (
)
λ2 -λ1
1
si w/t ≤ 1
si λ1 <
w
t
< λ2
(Ec. C3.1.1-2)
si w/t ≥ 2
donde
λ1 =
λ2 =
1680
1681
1682
1683
1684
1685
1686
1687
1691
1692
1693
1694
1695
1696
(Ec. C3.1.1-3)
√Fy /E
(Ec. C3.1.1-4)
Para elementos no atiesados en compresión, Cy, se debe calcular de acuerdo a lo siguiente:
1)
Elementos no atiesados en compresión bajo gradiente de tensiones que produce compresión en un
borde longitudinal y tracción en el otro borde longitudinal:
=
3
3-2
1
si  ≤ 
si  <  < 
si  ≥ 
(Ec. C3.1.1-5)
donde





= factor de esbeltez definido en la Sección B3.2
= 0,43
 = 0,673(1+)
Elementos no atiesados en compresión bajo gradiente de tensiones que causa compresión en ambos
bordes longitudinales:
=
3)
Cy
(Ec. C3.1.1-6)
= Parámetro definido en Sección B3.2
2)
Cy
1697
1698
1699
√Fy /E
1,28
(ii) Elementos no atiesados en compresión
Cy
1688
1689
1690
1,11
1
Elementos no atiesados en compresión uniforme:
=
1
Vencimiento consulta pública: 2018.10.13
41
PROYECTO DE NORMA EN CONSULTA PUBLICA – prNCh427/2
1700
1701
1702
1703
1704
1705
(iii) Elementos con atiesadores de borde y elementos multi-atiesados en compresión.
Para elementos con atiesadores de borde y elementos multi-atiesados en compresión, el valor de Cy se
debe tomar como:
Cy
1706
1707
1708
1709
1710
1711
1712
1713
1714
1715
1716
1717
1718
1719
1720
1721
1722
=
1
Cuando corresponda, se deben usar los anchos efectivos de diseño en el cálculo de las propiedades de la
sección. Mn se debe calcular considerando equilibrio de tensiones, suponiendo una misma curva tensióndeformación elastoplástica ideal, tanto para tracción como compresión, suponiendo deformaciones pequeñas,
y que las secciones planas permanecen planas durante la flexión. La flexión combinada con aplastamiento del
alma se debe chequear según las disposiciones de la Sección C3.5.
C3.1.2 Resistencia a pandeo lateral torsional
Las disposiciones de esta sección se deben aplicar a miembros de sección abierta, como se especifica en la
Sección C3.1.2.1 o secciones cerradas tipo cajón como se especifica en la Sección C3.1.2.2.
Salvo indicación contraria, se deben usar los siguientes factores de seguridad, factores de resistencia y
resistencias nominales calculadas de acuerdo con las Sección C3.1.2.1 y C3.1.2.2 para determinar la
resistencia admisible a flexión o la resistencia de diseño a flexión de acuerdo con el método de diseño
aplicable en la Sección A4 o A5.
b = 1,67
b = 0,90
1723
1724
1725
1726
1727
1728
1729
1730
1731
1732
1733
1734
1735
(ASD)
(LRFD)
C3.1.2.1 Resistencia a pandeo lateral torsional de miembros con secciones abiertas
Las disposiciones de esta sección se aplican a las secciones I-, Z-, C-, y otros miembros en flexión con
secciones de simetría simple sujetos a pandeo lateral torsional (no se incluye placas corrugadas, miembros
cerrados tipo cajón o tipo U, ni miembros curvos o en arco). Las disposiciones de esta sección no se aplicarán
a alas en compresión no arriostradas pertenecientes a secciones estables lateralmente. Ver Sección D6.1.1
para costaneras Z y C en las cuales el ala traccionada está unida a una placa de cubierta.
Para tramos de miembros con secciones de simetría simple, doble o puntual, no arriostrados lateralmente
sujetos a pandeo lateral torsional, la resistencia nominal a flexión, Mn, se debe calcular de acuerdo con
Ecuación C3.1.2.1-1.
Mn= Sc Fc
1736
1737
1738
donde
Sc
1739
1740
1741
1742
1743
1744
1745
1746
(Ec. C3.1.2.1-1)
= Módulo elástico de la sección efectiva calculado en relación a la fibra extrema a una tensión de
compresión Fc, determinado como sigue:
Para Fe ≥ 2,78Fy
El tramo del miembro no está sujeto a pandeo lateral torsional a un momento flector menor o igual
que My. La resistencia disponible a flexión se deberá determinar de acuerdo con la Sección C3.1.1(a).
Para 2,78Fy > Fe > 0,56Fy
Vencimiento consulta pública: 2018.10.13
42
PROYECTO DE NORMA EN CONSULTA PUBLICA – prNCh427/2
Fc =
1747
1748
1749
10Fy
10
Fy (1)
9
36Fe
Para Fe ≤ 0,56Fy
Fc = Fe
1750
1751
1752
= Tensión de fluencia de diseño determinada de acuerdo con la Sección A.7.1
= Tensión crítica de pandeo lateral torsional elástico calculado de acuerdo con (a) o (b)
(a) Para secciones de simetría simple, doble y puntual:
(1) Para flexión en torno el eje de simetría
Cb ro A
√σey σt
Sf
Cb ro A
Fe =
√σey σt
2Sf
Fe =
1758
1759
1760
Para secciones de simetría simple o doble
(Ec. C3.1.2.1-4)
Para secciones de simetría puntual
(Ec. C3.1.2.1-5)
donde
Cb =
1761
1762
1763
12.5 Mmax
2.5Mmax +3MA+3MB +3MC
(Ec. C3.1.2.1-6)
donde
Mmax
MA
MB
MC
1764
1765
1766
1767
1768
(Ec. C3.1.2.1-3)
donde
Fy
Fe
1753
1754
1755
1756
1757
(Ec. C3.1.2.1-2)
=
=
=
=
Valor absoluto del momento máximo en el tramo no arriostrado
Valor absoluto del momento a un cuarto de la luz del tramo no arriostrado
Valor absoluto del momento al centro de la luz del tramo no arriostrado
Valor absoluto del momento a los tres cuartos de la luz del tramo no arriostrado
Para todos los casos se puede tomar conservadoramente Cb igual a la unidad. Para voladizos o
extensiones de borde donde el extremo libre se encuentra no arriostrado, Cb se debe tomar igual a
la unidad.
r0
=
Radio de giro polar de la sección transversal en torno al centro de corte, calculado
como:
1769
r0 =√r2x +r2y +x20
1770
1771
1772
(Ec. C3.1.2.1-7)
donde
rx, ry
x0
=
=
A
Sf
=
=
Radios de giro de la sección en torno a los ejes centroidales principales
Distancia entre el centro de corte y el centroide a lo largo del eje x-principal, tomada
como negativa
Área de la sección transversal total no reducida
Módulo elástico de la sección transversal total no reducida, relativo a la fibra extrema
en compresión
1773
Vencimiento consulta pública: 2018.10.13
43
PROYECTO DE NORMA EN CONSULTA PUBLICA – prNCh427/2
σey =
1774
1775
1776
π2 E
(KyLy /ry)
=
=
=
Módulo de elasticidad del acero
Factores de longitud efectiva para flexión en torno al eje y
Longitud no arriostrada del miembro para flexión en torno al eje y
1777
σt =
=
=
=
=
=
[GJ+
2
Ar0
π2 ECw
]
(Kt Lt )2
(Ec. C3.1.2.1-9)
Módulo de corte del acero
Constante de torsión de Saint-Venant
Constante de alabeo de la sección
Factores de longitud efectiva para la torsión
Longitud no arriostrada del miembro en torsión
Para secciones de simetría simple, el eje x debe ser el eje de simetría orientado de tal forma que el
centro de corte tiene una coordenada x negativa.
Para secciones de simetría puntual, como las secciones Z, el eje x deberá ser el eje centroidal
perpendicular al alma.
En forma alternativa, Fe se puede calcular usando la ecuación dada en (b) para secciones I de
doble simetría, secciones C de simetría simple, o secciones Z de simetría puntual.
(2) Para flexión respecto al eje centroidal perpendicular al eje de simetría en secciones de simetría
simple.
Fe =
1794
1795
1796
1
donde
G
J
Cw
Kt
Lt
1781
1782
1783
1784
1785
1786
1787
1788
1789
1790
1791
1792
1793
(Ec. C3.1.2.1-8)
donde
E
Ky
Ly
1778
1779
1780
2
Cs Aσex
[j+Cs √j2 +r20 (σt /σex )]
CTF Sf
(Ec. C3.1.2.1-10)
donde
Cs
=
+1 para el momento que produce compresión en el lado del centro de corte
-1 para el momento que causa tracción en el lado del centro de corte
1797
σex =
1798
1799
1800
π2 E
(Kx Lx /rx )2
(Ec. C3.1.2.1-11)
donde
Kx
Lx
=
=
Factor de longitud efectiva para flexión en torno al eje x
Longitud no arriostrada del miembro en flexión en torno al eje x
1801
Ctf = 0,6 - 0,4 (M1/M2)
1802
1803
(Ec. C3.1.2.1-12)
donde
Vencimiento consulta pública: 2018.10.13
44
PROYECTO DE NORMA EN CONSULTA PUBLICA – prNCh427/2
1804
M1,
=
M2
El menor y mayor momento flector respectivamente, en los extremos de la longitud no
arriostrada en el plano de flexión; M1/M2, la razón entre los momentos extremos, es
positiva cuando M1 y M2 actúan en el mismo sentido (flexión de curvatura doble) y
negativa cuando actúan en sentido opuesto (flexión de curvatura simple). Cuando el
momento flector en cualquier punto al interior de la longitud no arriostrada es mayor a
los que se tiene en ambos extremos, Ctf se debe tomar igual a la unidad
1805
j=
1806
1807
1808
1809
1810
Fe =
Cb π2 EdIyc
Sf (KyLy )2
Cb π2 EdIyc
2Sf (KyLy )
Para secciones I de simetría doble y secciones C de simetría
simple
Para secciones Z de simetría puntual
(Ec. C3.1.2.1-15)
2
= Altura de la sección
= Momento de inercia de la zona comprimida de la sección, en torno al eje centroidal de la sección
completa paralelo al alma, usando la sección no reducida
Ver (a) para la definición de otras variables.
C3.1.2.2 Resistencia a pandeo lateral torsional de elementos tubulares tipo cajón
Para miembros tubulares tipo cajón, la resistencia nominal a flexión, Mn, se debe determinar de acuerdo a esta
sección.
Si la longitud del miembro no arriostrada lateralmente, es menor o igual que Lu, la resistencia nominal a
flexión se deberá determinar de acuerdo con la Sección C3.1.1. Lu se deberá calcular como sigue:
Lu =
1825
1826
1827
1828
1829
1830
1831
0,36Cb π
√EGJIy
Fy Sf
(Ec. C3.1.2.2-1)
Ver la Sección C3.1.2.1 para la definición de estas variables
Si la longitud no arriostrada de un miembro es mayor que Lu, calculado según la Ecuación C3.1.2.2-1, la
resistencia nominal a flexión se debe determinar de acuerdo con la Sección C3.1.2.1, donde la tensión crítica
de pandeo lateral torsional, Fe, se calcula como sigue:
Fe =
1832
1833
1834
(Ec. C3.1.2.1-14)
donde
d
Iyc
1814
1815
1816
1817
1818
1819
1820
1821
1822
1823
1824
(Ec. C3.1.2.1-13)
(b) Para secciones I, secciones C de simetría simple, o secciones Z en flexión respecto al eje centroidal
perpendicular al alma (eje x), se pueden usar las ecuaciones siguientes en lugar de (a) para calcular Fe:
Fe =
1811
1812
1813
1
[∫ xy2 dA] -xo
2Iy A
Cb π
√EGJIy
Ky Ly Sf
(Ec. C3.1.2.2-2)
donde
Vencimiento consulta pública: 2018.10.13
45
PROYECTO DE NORMA EN CONSULTA PUBLICA – prNCh427/2
J
Iy
1835
1836
1837
1838
1839
1840
1841
1842
1843
1844
1845
1846
1847
1848
1849
1850
1851
= Constante torsional de la sección cajón
= Momento de inercia de la sección total no reducida en torno al eje centroidal paralelo al alma
Ver Sección C3.1.2.1 para la definición de otras variables.
C3.1.3 Resistencia a flexión de elementos tubulares cilíndricos
Para miembros tubulares cilíndricos con una razón de diámetro exterior a espesor de pared, D/t, no mayor
que 0,441E/Fy, la resistencia nominal a flexión, Mn, se deberá calcular de acuerdo con la Ec. C3.1.3-1. El
factor de seguridad y los factores de resistencia dados en esta sección, se usarán para determinar la
resistencia admisible a flexión, o resistencia de diseño a flexión de acuerdo con el método de diseño aplicable
según las Secciones A4 ó A5.
M n = Fc S F
b = 1,67 (ASD)
b = 0,95 (LRFD)
(Ec. C3.1.3-1)
Fc = 1,25Fy
(Ec. C3.1.3-2)
Para D/t ≤ 0,0714E/Fy
Para 0,0714E/Fy< D/t ≤ 0,318E/Fy
Fc = [0,970+0,020 (
1852
1853
1854
E/Fy
)] Fy
D/t
Para 0,318E/Fy < D/t ≤ 0,441E/Fy
Fc = 0,328E/(D/t)
1855
1856
1857
(Ec. C3.1.3-4)
donde
D
t
Fc
Sf
1858
1859
1860
1861
1862
1863
1864
1865
1866
1867
1868
1869
(Ec. C3.1.3-3)
=
=
=
=
Diámetro exterior del cilindro
Espesor de pared
Tensión crítica de pandeo por flexión
Módulo elástico de la sección transversal total no reducida, relativo a la fibra extrema en compresión
Ver Sección C3.1.2.1 para la definición de otras variables.
C3.1.4 Resistencia a pandeo distorsional
Las disposiciones de esta sección se aplican a secciones I-, Z-, C-, y otras secciones abiertas que tengan alas
en compresión con atiesadores de borde, con la excepción de miembros que cumplan los criterios de la
Sección D6.1.1, D6.1.2 cuando se usa el factor R de la Ec. D6.1.2-1, o D6.2.1. La resistencia nominal a
flexión se debe calcular de acuerdo con la Ec. C3.1.4-1, o la Ec. C3.1.4-2. El factor de seguridad y los
factores de resistencia dados en esta sección, se usan para determinar la resistencia admisible a flexión y la
resistencia de diseño a flexión de acuerdo con el método de diseño aplicable según las Secciones A4 ó A5.
b = 1,67 (ASD)
b = 0,90 (LRFD)
1870
Para d > 0,673
Vencimiento consulta pública: 2018.10.13
Mn = M y
(Ec. C3.1.4-1)
46
PROYECTO DE NORMA EN CONSULTA PUBLICA – prNCh427/2
0,5
Para d ≤ 0,673
1871
1872
1873
1874
1875
1876
0,5
Mcrd
Mcrd
Mn = (1-0,22 (
) )(
)
My
My
My
(Ec. C3.1.4-2)
donde
λd =√My /Mcrd
(Ec. C3.1.4-3)
My = SfyFy
(Ec. C3.1.4-4)
donde
Sfy = Módulo elástico de la sección transversal total no reducida relativo a la fibra extrema que primero
entre en fluencia
1877
Mcrd = SfFd
1878
1879
1880
donde
Sf
Fd
1881
1882
1883
1884
1885
1886
1887
1888
= Módulo elástico de la sección transversal total no reducida relativo a la fibra extrema en compresión
= Tensión de pandeo distorsional elástica calculada según la Sección C3.1.4(a) o (b)
(a) Para secciones C- y Z- o cualquier sección abierta con un ala atiesada en compresión que se extiende
hacia un lado del alma, donde el atiesador es una pestaña simple o un atiesador de borde complejo.
Se permite aplicar las disposiciones de esta sección a cualquier sección transversal abierta con un alma y un
ala comprimida con atiesador de borde. La tensión de pandeo distorsional, Fd, se deberá calcular de acuerdo
con la Ecuación C3.1.4-6 como sigue:
Fd = β
1889
1890
1891
(Ec. C3.1.4-5)
kϕfe +kϕwe +kϕ
k̃ ϕfg + k̃ ϕwg
(Ec. C3.1.4-6)
donde

= Variable que toma en cuenta el gradiente de momento, el cual puede tomarse de forma conservadora
como 1.0
1892
β = 1,0 ≤ 1+ 0,4 (L/Lm )0,7 (1+M1 /M2 )0,7 ≤1,3
1893
1894
1895
donde
L
1896
1897
1898
= Mínimo entre Lcr y Lm
donde
Lcr = (
1899
1900
1901
(Ec. C3.1.4-7)
4π4 ho (1-μ2 )
t3
I2xyf
π4 ho 4
(xof -hxf )2 ) +
(Ixf (xof -hxf ) +Cwf )
Iyf
720
2
1/4
(Ec. C3.1.4-8)
donde
ho

= Altura de borde a borde del alma tal como se define en Fig B2.3-2
= Coeficiente de Poisson del acero
Vencimiento consulta pública: 2018.10.13
47
PROYECTO DE NORMA EN CONSULTA PUBLICA – prNCh427/2
t
Ixf
xof
hxf
Cwf
Ixyf
Iyf
1902
1903
1904
1905
1906
=
=
=
=
=
=
=
Espesor del acero
Momento de inercia del ala en torno al eje x
Distancia x desde el centroide del ala al centro de corte del ala
Distancia x desde el centroide del ala a la unión ala/alma
Constante de alabeo del ala
Producto del momento de inercia del ala
Momento de inercia del ala con respecto al eje y
Las variables Ixf, Iyf, Ixyf, Cwf, xof, y hxf, son propiedades del ala en compresión incluyendo el atiesador de
borde respecto al sistema de ejes x-y ubicados en el centroide del ala, con el eje x considerado como
positivo a la derecha del centroide y el eje y positivo bajo el centroide.
Lm
= Distancia entre puntos que restringen el pandeo distorsional (para miembros restringidos en forma
continua, Lm= Lcr)
M1, = Menor y mayor momento flector respectivamente, en los extremos del tramo no arriostrado (L m) de
M2
la viga. M1/M2 es positivo cuando los momentos generan curvatura doble y negativo cuando la
flexión es de curvatura simple
kfe = Rigidez rotacional elástica proporcionada por el ala a la unión ala/alma
1907
π 4
2
kfe = (L) (EIxf (xof -hxf ) +ECwf -E
1908
1909
1910
I2xyf
Iyf
2
π 2
(xof -hxf ) ) + (L) GJf
(Ec. C3.1.4-9)
donde
E
G
Jf
kwe
= Módulo de elasticidad del acero
= Módulo de corte del acero
= Constante de torsión de St. Venant del ala en compresión, incluyendo el atiesador de borde en torno
a ejes x-y ubicados en el centroide del ala, con el eje x medido en forma positiva a la derecha del
centroide, y el eje y positivo bajo el centroide
= Rigidez rotacional elástica proporcionada por el alma, a la unión ala/alma
1911
kwe =
Et3
3
π 2 19ho
π 4 h3o
(
+
(
)
+
(
)
)
2
12(1-μ ) ho
L
60
L 240
(Ec. C3.1.4-10)
1912
k
~
kfg
= Rigidez rotacional proporcionada por un elemento arriostrante (riostra, panel, revestimiento) a la
unión ala/alma del miembro (cero si el ala en compresión no está restringida)
= Rigidez rotacional geométrica (dividida por la tensión Fd) requerida por el ala desde la unión
ala/alma
1913
2
2 I
~
I
π 2
kfg = (L) [Af ((xof -hxf ) ( Ixyf ) -2yof (xof -hxf ) ( Ixyf ) +h2xf +y2of ) +Ixf +Iyf ]
yf
1914
1915
1916
yf
(Ec. C3.1.4-11)
donde
Af
yof
~
kwg
= Área de la sección transversal del ala en compresión más el atiesador de borde en torno a los ejes
x-y ubicados en el centroide del ala, con el eje x medido en forma positiva a la derecha del
centroide, y el eje y positivo bajo el centroide
= Distancia y desde el centroide del ala al centro de corte del ala
= Rigidez rotacional geométrica (dividida por la tensión Fd) requerida por el alma desde la unión
ala/alma
1917
Vencimiento consulta pública: 2018.10.13
48
PROYECTO DE NORMA EN CONSULTA PUBLICA – prNCh427/2
=
2
2
ho
L
2
4
~
kwg ho t π2 [45360(1-ξweb )+62160] (ho ) +448π + ( L ) [53+3(1-ξweb )]π
2
13440
L
L
π4 +28π2 ( ) +430 ( )
ho
ho
(
1918
1919
1920
1921
1922
1923
1924
1925
1926
1927
1928
1929
1930
1931
1932
1933
1934
1935
1936
(Ec. C3.1.4-11)
4
)
donde

web = (f1-f2)/f1, gradiente de tensiones en el alma, donde f1 y f2 son las tensiones en los extremos opuestos
del alma, f1 ≥ f2, la compresión se considera positiva y la tracción como negativa, y las tensiones
son calculadas en base a la sección bruta, (por ejemplo: flexión pura en una sección simétrica, f 1=f2, web=2)
(b) Análisis teórico del pandeo elástico
Puede usarse un análisis teórico del pandeo elástico que considere el pandeo distorsional, en lugar de las
expresiones entregadas en las Secciones C3.1.4 (a). Se aplicarán los factores de seguridad y de resistencia
dados en la Sección C3.1.4.
C3.2 Corte
C3.2.1 Resistencia a corte de almas sin perforaciones
La resistencia a corte nominal, Vn, se debe calcular de acuerdo con Ecuación C3.2.1-1. El factor de
seguridad y los factores de resistencia entregados en esta sección, se usan para determinar la resistencia a
corte admisible, o la resistencia a corte de diseño de acuerdo con el método de diseño aplicable en la
Sección A4 y A5.
Vn = AwFv
v = 1,60 (ASD)
v = 0,95 (LRFD)
(Ec. C3.2.1-1)
1937
Para h/t ≤ √Ekv /Fy
Fv = 0,6Fy
Para √Ekv /Fy ≤ h/t ≤ 1,51√Ekv /Fy
Fv =
Para h/t ≥ 1,51√Ekv /Fy
1938
1939
1940
(Ec. C3.2.1-2)
0,6√Ekv Fy
(ht)
π2 Ekv
Fv =
12(1-μ2 )(h/t)2
Fv =0,904 Ekv /(h/t)2
(Ec. C3.2.1-4b)
Aw = ht
(Ec. C3.2.1-5)
(Ec. C3.2.1-3)
(Ec. C3.2.1-4a)
donde
Vn
Aw
= Resistencia a corte nominal
= Área del alma
1941
1942
1943
1944
donde
h
t
Fv
E
=
=
=
=
Altura de la porción plana del alma medida a lo largo de su propio plano
Espesor del alma
Tensión de corte nominal
Módulo de elasticidad del acero
Vencimiento consulta pública: 2018.10.13
49
PROYECTO DE NORMA EN CONSULTA PUBLICA – prNCh427/2
kv
1945
1946
1947
1948
1949
= Coeficiente de pandeo por corte calculado de acuerdo con (1) o (2) como sigue:
(1) Para almas no reforzadas, kv= 5,34
(2) Para almas con atiesadores transversales que satisfacen los requerimientos de la Sección C3.7
Cuando a/h ≤ 1,0
kv =4,00+
Cuando a/h > 1,0
kv =5,34+
1950
1951
1952
Largo del panel de alma no reforzada del elemento sujeto a corte
Distancia libre entre atiesadores transversales o elementos de refuerzo del alma
= Tensión de fluencia de diseño determinado de acuerdo con la Sección A7.1
= 0,3. Coeficiente de Poisson del acero
Si un alma está compuesta por dos o más planchas, cada plancha se debe considerar como un
elemento separado que soporta su parte del esfuerzo de corte.
C3.2.2 Resistencia a corte de almas de sección C con perforaciones
Las disposiciones de esta sección se deben aplicar dentro de los límites siguientes:
(a) dh/h ≤ 0,7,
(b) h/t ≤ 200,
(c) Perforaciones centradas a media altura del alma,
(d) Distancia libre entre perforaciones ≥ 457 mm (18 in),
(e) Radios de esquina, perforaciones no circulares ≥ 2t,
(f) Perforaciones no circulares, dh ≤ 63,5 mm (2,5 in) y Lh ≤ 114 mm (4,5 in),
(g) Perforaciones circulares, diámetro ≤ 152 mm (6 in), y
(h) dh > 14,3 mm (9/16 in)
donde
dh
h
t
Lh
=
=
=
=
Altura de la perforación en el alma
Altura de la zona plana del alma, medida en su propio plano
Espesor del alma
Longitud de la perforación en el alma
Para secciones C con almas perforadas, la resistencia a corte se debe calcular de acuerdo con la Sección
C3.2.1, multiplicada por el factor de reducción, qs, definido en esta sección.
Cuando c/t  54
Cuando 5 ≤ c/t < 54
1976
1977
1978
qs = 1,0
qs = c/(54t)
(Ec. C3.2.2-1)
donde
c
1979
1980
(Ec. C3.2.1-7)
(a/h)2
=
Fy

1972
1973
1974
1975
(Ec. C3.2.1-6)
(a/h)2
4,00
donde
a
1953
1954
1955
1956
1957
1958
1959
1960
1961
1962
1963
1964
1965
1966
1967
1968
1969
1970
1971
5,34
=
h/2 - dh/2,83
h/2 - dh/2
para perforaciones circulares
para perforaciones no circulares
(Ec. C3.2.2-2)
(Ec. C3.2.2-3)
C3.3. Flexión y corte combinados
Vencimiento consulta pública: 2018.10.13
50
PROYECTO DE NORMA EN CONSULTA PUBLICA – prNCh427/2
1981
1982
1983
1984
1985
1986
1987
1988
1989
1990
C3.3.1. Método ASD
Para vigas sujetas a flexión y corte combinados, la resistencia a la flexión requerida, M, y la resistencia a
corte requerida, V, no deben exceder Mn/b y Vn/v, respectivamente.
Para vigas sin atiesadores de corte del tipo definidos en la Sección C3.7.3, la resistencia a la flexión
requerida, M, y la resistencia a corte requerida, V, deben además satisfacer la siguiente ecuación de
interacción:
√(
1991
1992
1993
1994
̅ 2 Ωv V
̅ 2
Ωb M
) +(
) ≤ 1,0
Mnxo
Vn
Para vigas con atiesadores de corte del tipo definidos en la Sección C3.7.3, si bM/Mnxo > 0,5 y vV/Vn > 0,7,
M y V deben además cumplir la siguiente ecuación de interacción:
0,6 (
1995
1996
1997
(Ec. C3.3.1-1)
̅
̅
Ωb M
Ωv V
)+(
) ≤ 1,3
Mnxo
Vn
(Ec. C3.3.1-2)
donde
Mn
= Resistencia nominal a la flexión cuando se considera flexión pura
= Factor de seguridad para la flexión (ver Sección C3.1.1)
b
Mnxo = Resistencia nominal a la flexión en torno al eje centroidal x determinada de acuerdo con la sección
C3.1.1
= Factor de seguridad para el corte (ver Sección C3.2)
v
Vn
= Resistencia de corte nominal, cuando se considera corte puro
1998
1999
2000
2001
2002
2003
2004
2005
2006
2007
C3.3.2 Método LRFD
Para vigas sujetas a flexión y corte combinados, la resistencia a flexión requerida, Mu, y la resistencia de
corte requerida, Vu, no deberán exceder bMn y vVn, respectivamente.
Para vigas sin atiesadores de corte del tipo definidos en la Sección C3.7.3, la resistencia a la flexión
requerida, Mu, y la resistencia a corte requerida, Vu, deben además satisfacer la siguiente ecuación de
interacción.
2
̅
̅ 2
M
V
√(
) +(
) ≤ 1,0
ϕb Mnxo
ϕv Vn
2008
2009
2010
2011
Para vigas con atiesadores de corte del tipo definidos la Sección C3.7.3, cuando Mu /(ϕb Mnxo ) > 0,5 y
Vu /(ϕv Vn ) > 0,7, Mu y Vu deben satisfacer también la ecuación de interacción siguiente:
0,6 (
2012
2013
2014
(Ec. C3.3.2-1)
̅
̅
M
V
)+(
) ≤ 1,3
ϕb Mnxo
ϕv Vn
(Ec. C3.3.2-2)
donde
Mn
Mu
=
=
Resistencia nominal a la flexión cuando se considera flexión pura
Resistencia a la flexión requerida
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51
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2015
2016
2017
2018
2019
2020
2021
2022
2023
2024
b
Mnxo
=
=
Vu
v
Vn
=
=
=
Factor de resistencia para flexión (ver Sección C3.1.1)
Resistencia nominal a la flexión en torno al eje centroidal determinado de acuerdo con la Sección
C3.1.1
Resistencia a corte requerida
Factor de resistencia de corte (ver Sección C3.2)
Resistencia a corte nominal cuando se considera corte puro
C3.4 Aplastamiento del alma
C3.4.1 Resistencia a aplastamiento de almas sin perforaciones
La resistencia nominal a aplastamiento del alma, Pn, se debe determinar de acuerdo con Ec. C3.4.1-1 o Ec.
C3.4.1-2, según corresponda. Los factores de seguridad y los factores de resistencia indicados en Tablas
C4.1-1 a C3.4.1-5 se deben usar para determinar la resistencia admisible o la resistencia de diseño de acuerdo
con el método de diseño aplicable en la Sección A4 y A5.
R
N
h
Pn =Ct2 Fy sin θ (1-CR √ ) (1+CN √ ) (1-Ch √ )
t
t
t
2025
2026
2027
donde:
Pn
C
t
Fy
θ
CR
R
CN
N
Ch
h
2028
2029
2030
2031
2032
2033
2034
2035
2036
(Ec. C3.4.1-1)
=
=
=
=
=
=
=
=
=
=
=
Resistencia nominal a aplastamiento del alma
Coeficiente obtenido de las tablas C3.4.1-1 hasta C3.4.1-5
Espesor del alma
Tensión de fluencia de diseño determinada según la Sección A7.1
Ángulo entre el plano del alma y el plano de la superficie de apoyo, 45º ≤ θ ≤ 90º
Coeficiente de radio interior según las tablas C3.4.1-1 hasta C3.4.1-5
Radio interior
Coeficiente de longitud de apoyo según las tablas C3.4.1-1 hasta C3.4.1-5
Largo de apoyo [mínimo 19 mm (3/4 in)]
Coeficiente de esbeltez del alma según las tablas C3.4.1-1 hasta C3.4.1-5
Dimensión plana del alma medida en su propio plano
Las condiciones de carga consideradas para determinar la Resistencia nominal a aplastamiento del alma se
ilustran en Figura C3.4-1 y se abrevian de la forma siguiente:
(EOF)
(IOF)
(ETF)
(ITF)
= Carga sobre un ala, en el extremo de un miembro.
= Carga sobre un ala, en el tramo de un miembro.
= Cargas en ambas alas, en el extremo de un miembro.
= Carga en ambas alas, en el tramo de un miembro.
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52
PROYECTO DE NORMA EN CONSULTA PUBLICA – prNCh427/2
2037
2038
2039
2040
2041
2042
2043
2044
2045
Figura C3.4.1-1 Condiciones de carga para ensayos de aplastamiento del alma: (a) Carga EOF, (b) Carga
(IOF), (c) Carga ETF, y (d) Carga ITF
Alternativamente, para un miembro de sección C o Z bajo la condición de carga (EOF), y donde el borde del
miembro se extiende más allá del apoyo extremo, la resistencia nominal a aplastamiento del alma, Pnc, se
puede calcular como sigue, excepto que esta resistencia no debe ser mayor que el valor correspondiente a la
condición de carga (IOF).
Pnc = αPn
2046
2047
2048
donde
Pnc
=
Resistencia nominal al aplastamiento del alma de secciones C y Z en la condición (EOF) con
extensiones de borde
2049
α=
2050
2051
2052
(Ec. C3.4.1-2)
1,34(Lo ⁄h)0,26
≥ 1,0
h
0,009 ( ) +0,3
t
(Ec. C3.4.1-3)
donde
Lo
=
Longitud de la extensión de borde, medida desde el borde del apoyo al extremo del miembro, ver
figura C3.4-2
2053
Vencimiento consulta pública: 2018.10.13
53
PROYECTO DE NORMA EN CONSULTA PUBLICA – prNCh427/2
2054
2055
2056
2057
2058
2059
2060
2061
2062
2063
2064
2065
2066
2067
2068
2069
2070
2071
2072
2073
2074
2075
2076
2077
2078
2079
2080
2081
2082
2083
2084
2085
2086
Fig. C3.4-2 Definición de Lo para distintos casos de carga
La Ec. C3.4.1-2 se puede usar cuando 0,5 ≤ Lo/h ≤ 1,5 y h/t ≤ 154. Para Lo/h o h/t fuera de estos límites, α=1.
Las almas de miembros en flexión para los cuales h/t es mayor que 200 deben contar con elementos que
transmitan cargas concentradas o reacciones directamente a las almas. Pn y Pnc serán las resistencias
nominales para cargas o reacciones en un alma llena que conecta a las alas superior e inferior. Para perfiles
con más de un alma, de sección tipo sombrero, secciones tipo C ó Z, Pn y Pnc será el resultado de la sumatoria
de las resistencias individuales de cada alma.
Se debe considerar que el miembro está bajo la condición de carga sobre un ala, (EOF) o (IOF), cuando la
distancia libre entre bordes de áreas de traspaso de cargas o reacciones adyacentes de sentido opuesto sea
igual o superior a 1,5h. Ver Figura C3.4-2.
Se debe considerar que el miembro está bajo la condición de carga en ambas alas (ETF) o (ITF) cuando la
distancia libre entre bordes de áreas de traspaso de cargas o reacciones adyacentes de sentido opuesto sea
menor que 1,5h. Ver Figura C3.4-2.
Se debe considerar que el miembro está bajo la condición de carga en el extremo, (EOF) o (ETF), cuando la
distancia desde el borde del área de traspaso de carga en el apoyo al extremo del miembro sea igual o menor
que 1,5h. Ver Figura C3.4-2.
Se debe considerar que el miembro está bajo la condición de carga interior, (IOF) o (ITF) cuando la distancia
desde el borde del área de traspaso de carga o reacción al extremo del miembro sea mayor que 1,5h, ver
Figura C3.4-2, excepto donde se indique otra cosa.
La Tabla C3.4.1-1 se aplicará a vigas doble-T compuestas de dos perfiles canal conectados espalda con
espalda donde h/t ≤ 200, N/t ≤ 210, y N/h ≤ 1.0 y θ=90°.
TABLA C3.4.1-1
Factores de seguridad, factores de resistencia y coeficientes
para secciones compuestas por dos o más perfiles.
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54
PROYECTO DE NORMA EN CONSULTA PUBLICA – prNCh427/2
Método
Condiciones de apoyo y
tipos de ala
Perfil
conectado
a los apoyos
Perfil no
conectado a
los apoyos
Casos de carga
Alas
atiesadas o
parcialmente
atiesadas
Alas
atiesadas o
parcialmente
atiesadas
Alas no
atiesadas
2087
2088
2089
2090
2091
2092
2093
2094
2095
2096
CR
CN
Ch
ASD
Ωw
LRFD
ΦW
Límites
Carga o
reacción
en 1 ala
(EOF)
10
0.14
0.28
0.001
2.00
0.75
R/t ≤ 5
(IOF)
20.5
0.17
0.11
0.001
1.75
0.75
R/t ≤ 5
Carga o
reacción
en 1 ala
(EOF)
10
0.14
0.28
0.001
2.00
0.75
R/t ≤ 5
(IOF)
20.5
0.17
0.11
0.001
1.75
0.85
R/t ≤ 3
Carga o
reacción
en 2 alas
(ETF)
15.5
0.09
0.08
0.04
2.00
0.75
(ITF)
36
0.14
0.08
0.04
2.00
0.75
Carga o
reacción
en 2 alas
(ETF)
10
0.14
0.28
0.001
2.00
0.75
R/t ≤ 5
(ITF)
20.5
0.17
0.11
0.001
1.75
0.85
R/t ≤ 3
R/t ≤ 3
La Tabla C3.4.1-2 se debe aplicar a secciones C de alma simple con h/t ≤ 200, N/t ≤ 210, N/h ≤ 2.0 y θ=90°.
En la Tabla C3.4.1-2 se puede considerar que un perfil está bajo la condición de carga o reacción en 2 alas
(ITF) si la distancia desde el borde del área de traspaso de carga al extremo del miembro tiene una extensión
de al menos 2,5h para los perfiles que tengan las alas conectadas al apoyo, y de al menos 1,5 para miembros
con alas no conectadas al apoyo.
TABLA C3.4.1-2
Factores de seguridad, factores de resistencia y coeficientes
para secciones C y canales de alma simple
Condiciones de apoyo y
tipos de ala
Perfil
conectado
a los apoyos
Alas
atiesadas o
parcialmente
atiesadas
Alas
atiesadas o
parcialmente
atiesadas
Perfil no
conectado a
los apoyos
Alas no
atiesadas
2097
2098
2099
2100
2101
C
Método
Casos de carga
Carga o
reacción
en 1 ala
Carga o
reacción
en 2 alas
C
CR
CN
Ch
ASD
Ωw
LRFD
ΦW
Límites
(EOF)
4
0.14
0.35
0.02
1.75
0.85
R/t ≤ 9
(IOF)
13
0.23
0.14
0.01
1.65
0.90
R/t ≤ 5
(ETF)
7.5
0.08
0.12
0.04
1.75
0.85
R/t ≤ 12
R/t ≤ 12
d1 ≥ 110
mm (4.5
in.)
(ITF)
20
0.10
0.08
0.031
1.75
0.85
Carga o
reacción
en 1 ala
(EOF)
4
0.14
0.35
0.02
1.85
0.80
(IOF)
13
0.23
0.14
0.01
1.65
0.90
Carga o
reacción
en 2 alas
(ETF)
13
0.32
0.05
0.04
1.65
0.90
(ITF)
24
0.52
0.15
0.001
1.90
0.80
Carga o
reacción
en 1 ala
(EOF)
4
0.40
0.60
0.03
1.80
0.85
R/t ≤ 2
(IOF)
13
032
0.10
0.01
1.80
0.85
R/t ≤ 1
Carga o
reacción
en 2 alas
(ETF)
2
0.11
0.37
0.01
2.00
0.75
(ITF)
13
0.47
0.25
0.04
1.90
0.80
R/t ≤ 5
R/t ≤ 3
R/t ≤ 1
Nota: d1 = altura de la sección en el plano del alma medida hasta los bordes exteriores.
La Tabla C3.4.1-3 se debe aplicar a miembros con secciones Z de alma simple donde h/t ≤ 200, N/t ≤ 210, N/h
≤ 2,0, y θ = 90°. En Tabla C3.4.1-3 se puede considerar que un perfil está bajo la condición de carga o
reacción en 2 alas (ITF) si la distancia desde el borde del área de traspaso de carga al extremo del miembro
Vencimiento consulta pública: 2018.10.13
55
PROYECTO DE NORMA EN CONSULTA PUBLICA – prNCh427/2
2102
2103
2104
2105
2106
2107
tiene una extensión de al menos 2.5h para los perfiles que tengan las alas conectadas al apoyo, y de al menos
1,5 para miembros con alas no conectadas al apoyo.
TABLA C3.4.1-3
Factores de seguridad, factores de resistencia y coeficientes
para secciones Z de alma simple.
Método
Condiciones de apoyo y
tipos de ala
Perfil
conectado
a los apoyos
Casos de carga
Alas
atiesadas o
parcialmente
atiesadas
Alas
atiesadas o
parcialmente
atiesadas
Perfil no
conectado a
los apoyos
Alas no
atiesadas
2108
2109
2110
2111
2112
2113
2114
CR
CN
Ch
ASD
Ωw
LRFD
ΦW
Límites
Carga o
reacción
en 1 ala
(EOF)
4
0.14
0.35
0.02
1.75
0.85
R/t ≤ 9
(IOF)
13
0.23
0.14
0.01
1.65
0.90
R/t ≤ 5.5
Carga o
reacción
en 2 alas
(ETF)
9
0.05
0.16
0.052
1.75
0.85
R/t ≤ 12
(ITF)
24
0.07
0.07
0.04
1.85
0.80
R/t ≤ 12
Carga o
reacción
en 1 ala
(EOF)
5
0.09
0.02
0.001
1.80
0.85
(IOF)
13
0.23
0.14
0.01
1.65
0.90
Carga o
reacción
en 2 alas
(ETF)
13
0.32
0.05
0.04
1.65
0.90
(ITF)
24
0.52
0.15
0.001
1.90
0.80
Carga o
reacción
en 1 ala
(EOF)
4
0.40
0.60
0.03
1.80
0.85
R/t ≤ 2
(IOF)
13
0.32
0.10
0.01
1.80
0.85
R/t ≤ 1
Carga o
reacción
en 2 alas
(ETF)
2
0.11
0.37
0.01
2.00
0.75
(ITF)
13
0.47
0.25
0.04
1.90
0.80
R/t ≤ 5
R/t ≤ 3
R/t ≤ 1
La Tabla C3.4.1-4 se debe aplicar a miembros de sección sombrero simple donde h/t ≤ 200, N/t ≤ 200, N/h ≤ 2
y θ = 90°
TABLA C3.4.1-4
Factores de seguridad, factores de resistencia y coeficientes
para secciones tipo sombrero simple
Condiciones de apoyo y
tipos de ala
Perfil conectado
a los apoyos
Perfil no
conectado a
los apoyos
2115
2116
2117
2118
2119
2120
2121
C
Método
Casos de carga
C
CR
CN
Ch
ASD
Ωw
LRFD
ΦW
Límites
Carga o
reacción
en 1 ala
(EOF)
4
0.25
0.67
0.04
2.00
0.75
R/t ≤ 5
(IOF)
17
0.13
0.13
0.04
1.80
0.85
R/t ≤ 10
Carga o
reacción
en 2 alas
(ETF)
9
0.10
0.07
0.03
1.75
0.85
R/t ≤ 10
(ITF)
10
0.14
0.22
0.02
1.80
0.85
R/t ≤ 4
Carga o
reacción
en 1 ala
(EOF)
4
0.25
0.68
0.04
2.00
0.75
R/t ≤ 5
(IOF)
17
0.13
0.13
0.04
1.80
0.85
R/t ≤ 10
La Tabla C3.4.1-5 se debe aplicar a miembros con secciones compuestas de varias almas donde h/t ≤ 200, N/t
≤ 210, N/h ≤ 3 y 45° ≤ θ ≤ 90°.
TABLA C3.4.1-5
Factores de seguridad, factores de resistencia y coeficientes
para secciones compuestas de varias almas
Vencimiento consulta pública: 2018.10.13
56
PROYECTO DE NORMA EN CONSULTA PUBLICA – prNCh427/2
Condiciones de apoyo y
tipos de ala
Perfil conectado
a los apoyos
Perfil no
conectado a
los apoyos
2122
2123
2124
2125
2126
2127
2128
2129
2130
2131
2132
2133
2134
2135
2136
2137
2138
2139
2140
2141
2142
2143
C
CR
CN
Ch
ASD
Ωw
LRFD
ΦW
Límites
Carga o
reacción
en 1 ala
(EOF)
4
0.04
0.25
0.025
1.70
0.90
R/t ≤ 20
(IOF)
8
0.10
0.17
0.004
1.75
0.85
R/t ≤ 20
Carga o
reacción
en 2 alas
(ETF)
9
0.12
0.14
0.040
1.80
0.85
(ITF)
10
0.11
0.21
0.020
1.75
0.85
Carga o
reacción
en 1 ala
(EOF)
3
0.04
0.29
0.028
2.45
0.60
(IOF)
8
0.10
0.17
0.004
175
0.85
Carga o
reacción
en 2 alas
(ETF)
6
0.16
0.15
0.050
1.65
0.90
(ITF)
17
0.10
0.10
0.046
1.65
0.90
R/t ≤ 10
R/t ≤ 20
R/t ≤ 5
Nota: Las secciones compuestas de varias almas se consideran no conectadas a los apoyos cuando el
espaciamiento de los mismos es mayor a 460 mm (18 in).
C3.4.2 Resistencia a aplastamiento del alma de secciones C con perforaciones
Cuando una perforación en el alma coincide con el área de traspaso de carga, se debe atiesar mediante una
placa. Para almas de vigas con perforaciones, la resistencia a aplastamiento del alma se debe calcular de
acuerdo con la Sección C3.4.1, multiplicada por el factor de reducción, Rc, dado en esta sección. Las
disposiciones de esta sección se deben aplicar dentro de los límites siguientes:
(1) dh/h ≤ 0,7,
(2) h/t ≤ 200,
(3) Perforación centrada a media altura del alma,
(4) Distancia libre entre perforaciones ≥ 457 mm (18 in),
(5) Distancia entre el extremo del miembro y el borde de la perforación ≥ d,
(6) Radios de esquina, perforaciones no circulares ≥ 2t,
(7) Perforaciones no circulares, dh ≤ 64 mm (2,5 in.) y Lh ≤ 114 mm (4,5 in),
(8) Perforaciones circulares, diámetros ≤ 152 mm (6 in), y
(9) dh > 14 mm (9/16 in)
donde
dh
h
t
d
Lh
2144
2145
2146
2147
2148
Método
Casos de carga
=
=
=
=
=
Altura de la perforación del alma
Altura de la zona plana del alma medida en su propio plano
Espesor del alma
Altura de la sección transversal
Longitud de la perforación
Para la condición de carga (EOF) (Ecuación C3.4.1-1 con Tabla C3.4.1-2) donde ninguna porción de la
perforación del alma coincide con el área de traspaso de carga, el factor de reducción, R c, se debe calcular
como sigue:
Rc = 1,01 – 0,325dh /h + 0,083x/h ≤ 1,0
N ≥ 25 mm (1 in)
2149
2150
2151
2152
(Ec. C3.4.2-1)
Para la condición de carga (IOF) (Ecuación C3.4.1-1 con la Tabla C3.4.1-2) donde ninguna porción de la
perforación del alma coincide con el área de traspaso de carga, el factor de reducción, R c, se debe calcular
como sigue:
Vencimiento consulta pública: 2018.10.13
57
PROYECTO DE NORMA EN CONSULTA PUBLICA – prNCh427/2
2153
Rc = 0,90 – 0,047dh /h + 0,053x/h ≤ 1,0
N ≥ 76 mm (3 in)
2154
2155
2156
donde
x
N
2157
2158
2159
2160
2161
2162
2163
2164
2165
2166
2167
2168
2169
2170
2171
2172
2173
2174
2175
2176
2177
2178
2179
2180
2181
2182
2183
2184
2185
2186
2187
2188
2189
2190
2191
2192
2193
2194
2195
(Ec. C3.4.2-2)
=
=
Distancia más cercana entre la perforación del alma y el borde de la placa de traspaso de carga
Longitud de apoyo
C3.5 Flexión y aplastamiento de alma combinados
C3.5.1 Método ASD
Las almas planas no reforzadas de perfiles sujetos a una combinación de flexión y carga concentrada o
reacción se deben diseñar de tal forma que el momento, M, y la carga concentrada o reacción, P, cumplan con
M ≤ Mnxo/Ωb y P ≤ Pn/Ωw. Adicionalmente, deberán cumplirse los siguientes requerimientos (a), (b) y (c),
según sea aplicable.
(a) Para perfiles que tengan almas simples no reforzadas, se debe cumplir Ec. C3.5.1-1:
P
M
1,33
0,91 ( ) + (
)≤
Pn
Mnxo
Ω
(Ec. C3.5.1-1)
Excepción: En los apoyos interiores de vanos continuos, no se debe aplicar Ec. C3.5.1-1 para placas
corrugadas o perfiles de dos o más almas simples, siempre que los bordes en compresión de las almas
adyacentes estén apoyados lateralmente en la región de momento negativo, ya sea por, elementos conectados
en forma continua o intermitente, revestimientos rígidos, o arriostramiento lateral, y el espaciamiento entre
almas adyacentes no exceda 254 mm (10 in).
(b) Para secciones que tienen varias almas no reforzadas como secciones doble-T hechas de secciones C
conectadas espalda con espalda, o secciones similares que proveen un alto grado de restricción contra la
rotación del alma (tales como secciones doble-T hechas soldando dos ángulos a una sección C), la Ec. C3.5.12 se debe cumplir como sigue:
P
M
1,46
0,88 ( ) + (
)≤
Pn
Mnxo
Ω
(Ec. C3.5.1-2)
(c) Para el punto de apoyo de dos perfiles Z anidados, se debe cumplir Ec. C3.5.1-3:
P
M
1,65
0,86 ( ) + (
)≤
Pn
Mnxo
Ω
(Ec. C3.5.1-3)
La Ecuación C3.5.1-3 se debe aplicar a secciones que cumplan con los límites siguientes:
h/t ≤ 150,
N/t ≤ 140,
Fy ≤ 483 MPa o 4920 kg/cm2 (70 ksi), y
R/t ≤ 5.5
También se deben cumplir las condiciones siguientes:
1) Los extremos de cada sección están conectados a otra sección con un mínimo de dos pernos A307 de
13 mm (½ in) a través del alma;
Vencimiento consulta pública: 2018.10.13
58
PROYECTO DE NORMA EN CONSULTA PUBLICA – prNCh427/2
2196
2197
2198
2199
2200
2201
2202
2) La sección combinada está conectada al apoyo por un mínimo de dos pernos A307 de 13 mm (½ in) a
través de las alas;
3) Las almas de las dos secciones están en contacto;
4) La razón entre la parte más gruesa y la parte más delgada no supera 1,3.
La siguiente notación se debe aplicar en esta sección:
M
=
P
=
Mnxo =
2203
2204
2205
2206
2207
2208
2209
2210
2211
2212
2213
2214
2215
2216
2217
2218
2219
2220
2221
2222
2223
2224
2225
2226
2227
2228
2229
2230
2231
Ωb
Pn
=
=
Ωw
Ω
=
=
Resistencia a flexión requerida en el punto de aplicación de la carga concentrada o reacción P o en
un punto inmediatamente adyacente
Resistencia requerida a aplastamiento por una carga concentrada o reacción, en presencia de un
momento flector
Resistencia nominal a la flexión en torno al eje centroidal x determinado de acuerdo con la Sección
C3.1.1
Factor de seguridad para flexión (ver Sección C3.1.1)
Resistencia nominal para carga concentrada o reacción en ausencia de momento flector
determinada de acuerdo con la Sección C3.4
Factor de seguridad para aplastamiento del alma (ver Sección C3.4)
1,70. Factor de seguridad para la flexión y aplastamiento del alma combinados
C3.5.2 Método LRFD
Las almas planas no reforzadas de secciones sujetas a una combinación de flexión y carga concentrada o
reacción se deben diseñar de tal forma que el momento, Mu, y la carga concentrada o reacción, Pu, satisfacen
Mu ≤ ΦbMnxo y Pu ≤ ΦwPn. Adicionalmente, se deben cumplir los siguientes requerimientos en (a), (b) y (c),
según sea aplicable.
(a) Para secciones que tienen almas simples no reforzadas, se debe cumplir Ec. C3.5.2-1:
Pu
Mu
0.91 ( ) + (
) ≤ 1,33Φ
Pn
Mnxo
(Ec. C3.5.2-1)
Excepción: En los apoyos interiores de vanos continuos, no se debe aplicar Ec. C3.5.2-1 para placas
corrugadas o vigas con dos o más almas simples, siempre que los bordes en compresión de las almas
adyacentes estén apoyados lateralmente en la región de momento negativo por elementos conectados a las alas
en forma continua o intermitente, por revestimientos rígidos, o arriostramiento lateral, y el espaciamiento
entre almas adyacentes no exceda 254 mm (10 in).
(b) Para secciones que tienen varias almas no reforzadas como secciones doble-T hechas de secciones C
conectadas espalda con espalda, o secciones similares que proveen un alto grado de restricción a la rotación
del alma (tales como secciones doble-T hechas soldando dos ángulos a una sección C), se debe cumplir Ec.
C3.5.2-2 según lo siguiente:
Pu
Mu
0.88 ( ) + (
) ≤ 1,46Φ
Pn
Mnxo
(Ec. C3.5.2-2)
(c) Para dos secciones Z anidadas, se debe cumplir Ec. C3.5.2-3:
Pu
Mu
0,86 ( ) + (
) ≤1.65Φ
Pn
Mnxo
(Ec. C3.5.2-3)
La Ecuación C3.5.2-3 se debe aplicar a secciones que cumplan con los límites siguientes:
h/t ≤ 150,
Vencimiento consulta pública: 2018.10.13
59
PROYECTO DE NORMA EN CONSULTA PUBLICA – prNCh427/2
2232
2233
2234
2235
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2238
2239
2240
2241
2242
2243
2244
2245
2246
2247
2248
2249
2250
2251
2252
2253
2254
2255
2256
2257
2258
2259
2260
2261
N/t ≤ 140,
Fy ≤ 483 MPa o 4920 kg/cm2 (70 ksi), y
R/t ≤ 5.5
Las siguientes condiciones también se deben cumplir:
1) Los extremos de cada sección están conectados a otra sección con un mínimo de dos pernos A307 de
13 mm (1/2 in) a través del alma;
2) La sección combinada está conectada al apoyo por un mínimo de dos pernos A307 de 13 mm (½ in);
3) Las almas de las dos secciones están en contacto;
4) La relación entre la parte más gruesa con respecto a la parte más delgada no supera 1,3.
La siguiente notación se aplica en esta sección:
Mu
=
Pu
Φ
Φb
Mnxo
=
=
=
=
Φw
Pn
=
Resistencia a flexión requerida en el punto de aplicación de la carga concentrada o reacción Pu o
en un punto inmediatamente adyacente
Resistencia a aplastamiento requerida para cargas concentradas o reacción en presencia de Mu
0,9. Factor de resistencia para la flexión y aplastamiento del alma combinados
Factor de resistencia a flexión (ver Sección C3.1.1)
Resistencia nominal a la flexión en torno al eje centroidal x determinado en conformidad con la
Sección C3.1.1
Factor de resistencia para aplastamiento del alma (ver Sección C3.4)
Resistencia nominal a aplastamiento del alma para carga concentrada o reacción en ausencia de
flexión determinada según la Sección C3.4
C4 Miembros en compresión cargados concéntricamente.
La resistencia axial de diseño debe ser el menor de los valores calculados de acuerdo con las secciones C4.1,
C4.2, D1.2, D6.1.3, y D6.1.4, que sean aplicables.
C4.1 Resistencia nominal para falla por fluencia, pandeo flexional, pandeo flexo-torsional y pandeo torsional
Esta sección se debe aplicar a miembros en los cuales la resultante de todas las cargas que actúan en el
miembro, es una carga axial que pasa a través del centroide de la sección efectiva, calculada para la tensión,
Fn, definida en esta sección.
(a) La resistencia nominal axial Pn, se debe calcular de acuerdo con Ecuación C4.1-1. El factor de seguridad y
los factores de resistencia en esta sección se deben usar para determinar la resistencia axial admisible y la
resistencia axial de diseño de acuerdo con el método de diseño aplicable en la sección A4 o A5.
Pn = AeFn
c = 1,80 (ASD)
c = 0,85 (LRFD)
2262
2263
2264
(Ec. C4.1-1)
donde
Ae
=
Área efectiva calculada para la tensión Fn. Para secciones con perforaciones circulares, Ae es
determinado por el ancho efectivo de acuerdo con la sección B2.2(a), sujeto a las limitaciones de
esa sección. Si el número de perforaciones en la región del ancho efectivo multiplicado por el
diámetro de la perforación y dividido por la longitud efectiva de pandeo no excede 0,015, se puede
determinar Ae sin considerar las perforaciones. Para miembros tubulares cilíndricos cerrados, Ae se
entrega en la sección C4.1.5
2265
Vencimiento consulta pública: 2018.10.13
60
PROYECTO DE NORMA EN CONSULTA PUBLICA – prNCh427/2
2266
2267
Fn se debe calcular de acuerdo a lo siguiente:
Para λc ≤ 1,5
Para λc > 1,5
2268
2269
2270
2
Fn = (0,658λc ) Fy
0.877
Fn = [ 2 ] Fy
λc
(Ec. C4.1-2)
(Ec. C4.1-3)
donde
Fy
λc =√
Fe
(Ec. C4.1-4)
2271
Fe
2272
2273
2274
2275
2276
2277
2278
2279
2280
=
La menor de las tensiones de pandeo elástico flexional, torsional y flexo-torsional, determinado de
acuerdo con las secciones C4.1.1 hasta C4.1.5
(b) Las secciones ángulo cargadas concéntricamente se deben diseñar para un momento flector adicional
como se especifica en las definiciones de Mx y My (ASD) o Mux y Muy (LRFD) en la sección C5.2.
C4.1.1 Secciones no sujetas a pandeo torsional o flexo-torsional
Para secciones de doble simetría, secciones cerradas, y cualquier otra sección que no esté sujeta a pandeo
torsional o flexo torsional, la tensión de pandeo flexional elástica, Fe, se debe calcular como sigue:
Fe =
2281
2282
2283
=
=
=
=
(Ec. C4.1.1-1)
Módulo de elasticidad del acero
Factor de longitud efectiva
Longitud del miembro no arriostrada lateralmente
Radio de giro de la sección total no reducida en torno al eje de pandeo
En marcos donde la estabilidad lateral es proporcionada por un arriostramiento diagonal, muros de corte, o
unión a una estructura adyacente que posea una adecuada estabilidad lateral; o losas de piso o diafragma de
techo asegurados horizontalmente por muros o sistemas de arriostramiento paralelos al plano del marco; y en
cerchas, el factor de longitud efectiva, K, para miembros en compresión que no dependan de su propia rigidez
a la flexión para la estabilidad lateral del marco o enrejado, se debe tomar igual a la unidad, a no ser que un
análisis muestre que un valor menor es apropiado. En un marco que depende de su propia rigidez a la flexión
para su estabilidad lateral, la longitud efectiva, KL, del elemento en compresión se debe determinar por un
método teórico y no debe ser menor que el largo real no arriostrado.
C4.1.2 Secciones de doble simetría y de simetría simple, sujetas a pandeo torsional o flexo-torsional
Para secciones de simetría simple sujetas a pandeo flexo-torsional, Fe, se debe tomar como el menor valor
entre Fe calculado de acuerdo con la sección C4.1.1 y Fe, calculado como sigue:
Fe =
2299
2300
2301
(KL/r)2
donde
E
K
L
r
2284
2285
2286
2287
2288
2289
2290
2291
2292
2293
2294
2295
2296
2297
2298
π2 E
1
[(σex +σt )-√(σex +σt )2 -4βσex σt ]
2β
(Ec. C4.1.2-1)
Alternativamente, una estimación conservadora de Fe se puede calcular como sigue:
Vencimiento consulta pública: 2018.10.13
61
PROYECTO DE NORMA EN CONSULTA PUBLICA – prNCh427/2
σt σex
σt +σex
(Ec. C4.1.2-2)
β=1-(x0 /r0 )
(Ec. C4.1.2-3)
Fe =
2302
2303
2304
2305
2306
2307
2308
2309
2310
2311
2312
2313
2314
2315
2316
2317
2318
2319
2320
2321
2322
2323
2324
2325
2326
2327
2328
2329
2330
2331
2332
2333
2334
donde
t y ex = Tensiones que se definen en la Sección C3.1.2.1
Para secciones de simetría simple, el eje x se debe considerar como el eje de simetría.
Para secciones de doble simetría sujetas a pandeo torsional, Fe se debe tomar como el menor valor entre Fe
calculado de acuerdo con la sección C4.1.1 y Fe=t, donde t se define en la sección C3.1.2.1.
Para perfiles ángulo no atiesados de simetría simple para los cuales el área efectiva (Ae) para la tensión Fy, es
igual al área de sección no reducida (A), Fe se debe calcular usando la ecuación C4.1.1-1, donde r es el radio
de giro menor.
C4.1.3 Secciones de simetría puntual
Para secciones de simetría puntual, Fe se debe tomar como el menor valor entre t definido en la sección
C3.1.2.1 y Fe calculado en la sección C4.1.1 usando el eje principal menor de la sección.
C4.1.4 Secciones no simétricas
Para perfiles cuya sección no tiene eje de simetría, ya sea en torno a un eje o en torno a un punto, F e se debe
determinar mediante un análisis teórico. Alternativamente, los miembros en compresión compuestos de tales
perfiles, se pueden ensayar de acuerdo con el capítulo F.
C4.1.5 Secciones tubulares cilíndricas cerradas
Para miembros cilíndricos tubulares cerrados con una razón de diámetro exterior a espesor, D/t, no mayor que
0,441E/Fy, y en los cuales la resultante de todas las cargas y momentos actuando en el miembro es equivalente
a una fuerza axial única actuando a través del centroide de la sección, la tensión de pandeo flexional elástico,
Fe, se debe calcular de acuerdo con la sección C4.1.1, y el área efectiva, Ae, se debe calcular como sigue:
Ae = A0 +R(A-A0 )
2335
2336
2337
donde
0,037
A0 = [
+0,667] A ≤ A
(DFy )⁄(tE)
2338
2339
2340
(Ec. C4.1.5-1)
Para
D
t
E
≤ 0,441 F
y
(Ec. C4.1.5-2)
donde
D
Fy
t
E
A
=
=
=
=
=
Diámetro exterior del tubo cilíndrico
Tensión de fluencia
Espesor
Módulo de elasticidad del acero
Área de la sección total no reducida
2341
R= Fy /(2Fe ) ≤ 1,0
(Ec. C4.1.5-3)
2342
Vencimiento consulta pública: 2018.10.13
62
PROYECTO DE NORMA EN CONSULTA PUBLICA – prNCh427/2
2343
2344
2345
2346
2347
2348
2349
2350
2351
2352
2353
2354
2355
2356
2357
C4.2 Resistencia a pandeo distorsional
Las disposiciones de esta sección se deben aplicar a secciones tipo doble-T, Z, C, secciones tipo sombrero, y a
otros miembros con secciones abiertas que tienen alas con atiesadores de borde, con la excepción de
miembros que son diseñados de acuerdo a las secciones D6.1.3 y D6.1.4. La resistencia axial nominal se debe
calcular de acuerdo con las Ec. C4.2-1 y C4.2-2. El factor de seguridad y el factor de resistencia en esta
sección se deben usar para determinar la resistencia admisible a compresión o la resistencia última a
compresión de acuerdo con el método de diseño aplicable según las secciones A4 o A5.
c = 1,80 (ASD)
c = 0,85 (LRFD)
Para λd ≤ 0,561
Pn = Py
Para λd > 0,561
Pn = (1-0,25 (
(Ec. C4.2-1)
0,6
0,6
Pcrd
Pcrd
) )(
)
Py
Py
Py
(Ec. C4.2-2)
donde
d = √Py /Pcrd
(Ec. C4.2-3)
Py = AgFy
(Ec. C4.2-4)
Pcrd = AgFd
(Ec. C4.2-5)
2358
Pn
=
Resistencia axial nominal
2359
2360
2361
2362
donde
Ag
Fy
=
=
Área bruta de la sección
Tensión de fluencia
2363
2364
2365
2366
donde
Fd
2367
2368
2369
2370
2371
2372
2373
=
Tensión elástica de pandeo distorsional calculada de acuerdo con la sección C4.2 (a) o (b)
(a) Para secciones C y Z, o secciones tipo sombrero o cualquier sección abierta con alas atiesadas de igual
dimensión con atiesadores de pestaña simple o con atiesadores de borde complejo.
Las disposiciones de esta sección se deben aplicar a cualquier sección abierta con alas atiesadas de igual
dimensión.
Fd =
2374
2375
2376
kϕfe +kϕwe +kϕ
k̃ ϕfg +k̃ ϕwg
(Ec. C4.2-6)
donde
kfe
=
kwe
=
Rigidez rotacional elástica proporcionada por el ala a la unión Ala/alma de acuerdo con la Ec.
C3.1.4-9
Rigidez rotacional elástica proporcionada por el alma a la unión ala/alma, calculado como:
2377
Et3
2
o (1-μ )
kwe = 6h
Vencimiento consulta pública: 2018.10.13
(Ec. C4.2-7)
63
PROYECTO DE NORMA EN CONSULTA PUBLICA – prNCh427/2
2378
k
=
~
kfg
~
kwg
=
=
Rigidez rotacional proporcionada por elementos conectados (riostra, panel, cubierta) a la unión
ala/alma de un miembro (igual a cero si el ala no está restringida). Si la rigidez rotacional
entregada a las dos alas es desigual, se usa la rigidez rotacional menor
Rigidez rotacional geométrica que demanda el ala desde la unión ala/alma, de acuerdo con Ec.
C3.1.4-15 (dividida por la tensión Fd)
Rigidez rotacional geométrica que demanda el alma desde la unión ala/alma (dividida por la
tensión Fd)
2379
~
π 2 th3
kwg = (L) 60o
2380
2381
2382
donde
L
2383
2384
2385
(Ec. C4.2-8)
=
Mínimo entre Lcr y Lm
donde
1/4
I2xyf
6π4 ho (1-μ2 )
2
Lcr = (
(x
-h
)
+
C
(x -h )2 ))
(I
xf of xf
wf
Iyf of xf
t3
(Ec. C4.2-9)
2386
Lm
2387
2388
2389
2390
2391
2392
2393
2394
2395
2396
2397
2398
2399
2400
2401
2402
2403
=
Ver sección C3.1.4 (a) para la definición de las variables en la Ec. C4.2-9
(b) Análisis teórico del pandeo elástico.
En lugar de las expresiones entregadas en la sección C4-2(a), se puede usar un análisis teórico del pandeo
elástico que considere el pandeo distorsional. En tal caso se deben aplicar los factores de seguridad y
resistencia de la sección C4.2.
C5 Carga axial y flexión combinados
C5.1 Flexión y carga axial de tracción combinados
C5.1.1 Método ASD
Las resistencias requeridas T, Mx y My deben cumplir con las siguientes ecuaciones de interacción.
2404
2405
2406
2407
Distancia entre apoyos discretos que restringen el pandeo distorsional (para miembros restringidos
en forma continua Lm = Lcr)
Ωb Mx Ωb My Ωt T
+
+
≤ 1,0
Mnxt
Mnyt
Tn
(Ec. C5.1.1-1)
Ωb Mx Ωb My Ωt T
+
+
≤ 1,0
Mnx
Mny
Tn
(Ec. C5.1.1-2)
donde
b
Mx,
My
=
=
1,67
Resistencia requerida a flexión con respecto a los ejes centroidales de la sección
Vencimiento consulta pública: 2018.10.13
64
PROYECTO DE NORMA EN CONSULTA PUBLICA – prNCh427/2
2408
Mnxt, Mnyt = SftFy
2409
2410
2411
2412
2413
2414
2415
2416
donde
Sft
=
Fy
t
T
Tn
Mnx,
Mny
=
=
=
=
=
Módulo de la sección total no reducida relativo a la fibra extrema en tracción con respecto al eje
apropiado
Tensión de fluencia de diseño, determinada de acuerdo con la Sección A7.1
1,67
Resistencia requerida a tracción axial
Resistencia nominal a tracción axial determinada de acuerdo con la Sección C2
Resistencias nominales a flexión en torno a los ejes centroidales determinadas de acuerdo con la
Sección C3.1
C5.1.2 Método LRFD
Las resistencias requeridas Tu, Mux y Muy deben cumplir con las siguientes ecuaciones de interacción:
Muy
Mux
Tu
+
+
≤ 1,0
ϕb M
ϕb M
ϕt T
(Ec. C5.1.2-1)
Muy
Mux
Tu
+
+
≤ 1,0
ϕb M
ϕb M
ϕt T
(Ec. C5.1.2-2)
nxt
2417
nx
2418
2419
2420
(Ec. C5.1.1-3)
nyt
ny
n
n
donde
Mux,
Muy
b
=
Resistencias requeridas a flexión con respecto a los ejes centroidales
=
=
=
0,90, para la resistencia a flexión (Sección C3.1.1)
0,90, para vigas no arriostradas lateralmente (Sección C3.1.2)
0,95, para miembros tubulares cilíndricos cerrados (Sección C3.1.3)
2421
Mnxt, Mnyt = SftFy
2422
2423
2424
2425
2426
2427
2428
2429
2430
2431
2432
(Ec. C5.1.2-3)
donde
Sft
=
Fy
Tu
t
Tn
Mnx,
Mny
=
=
=
=
=
Módulo de la sección total no reducida relativo a la fibra extrema en tracción con respecto al eje
apropiado
Tensión de fluencia de diseño, determinada de acuerdo con la Sección A7.1
Resistencia requerida a tracción axial
0,95
Resistencia nominal a tracción axial determinada de acuerdo con la Sección C2
Resistencias nominales a flexión en torno a los ejes centroidales determinadas de acuerdo con la
sección C3.1
C5.2 Flexión y carga axial de compresión combinadas
C5.2.1 Método ASD
Las resistencias requeridas P, Mx y My se deben determinar usando un análisis elástico de primer orden y
deben cumplir con las ecuaciones de interacción indicadas a continuación.
Vencimiento consulta pública: 2018.10.13
65
PROYECTO DE NORMA EN CONSULTA PUBLICA – prNCh427/2
2433
2434
2435
2436
2437
2438
2439
2440
2441
2442
2443
Alternativamente, las resistencias requeridas P, Mx y My se deben determinar de acuerdo con Anexo 2, y
deben cumplir las ecuaciones de interacción indicadas a continuación usando los valores para K x, Ky, x, y,
Cmx y Cmy especificados en Anexo 2. Adicionalmente, cada razón individual de las Ec. C5.2.1-1 a C5.2.1-3 no
debe exceder la unidad.
Para secciones tipo ángulo no atiesadas de simetría simple con área efectiva no reducida, My se puede tomar
como la resistencia requerida a flexión solamente. Para otras secciones ángulo o ángulos no atiesados de
simetría simple para los cuales el área efectiva (Ae) a nivel de la tensión Fy es menor que el área de la sección
total no reducida (A), My se debe tomar como el valor de la resistencia requerida a flexión o la resistencia
requerida a flexión más PL/1000 que resulte en el menor valor admisible para P.
2444
2445
2446
2447
2448
2449
2450
Ωc P Ωb Cmx Mx Ωb CmyMy
+
+
≤ 1,0
Pn
Mnx αx
Mnyαy
(Ec. C5.2.1-1)
Ωc P Ωb Mx Ωb My
+
+
≤ 1,0
Pno Mnx
Mny
(Ec. C5.2.1-2)
Cuando cP/Pn ≤ 0,15, la siguiente ecuación se puede usar en lugar de las dos ecuaciones de arriba:
Ωc P Ωb Mx Ωb My
+
+
≤ 1,0
Pn
Mnx
Mny
donde
c
P
Pn
b
Mx,
My
Mnx,
Mny
=
=
=
=
=
=
1,80
Resistencia requerida a la compresión axial
Resistencia nominal axial determinada de acuerdo con la Sección C4
1,67
Resistencias requeridas a flexión con respecto a los ejes centroidales de la sección efectiva
determinada solamente para la resistencia requerida a compresión axial
Resistencias nominales a la flexión en torno a los ejes centroidales determinadas de acuerdo con la
Sección C3.1
2451
Ωc P
>0
PEx
Ωc P
αy =1>0
PEy
αx =1-
2452
2453
2454
(Ec. C5.2.1-4)
(Ec. C5.2.1-5)
donde
PEx =
PEy =
2455
2456
2457
(Ec. C5.2.1-3)
π2 EIx
(Kx Lx )2
π2 EIy
(KyLy )2
(Ec. C5.2.1-6)
(Ec. C5.2.1-7)
donde
Ix
Kx
Lx
Iy
=
=
=
=
Momento de inercia de la sección total no reducida en torno al eje x
Factor de longitud efectiva para el pandeo en torno al eje x
Longitud no arriostrada para la flexión en torno al eje x
Momento de inercia de la sección total no reducida en torno al eje y
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66
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Ky
Ly
Pno
Cmx,
Cmy
2458
2459
2460
=
=
=
=
Factor de longitud efectiva para el pandeo en torno al eje y
Longitud no arriostrada para la flexión en torno al eje y
Resistencia nominal axial determinada de acuerdo con la Sección C4, con Fn = Fy
Coeficientes cuyos valores se determinan de acuerdo con (a), (b) o (c), como sigue:
(a) Para miembros en compresión en marcos no arriostrados
Cm = 0,85
2461
2462
2463
2464
(b) Para elementos en compresión en marcos arriostrados y no sujetos a cargas transversales entre sus
apoyos en el plano de la flexión
Cm =0,6-0,4(M1 /M2 )
2465
2466
2467
(Ec. C5.2.1-8)
donde
M1/M2 = Razón entre el menor y el mayor momento en los extremos del tramo no arriostrado
en el plano de flexión del miembro considerado. La razón M1/M2 es positiva cuando
el miembro tiene flexión en curvatura doble, y negativa cuando tiene flexión en
curvatura simple
2468
2469
2470
2471
2472
2473
2474
2475
2476
2477
2478
2479
2480
2481
2482
2483
2484
2485
2486
2487
2488
2489
(c) Para elementos en compresión en marcos arriostrados en el plano de carga y sujetos a cargas
transversales entre sus apoyos, el valor de Cm se debe determinar mediante un análisis teórico. Sin
embargo, en lugar de dicho análisis, se pueden utilizar los siguientes valores:
(1) Para miembros cuyos extremos estén restringidos a la rotación: Cm = 0,85
(2) Para miembros cuyos extremos no estén restringidos a la rotación: Cm = 1,0
C5.2.2 Método LRFD
Las resistencias requeridas Pu, Mux y Muy se deben determinar usando un análisis elástico de primer orden y
deberán cumplir con las ecuaciones de interacción indicadas a continuación. Alternativamente, las resistencias
requeridas Pu, Mux y Muy, se deben determinar de acuerdo con Anexo 2 y deben cumplir las ecuaciones de
interacción indicadas a continuación usando los valores para Kx, Ky, x, y, Cmx y Cmy especificados en Anexo
2. Adicionalmente, cada razón individual en Ec. C5.2.2-1 hasta C5.2.2-3 no debe exceder la unidad.
Para secciones tipo ángulo no atiesadas de simetría simple, con área efectiva no reducida, se puede tomar Muy
como la resistencia requerida a flexión solamente. Para otras secciones ángulo o ángulos no atiesados de
simetría simple para los cuales el área efectiva (Ae), a nivel de la tensión Fy es menor que el área de la
sección total no reducida (A), Muy se debe tomar como el valor de la resistencia requerida a flexión o la
resistencia requerida a flexión más PuL/1000 que resulte en el menor valor de Pu.
Pu Cmx Mux Cmy Muy
+
+
≤ 1,0
ϕc P ϕb M αx ϕb M αy
(Ec. C5.2.2-1)
Muy
Pu
Mux
+
+
≤ 1,0
ϕc P
ϕb M
ϕb M
(Ec. C5.2.2-2)
n
2490
nx
no
2491
2492
2493
ny
nx
ny
Si Pu/cPn ≤ 0,15, se puede utilizar la siguiente ecuación en lugar de las dos ecuaciones de arriba:
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67
PROYECTO DE NORMA EN CONSULTA PUBLICA – prNCh427/2
Muy
Pu
Mux
+
+
≤1.0
ϕc P ϕb M
ϕb M
n
2494
2495
2496
nx
(Ec. C5.2.2-3)
ny
donde
Pu
c
Pn
Mux,
Muy
b
Mnx,
Mny
=
=
=
=
=
=
=
=
Resistencia a la compresión axial requerida
0,85
Resistencia nominal axial determinada de acuerdo con la Sección C4
Resistencias requeridas a flexión con respecto a los ejes centroidales de la sección efectiva
determinada para la resistencia requerida a compresión axial solamente
0,90, para la resistencia a flexión (Sección C3.1.1)
0,90, para miembros a flexión no arriostrados lateralmente (Sección C3.1.2)
0,95, para miembros tubulares cilíndricos cerrados (Sección C3.1.3)
Resistencias nominales a flexión en torno a los ejes centroidales determinadas según la Sección
C3.1
2497
̅
P
>0
PEx
̅
P
αy = 1>0
PEy
αx = 1-
2498
2499
2500
PEy=
π2 EIx
(Kx Lx )2
π2 EIy
(KyLy )2
(Ec. C5.2.2-6)
(Ec. C5.2.2-7)
donde
Ix
Kx
Lx
Iy
Ky
Ly
Pno
Cmx,
Cmy
2504
2505
2506
(Ec. C5.2.2-5)
donde
PEx =
2501
2502
2503
(Ec. C5.2.2-4)
=
=
=
=
=
=
=
=
Momento de inercia de la sección total no reducida en torno al eje x
Factor de longitud efectiva para el pandeo en torno al eje x
Longitud no arriostrada para la flexión en torno al eje x
Momento de inercia de la sección total no reducida en torno al eje y
Factor de longitud efectiva para el pandeo en torno al eje y
Longitud no arriostrada para la flexión en torno al eje y
Resistencia nominal axial determinada de acuerdo con la sección C4, con Fn=Fy
Coeficientes cuyos valores se determinan de acuerdo con (a), (b) o (c), como sigue:
(a) Para miembros en compresión en marcos no arriostrados
Cm = 0,85
2507
2508
2509
2510
(b) Para elementos a compresión en marcos arriostrados y no sujetos a cargas transversales entre sus
apoyos en el plano de la flexión
Cm =0,6-0,4(M1 /M2 )
2511
2512
2513
(Ec. C5.2.2-8)
donde
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68
PROYECTO DE NORMA EN CONSULTA PUBLICA – prNCh427/2
M1/M2 = Razón entre el menor y el mayor momento en los extremos del tramo no arriostrado
en el plano de flexión del miembro considerado. La razón M1/M2 es positiva cuando
el miembro tiene flexión en curvatura doble, y negativa cuando tiene flexión en
curvatura simple
2514
2515
2516
2517
2518
2519
2520
2521
2522
2523
2524
2525
2526
2527
2528
2529
2530
(c) Para elementos en compresión en marcos arriostrados en el plano de carga y sujetos a cargas
transversales entre sus apoyos, el valor de Cm se puede determinar mediante un análisis teórico.
Sin embargo, en lugar de dicho análisis, se pueden utilizar los siguientes valores:
(1) Para miembros cuyos extremos están restringidos a la rotación: Cm = 0,85
(2) Para miembros cuyos extremos no están restringidos a la rotación: Cm = 1,0
D CONJUNTOS Y SISTEMAS ESTRUCTURALES.
D1 Secciones armadas
D1.1 Miembros en flexión compuestos de dos secciones C espalda con espalda
La separación longitudinal máxima, smax, de conexiones (una o más soldaduras u otros conectores) que unen
dos secciones C para formar una sección I debe ser:
smax =L/6 o
2531
2532
2533
lo que sea menor
=
=
=
=
=
Luz de la viga
Distancia vertical entre dos filas de conexiones más cercanas a las alas superior e inferior
Resistencia disponible de la conexión en tracción (Capítulo E)
Distancia del centro de corte de una de las secciones C al plano medio del alma
Carga de diseño sobre la viga para determinar el espaciamiento longitudinal entre conexiones (ver
a continuación los métodos para su determinación)
La carga, q, se debe obtener dividiendo las cargas concentradas o reacciones por la longitud del apoyo. Para
vigas diseñadas para una carga uniformemente distribuida, q se debe tomar como 3 veces la carga
uniformemente distribuida, basado en las combinaciones de carga críticas para ASD y LRFD. Si la longitud
del apoyo de una carga concentrada o reacción es menor que el espaciamiento longitudinal de la conexión, s,
la resistencia requerida de las conexiones más cercanas a la carga o la reacción se debe calcular según lo
siguiente:
Tr = Psm/2g
2542
2543
2544
(Ec. D1.1-2)
donde
Ps
Tr
2545
2546
2547
2548
2549
2550
2551
(Ec. D1.1-1)
donde
L
g
Ts
m
q
2534
2535
2536
2537
2538
2539
2540
2541
2gTs
,
mq
=
=
Carga concentrada o reacción basada en combinaciones de cargas críticas para ASD y LRFD
Resistencia requerida de conexiones en tracción
El espaciamiento máximo permitido entre conexiones, smax, depende de la intensidad de la carga directamente
en la conexión. Por lo tanto, si el espaciamiento uniforme de conexiones se utiliza en toda la longitud de la
viga, se debe determinar en el punto de máxima intensidad local de la carga. En casos donde este
procedimiento dé como resultado espaciamientos muy cercanos y, por lo tanto, se obtenga una solución no
económica, se puede adoptar uno de los dos métodos siguientes:
Vencimiento consulta pública: 2018.10.13
69
PROYECTO DE NORMA EN CONSULTA PUBLICA – prNCh427/2
2552
2553
2554
2555
2556
2557
2558
2559
2560
2561
2562
2563
2564
2565
(a) Se puede variar el espaciamiento entre conectores a lo largo de la viga de acuerdo a la variación de la
intensidad de la carga, o
(b) Se pueden soldar planchas de refuerzo a las alas en los puntos donde están aplicadas las cargas
concentradas. En este caso, Ts es la resistencia disponible al corte de la conexión que une dichas placas a las
alas, y g se debe tomar como la altura de la viga.
D1.2 Miembros en compresión compuestos de dos secciones en contacto
Para miembros en compresión compuestos de dos secciones en contacto, la resistencia axial de diseño se debe
determinar de acuerdo a la Sección C4.1(a) con la siguiente modificación: Si el modo de pandeo incluye
deformaciones relativas que producen fuerzas de corte en las conexiones entre los perfiles individuales, KL/r
es reemplazado por (KL/r)m calculado como sigue:
KL
KL 2 a 2
( ) =√( ) + ( )
r m
r o ri
2566
2567
2568
donde
(KL/r)o =
a
=
ri
=
2569
2570
2571
2572
2573
2574
2575
2576
2577
2578
2579
2580
2581
2582
2583
2584
2585
2586
2587
2588
2589
2590
2591
2592
2593
2594
2595
2596
2597
(Ec. D1.2-1)
Razón de esbeltez global de la sección completa en torno al eje de la sección armada
Espaciamiento de los conectores intermedios o de las soldaduras de punto
Radio de giro mínimo del área de la sección total no reducida de un perfil individual en un
miembro armado
Ver la Sección C4.1.1 para la definición de otras variables.
Adicionalmente, la resistencia de los conectores y su espaciamiento deben satisfacer lo siguiente:
a) El espaciamiento, a, de los conectores intermedios o soldaduras de punto, se limita de tal forma que a/ri no
excede el 50% de la esbeltez global del miembro armado.
b) Los extremos de un elemento armado en compresión están conectados por una soldadura de largo no
menor que el ancho máximo del miembro o por conectores espaciados longitudinalmente entre sí a no más
de 4 diámetros en una longitud igual a 1,5 veces el ancho máximo del miembro.
c) Los conectores intermedios o soldaduras dispuestos en cualquier ubicación a lo largo del miembro deben
ser capaces de transmitir la fuerza requerida, en cualquier dirección, equivalente al 2,5% de la resistencia
axial de diseño del miembro armado.
D1.3 Espaciamiento de conexiones en secciones con planchas de refuerzo
Para desarrollar la resistencia requerida del elemento de compresión, el espaciamiento, s, en la línea de
tensión, de las soldaduras, remaches o pernos que conectan una plancha de refuerzo, placa o un atiesador
anexo en compresión a otro elemento, no debe exceder lo señalado en (a), (b) y (c):
a) El espaciamiento requerido para transmitir el corte entre las partes conectadas en base a la resistencia
disponible por conexión, especificada en otras secciones;
b)
1,16t√ E/fc
donde
Vencimiento consulta pública: 2018.10.13
70
PROYECTO DE NORMA EN CONSULTA PUBLICA – prNCh427/2
t
fc
2598
2599
2600
2601
2602
2603
2604
2605
2606
2607
2608
2609
2610
2611
2612
2613
2614
2615
2616
2617
2618
2619
2620
2621
2622
2623
2624
2625
2626
2627
2628
2629
2630
2631
2632
2633
2634
2635
2636
2637
2638
2639
2640
2641
2642
2643
2644
2645
2646
2647
2648
=
=
Espesor de placa o plancha de refuerzo
Tensión de compresión a nivel de la carga nominal en la platabanda o plancha de refuerzo
c) Tres veces el ancho plano, w, del elemento no atiesado en compresión más angosto que tributa a las
conexiones, pero no menor que 1,11t√E/Fy si w/t < 0,5√E/Fy , o 1,33t√E/Fy si w/t ≥ 0,5√E/Fy , a menos
que se requiera un espaciamiento menor de acuerdo a los puntos (a) o (b) anteriores.
En el caso de soldaduras de filete intermitentes paralelas a la dirección de las tensiones, el espaciamiento se
debe tomar como la distancia libre entre soldaduras, más 12,7 mm (1/2”). En todos los demás casos, el
espaciamiento se debe tomar como la distancia de centro a centro de las conexiones.
Excepción: Los requisitos de esta sección no se deben aplicar a placas que actúan exclusivamente como
material de revestimiento y que no son consideradas como elementos resistentes.
Cuando se supere alguno de los límites (a), (b) o (c) de esta sección, el ancho efectivo se debe determinar de
acuerdo con la Sección B2.5.
D2 Sistemas mixtos
El diseño de miembros en sistemas mixtos, en los cuales se utilizan componentes de acero conformado en frío
conjuntamente con otros materiales, debe cumplir con estas disposiciones y las especificaciones aplicables a
dichos materiales.
D3 Riostras y estabilizadores laterales
Las riostras y los sistemas de estabilizadores laterales, incluidas sus conexiones, se deben diseñar con la
resistencia y rigidez adecuada para limitar la flexión lateral o torsión de una viga o columna cargada, y para
evitar una falla local en los puntos de unión. Las riostras y sistemas estabilizadores, incluidas las conexiones,
también se deben diseñar teniendo en cuenta otros requisitos de resistencia y rigidez, si corresponde.
Los estabilizadores para vigas de secciones C y secciones Z deben cumplir los requisitos especificados en la
Sección D3.1.
Los estabilizadores para miembros en compresión cargados axialmente deben cumplir los requisitos
especificados en la Sección D3.2.
D3.1 Vigas de sección C y Sección Z
Las siguientes disposiciones para estabilizadores que restrinjan la torsión de secciones C y secciones Z
utilizadas como vigas cargadas en el plano del alma se deben aplicar sólo si ninguna de las alas está conectada
a una placa corrugada o revestimiento que tenga la capacidad de restringir de manera efectiva la deformación
lateral del ala. Si sólo el ala superior está conectada de esa manera, ver Sección D6.3.1.
Cuando ambas alas están conectadas, no se requieren estabilizadores adicionales.
D3.1.1 Secciones C o Z con alas no conectadas a una cubierta que pueda contribuir a su resistencia y
estabilidad
Cada estabilizadores intermedio del ala superior e inferior en miembros de sección C o Z se deben diseñar con
la resistencia de PL1 y PL2, donde PL1 es la fuerza estabilizadora requerida en el ala ubicada en el cuadrante
correspondiente a los ejes locales x e y positivos y PL2 es la fuerza estabilizadora en la otra ala. El eje x se
define como el eje centroidal perpendicular al alma, y el eje y debe ser definido como el eje centroidal
paralelo del alma. Las coordenadas x e y se deben orientar de forma tal que una de las alas quede ubicada en
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2649
2650
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2652
2653
el cuadrante con los ejes x e y positivos. Ver ilustraciones del sistema de coordenadas y de las direcciones de
fuerza positiva en Figura D3.1.1-1.
(a) Para cargas uniformes
PL1 =1.5[WyK' -(Wx ⁄2)+(Mz ⁄d)]
PL2 =1.5[WyK' -(Wx ⁄2)-(Mz ⁄d)]
2654
2655
2656
Cuando la carga uniforme, W, actúa a través del plano del alma, es decir, Wy = W
PL1 =-PL2 =1,5( m⁄d)W
Ixy
PL1 =PL2 =1,5 ( ) W
2Ix
2657
2658
2659
2660
2661
2662
Wx,
Wy
W
=
A
=
(Ec. D3.1.1-3)
para secciones Z
(Ec. D3.1.1-4)
=
Componentes de la carga de diseño W paralelas a los ejes x e y respectivamente. W x y Wy se
consideran positivos si apuntan en el sentido positivo de los ejes x e y respectivamente
Carga de diseño (carga aplicada determinada de acuerdo con las combinaciones de carga más
críticas para ASD o LRFD, dependiendo del método de diseño usado), dentro de una distancia de
0,5a a cada lado del estabilizador
Distancia longitudinal entre ejes de estabilizadores
donde
=
0
Ixy/(2Ix)
para secciones C
para secciones Z
(Ec. D3.1.1-5)
donde
Ixy
Ix
Mz
2666
2667
2668
para secciones C
donde
K’
2663
2664
2665
(Ec. D3.1.1-1)
(Ec. D3.1.1-2)
=
=
=
Producto de inercia de la sección total no reducida
Momento de inercia de la sección total no reducida en torno al eje x
-Wxesy+Wyesx, momento torsional de W en torno al centro de corte
=
Excentricidades de los componentes de carga medidas desde el centro de corte y en las direcciones
x e y respectivamente
Altura de la sección
Distancia desde el centro de corte al plano medio del alma de la sección C
donde
esx,
esy
d
M
=
=
2669
2670
2671
Figura D3.1.1-1 Sistemas de coordenadas y direcciones.
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2672
2673
2674
(b) Para cargas concentradas
PL1 =Py K' -(Px ⁄2)+(Mz ⁄2d)
PL2 =Py K' -(Px ⁄2)-(Mz ⁄2d)
2675
2676
2677
Cuando una carga de diseño actúa a través del plano del alma, es decir, Py = P
PL1 =-PL2 =( m⁄d)P
Ixy
PL1 =PL2 = ( ) P
2Ix
2678
2679
2680
2681
2682
2683
2684
2685
2686
2687
2688
2689
2690
2691
2692
2693
2694
2695
2696
2697
2698
2699
2700
2701
para secciones C
(Ec. D3.1.1-8)
para secciones Z
(Ec. D3.1.1-9)
donde
Px,
Py
Mz
P
=
P
=
l
=
=
=
Componentes de la carga de diseño P paralela a los ejes x e y, respectivamente. P x y Py son
positivos si apuntan en el sentido positivo de los ejes x e y, respectivamente
-Pxesy+Pyesx, momento torsional de P en torno al centro de corte
Carga concentrada de diseño dentro de una distancia de 0,3a a cada lado del estabilizador, más
1,4(1-l/a) veces cada carga concentrada de diseño que esté ubicada más allá que 0,3a, pero no más
allá que 1,0a, desde el estabilizador. La carga de diseño concentrada es la carga aplicada
determinada de acuerdo con las combinaciones de carga más críticas para ASD o LRFD,
dependiendo del método de diseño usado
Carga concentrada de diseño ubicada dentro de una distancia de 0,3a a cada lado del estabilizador,
más las cargas ubicadas más allá de 0,3a (pero no más allá de 1,0a) multiplicadas por el factor
1,4(1-l/a)
Distancia de la carga concentrada al estabilizador
Ver la sección D3.1.1 (a) para las definiciones de otras variables.
La fuerza estabilizadora, PL1 o PL2, es positiva cuando se requiere una restricción para impedir el movimiento
del ala correspondiente en la dirección x negativa.
Cuando se dispongan estabilizadores, estos deben estar conectados de manera tal que restrinjan efectivamente
la deformación lateral de ambas alas de la sección en los extremos y en cualquier punto estabilizado
intermedio.
Si todas las cargas y reacciones en una viga son transmitidas a través de miembros que se conecten a la
sección de tal manera que restrinjan la rotación torsional y el desplazamiento lateral de la sección en forma
efectiva, no son necesarios estabilizadores adicionales, excepto aquellos que se requieren por resistencia, de
acuerdo con la Sección C3.1.2.1.
D3.2 Estabilización de miembros en compresión cargados axialmente
Para proporcionar un estabilizador intermedio adecuado (o estabilizadores) que permita a un miembro en
compresión cargado concéntricamente desarrollar su resistencia axial requerida, la resistencia requerida del
estabilizador (o estabilizadores) se debe calcular de acuerdo con Ec. D3.2-1.
Prb = 0,01 Pra
2702
2703
2704
(Ec. D3.1.1-6)
(Ec. D3.1.1-7)
(Ec. D3.2-1)
donde
Prb
=
Resistencia requerida del estabilizador para estabilizar un solo miembro en compresión con una
carga axial Pra
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Pra
2705
2706
2707
2708
2709
=
Resistencia axial requerida del elemento a estabilizar, cargado concéntricamente en compresión,
calculada de acuerdo a las combinaciones de cargas de ASD o LRFD, en función del método de
diseño utilizado
La rigidez de cada estabilizador debe ser igual o superior a rb, según la ecuación D3.2-2a o D3.2-2b:
Para ASD:
βrb =
2710
2711
2712
2[4- (2⁄n)]
(Pra )
Lb
 = 2,00
(Ec. D3.2-2a)
2[4- (2⁄n)] Pra
( )
Lb

 = 0,75
(Ec. D3.2-2b)
Para LRFD:
βrb =
2713
2714
2715
donde
rb
n
Lb
2716
2717
2718
2719
2720
2721
2722
2723
2724
2725
2726
2727
2728
2729
2730
2731
2732
2733
2734
2735
2736
2737
2738
2739
2740
2741
2742
2743
2744
2745
=
=
=
Rigidez mínima de un estabilizador
Número de estabilizadores intermedios igualmente espaciados
Distancia entre estabilizadores para un miembro cargado concéntricamente en compresión
Para estabilizadores no orientados perpendicularmente al miembro estabilizado, la resistencia requerida de los
estabilizadores y su rigidez se deben ajustar para el ángulo de inclinación.
Alternativamente, se puede determinar la resistencia requerida de los estabilizadores y su rigidez por un
análisis de segundo orden, de acuerdo con los requerimientos de Anexo 2.
D4 Construcciones con perfiles de acero livianos conformados en frio
El diseño e instalación de miembros estructurales utilizados en aplicaciones repetitivas en perfiles de acero
conformados en frío, donde el espesor base mínimo especificado no es mayor a 3 mm (0,118”) se debe
realizar de acuerdo con el código AISI S200 y lo siguiente, según corresponda:
a) Los entramados de piso y techo se deben diseñar de acuerdo con el código AISI S210 o exclusivamente de
acuerdo con esta norma.
b) Los pie derechos de muros se deben diseñar de acuerdo con el código AISI S211 o exclusivamente de
acuerdo con esta norma, ya sea considerando sólo el acero de acuerdo con la Sección D.4.1, o un diseño
en base a la rigidez proporcionada por los paneles de revestimiento basándose en una teoría apropiada,
ensayos o un análisis teórico. Se puede considerar tanto almas perforadas como llenas. Ambos extremos
de un pie derecho deben estar conectados de forma tal de restringir la rotación en torno al eje longitudinal
del pie derecho y el desplazamiento horizontal perpendicular al eje del pie derecho.
c) Los refuerzos de dintel se deben diseñar de acuerdo con el código AISI S212 o exclusivamente de acuerdo
con esta norma.
d) Muros de corte, pletinas de arriostramiento (que forman parte de un panel estructural) y diafragmas para
resistir el viento, sismo y otras cargas laterales en el plano, se deben diseñar de acuerdo con el código
AISI S213.
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e) Las cerchas se deben diseñar de acuerdo con el código AISI S214.
D4.1 Diseño de sistemas de muros estructurados en base a pie derechos considerando sólo el acero
El diseño de sistemas de muros estructurados en base a pie derechos se debe realizar despreciando la
contribución estructural de los revestimientos y debe cumplir con los requerimientos del Capítulo C. Para
miembros en compresión con perforaciones de almas circulares o no circulares, las propiedades de la sección
efectiva se deben determinar de acuerdo con la Sección B2.2.
D5 Construcción de diafragmas de piso, techo o muro en acero
La resistencia nominal a corte en el plano del diafragma, Sn, se debe determinar mediante cálculo o ensayo.
Los factores de seguridad y de resistencia para diafragmas dados en la Tabla D5 se deben aplicar en ambos
métodos. Si la resistencia nominal a corte se establece sólo mediante ensayos sin definir todos los estados
límites, los factores de seguridad y de resistencia se deben limitar por los valores entregados en la Tabla D5
para los tipos de conexión y las fallas asociadas a dichos tipos de conexión. El estado límite más crítico debe
controlar el diseño. Cuando en el sistema del diafragma se utilicen combinaciones de conectores, se debe usar
el factor más crítico.
d
d
2765
2766
2767
2768
2769
2770
2771
2772
2773
2774
2775
2776
2777
2778
2779
2780
2781
2782
=
=
Según Tabla D.5 (ASD)
Según Tabla D.5 (LRFD)
TABLA D5
Factores de seguridad y factores de resistencia para diafragmas
Nota:
*Se considera como pandeo del panel el que está fuera del plano y no el pandeo local en la zona de
conectores.
Para otros conectores mecánicos que no sean tornillos:
(a) d no debe ser menor que los valores entregados para tornillos en la Tabla D5, y
(b) d no debe ser mayor que los valores entregados para tornillos en la Tabla D5.
Adicionalmente, los valores de d y d usando conectores mecánicos que no sean tornillos, se deben limitar
por los valores de  y  establecidos a través de la calibración de la resistencia al corte del conector
individual, a menos que se cuenten con suficientes datos para establecer la existencia de una acción de
diafragma de acuerdo con la Sección F1.1.
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La calibración de la resistencia a corte del conector debe incluir el tipo de material del diafragma. La
calibración de la resistencia a corte del conector individual se debe hacer de acuerdo con la Sección F1.1. La
disposición del ensayo debe ser de tal forma que el modo de falla que se obtenga sea representativo del diseño.
Se debe tomar en cuenta la influencia del espesor del material de apoyo en el modo de falla.
D6 Sistemas de techo y muro metálicos
Las disposiciones de las Secciones D6.1 a D6.3 se deben aplicar a sistemas de techo y muro metálicos que
incluyan costaneras de acero conformadas en frío, paneles de muro o paneles de techo con fijaciones, o
paneles de muro o paneles de techo emballetados en forma continua según corresponda.
D6.1 Costaneras de techo, de muro y otros miembros
D6.1.1 Miembros en flexión con un ala unida a una placa corrugada o a una placa de cubierta
Esta sección no se debe aplicar a vigas continuas en la región comprendida entre los puntos de inflexión
adyacentes a los apoyos, o a una viga en voladizo.
La resistencia nominal a flexión, Mn, de una sección C o Z cargada en un plano paralelo al alma, con el ala en
tracción unida a una placa corrugada o placa de cubierta y con el ala en compresión no estabilizada
lateralmente, se debe calcular de acuerdo a la ecuación D6.1.1-1. El factor de seguridad y el factor de
resistencia dados en esta sección se deben usar para determinar la resistencia admisible a flexión o la
resistencia última a flexión de acuerdo con el método de diseño aplicable en la Sección A4 o A5.
Mn = RSeFy
b = 1,67 (ASD)
b = 0,9 (LRFD)
2807
2808
2809
donde R se obtiene de la Tabla D6.1.1-1 para vigas de sección C o Z con apoyos simples
R
Se y
Fy
2810
2811
2812
2813
2814
2815
2816
2817
2818
2819
2820
2821
(Ec. D6.1.1-1)
=
=
=
0,60 para secciones C en vigas continuas
0,70 para secciones Z en vigas continuas
Valores definidos en la Sección C3.1.1
TABLA D6.1.1-1
Valores de R para luces simples de secciones C o Z
El factor de reducción, R, se debe limitar a los sistemas de techos y muros que cumplan las siguientes
condiciones:
a) Altura del miembro ≤ 305 mm (12”),
b) Alas de los miembros con atiesadores de borde,
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2860
2861
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2863
2864
c) 60 ≤ altura/espesor ≤ 170,
d) 2,8 ≤ altura/ancho del ala ≤ 5,5,
e) ancho del ala ≥ 54mm (2,125”)
f) 16 ≤ ancho plano/espesor del ala ≤ 43,
g) Para sistemas de vigas continuas, la longitud de traslapo sobre cada apoyo interior en cada dirección
(distancia desde el centro del apoyo al extremo del traslapo) no debe ser menor que 1,5d,
h) La luz libre del miembro no supera 10 m (33 pies),
i) Ambas alas están impedidas de desplazarse lateralmente en los apoyos,
j) Los paneles de techo y muro son placas de acero con una tensión de fluencia mínima de 340 MPa o 3520
kg/cm2 (50 ksi), y un espesor mínimo de 0.46 mm (0.018”) teniendo una altura de nervio mínimo de 29
mm (1-1/8”) espaciados a un máximo de 305 mm (12”) entre centros y unidos de tal forma que impidan de
manera efectiva el desplazamiento relativo entre el panel y el ala de la costanera,
k) La aislación es una capa de fibra de vidrio de espesor 0 a 152 mm (6”) comprimida entre el miembro y el
panel de forma consistente con el conector que está siendo usado,
l) El tipo de conector usado es, como mínimo, un tornillo autoperforante Nº 12 o remaches de 4,76 mm
(3/16”), usando golillas de 12,7 mm (1/2”) de diámetro,
m) Los conectores no son tornillos de tipo aislador (Standoff),
n) Los conectores están espaciados a una distancia no mayor a 305 mm (12”) y ubicados cerca del centro del
ala de la viga, y adyacentes al nervio del panel, y
o) La relación de la resistencia a tracción y la tensión de fluencia para el diseño no debe ser menor a 1,08.
Si alguna de las variables queda fuera de cualquiera de los límites establecidos arriba, el usuario debe realizar
ensayos a escala real de acuerdo a la Sección F1 de esta norma o aplicar un procedimiento de análisis teórico.
Para sistemas de costaneras continuas en las cuales los largos de luces adyacentes varían más de un 20%, los
valores de R para las luces adyacentes se deben obtener de Tabla D6.1.1-1. El usuario puede realizar ensayos
de acuerdo a la Sección F1 como una alternativa al procedimiento descrito en esta sección.
Para miembros con luces con apoyos simples, R se debe reducir por los efectos de la aislación comprimida
entre el revestimiento y el miembro. Esta reducción se debe calcular multiplicando R de la Tabla D6.1.1-1 por
el siguiente factor de corrección, r:
r = 1,00 – 0,01ti
r = 1,00 – 0,0004ti
2865
2866
2867
(Ec. D6.1.1-2)
(Ec. D6.1.1-3)
donde
ti
2868
2869
2870
2871
2872
Cuando ti está en pulgadas
Cuando ti está en milímetros
=
Espesor de la capa de fibra de vidrio no comprimida
D6.1.2 Miembros en flexión con un ala conectada a un sistema de cubierta emballetada deslizante
La resistencia disponible a flexión de una sección C o Z, cargada en un plano paralelo al alma, con el ala
superior soportando un sistema de cubierta emballetado, se debe determinar utilizando arriostramientos
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puntuales discretos y de acuerdo a lo indicado en la sección C3.1.2.1, o se debe calcular de acuerdo con esta
sección. El factor de seguridad y el factor de resistencia dado en esta sección se deben aplicar a la resistencia
nominal, Mn, calculada de acuerdo a la ecuación D6.1.2-1 para determinar la resistencia disponible de acuerdo
con el método de diseño aplicable en la Sección A4 o A5.
Mn = RSeFy
b = 1,67 (ASD)
b = 0,9 (LRFD)
2878
2879
2880
donde
R
2881
2882
2883
2884
2885
2886
2887
2888
2889
2890
2891
2892
2893
2894
2895
2896
2897
2898
2899
2900
2901
2902
(Ec. D6.1.2-1)
=
Factor de reducción determinado de acuerdo con AISI S908
Ver sección C3.1.1 para definiciones de Se y Fy.
D6.1.3 Miembros en compresión con un ala conectada a través de una placa corrugada o revestimiento
Estas disposiciones se deben aplicar a secciones C o Z cargadas a lo largo de su eje longitudinal, con sólo un
ala conectada mediante fijaciones a una placa corrugada o revestimiento.
La resistencia axial nominal de secciones C o Z con apoyos simples o continuos, se debe calcular de acuerdo
con (a) y (b).
(a) La resistencia nominal de la sección con respecto al eje débil se debe calcular de acuerdo a Ec. D6.1.3-1.
El factor de seguridad y los factores de resistencia entregados en esta sección se deben usar para
determinar la resistencia axial admisible o la resistencia axial de diseño según el método de diseño
aplicable de acuerdo con las Secciones A4 o A5.
Pn = C1C2C3AE/29500
 = 1,80 (ASD)
 = 0,85 (LRFD)
(Ec. D6.1.3-1)
C1 = (0,79x + 0,54)
C2 =(1,7αt+0,93)
C3 = α(2,5b-1,63d)+22,8
(Ec. D6.1.3-2)
(Ec. D6.1.3-3)
(Ec. D6.1.3-4)
donde
donde
x
=
=

t
b
d
A
E
=
=
=
=
=
=
=
=
=
Para secciones Z, la distancia desde el conector al borde exterior del alma dividido por el ancho
del ala, tal como se muestra en la Figura D6.1.3
Para secciones C, el ancho del ala menos la distancia desde el conector al borde exterior del alma
dividido por el ancho del ala, tal como se muestra en la Figura D6.1.3
Coeficiente de conversión de unidades
0,0394 cuando t, b y d están en milímetros
0,394 cuando t, b y d están en centímetros
1 cuando t, b y d están en pulgadas
Espesor de la sección C o Z
Ancho del ala de la sección C o Z
Altura de la sección C o Z
Área de la sección total no reducida para la sección C o Z
Módulo de elasticidad del acero
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=
=
=
20.300 MPa para unidades SI
2.070.000 kg/cm2 para unidades MKS
29.500 ksi, para unidades U.S.
2903
a
Para sección Z, x= b
Para sección C, x=
2904
2905
2906
2907
2908
2909
2910
2911
2912
2913
2914
2915
2916
2917
2918
2919
2920
2921
2922
2923
2924
2925
2926
2927
2928
2929
2930
2931
2932
2933
2934
2935
2936
2937
2938
2939
b-a
b
(Ec. D6.1.3-5)
(Ec. D6.1.3-6)
Figura D6.1.3 Definición de x
El uso de la Ecuación D6.1.3-1 se debe limitar a sistemas de cubierta y muro que cumplan con las siguientes
condiciones:
t ≤ 3,22 mm (0,125"),
152 mm (6") ≤ d ≤ 305 mm (12"),
Las alas son elementos en compresión con bordes atiesados,
70 ≤ d/t ≤ 170,
2,8 ≤ d/b ≤ 5,
16 ≤ ancho plano del ala/t ≤ 50,
Ambas alas están impedidas de desplazarse lateralmente en los apoyos,
Los paneles de acero de cubierta o muro con conectores espaciados a 305 mm (12”) o menos, y que
poseen una rigidez lateral rotacional mínima de 10.300 N/m/m o 0,105 kg/cm/cm (0,0015 kip/in/in)
determinado de acuerdo con AISI S901 (con conectores ubicados en la mitad del ancho del ala para la
determinación de la rigidez),
(9) Secciones C y Z que tengan una tensión de fluencia mínima de 228 MPa o 2320 kg/cm2 (33 ksi), y
(10) Una luz que no exceda 10,1 metros (33 pies)
(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
(6)
(7)
(8)
(b) La resistencia disponible de la sección con respecto al eje fuerte se debe determinar de acuerdo con las
Secciones C4.1 y C4.11
D6.1.4 Compresión en miembros de sección Z que tienen un ala conectada mediante fijaciones a una cubierta
emballetada
Estas disposiciones se deben aplicar a secciones Z cargadas concéntricamente a lo largo de su eje longitudinal,
con sólo un ala conectada mediante fijaciones a un sistema de cubierta emballetada. Alternativamente, los
valores de diseño de un sistema en particular se pueden determinar considerando arriostramientos puntuales
discretos, o los resultados de ensayos de acuerdo con el capítulo F.
La resistencia axial nominal para secciones Z simplemente apoyadas o continuas, se debe calcular de acuerdo
con (a) y (b). A menos que se especifique otra cosa, los factores de seguridad y los factores de resistencia
entregados en esta sección se deben utilizar para determinar la resistencia disponible de acuerdo con el método
aplicable en las secciones A4 o A5.
(a) Para la resistencia disponible en el eje débil
Vencimiento consulta pública: 2018.10.13
79
PROYECTO DE NORMA EN CONSULTA PUBLICA – prNCh427/2
2940
Pn = kafRFyA
= 1,80 (ASD)
 = 0,85 (LRFD)
2941
2942
2943
(Ec. D6.1.4-1)
donde
Para d/t ≤ 90
Para 90 < d/t < 130
Para d/t > 130
kaf= 0,36
kaf= 0,72- d/(250t)
kaf=0,20
(Ec. D6.1.4-2)
2944
R
A
D
L
2945
2946
2947
2948
2949
2950
2951
2952
2953
2954
2955
2956
2957
2958
2959
2960
2961
2962
2963
2964
2965
2966
2967
2968
2969
2970
2971
2972
2973
2974
2975
2976
2977
2978
2979
2980
2981
2982
=
=
=
=
Factor de reducción determinado por ensayos de arranque realizados según AISI S908
Área de la sección total no reducida para la sección Z
Altura de la sección Z
Espesor de la sección Z
Ver sección C3.1.1 para la definición de Fy
La ecuación D6.1.4-1 se debe limitar a sistemas de techo que cumplan las siguientes condiciones:
(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
(6)
(7)
(8)
Espesor de costanera de techo, 1,37 mm (0,054”) ≤ t ≤ 3,22 mm (0,125”),
152 mm (6”) ≤ d ≤ 305 mm (12”),
Las alas son elementos con atiesador de borde en compresión,
70 ≤ d/t ≤ 170,
2,8 ≤ d/b < 5, donde b= ancho del ala de la sección Z,
16 ≤ ancho plano del ala/t < 50,
Ambas alas están impedidas de desplazarse lateralmente en los apoyos,
Tensión de fluencia, Fy ≤ 483 MPa o 4920 kg/cm2 (70 ksi)
(b) La resistencia disponible en torno al eje fuerte se debe determinar de acuerdo con las secciones C4.1 y
C4.1.1.
D6.2 Sistemas de paneles de cubiertas emballetadas
D6.2.1 Resistencia de sistemas de paneles de cubiertas emballetadas
La resistencia nominal de un sistema de paneles de cubiertas emballetadas bajo cargas gravitacionales, se debe
determinar de acuerdo con los Capítulos B y C de esta especificación o se debe ensayar de acuerdo con AISI
S906. La resistencia nominal de un sistema de paneles de cubierta emballetadas bajo cargas de succión, se
debe determinar de acuerdo con AISI S906. Los ensayos se deben realizar de acuerdo con AISI S906 con las
excepciones siguientes:
(a) Se puede usar el procedimiento de ensayo de succión para paneles de cubierta Clase 1 indicado en FM
4471.
(b) Se pueden usar ensayos existentes realizados de acuerdo con el procedimiento de ensayo de succión CEGS
07416 previo a la adopción de estas disposiciones.
Se puede usar una configuración abierta de los extremos, aunque no está prescrita en el procedimiento de
ensayo ASTM E1592, si las condiciones de borde ensayadas representan las condiciones de uso, y los ensayos
satisfacen los requerimientos de AISI S906. Todos los resultados de los ensayos se deben evaluar de acuerdo
con esta sección.
Vencimiento consulta pública: 2018.10.13
80
PROYECTO DE NORMA EN CONSULTA PUBLICA – prNCh427/2
2983
2984
2985
2986
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2990
2991
2992
2993
2994
2995
2996
2997
2998
2999
3000
3001
3002
3003
3004
3005
3006
3007
3008
3009
Para combinaciones de cargas que incluyen succión por viento, la carga de viento nominal a ser aplicada al
sistema de panel emballetado de techo, clip y fijaciones, se puede multiplicar por 0,67, siempre que el sistema
ensayado y la evaluación de la carga de viento cumplan con las condiciones siguientes:
(a) El sistema de techo es ensayado de acuerdo con AISI S906.
(b) Para componentes y revestimientos metálicos, la carga de viento se calcula según NCh432.
(c) El área de techo en evaluación se ubica en Zona 2 (zona externa) o Zona 3 (zona de esquina), tal como se
define en NCh432, es decir, el factor 0,67 no se aplica a la Zona 1 (zona interior) del techo. La carga de
viento nominal aplicada en la Zona 2 o Zona 3, después de aplicado el factor 0,67, no debe ser menor que
la carga de viento nominal aplicada a la Zona 1.
(d) El espesor del metal base de un panel de techo emballetado es mayor o igual a 0,59 mm (0,023”) y menor
o igual que 0,77 mm (0,030”).
(e) Para paneles de techo emballetados con corrugado trapezoidal, la distancia entre traslapes laterales es
menor que 610 mm (24”).
(f) Para paneles de techo emballetados con nervios verticales la distancia entre traslapes laterales es menor
que 460 mm (18”).
(g) El modo de falla observado del sistema ensayado es uno de los siguientes:
1) El clip de fijación del panel de techo emballetado falla mecánicamente separándose del traslape
lateral del panel.
2) El clip de fijación del panel de techo emballetado falla mecánicamente deslizándose con respecto
a su base de fijación.
Cuando el número de ensayos físicos es 3 o más, los factores de seguridad y los factores de resistencia se
deben determinar de acuerdo con los procedimientos incluidos en la Sección F1.1(c) con las siguientes
definiciones de variables:
o
Fm
Mm
VM
VF
VQ
Vp
n
3010
3011
3012
3013
3014
3015
3016
3017
3018
3019
3020
=
=
=
=
=
=
=
=
=
=
=
=
Índice de confiabilidad objetivo
2,0 para límites de paneles a flexión
2,5 para límites de anclajes
1,0. Valor promedio del factor de fabricación
1,1. Valor promedio del factor de material
Coeficiente de variación del factor de material
0,08 para modos de falla de anclaje
0,10 para otros modos de falla
0,05. Coeficiente de variación del factor de fabricación
0,21. Coeficiente de variación de la solicitación
Coeficiente de variación real calculado a partir del resultado de ensayos, sin límite
Número de anclajes en el conjunto, ensayado con la misma área tributaria (para falla de anclaje) o
número de paneles con luces y carga idénticas a las del tramo de falla (para fallas que no sean de
anclajes)
El factor de seguridad , no debe ser menor que 1,67, y el factor de resistencia , no debe ser mayor que 0,9.
Cuando el número de ensayos físicos es menor que 3, se debe usar 2,0 para el factor de seguridad  o 0,8 para
el factor de resistencia .
D6.3 Sistemas de techo estabilizador y sus fijaciones
D6.3.1 Fijaciones para cubiertas actuando como sistema estabilizador para costaneras bajo carga gravitacional
y con el ala superior conectada al revestimiento metálico
Vencimiento consulta pública: 2018.10.13
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3021
3022
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3033
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3040
Se deben disponer fijaciones en forma de dispositivos capaces de transferir carga desde el diafragma de techo
a los apoyos para un sistema de techo con secciones Z o secciones C, diseñadas de acuerdo con las Secciones
C3.1 y D6.1, teniendo un revestimiento con fijaciones atornilladas o emballetado unido a las alas superiores.
Cada dispositivo de fijación se debe diseñar para resistir la fuerza, PL, determinada según Ec. D6.3.1-1 y debe
cumplir con los requerimientos mínimos de rigidez de Ec. D6.3.1-7. Adicionalmente, las costaneras de techo
deben estar restringidas lateralmente por las cubiertas de forma tal que los desplazamientos laterales máximos
del ala superior entre las líneas de fijación lateral para las cargas nominales no superen la longitud de la luz
dividida por 360.
Los dispositivos de fijación se deben ubicar en cada tramo de costanera de techo y se deben conectar al ala
superior o cerca de ella. Si los dispositivos de fijación no están conectados directamente a todas las líneas de
costaneras en cada tramo de costanera, se debe proveer de elementos que permitan la transmisión de fuerzas
de dichas líneas de costaneras a los dispositivos de fijación. Se debe demostrar que la fuerza requerida, PL,
puede ser transmitida al dispositivo de fijación a través de la cubierta de techo y su sistema de unión. La
rigidez lateral del dispositivo de fijación se debe determinar ya sea mediante análisis o ensayo. Dicho análisis
o ensayo debe tomar en cuenta la flexibilidad del alma de la costanera sobre el punto de conexión del
dispositivo de fijación.
donde
Np
PLj = ∑ (Pi
i=1
Keffi,j
Ktotali
)
(Ec. D6.3.1-1)
3041
PLj
Np
i
j
Na
Pi
=
=
=
=
=
=
Fuerza lateral a ser resistida por el dispositivo de fijación número j (Se considera positiva cuando
se requiere una restricción que impida el desplazamiento de las costaneras en la dirección de la
pendiente ascendente del techo)
Número de líneas de costaneras en la pendiente de techo
Índice para cada línea de costanera (i=1, 2,…, Np)
Índice para cada dispositivo de fijación (j=1, 2,…, Na)
Número de dispositivos de fijación a lo largo de una línea de fijación
Fuerza lateral introducida en el sistema en la costanera i
3042
Pi =(C1)Wpi {[(
3043
3044
3045
(m+0,25b)t)
C2 Ixy L
)
+(C3)
] αcosθ-(C4)sinθ}
1000 Ix d
d2
(Ec. D6.3.1-2)
donde
C1,
C2,
C3 y
C4
Wpi
=
Coeficientes tabulados en Tablas D6.3.1-1 a D6.3.1-3
=
Carga vertical total que actúa sobre la costanera número i en un tramo simple
3046
Wpi = wiL
3047
3048
3049
(Ec. D6.3.1-3)
donde
wi
=
Ixy
=
L
=
Carga gravitacional distribuida requerida por unidad de longitud soportada por la costanera
número i (Determinada a partir de la combinación de carga crítica para ASD o LRFD)
Producto de inercia de la sección total no reducida en torno a los ejes centroidales paralelo y
perpendicular al alma de la costanera (Ixy = 0 para una sección C)
Luz de la costanera
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82
PROYECTO DE NORMA EN CONSULTA PUBLICA – prNCh427/2
m
b
t
Ix
=
=
=
=
d



Keffi,j
=
=
=
=
=
Distancia desde el centro de corte al plano medio del alma (m = 0 para una sección Z)
Ancho del ala superior de la costanera
Espesor de la costanera
Momento de inercia de la sección total no reducida en torno al eje centroidal perpendicular al
alma de la costanera
Altura de la costanera
+1 para el ala superior que enfrenta la dirección de la pendiente ascendente
-1 para el ala superior que enfrenta la dirección de la pendiente descendente
Angulo entre la vertical y el plano del alma de la costanera
Rigidez lateral efectiva del dispositivo de fijación número j con respecto a la costanera número i
3050
-1
dpi,j
1
Keffi,j = [ +
]
Ka (C6)LAp E
3051
3052
3053
(Ec. D6.3.1-4)
donde
dpi,j
=
Ka
C
Ap
E
Ktotali
=
=
=
=
=
Distancia a lo largo de la pendiente de techo entre la línea de costanera número i y el dispositivo
de fijación número j
Rigidez lateral del dispositivo de fijación
Coeficiente tabulado en las Tablas D6.3.1-1 a D6.3.1-3
Área bruta de la sección del panel de techo por unidad de ancho
Módulo de elasticidad de acero
Rigidez lateral efectiva de todos los elementos que resisten la fuerza Pi
3054
Na
Ktotali = ∑ (Keffi,j ) +Ksys
(Ec. D6.3.1-5)
j=1
3055
3056
3057
donde
Ksys
=
Rigidez lateral del sistema de techo, despreciando los dispositivos de anclaje
3058
3059
3060
3061
3062
3063
3064
3065
3066
3067
3068
3069
3070
3071
3072
3073
3074
3075
C5
ELt2
Ksys = (
) (Np ) 2
1000
d
(Ec. D6.3.1-6)
Para sistemas de varios tramos, la fuerza Pi, calculada de acuerdo con Ec. D6.3.1-2 y los coeficientes C1 a C4
de Tablas D6.3.1-1 a D6.3.1-3 para los casos de “línea de marco exterior”, “tramo extremo” o “fijación del
tramo exterior”, no debe ser menor que el 80% de la fuerza determinada usando los coeficientes C2 a C4 para
los casos correspondientes a “otras ubicaciones”.
Para sistemas con tramos múltiples y con dispositivos de fijación en los apoyos (restricciones de apoyo),
donde los dos tramos adyacentes tienen diferentes luces o distintas secciones, se deben usar los
procedimientos siguientes. Los valores de Pi en Ec. D6.3.1-1 y Ec. D6.3.1-8 se deben tomar como el promedio
de los valores obtenidos de la Ec. D6.3.1-2 evaluados separadamente para cada uno de los dos tramos. Los
valores para Ksys y Keffi,j en Ec. D6.3.1-1 y Ec. D6.3.1-5 se deben calcular usando la Ec. D6.3.1-4 y Ec.
D6.3.1-6, con L, t y d calculados como valores promedios de los dos tramos.
Para sistemas con tramos múltiples y dispositivos de fijación ubicados en los tercios o en el punto medio del
tramo, donde los tramos adyacentes tienen secciones o luces diferentes a las del tramo considerado, se deben
usar los procedimientos siguientes para tomar en cuenta la influencia de los tramos adyacentes. Los valores de
Pi en las Ec. D6.3.1-1 y Ec. D6.3.1-8 se deben tomar como el promedio de los valores obtenidos de Ec.
Vencimiento consulta pública: 2018.10.13
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PROYECTO DE NORMA EN CONSULTA PUBLICA – prNCh427/2
3076
3077
3078
3079
3080
3081
3082
3083
3084
D6.3.1.2 evaluados separadamente para cada uno de los tres tramos. El valor de Ksys en Ec. D6.3.1-5 se debe
calcular usando la Ec. D6.3.1-6, con L, t y d tomados como el promedio de los valores obtenidos para los tres
tramos. Los valores de Keffi,j se deben calcular usando la Ec. D6.3.1-4 tomando L como la longitud del tramo
en consideración. En un tramo extremo, cuando se calculen los valores promedios de Pi o calculando el
promedio de las propiedades para el cálculo de Ksys, los promedios se deben obtener sumando el valor del
primer tramo interior y dos veces el valor del tramo extremo y dividiendo luego la suma por 3.
La rigidez efectiva total de cada costanera debe cumplir con las siguientes ecuaciones:
Ktotali ≥ Kreq
(Ec. D6.3.1-7)
Np
20|∑i=1 Pi |
Kreq =
Kreq =
3085
3086
3087
3088
3089
3090
3091
3092
3093
3094
3095
3096
3097
3098
3099
3100
3101
3102
3103
3104
3105
1

d
Np
20|∑i=1 Pi |
d
(ASD)
(Ec. D6.3.1-8a)
(LRFD)
(Ec. D6.3.1-8b)
donde
 = 2,00
 = 0,75
(ASD)
(LRFD)
En lugar de Ec. D6.3.1-1 a D6.3.1-6, las fuerzas que restringen lateralmente se pueden calcular mediante un
análisis alternativo. El análisis alternativo debe incluir los efectos de primer o segundo orden y considerar los
efectos de la pendiente del techo, la torsión que resulte de cargas aplicadas excéntricamente con respecto al
centro de corte, la torsión que resulte de la resistencia lateral que entrega la cubierta, y la carga aplicada de
forma oblicua con respecto a los ejes principales. El análisis alternativo también debe incluir los efectos de las
restricciones laterales y rotacionales generadas por la cubierta conectada al ala superior. La rigidez del
dispositivo de fijación debe tomarse en cuenta y se debe considerar su contribución en la flexibilidad de las
costaneras sobre la unión del dispositivo de fijación.
Cuando las fuerzas laterales se determinen a partir de un análisis teórico, el desplazamiento lateral máximo del
ala superior de la costanera entre las líneas de estabilizadores laterales bajo cargas nominales no debe ser
mayor que la longitud del tramo dividido por 360. El desplazamiento lateral del ala superior de la costanera en
la línea de apoyo ∆tf se debe calcular para niveles de carga mayoradas para LRFD y niveles de carga nominal
para ASD, y deben estar limitadas por:
1 d
(ASD)
 20
d
∆tf ≤  (LRFD)
20
∆tf ≤
3106
3107
3108
(Ec. D6.3.1-9a)
(Ec. D6.3.1-9b)
TABLA D6.3.1-1
Coeficientes para las restricciones en los apoyos
3109
3110
Vencimiento consulta pública: 2018.10.13
84
PROYECTO DE NORMA EN CONSULTA PUBLICA – prNCh427/2
3111
3112
TABLA D6.3.1-2
Coeficientes para las restricciones en puntos medios del tramo
3113
3114
3115
3116
TABLA D6.3.1-3
Coeficientes para las restricciones a los tercios del tramo
3117
3118
3119
3120
3121
3122
3123
3124
3125
3126
3127
3128
3129
3130
3131
3132
3133
3134
3135
3136
3137
3138
D6.3.2 Rigidizadores laterales y de estabilidad para sistema de techo con costaneras
Se puede usar un estabilizador torsional que impida la torsión en torno al eje longitudinal de un miembro en
combinación con restricciones que impidan el desplazamiento lateral del ala superior en el eje del marco en
lugar de los requerimientos de la Sección D6.3.1. Un estabilizador torsional debe impedir la rotación torsional
de la sección en una ubicación específica a lo largo del tramo del miembro. Los estabilizadores se deben
conectar en o cerca de ambas alas en secciones abiertas ordinarias incluyendo secciones C y Z. Tanto la
efectividad de los estabilizadores que impiden la rotación torsional de la sección como la resistencia requerida
de las restricciones laterales en el eje de un marco, se deben determinar mediante un análisis teórico o
ensayos. El desplazamiento lateral del ala superior de la sección C o Z en el eje de un marco se debe limitar a
d/(20) para ASD calculado a nivel de la carga nominal o d/20 para LRFD calculado a nivel de las cargas
mayoradas, donde d es la altura de la sección C o Z,  es el factor de seguridad para ASD y  es el factor de
resistencia para LRFD.
El desplazamiento lateral entre ejes del marco, calculado a nivel de las cargas nominales, debe ser menor que
L/180, donde L es la luz del miembro. Si se tienen pares de costaneras adyacentes que se restringen
mutuamente a la torsión, no se requiere conectar estabilizadores que impidan la torsión.
donde
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85
PROYECTO DE NORMA EN CONSULTA PUBLICA – prNCh427/2
3139
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3141
3142
3143
3144
3145
3146
3147
3148
3149
3150
3151
3152
3153
3154
3155
3156
3157
3158
3159
3160
3161
3162
3163
3164
3165
3166
3167
3168
3169
3170
3171
3172
3173
3174
3175
3176
3177
 = 2,00 (ASD)
 = 0,75 (LRFD)
E. CONEXIONES Y UNIONES
E1 Disposiciones generales
Las Conexiones se deben diseñar para transmitir la resistencia requerida que actúa en los miembros
conectados considerando la excentricidad cuando corresponda.
E2 Conexiones soldadas
Los siguientes criterios de diseño se deben aplicar a conexiones soldadas usadas en miembros estructurales de
acero conformado en frío en los cuales el espesor de la parte conectada más delgada sea 4.76 mm (3/16”) o
menos. El diseño de conexiones soldadas en las cuales el espesor de la parte más delgada conectada sea mayor
a 4.76 mm (3/16”), se debe ejecutar de acuerdo con ANSI/AISC-360.
Las soldaduras al arco en las cuales al menos una de las partes conectadas tenga un espesor de 4,76 mm
(3/16”) o menos, se deben ejecutar de acuerdo con AWS D1.3. Los soldadores y los procedimientos de
soldadura se deben calificar tal como se especifica en AWS D1.3. Estas disposiciones se aplican a las
posiciones de soldadura incluidas en Tabla E2-1.
Las soldaduras por resistencia se deben ejecutar en conformidad con los procedimientos dados en AWS C.1.1
o AWS C.1.3. Para sistemas de diafragma, se debe aplicar la Sección D5.
Tabla E2-1 Tipo de Soldaduras
Tipo de Soldadura
Cuadrada
Soldadura
Soldadura Soldadura
Conexión
Ranura
de punto
de costura
de filete,
Soldadura a
traslape o
Tope
tipo T
P
P
P
Plancha a
H
H
H
Plancha
V
V
SC
SC
P
P
P
Plancha a
H
elemento de
V
soporte
SC
(Plano: P, H=Horizontal, V=Vertical, SC=Sobre Cabeza)
Soldadura
Abocinada
Soldadura
Abocinada
en V
P
H
V
SC
P
H
V
SC
P
H
V
SC
-
E2.1 Soldaduras a tope
La resistencia nominal, Pn, de una soldadura a tope, soldada desde uno o ambos lados, se debe determinar de
acuerdo con (a) o (b), según corresponda. Para determinar la resistencia admisible o la resistencia de diseño,
se deben usar los correspondientes factores de seguridad o factores de resistencia de acuerdo al método de
diseño aplicable según las Secciones A4 o A5.
(a) Para tracción o compresión normal al área efectiva, la resistencia nominal, Pn, se debe calcular de
acuerdo con Ec. E2.1-1:
Pn =Lte Fy
Vencimiento consulta pública: 2018.10.13
(Ec. E2.1-1)
86
PROYECTO DE NORMA EN CONSULTA PUBLICA – prNCh427/2
Ω=1,70 (ASD)
ϕ=0,90 (LRFD)
3178
3179
3180
3181
(b) Para corte en el área efectiva, la resistencia nominal, Pn, debe ser el menor valor calculado de acuerdo
con Ecuaciones E.2.1-2 y E.2.1-3
Pn =Lte 0,6Fxx
Ω=1,90 (ASD)
ϕ=0,80 (LRFD)
(Ec. E2.1-2)
Pn =Lte Fy/√3
Ω=1,90 (ASD)
ϕ=0,80 (LRFD)
(Ec. E2.1-3)
3182
3183
3184
3185
donde
Pn
L
te
Fy
Fxx
3186
3187
3188
3189
3190
3191
3192
3193
3194
3195
3196
3197
3198
3199
3200
3201
3202
3203
=
=
=
=
=
Resistencia nominal de la soldadura a tope
Longitud de la soldadura
Dimensión de la garganta efectiva de la soldadura a tope
Tensión de fluencia del acero base de menor resistencia
Resistencia a la tracción del electrodo
E2.2 Soldadura de punto
Donde lo permita esta Norma se debe usar soldadura de punto, para planchas de acero soldadas a miembros
soportantes más gruesos o plancha a plancha en la posición plana. No se debe realizar soldadura de punto
(soldaduras de charco) si la plancha de acero más delgada supera 3,81 mm (0,15”) de espesor, ni a través de
una combinación de planchas de acero cuyo espesor total sea superior a 3,81 mm (0,15”).
Si el espesor de la plancha es menor que 0,711 mm (0,028”) se deben usar golillas o arandelas para soldadura,
tal como se muestra en Figuras E2.2-1 y E2.2-2. Las golillas para soldaduras deben tener un espesor entre
1,27 mm (0,05”) y 2,03 mm (0,08”) con un agujero pre-perforado con un diámetro mínimo de 9,53 mm (3/8”).
Las soldaduras de plancha a plancha no requieren golillas para soldaduras.
Las soldaduras de punto se deben especificar por un diámetro efectivo mínimo del área fundida, d e. El
diámetro efectivo mínimo admisible debe ser de 9,53 mm (3/8”).
Figura E2.2-1 Golilla para soldadura típica
Vencimiento consulta pública: 2018.10.13
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3210
3211
3212
3213
Figura E2.2-2 Soldadura de punto utilizando golilla
E2.2.1 Distancia mínima al borde
La distancia desde el eje de una soldadura de punto hasta el borde del miembro conectado no debe ser inferior
a 1,5d. En ningún caso, la distancia libre entre las soldaduras y el borde del miembro debe ser inferior a 1,0d,
donde d es el diámetro visible de la superficie exterior de la soldadura de punto. Ver Figuras E2.2.1-1 y
E2.2.1-2 para más detalles.
3214
3215
3216
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3221
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3226
3227
3228
Figura E2.2.1-1 Distancia al borde para soldaduras de punto– plancha simple
Figura E.2.2.1-2 Distancia al borde para soldaduras de punto–plancha doble
E2.2.2 Corte
E2.2.2.1 Resistencia al Corte para plancha(s) soldada(s) a un miembro soportante de mayor espesor
La resistencia nominal al corte, Pn, de cada soldadura de punto al arco entre la plancha o planchas y un
miembro soportante de mayor espesor, se debe determinar usando el menor valor entre (a) o (b). Para
determinar la resistencia admisible o la resistencia de diseño, se deben usar los correspondientes factores de
seguridad o factores de resistencia de acuerdo al método de diseño aplicable según las Secciones A4 o A5.
(a)
Vencimiento consulta pública: 2018.10.13
πd2e
Pn =
0,75Fxx
4
Ω=2,55 (ASD)
ϕ=0,60 (LRFD)
(Ec. E2.2.2.1-1)
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PROYECTO DE NORMA EN CONSULTA PUBLICA – prNCh427/2
3229
Para (da /t) ≤ 0,815√E/Fu
Para 0,815√E/Fu < (da /t) < 1,397√E/Fu
(b)
Para (da /t) ≥ 1,397√E/Fu
3230
3231
3232
Pn =2,20tda Fu
Ω=2,20 (ASD)
ϕ=0,70 (LRFD)
√E/Fu
Pn =0,280 [1+5,59
] tda Fu
da /t
Ω=2,80 (ASD)
ϕ=0,55 (LRFD)
Pn =1,40tda Fu
Ω=3,05 (ASD)
ϕ=0,50 (LRFD)
(Ec. E2.2.2.1-2)
(Ec. E2.2.2.1-3)
(Ec. E2.2.2.1-4)
donde
Pn
de
=
=
Resistencia nominal al corte de la soldadura de punto
Diámetro efectivo del área fundida en el plano de transferencia máxima de corte
3233
de =0,7d-1,5t ≤ 0,55d
3234
3235
3236
(Ec. E2.2.2.1-5)
donde
d
t
=
=
Fxx
da
=
=
E
Fu
=
=
Diámetro visible de la superficie exterior de la soldadura de punto
Espesor total combinado del acero base de las planchas (sin incluir recubrimientos) que participan
en la transferencia de corte por encima del plano de máxima transferencia de corte
Resistencia a la tracción del electrodo
Diámetro promedio de la soldadura de punto en la mitad del espesor t donde da = (d - t) para una
plancha simple o múltiples planchas con no más de cuatro planchas traslapadas sobre un miembro
soportante. Ver Figuras E2.2.2.1-1 y E2.2.2.1-2 para las definiciones de diámetro
Módulo de elasticidad del acero
Resistencia a la tracción determinada de acuerdo con las Secciones A2.1, A2.2 o A2.3.2
3237
3238
3239
3240
3241
Figura E2.2.2.1-1 Soldadura de punto – Espesor simple de plancha
Vencimiento consulta pública: 2018.10.13
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PROYECTO DE NORMA EN CONSULTA PUBLICA – prNCh427/2
3242
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3248
3249
3250
3251
Figura E2.2.2.1-2 Soldadura de punto – Espesor doble de plancha
E2.2.2.2 Resistencia nominal al corte para conexiones de plancha a plancha
La resistencia nominal al corte para cada soldadura entre dos planchas de igual espesor se debe determinar de
acuerdo con Ec. E2.2.2.2-1. Para determinar la resistencia admisible o la resistencia de diseño se debe usar el
factor de seguridad o el factor de resistencia de esta sección de acuerdo con el método de diseño aplicable
según las Secciones A4 o A5.
Pn =1,65tda Fu
Ω=2,20 (ASD)
ϕ=0,70 (LRFD)
3252
3253
3254
(Ec. E2.2.2.2-1)
donde:
Pn
t
da
=
=
=
d
de
=
=
Resistencia nominal al corte de la conexión plancha a plancha
Espesor del acero base de plancha soldada simple (sin incluir recubrimientos)
(d - t). Diámetro promedio de soldadura de punto al arco en la mitad del espesor de t. Ver Figura
E2.2.2.2-1 para las definiciones de diámetros
Diámetro visible de la superficie exterior de la soldadura de punto al arco
Diámetro efectivo del área fundida en el plano de máxima transferencia de corte
3255
de =0,7d-1,5t ≤ 0,55d
(Ec. E2.2.2.2-2)
3256
Fu
3257
3258
3259
3260
3261
3262
3263
3264
3265
3266
3267
=
Resistencia a la tracción de la plancha, determinada de acuerdo con las Secciones A2.1 o A.2.2
Además, se deben aplicar los límites siguientes:
(a) Fu ≤ 407 MPa o 4150 kg/cm2 (59 ksi)
(b) Fxx > Fu, y
(c) 0,71 mm (0,028in) ≤ t ≤ 1,61 mm (0,0635 in)
Ver sección E2.2.2.1 para definición de Fxx.
Figura E2.2.2.2-1 Soldadura de punto al arco – Plancha a Plancha
Vencimiento consulta pública: 2018.10.13
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3275
3276
E2.2.3 Tracción
La resistencia nominal a la tracción, Pn, de cada soldadura de punto al arco cargada concéntricamente
conectando plancha(s) y miembro soportante se debe calcular como el menor de los valores de Ecuación
E2.2.3-1 o E2.2.3-2, como sigue. Para determinar la resistencia admisible o la resistencia de diseño se debe
usar el factor de seguridad o el factor de resistencia de esta sección de acuerdo con el método de diseño
aplicable según las Secciones A4 o A5.
πd2e
F
4 xx
Pn =0,8(Fu /Fy)2 tda Fu
Pn =
3277
3278
3279
3280
3281
3282
3283
3284
3285
3286
3287
3288
3289
3290
3291
3292
3293
3294
3295
3296
3297
3298
3299
3300
3301
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3313
3314
3315
3316
3317
(Ec. E2.2.3-1)
(Ec. E2.2.3-2)
Para aplicaciones de panel y cubierta:
Ω=2,50 (ASD)
ϕ=0,60 (LRFD)
Para otras aplicaciones:
Ω=3,00 (ASD)
ϕ=0,50 (LRFD)
Se deben aplicar los límites siguientes:
(a) Fu ≤ 565 MPa o 5770 kg/cm2 (82 ksi) (de planchas conectadas)
(b) Fxx > Fu
(c) tdaFu ≤ 13,3 kN o 1360 kg (3 kips)
(d) Fxx ≥ 410 MPa o 4220 kg/cm2 (60 ksi)
Ver la Sección E2.2.2.1 para las definiciones de variables.
Para soldaduras de punto al arco con carga excéntrica sometida a tracción, la resistencia nominal a la tracción
se debe tomar como el 50 por ciento del valor anterior.
Para las conexiones con múltiples planchas, la resistencia se debe determinar usando la suma de los espesores
de plancha como se indica en Ec. E2.2.3-2.
En la conexión de traslape lateral dentro de un sistema de cubiertas, la resistencia nominal a la tracción de la
conexión de soldadura debe ser el 70 por ciento de los valores anteriores.
Si mediante mediciones se puede demostrar que un cierto procedimiento de soldadura entrega de manera
consistente un diámetro efectivo mayor, de, o un diámetro promedio, da, donde sea aplicable, se puede usar
este diámetro mayor si se sigue dicho procedimiento particular de soldadura usado para generar estas uniones.
E2.2.4 Corte y Tracción combinados en una soldadura de punto al arco
Para conexiones de soldaduras de punto al arco sujetas a una combinación de corte y tracción, se debe aplicar
la Sección E2.2.4.1 o Sección E2.2.4.2. Además, se deben cumplir las limitaciones siguientes:
(a) Fu ≤ 724 MPa o 7380 kg/cm2 (105 ksi)
(b) Fxx > 414 MPa o 4220 kg/cm2 (60 ksi)
(c) tdaFu ≤ 13,3 kN o 1360 kg (3 kips)
Vencimiento consulta pública: 2018.10.13
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PROYECTO DE NORMA EN CONSULTA PUBLICA – prNCh427/2
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(d) Fu/ Fy ≥1,02
(e) 11,9 mm (0,47 in) ≤ d ≤ 25,9 mm (1,02 in)
Ver sección E2.2.2.1 para definición de variables.
E2.2.4.1 Método ASD
Para conexiones de soldaduras de punto al arco sujetas a una combinación de fuerzas de corte y tracción, se
deben cumplir los siguientes requisitos para ASD:
Ωt T 1,5
) ≤
Pnt
Ω T 1,5
Si (
Si ( Pt )
=
=
=
=
=
=
Factor de seguridad correspondiente para Pnt dado por la Sección E2.2.3
Resistencia requerida a la tracción para cada conector
Resistencia nominal a la tracción como fue dada en la sección E2.2.3
Factor de seguridad correspondiente para Pns dada por la Sección E2.2.2
Resistencia requerida al corte para cada conector
Resistencia nominal al corte como fue dada en la sección E2.2.2
Para conexiones de soldaduras de punto al arco sujetas a una combinación de fuerzas de corte y tracción, se
deben cumplir los siguientes requisitos para LRFD:
Tu 1,5
) ≤
ϕt Pnt
T
1,5
Si (ϕ Pu )
t nt
0,15
> 0,15
No se requiere verificación de interacción
Q
( u )
ϕs Pns
1,5
Tu 1,5
+(
) ≤1
ϕt Pnt
(Ec. E2.2.4.2-1)
donde:
Tu
ϕt
Pnt
Pns
Qu
ϕs
3340
3341
3342
3343
3344
3345
3346
3347
3348
(Ec. E2.2.4.1-1)
E2.2.4.2 Método LRFD
Si (
3337
3338
3339
ΩS Q 1,5 Ωt T 1,5
(
) +(
) ≤1
Pns
Pnt
donde:
Ωt
T
Pnt
Ωs
Q
Pns
3331
3332
3333
3334
3335
3336
No se requiere verificación de interacción
> 0,15
nt
3328
3329
3330
0,15
=
=
=
=
=
=
Resistencia requerida a la tracción para cada conector
Factor de resistencia correspondiente a Pnt como fue dado en la Sección E2.2.3
Resistencia nominal a la tracción como fue dada en la sección E2.2.3
Resistencia nominal al corte como fue dada en la sección E2.2.2
Resistencia requerida al corte para cada conector
Factor de resistencia correspondiente a Pns dada en la Sección E2.2.2
E2.3 Soldadura de costura al arco
Las soldaduras de costura al arco incluidas por esta norma se deben aplicar únicamente a las siguientes
uniones:
a) Plancha a un miembro soportante de mayor espesor en la posición plana (Ver Figura E2.3-1), y
b) Plancha a plancha en posición horizontal o plana.
Vencimiento consulta pública: 2018.10.13
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3370
Figura E2.3-1 Soldadura de costura al arco – Plancha a miembro soportante en posición plana
E2.3.1 Distancia mínima al borde
La distancia desde el eje de una soldadura de costura al arco hasta el borde del miembro conectado no debe ser
inferior a 1,5d. En ningún caso, la distancia libre entre las soldaduras y el borde del miembro debe ser inferior
a 1,0d, donde d es el ancho visible de la soldadura de costura al arco. Ver Figura E2.3.1-1 para más detalles.
Figura E2.3.1-1 Distancia al Borde para Soldaduras de costura al arco
E2.3.2 Corte
E2.3.2.1 Resistencia al corte para plancha(s) soldada(s) a un miembro soportante de mayor espesor
La resistencia nominal al corte, Pn, de las soldaduras de costura al arco se debe determinar mediante el uso del
menor valor entre Ec. E2.3.2.1-1 o Ec. E2.3.2.1-2. Para determinar la resistencia admisible o la resistencia de
diseño se debe usar el factor de seguridad o el factor de resistencia de esta sección de acuerdo con el método
de diseño aplicable según las Secciones A4 o A5.
Pn = (
πd2e
-Lde ) 0,75Fxx
4
Pn = 2,5tFu (0,25L+0,96da )
Ω = 2,55 (ASD)
ϕ = 0,60 (LRFD)
3371
3372
3373
(Ec. E2.3.2.1-1)
(Ec. E2.3.2.1-2)
donde
Pn
de
=
=
Resistencia nominal al corte de la soldadura de costura al arco
Ancho efectivo de soldadura de costura al arco en superficies fundidas
3374
Vencimiento consulta pública: 2018.10.13
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PROYECTO DE NORMA EN CONSULTA PUBLICA – prNCh427/2
de = 0,7d - 1,5t
3375
3376
3377
(Ec. E2.3.2.1-3)
donde
d
L
=
=
da
=
Ancho visible de soldadura de costura al arco
Longitud de soldadura de costura sin incluir extremos circulares (para efectos de cálculo, L no
deberá exceder 3d)
Ancho promedio de Soldadura de costura al arco
3378
da = d - t
3379
3380
3381
3382
3383
3384
3385
3386
3387
3388
Fu, Fxx, y t son valores tal como se define en la sección E2.2.2.1.
E2.3.2.2 Resistencia al corte para conexiones Plancha a Plancha
La resistencia nominal al corte para cada soldadura entre dos planchas de igual espesor se debe determinar de
acuerdo con Ec. E2.3.2.2-1. Para determinar la resistencia admisible o la resistencia de diseño se debe usar el
factor de seguridad o el factor de resistencia de esta sección de acuerdo con el método de diseño aplicable
según las Secciones A4 o A5.
Pn = 1,65tda Fu
Ω = 2,20 (ASD)
ϕ = 0,70 (LRFD)
3389
3390
3391
3392
3393
3394
3395
3396
3397
3398
3399
3400
3401
3402
3403
(Ec. E2.3.2.1-4)
(Ec. E2.3.2.2-1)
donde
Pn
da
=
=
d
t
Fu
=
=
=
Resistencia nominal al corte de conexiones plancha a plancha
(d-t). Ancho promedio de soldadura de costura al arco en la mitad del espesor t. Ver Figura
E2.3.2.2-1 para definiciones de ancho
Ancho visible de la superficie exterior de la soldadura de costura al arco
Espesor de acero Base (sin incluir recubrimientos) de plancha soldada simple
Resistencia a la tracción de la plancha como se determina de acuerdo con la Sección A2.1 o A2.2
Además, se debe aplicar los límites siguientes:
(a) Fu ≤ 407 MPa o 4150 kg/cm2 (50 ksi)
(b) Fxx > Fu
(c) (0,028”) 0,711mm ≤ t ≤ 1,61 mm (0,0635”)
Figura E2.3.2.2-1 Soldadura de costura al arco – Plancha a plancha
E2.4.1 Resistencia al corte de soldadura de costura en borde superior de elementos traslapados
Vencimiento consulta pública: 2018.10.13
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3413
3414
La resistencia nominal al corte para la carga longitudinal de soldadura de costura en borde superior de
elementos traslapados se debe determinar de acuerdo con Ecuación. E2.4.1-1. Se deben aplicar los siguientes
límites:
(a)
(b)
(c)
(d)
hst ≤ 31,8 mm (1,5”)
Fxx ≥ 414 MPa (60 ksi)
(0,028”) 0,711mm ≤ t ≤ 1,63 mm (0,064”)
(1,0”) 25,4 mm ≤ Lw ≤ 63,5 mm (2,5”)
donde
hst
Fxx
Lw
t
=
=
=
=
Altura nominal de la costura. Ver Figura E2.4.1-1
Resistencia a la tracción del electrodo
Longitud de soldadura de costura en borde superior de elementos traslapados
Espesor de acero base (sin incluir recubrimientos) de la plancha conectada más delgada
3415
Pn = [4,0 (
3416
3417
3418
3419
3420
3421
3422
3423
3424
3425
3426
3427
3428
3429
3430
3431
3432
3433
3434
3435
Fu
) -1,52] (t/Lw)0,33 LwtFu
Fsy
Ω=2,60 (ASD)
ϕ=0,60 (LRFD)
(Ec. E2.4.1-1)
donde
Pn
Fu
=
=
Fsy
=
Resistencia nominal al corte de soldadura de en borde superior de elementos traslapados
Resistencia a la tracción mínima especificada de planchas conectadas determinada de acuerdo
con la Sección A2.3.1 o A2.3.2
Tensión de fluencia mínima especificada de planchas conectadas determinada de acuerdo con la
Sección A2.3.1 o A2.3.2
La distancia mínima al extremo y la separación de soldadura deben cumplir los requisitos de rotura de corte de
la sección E6.
Las conexiones de soldaduras de costura en borde superior de elementos traslapados se deben efectuar como
sigue:
1) Elementos verticales, ya sea en juntas de elementos verticales y doblez de superposición o juntas de
elementos verticales que se ajustan perfectamente, y
2) En juntas con un doblez de superposición, el doblez se monta sobre el elemento vertical y el largo de la
junta debe ser mayor que la longitud de la soldadura especificada, Lw.
Se permiten agujeros o aberturas en el doblez en uno o ambos extremos de la soldadura.
(a) Junta de elemento vertical y doblez de superposición
Vencimiento consulta pública: 2018.10.13
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PROYECTO DE NORMA EN CONSULTA PUBLICA – prNCh427/2
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3447
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3450
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3452
3453
3454
3455
3456
(b) Junta de elementos verticales espalda a espalda
Figura E2.4.1-1 Soldadura de costura en borde superior de elementos traslapados
E2.5 Soldaduras de filete
Las soldaduras de filete cubiertas por esta norma se deben aplicar a las juntas soldadas en cualquier posición,
ya sea:
(a) Plancha a plancha, o
(b) Plancha a miembro de acero de espesor mayor.
La resistencia nominal al corte, Pn, de una soldadura de filete debe ser la menor entre Pn1 y Pn2 como se
determina de acuerdo con esta sección. Para determinar la resistencia admisible o la resistencia de diseño se
debe usar el factor de seguridad o el factor de resistencia de esta sección de acuerdo con el método de diseño
aplicable según las Secciones A4 o A5.
(1) Para carga longitudinal:
Para L/t < 25
0,01L
) Lt1 Fu1
t1
0,01L
Pn2 = (1) Lt2 Fu2
t2
Ω = 2,55 (ASD)
ϕ = 0,60 (LRFD)
Pn1 = (1-
(Ec. E2.5-1)
(Ec. E2.5-2)
3457
Para L/t ≥ 25
3458
3459
3460
3461
3462
3463
Pn1 =0,75t1 LFu1
Pn2 =0,75t2 LFu2
Ω=3,05 (ASD)
ϕ=0,50 (LRFD)
(Ec. E2.5-3)
(Ec. E2.5-4)
Pn1 =t1 LFu1
Pn2 =t2 LFu2
Ω=2,35 (ASD)
ϕ=0,65 (LRFD)
(Ec. E2.5-5)
(Ec. E2.5-6)
(2) Para carga transversal:
donde
t1, t2
t
=
=
Espesores de partes conectadas, como se muestra en las Figuras E2.5-1 y E2.5-2
Menor valor entre t1 y t2
Vencimiento consulta pública: 2018.10.13
96
PROYECTO DE NORMA EN CONSULTA PUBLICA – prNCh427/2
Fu1,
Fu2
Pn1,
Pn2
3464
3465
3466
3467
Resistencia a la tracción de las partes conectadas que corresponde a espesores t1 y t2
Resistencia nominal al corte correspondiente a espesores conectados t1 y t2
Además, para t > 2,54 mm (0,10 in), la resistencia nominal determinada de acuerdo con (1) y (2) no debe
exceder los siguientes valores de Pn:
Pn =0,75twLFxx
Ω=2,55 (ASD)
ϕ=0,60 (LRFD)
3468
3469
3470
donde
Pn
L
Fxx
tw
3471
3472
3473
3474
3475
3476
3477
3478
3479
3480
3481
3482
3483
3484
3485
3486
(Ec. E2.5-7)
=
=
=
=
Resistencia nominal de soldadura de filete
Longitud de soldadura de filete
Resistencia de tracción del electrodo
Garganta efectiva. 0.707w1 o 0.707w2, el que resulte menor entre los dos valores. Se permite una
mayor garganta efectiva si las mediciones muestran que los procedimientos de soldadura
utilizados constantemente producen un mayor valor de tw
donde
Figura E2.5-1 Soldadura de filete – Unión de traslape
Figura E2.5-2 Soldadura de filete – Unión en T
E2.6 Soldaduras de bisel abocinado
Las soldaduras de bisel abocinado cubiertas por esta norma se deben aplicar a juntas soldadas en una de las
siguientes posiciones: plancha a plancha para soldaduras de bisel abocinado en V, plancha a plancha para
soldaduras de bisel abocinado, o plancha a un miembro de acero de mayor espesor para soldaduras de bisel
abocinado.
Vencimiento consulta pública: 2018.10.13
97
PROYECTO DE NORMA EN CONSULTA PUBLICA – prNCh427/2
3487
3488
3489
3490
3491
3492
3493
3494
3495
3496
3497
3498
3499
3500
La resistencia nominal al corte, Pn, de una soldadura de bisel abocinado se debe determinar de acuerdo con
esta sección. Para determinar la resistencia admisible o la resistencia de diseño se deberá usar el factor de
seguridad o el factor de resistencia de esta sección de acuerdo con el método de diseño aplicable según las
Secciones A4 o A5.
Se permiten tamaños de garganta efectiva, tw, mayores que los determinados por Ec. E2.6-5 o Ec. E2.6-7,
según corresponda, siempre y cuando el fabricante pueda establecer, mediante calificación, la producción
consistente de tales dimensiones de garganta efectiva mayores. La calificación debe consistir en seccionar la
soldadura perpendicular a su eje, en la mitad de la longitud y en sus extremos terminales. Tal seccionamiento
se debe hacer en un número de combinaciones de tamaños de materiales representativos del rango a utilizar en
la fabricación.
a) Para soldaduras de bisel abocinadas, carga transversal (ver Figura E2.6-1)
Pn =0,833tLFu
Ω=2,55 (ASD)
ϕ=0,60 (LRFD)
3501
3502
3503
3504
3505
b) Para soldaduras de bisel abocinado, carga longitudinal (ver Figuras E2.6-2 y E2.6-3):
(1) Para t ≤ tw < 2t o si la altura del doblez h, es menor que el largo de soldadura, L:
Pn =0,75tLFu
Ω=2,80 (ASD)
ϕ=0,55 (LRFD)
3506
3507
3508
(Ec. E2.6-3)
c) Para t > 2.54 mm (0.10 in), la resistencia nominal determinada de acuerdo con (a) o (b) no debe exceder el
valor de Pn calculado de acuerdo con Ec. E2.6-4
Pn =0,75tWLFxx
Ω=2,55 (ASD)
ϕ=0,60 (LRFD)
3513
3514
3515
(Ec. E2.6-2)
(2) Para tw ≥ 2t con la altura del doblez h, igual o mayor que el largo de soldadura, L:
Pn =1,50tLFu
Ω=2,80 (ASD)
ϕ=0,55 (LRFD)
3509
3510
3511
3512
(Ec. E2.6-1)
(Ec. E2.6-4)
donde
Pn
t
L
Fu y
Fxx
h
Tw
=
=
=
=
Resistencia nominal de bisel abocinado
Espesor del miembro soldado como se muestra en Figuras E2.6-1 o E2.6-3
Longitud de soldadura
Valores definidos en la Sección E2.2.1
=
=
Altura del doblez
Garganta efectiva de soldadura de bisel abocinado determinada usando Ecuaciones E2.6-5 o E2.67
3516
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98
PROYECTO DE NORMA EN CONSULTA PUBLICA – prNCh427/2
3517
3518
3519
Figura E2.6-1 Soldadura de bisel abocinado
3520
3521
3522
Figura E2.6-2 Corte en una soldadura de bisel abocinado
3523
3524
3525
3526
3527
Figura E2.6-3 Corte en una soldadura de bisel abocinado en V
(i) Para una soldadura de bisel abocinado
w1
w2
tw= [w2 +twf -R+√2Rw1 -w21 ] ( ) -Rη ( )
wf
wf
3528
3529
3530
(Ec. E2.6-5)
donde
w1,
w2
twf
w1
R

=
Tamaños de soldadura (Ver Figura E2.6-4)
=
=
=
=
Garganta efectiva de soldadura de bisel abocinado que se deposita a ras con la superficie
R, determinada de acuerdo con Tabla E2.6-1 (ver Figura E2.6-4)
Radio de la superficie curva exterior
[1-cos(ángulo equivalente)] determinado de acuerdo con Tabla E2.6-1
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99
PROYECTO DE NORMA EN CONSULTA PUBLICA – prNCh427/2
wf
=
Ancho de la cara de la soldadura
3531
wf =√w21 +w22
3532
3533
3534
(Ec. E2.6-6)
Tabla E2.6-1 Soldadura de bisel abocinado
Proceso de Soldadura
SMAW, FCAW-S[1]
GMAW, FCAW- G[2]
SAW

0,274
0,073
0,274
Garganta Efectiva (twt)
5/16 R
5/8 R
5/16 R
3535
3536
3537
3538
3539
3540
3541
3542
3543
3544
3545
Figura E2.6-4 Soldadura de bisel abocinado
(ii) Para una soldadura de bisel abocinado en V
tw
d1 y
d2
twf
=
=
Menor entre (twf-d1) y (twf-d2)
sobrenivel de soldadura desde la condición a ras
=
R1 y
R2
=
Garganta efectiva de soldadura de bisel abocinado que se deposita a ras con la superficie (es decir
d1=d2=0), determinado de acuerdo con Tabla E2.6-2
Radio de curvatura de la superficie exterior como se ilustra en Figura E2.6-5
Tabla E2.6-2 Soldadura de bisel abocinado en V
Proceso de Soldadura
SMAW, FCAW-S[1]
GMAW, FCAW-G[2]
SAW
Nota: R es el menor entre R1 y R2
Garganta Efectiva twt
5/8 R
3/4 R
1/2 R
3546
Vencimiento consulta pública: 2018.10.13
100
PROYECTO DE NORMA EN CONSULTA PUBLICA – prNCh427/2
3547
3548
3549
3550
3551
3552
3553
3554
3555
3556
3557
3558
3559
3560
Figura E2.6-5 Soldadura de bisel abocinado en V
E2.7 Soldaduras por resistencia
La resistencia nominal al corte, Pn, de las soldaduras por resistencia (de punto) se debe determinar de
conformidad con esta sección. Para determinar la resistencia admisible o la resistencia de diseño se debe usar
el factor de seguridad o el factor de resistencia de esta sección de acuerdo con el método de diseño aplicable
según las Secciones A4 o A5.
Ω=2,35 (ASD)
ϕ=0,65 (LRFD)
Cuando t es en pulgadas y Pn es en kips:
Para 0,01 in ≤ t < 0,14 in
Para 0,14 in ≤ t < 0,18 in
3561
3562
3563
(Ec. E2.7-3)
(Ec. E2.7-4)
Pn =16000t1,47
Pn =7750t+875
(Ec. E2.7-5)
(Ec. E2.7-6)
donde
Pn
t
3570
3571
3572
3573
3574
3575
3576
3577
3578
3579
3580
3581
3582
3583
3584
3585
3586
3587
3588
3589
3590
3591
Pn =5,51t1,47
Pn =7,6t+8,57
Cuando t es en centímetros y Pn es en kg:
Para 0,025 cm ≤ t < 0,356 cm
Para 0,356 cm ≤ t < 0,457 cm
3567
3568
3569
(Ec. E2.7-1)
(Ec. E2.7-2)
Cuando t es en milímetros y Pn es en kN:
Para 0,25 mm ≤ t < 3,56 mm
Para 3,56 mm ≤ t < 4,57 mm
3564
3565
3566
Pn =144t1,47
Pn =43,4t+1,93
=
=
Resistencia nominal de soldadura de resistencia
Espesor de la plancha exterior más delgada
E3 Conexiones Apernadas
Los siguientes criterios de diseño se deben aplicar a conexiones apernadas usadas para miembros estructurales
de acero conformados en frío en las cuales el espesor de la parte conectada más delgada es menor que 4,76
mm (3/16”). Las conexiones apernadas en las cuales el espesor de la parte conectada más delgada es igual o
mayor que 4,76 mm (3/16”) se deben diseñar de acuerdo con ANSI/AISC-360.
Los pernos, tuercas y golillas que cumplan con alguna de las siguientes especificaciones se deben aprobar para
ser usados bajo la presente norma:
NCh207 Aceros laminados en barra para remaches estructurales
ASTM A194/A194M, Carbon and Alloy Steel Nuts for Bolts for High-Pressure and High Temperature
Service
ASTM A307 (Type A), Carbon Steel Bolts and Studs, 60.000 PSI Tensile Strength
ASTM A325, Structural Bolts, Steel, Heat Treated, 120/105 ksi Minimum Tensile Strength
ASTM A325M, High Strength Bolts for Structural Steel Joints [Metric]
ASTM A354 (Grade BD), Quenched and Tempered Alloy Steel Bolts, Studs, and Other Externally Threaded
Fasteners (for diameter of bolt smaller than 1/2”)
ASTM A449, Quenched and Tempered Steel Bolts and Studs (for diameter of bolt smaller than 1/2”)
ASTM A490, Heat-Treated Steel Structural Bolts, 150 Ksi Minimum Tensile Strength
ASTM A490M, High Strength Steel Bolts, Classes 10.9 and 10.9.3, for Structural Stell Joints [Metric]
Vencimiento consulta pública: 2018.10.13
101
PROYECTO DE NORMA EN CONSULTA PUBLICA – prNCh427/2
3592
3593
3594
3595
3596
3597
3598
3599
3600
3601
3602
3603
3604
3605
3606
3607
3608
3609
3610
3611
ASTM A563, Carbon and Alloy Steel Nuts
ASTM A563M, Carbon and Alloy Steel Nuts [Metric]
ASTM F436, Hardened Steel Washers
ASTM F436M, Hardened Steel Washers [Metric]
ASTM F844, Washers, Steel, Plain (Flat), Unhardened for General Use
ASTM F959, Compressible Washer-Type Direct Tension Indicators for Use with Structural Fasteners
ASTM F959 M, Compressible Washer-Type Direct Tension Indicators for Use with Structural Fasteners
[Metric]
Cuando se utilicen pernos, tuercas y golillas distintas a las indicadas en estas normas, los planos deben indicar
claramente el tipo y tamaño de los conectores a ser empleados y la resistencia nominal asumida en el diseño.
Los pernos se deben instalar y tensar de forma de alcanzar un comportamiento satisfactorio de la conexión.
Las dimensiones de las perforaciones de los pernos no deben ser mayores que las especificadas en Tabla E3,
con excepción de placas base de columnas o sistemas estructurales conectados a muros de hormigón en los
cuales se puede usar perforaciones mayores.
Tabla E3 Tamaño Máximo de perforaciones en milímetros
Diámetro
nominal del
perno, d
Diámetro de
perforación
estándar, dh
Diámetro de
perforación
holgada, dh
Dimensiones de Dimensiones
perforación
de perforación
ovalada corta
ovalada larga
< 12,7
d + 0,8
d + 1,6
(d+0,8)x(d+6,4) (d+0,8) x 2,5d
Dimensiones
de perforación
ovalada corta
alternativa
14,3 x 22,2
 12,7
3612
3613
3614
3615
d + 3,2
(d+1,6)x(d+6,4) (d+1,6) x 2,5d
Nota: * La perforación de tipo ovalada corta alternativa solo se aplica para d=12,7 mm
Tabla E3 Tamaño Máximo de perforaciones en pulgadas
Diámetro
nominal del
perno, d
3616
3617
3618
3619
3620
3621
3622
3623
3624
3625
3626
3627
d + 1,6
Diámetro de
perforación
estándar, dh
Diámetro de
perforación
holgada, dh
Dimensiones de
Dimensiones Dimensiones
perforación ovalada de perforación de perforación
corta
ovalada larga ovalada corta
alternativa
(d+1/32) x
<½
d + 1/32
d + 1/16
(d+1/32)x(d+1/4)
(2 ½ d)
9/16 x 7/8
(d+1/16) x
d + 1/16
d + 1/8
(d+1/16)x(d+1/4)
½
(2 ½ d)
Nota: * La perforación de tipo ovalada corta alternativa solo se aplica para d= 1/2".
La distancia entre los ejes de conectores no debe ser menor a 3d. Además, la distancia mínima entre ejes de
perforaciones debe considerar suficiente holgura para las cabezas de pernos, tuercas, golillas y llave de torque.
Para perforaciones ovaladas y holgadas, la distancia libre entre los bordes de dos perforaciones adyacentes no
debe ser menor a 2d.
E3.2 Distancias a borde y extremos mínimas
La distancia desde el eje de cualquier perforación al borde o extremo en cualquier zona no debe ser menor que
1,5d. Para perforaciones ovaladas y holgadas, la distancia entre el borde de la perforación y el borde o
extremo de un miembro no debe ser menor a d.
Vencimiento consulta pública: 2018.10.13
102
PROYECTO DE NORMA EN CONSULTA PUBLICA – prNCh427/2
3628
3629
3630
3631
3632
3633
3634
3635
3636
3637
3638
3639
3640
3641
3642
E3.3 Aplastamiento
La resistencia disponible al aplastamiento de las conexiones apernadas se debe determinar de acuerdo con las
Secciones E3.3.1 y E.3.3.2. Para otras condiciones, la resistencia disponible al aplastamiento de las
conexiones apernadas se debe determinar mediante ensayos.
E3.3.1 Resistencia al aplastamiento sin considerar la deformación de la perforación del perno
Cuando la deformación que se produce alrededor de las perforaciones del perno no es una consideración de
diseño, la resistencia nominal al aplastamiento, Pn, de la plancha conectada para cada perno solicitado se debe
determinar de acuerdo a Ec. E3.3.1-1. Para determinar la resistencia admisible o la resistencia de diseño se
deben usar el factor de seguridad y el factor de resistencia de esta sección de acuerdo con el método de diseño
aplicable según la sección A4 o A5.
Pn =Cmf dtFu
3643
3644
3645
donde


C
mf
=
=
=
=
d
t
Fu
=
=
=
2,50 (ASD)
0,60 (LRFD)
Factor de aplastamiento, determinado de acuerdo a la Tabla E3.3.1-1
Factor de modificación para el tipo de conexión de aplastamiento, el cual se determinará según la
Tabla E3.3.1-2
Diámetro nominal del perno
Espesor de la plancha sin recubrimiento
Resistencia a la tracción de la plancha definida en la Sección A2.1 o A2.2
3646
3647
3648
Tabla E3.3.1-1 Factor de aplastamiento, C
Conexiones con Perforaciones
estándar
Espesor de la parte
conectada t
0,61 mm ≤ t < 4,76 mm
(0,024”≤ t < 0,1875” )
3649
3650
3651
3652
3653
(Ec. E3.3.1-1)
Razón de
diámetro del
conector
respecto del
espesor del
elemento d/t
d/t <10
10 ≤ d/t ≤ 22
d/t > 22
C
3
4-0,1(d/t)
1,8
Conexiones con Perforaciones
holgadas u ovaladas cortas
Razón de
diámetro del
conector
respecto del
espesor del
elemento d/t
d/t < 7
7 ≤ d/t ≤ 18
d/t > 18
C
3
1+14/(d/t)
1,8
Nota: Se permite considerar como perforaciones estándar las perforaciones holgadas u ovaladas cortas ubicadas en las pestañas de
perfiles Z anidados, tal como se define en la Sección E3.
Tabla E3.3.1-2 Factor de modificación, mf, para el tipo de conexión de aplastamiento
Tipo de conexión de aplastamiento
Cizalle simple y cizalle doble con planchas exteriores usando perforaciones
estándar con golillas bajo la cabeza del perno y bajo tuerca
Cizalle simple y cizalle doble con planchas exteriores usando perforaciones
estándar sin golillas bajo la cabeza del perno y bajo tuerca, o solo con una golilla
Vencimiento consulta pública: 2018.10.13
mf
1,00
0,75
103
PROYECTO DE NORMA EN CONSULTA PUBLICA – prNCh427/2
Cizalle simple y cizalle doble con planchas exteriores usando perforaciones
holgadas u ovaladas cortas, paralelas a la carga aplicada, sin golillas bajo la
cabeza del perno y bajo tuerca, o solo con una golilla.
Cizalle simple y cizalle doble con planchas exteriores usando perforaciones
holgadas u ovaladas cortas, perpendiculares a la carga aplicada, sin golillas bajo
la cabeza del perno y bajo tuerca, o solo con una golilla.
Plancha interior en una conexión de cizalle doble con o sin golillas usando
perforaciones estándar
Plancha interior en una conexión de cizalle doble con o sin golillas usando
perforaciones holgadas u ovaladas cortas, paralelas a la carga aplicada
Plancha interior en una conexión de cizalle doble con o sin golillas usando
perforaciones ovaladas cortas, perpendiculares a la carga aplicada
3654
3655
3656
3657
3658
3659
3660
3661
3662
3663
3664
3665
1,10
0,90
Cuando la deformación alrededor de la perforación del perno es una consideración de diseño, la resistencia
nominal al aplastamiento, Pn, se debe calcular de acuerdo con Ec. E3.3.2-1. Para determinar la resistencia
admisible o la resistencia de diseño se deben usar el factor de seguridad y el factor de resistencia de esta
sección de acuerdo con el método de diseño aplicable según la sección A4 o A5. Además, la resistencia
disponible no debe ser mayor que la resistencia disponible obtenida según la Sección E3.3.1.
(Ec. E3.3.2-1)
donde
=
=
=
=
=
=
2,22 (ASD)
0,65 (LRFD)
Coeficiente de conversión de unidades
1 para unidades norteamericanas (con t en pulgadas)
0,0394 para unidades SI (con t en mm)
0,394 para unidades MKS (con t en cm)
Ver Sección E3.3.1 para definiciones de otras variables.
E3.4 Corte y Tracción en Pernos
La resistencia nominal del perno, Pn, resultante del corte, tracción o una combinación de corte y tracción se
debe calcular de acuerdo con esta sección. El factor de seguridad y el factor de resistencia correspondiente
entregado en Tabla E3.4-1 se debe usar para determinar las resistencias de diseño de acuerdo con el método
aplicable en la Sección A4 o A5.
Pn = AbFn
3679
3680
3681
1,33
E3.3.2 Resistencia al aplastamiento considerando deformación de la perforación del perno



3669
3670
3671
3672
3673
3674
3675
3676
3677
3678
0,55
Nota: Se puede considerar como perforación estándar las perforaciones holgadas u ovaladas cortas ubicadas en las pestañas de perfiles
Z anidados.
Pn =(4,64αt+1,53)dtFu
3666
3667
3668
0,70
(Ec. E3.4-1)
donde


Ab
Fn
=
=
=
=
2,22 (ASD)
0,65 (LRFD)
Área bruta del perno
Resistencia nominal MPa (ksi), determinada según (a) y (b) como sigue:
3682
Vencimiento consulta pública: 2018.10.13
104
PROYECTO DE NORMA EN CONSULTA PUBLICA – prNCh427/2
3683
3684
3685
3686
3687
3688
3689
3690
3691
3692
3693
3694
3695
3696
3697
3698
3699
3700
3701
3702
3703
3704
3705
3706
3707
3708
3709
3710
3711
3712
(a) Cuando los pernos están sujetos a corte puro o tracción pura Fn será dado por Fnv o Fnt según Tabla E3.4-1
Los correspondientes factores de seguridad y de resistencia, Ω y , se deben calcular según Tabla E3.4-1.
Cuando el perno está en tracción, se debe tomar en cuenta la resistencia a la extracción de la plancha
conectada a la cabeza del perno, tuerca o golilla. Ver Sección E6.2.
(b) Cuando los pernos están sujetos a una combinación de corte y tracción, la tensión F n está dada por F’nt
según la Ec. E3.4-2 y E3.4-3.
Para ASD:
F'nt =1,3Fnt -
ΩFnt
f ≤F
Fnv v nt
(Ec. E3.4-2)
F'nt =1,3Fnt -
Fnt
f ≤F
ϕFnv v nt
(Ec. E3.4-3)
Para LRFD:
donde
F’nt
=
Fnt
Fnv
fv
=
=
=
Tensión nominal a tracción modificada para incluir los efectos de la tensión de corte requerida,
MPa (ksi)
Tensión nominal a tracción según Tabla E3.4-1
Tensión nominal a corte según Tabla E3.4-1
Tensión de corte requerida, MPa (ksi)
Adicionalmente, la tensión de corte requerida, fv, no debe ser mayor que la tensión de corte admisible Fnv/Ω
(ASD) o la tensión de corte de diseño Fnv (LRFD) del conector.
En Tabla E3.4-1, la resistencia a corte nominal se debe aplicar a pernos en perforaciones con los límites
indicados en Tabla E3a. Se debe colocar golillas o planchas de respaldo sobre perforaciones alargadas largas y
la capacidad de dichas conexiones se debe determinar mediante ensayos de carga efectuados de acuerdo con el
Capítulo F.
Tabla E3.4-1
Resistencias Nominales de Pernos a la Tracción y al Corte
Pernos A307, Grado A
6,4 mm (1/4”) ≤ d<12,7 mm (1/2”)
Pernos A307, Grado A
d ≥ 12,7 mm (1/2”)
Pernos A325, cuando los hilos están incluidos en el plano de
corte
Pernos A325, cuando los hilos no están incluidos en el plano
de corte
Vencimiento consulta pública: 2018.10.13
Resistencia
nominal a la
tracción
Fnt, MPa
(ksi)
280
(40)
310
(45)
620
(90)
620
(90)
Resistencia
nominal al
corte
Fnv, MPa
(ksi)
188
(27)
188
(27)
372
(54)
457
(68)
105
PROYECTO DE NORMA EN CONSULTA PUBLICA – prNCh427/2
3713
3714
3715
3716
3717
3718
3719
3720
3721
3722
3723
3724
3725
3726
3727
3728
3729
3730
3731
3732
3733
3734
3735
3736
3737
3738
3739
3740
3741
3742
Pernos A354 Grado BD
6,4 mm (1/4”) ≤ d < 12,7 mm (1/2”), cuando los hilos están
incluidos en el plano de corte
Pernos A354 Grado BD
6,4 mm (1/4”) ≤ d < 12,7 mm (1/2”), cuando los hilos no están
incluidos en el plano de corte
Pernos A449
6,4 mm (1/4”) ≤ d < 12,7 mm (1/2”), cuando los hilos están
incluidos en el plano de corte
Pernos A449
6,4 mm (1/4”) ≤ d < 12,7 mm (1/2”), cuando los hilos no están
incluidos en el plano de corte
Pernos A490, cuando los hilos están incluidos en el plano de
corte
Pernos A490, cuando los hilos no están incluidos en el plano
de corte
Partes hiladas cuando los hilos están incluidos en el plano de
corte
Partes hiladas, cuando los hilos no están incluidos en el plano
de corte
700
(101)
457
(68)
700
(101)
579
(84)
560
(81)
372
(54)
560
(81)
457
(68)
780
(113)
780
(113)
457
(68)
579
(84)
0,750Fu
0,450Fu
0,750Fu
0,563Fu
Notas:
a.
Para conexiones en extremos cargados con una longitud de la plantilla de conectores mayor que 965 mm (38”), los calores
tabulados de Fnv se deben reducir a un 83,3%. La longitud de la plantilla de conectores corresponde a la distancia máxima,
paralela a la línea de acción de la fuerza, entre dos ejes de pernos conectando dos miembros con una superficie de contacto.
b.
Se permite la existencia de hilos en los planos de corte.
E4 Conexiones Atornilladas
Todos las disposiciones del Capítulo E4 se deben aplicar a tornillos con (0,08”) 2,03mm < d ≤ 6,35mm
(0,25”). Los tornillos deben ser autorroscantes o autoperforantes. Los tornillos se deben instalar de acuerdo
con las recomendaciones del fabricante.
Las resistencias nominales de la conexión atornillada deben estar también limitadas por la Sección C2.
Para aplicaciones en diafragmas, se debe usar la Sección D5.
Excepto que se indique otra cosa, para determinar la resistencia admisible o la resistencia de diseño se deben
usar el factor de seguridad y el factor de resistencia de esta sección de acuerdo con el método de diseño
aplicable según la sección A4 o A5.


= 3,00 (ASD)
= 0,50 (LRFD)
En forma alternativa, los valores de diseño para una aplicación particular pueden estar basados en ensayos,
con el factor de seguridad  y el factor de resistencia  determinado según el Capítulo F.
La siguiente notación se debe aplicar en la Sección E4:
d
dh
=
=
Diámetro nominal del tornillo
Diámetro de la cabeza del tornillo o de una golilla hexagonal integrada al tornillo
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106
PROYECTO DE NORMA EN CONSULTA PUBLICA – prNCh427/2
dw
d’w
Pns
Pss
Pnot
Pnov
Pts
t1
t2
tc
Fu1
Fu2
3743
3744
3745
3746
3747
3748
3749
3750
3751
3752
3753
3754
3755
3756
3757
3758
3759
3760
=
=
Diámetro de la golilla de acero
Diámetro efectivo a considerar en la resistencia por desgarro de la plancha
Resistencia nominal al corte de la plancha por tornillo
Resistencia nominal al corte del tornillo indicado por el fabricante o determinada por ensayos
realizados por un laboratorio independiente
Resistencia nominal a la extracción del tornillo
Resistencia nominal al desgarro de la plancha por tornillo
Resistencia nominal a la tracción del tornillo entregada por el fabricante o determinada por
ensayos realizados por un laboratorio independiente
Espesor del elemento en contacto con la cabeza del tornillo o golilla
Espesor del elemento que no está en contacto con la cabeza del tornillo o golilla
El menor valor entre la altura de penetración y el espesor t2
Resistencia a la tracción del elemento en contacto con la cabeza del tornillo o golilla
Resistencia a la tracción del elemento que no está en contacto con la cabeza del tornillo o golilla
E4.1 Espaciamiento mínimo
La distancia entre centros de los conectores no debe ser menor que 3d.
E4.2 Distancias mínimas a bordes y extremos
La distancia desde el eje de un conector al borde o extremo de cualquier elemento no debe ser menor que 1,5d.
E4.3 Corte
E4.3.1 Conexión de corte cuya resistencia es limitada por inclinación del tornillo y aplastamiento
La resistencia al corte nominal del conjunto plancha-tornillo Pns se debe determinar de acuerdo con esta
sección.
Para t2 /t1 ≤ 1,0, Pns debe ser el menor valor de:
1/2
3761
3762
3763
3764
3765
3766
3767
3768
3769
3770
3771
3772
3773
Pns =4,2(t32 d) Fu2
(Ec. E4.3.1-1)
Pns =42,7 t1 dFu1
(Ec. E4.3.1-2)
Pns =2,7t2 dFu2
(Ec. E4.3.1-3)
Pns =2,7t1 dFu1
(Ec. E4.3.1-4)
Pns =2,7t2 dFu2
(Ec. E4.3.1-5)
Para t2 /t1 ≥ 1,0, Pns debe ser el menor valor de:
Para 1,0 < t2 /t1 < 2,5, Pns se debe calcular mediante interpolación lineal entre los dos casos anteriores.
E4.3.2 Corte en tornillos
La resistencia al corte nominal del tornillo se debe designar como Pss.
En lugar de los valores entregados en la Sección E4, se puede determinar el factor de seguridad o el factor de
resistencia de acuerdo con la Sección F1 y se debe tomar como:
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107
PROYECTO DE NORMA EN CONSULTA PUBLICA – prNCh427/2
1,25Ω ≤ 3,0 (ASD) o
3774
3775
3776
3777
3778
3779
3780
3781
3782
3783
3784
3785
3786
3787
ϕ
≥ 0,5 (LRFD)
1,25
E4.4 Tracción
Para tornillos sometidos a tracción, la cabeza del tornillo o golilla, si se cuenta con ella, debe tener un
diámetro dh o dw no menor que 7,94 mm (5/16”). Las golillas deben tener al menos un espesor de 1,27 mm
(0,050”) para espesores t1 mayores que 0,686 mm (0,027”) y al menos un espesor de 0,610 mm (0,024”) para
espesores t1 iguales o menores que 0,686 mm (0,027”). La golilla debe tener un espesor de al menos 1,60 mm
(0,063”) cuando (5/8”) 15,9 mm < dw  19,1 mm (3/4“).
E4.4.1 Resistencia a la Extracción del Tornillo
La resistencia nominal a la extracción del tornillo Pnot, se debe calcular de acuerdo a lo siguiente:
Pnot =0,85tc dc Fu2
3788
3789
3790
3791
3792
E4.4.2 Resistencia al Desgarro de la Plancha por Tornillo
La resistencia nominal al desgarro de la plancha por tornillo Pnov, se debe calcular de acuerdo a lo siguiente:
Pnov =1,5t1 dwFu1
3793
3794
3795
=
Diámetro efectivo a considerar en la resistencia por desgarro de la plancha determinado de
acuerdo con (a), (b) o (c) como sigue:
a) Para una cabeza redonda, una cabeza hexagonal (Figura E4.4.2(1)), o cabeza de tornillo con golilla
hexagonal (Figura E4.4.2(2)) con una golilla de acero independiente y sólida bajo la cabeza del tornillo:
d'w = dh +2tw+t1 ≤ dw
3800
3801
3802
=
Espesor de la golilla de acero
b) Para una cabeza redonda, una cabeza hexagonal, o una cabeza de tornillo y golilla hexagonal sin una
golilla independiente bajo la cabeza del tornillo:
d’w
3807
3808
3809
3810
3811
(Ec. E4.4.2-2)
donde
tw
3803
3804
3805
3806
(Ec. E4.4.2-1)
donde
d’w
3796
3797
3798
3799
(Ec. E4.4.1-1)
=
dh pero no mayor que 19,1 mm (3/4”)
c) Para una golilla curva tipo domo (no llena e independiente) bajo la cabeza tornillo (Figura E4.4.2(4)), se
puede usar d’w según Ecuación E4.4.2-2, donde tw es el espesor de la golilla tipo domo. En la ecuación,
d’w no debe ser mayor que 19,1 mm (3/4”).
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108
PROYECTO DE NORMA EN CONSULTA PUBLICA – prNCh427/2
(1) Golilla plana de acero bajo tornillo de
cabeza hexagonal
(2) Tornillo con cabeza plana circular sin
golilla adicional
(3) Golilla plana de acero bajo tornillo de (4) Golilla tipo Domo (no llena) bajo cabeza de
cabeza de hexagonal con golilla
tornillo
3812
3813
3814
3815
3816
3817
3818
3819
3820
3821
Figura E4.4.2 Desgarro de la plancha para Tornillos con Golilla
E4.4.3 Tracción en Tornillos
La resistencia nominal a la tracción del tornillo se debe tomar como Pts.
En lugar de los valores entregados en la Sección E4, el factor de seguridad o el factor de resistencia se
pueden determinar de acuerdo con la Sección F1 y se deben tomar como:
1,25Ω ≤ 3,0 (ASD) o
3822
3823
3824
3825
3826
3827
3828
3829
3830
ϕ
≥ 0,5 (LRFD)
1,25
(Ec. E4.4.3-1)
E4.5 Corte y Tracción combinados
E4.5.1 Corte y desgarro de la plancha combinados
E4.5.1.1 Método ASD
Se debe satisfacer la condición siguiente:
V
T
1,10
+ 0,71
≤
Pns
Pnov
Ω
(Ec. E4.5.1.1-1)
3831
Vencimiento consulta pública: 2018.10.13
109
PROYECTO DE NORMA EN CONSULTA PUBLICA – prNCh427/2
3832
3833
3834
3835
3836
Además, V y T no deben superar la resistencia admisible determinada en las secciones E4.3 y E4.4,
respectivamente.
donde
V
T
Pns
=
=
=
Resistencia admisible al corte requerida por tornillo de conexión
Resistencia admisible a la tracción requerida por tornillo de conexión
Resistencia nominal al corte de la plancha por tornillo
3837
Pns =2,7t1 dFu1
(Ec. E4.5.1.1-2)
3838
Pnov
=
Resistencia nominal al desgarro de la plancha por tornillo
3839
Pnov =1,5t1 dwFu1
3840
3841
3842
donde
dw

3843
3844
3845
3846
3847
3848
3849
3850
3851
3852
3853
3854
3855
3856
3857
3858
3859
3860
3861
3862
3863
3864
3865
(Ec. E4.5.1.1-3)
=
=
Mayor valor entre el diámetro de la cabeza del tornillo y el diámetro de la golilla
2,35
La Ec. E4.5.1.1-1 debe ser válida para conexiones que cumplan con los límites siguientes:
(a)
(b)
(c)
(d)
(e)
(f)
(0,028”) 0,724mm ≤ t1 ≤ 1,13 mm (0,0445”)
Tornillos autoperforantes N° 12 y N° 14 con o sin golillas
dw ≤ 19,1 mm (0,75”)
Se aplican los límites de las dimensiones de golillas de la Sección E4.4,
Fu1 ≤ 483 MPa o 4920 kg/cm2 (70 ksi), y
t2 /t1 ≥ 2,5
Para conexiones cargadas excéntricamente que produzcan una fuerza no uniforme de desgarro de la plancha
en el conector, se debe considerar la resistencia nominal al desgarro de la plancha como el 50% de Pnov.
E4.5.1.2 Método LRFD
Se debe cumplir el requerimiento siguiente:
Vu
Tu
+ 0,71
≤ 1,10ϕ
Pns
Pnov
(Ec. E4.5.1.2-1)
Además, Vu y Tu no deben superar las correspondiente resistencias de diseños determinadas de acuerdo a las
secciones E4.3 y E4.4, respectivamente.
donde
Vu
Tu
Pns
=
=
=
Resistencia al corte requerida de la conexión
Resistencia a la tracción requerida de la conexión
Resistencia nominal al corte de la plancha por tornillo
3866
Pns = 2,7t1 dFu1
(Ec. E4.5.1.2-2)
3867
Pnov
=
Resistencia nominal al desgarro de la plancha por tornillo
3868
Pnov =1,5t1 dwFu1
Vencimiento consulta pública: 2018.10.13
(Ec. E4.5.1.2-3)
110
PROYECTO DE NORMA EN CONSULTA PUBLICA – prNCh427/2
3869
3870
3871
donde
dw

3872
3873
3874
3875
3876
3877
3878
3879
3880
3881
3882
3883
3884
3885
3886
3887
3888
3889
3890
3891
3892
3893
3894
3895
3896
=
=
Mayor diámetro entre la cabeza del tornillo y la golilla
0,65
La Ecuación E4.5.1.2-1 debe ser válida para conexiones que cumplan con los límites siguientes:
(a)
(b)
(c)
(d)
(e)
(f)
(0,028”) 0,724mm ≤ t1 ≤ 1,13 mm (0,0445”),
Tornillos autoperforantes N° 12 y N° 14 con o sin golillas
dw ≤ 19,1 mm (0,75”),
Se aplican los límites de las dimensiones de golillas de la Sección E4.4,
Fu1 ≤ 483 MPa o 4920 kg/cm2 (70 ksi),
t2 /t1 ≥ 2,5
Para conexiones cargadas excéntricamente que produzcan una fuerza no uniforme de desgarro de la plancha
en el conector, se debe considerar la resistencia nominal al desgarro de la plancha como el 50% de Pnov.
E4.5.2 Corte y extracción combinados
E4.5.2.1 Método ASD
Se debe cumplir el requerimiento siguiente:
V
T
1,15
+
≤
Pns Pnot
Ω
(Ec. E4.5.2.1-1)
Además, V y T no deben superar la correspondiente resistencia admisible determinada de acuerdo a las
Secciones E4.3 y E4.4, respectivamente.
donde
Pns
=
Resistencia nominal al corte de la plancha por tornillo
3897
Pns = 4,2(t23d)1/2 Fu2
(Ec. E4.5.2.1-2)
3898
Pnot
=
Resistencia nominal a la extracción de la plancha por tornillo
3899
Pns = 0,85tcdFu2
(Ec. E4.5.2.1-3)
3900

3901
3902
3903
3904
3905
3906
3907
3908
3909
3910
3911
3912
=
2,55
Las otras variables se definen en la Sección E4.5.1.1.
La Ecuación E4.5.2.1-1 debe ser válida para conexiones que cumplan con los siguientes límites:
(a)
(b)
(c)
(d)
(0,0297”) 0,754 mm  t2  1,84 mm (0,0724”)
Tornillos autoperforantes N° 8, 10, 12 o 14 con o sin golillas
Fu2  834 MPa o 8510 kg/cm2 (121 ksi)
1,0  Fu/Fy  1,62
E4.5.2.2 Método LRFD
Vencimiento consulta pública: 2018.10.13
111
PROYECTO DE NORMA EN CONSULTA PUBLICA – prNCh427/2
3913
3914
3915
3916
3917
3918
3919
3920
Se debe cumplir el requerimiento siguiente:
Vu T u
+
≤ 1,15ϕ
Pns Pnot
(Ec. E4.5.2.2-1)
Además, Vu y Tu no deben superar las correspondiente resistencias de diseño determinadas de acuerdo a las
Secciones E4.3 y E4.4, respectivamente.
donde
Pns
=
Resistencia nominal al corte de la plancha por tornillo
3921
Pns = 4,2(t23d)1/2 Fu2
(Ec. E4.5.2.2-2)
3922
Pnot
=
Resistencia nominal a la extracción de la plancha por tornillo
3923
Pns = 0,85tcdFu2
(Ec. E4.5.2.2-3)
3924

3925
3926
3927
3928
3929
3930
3931
3932
3933
3934
3935
3936
3937
3938
3939
3940
3941
3942
3943
3944
3945
3946
3947
3948
3949
=
0,60
Las otras variables se definen en la Sección E4.5.1.2.
La Ecuación E4.5.2.2-1 debe ser válida para conexiones que cumplan con los límites siguientes:
(a)
(b)
(c)
(d)
0,754 mm (0,0297”)  t2  1,84 mm (0,07242”)
Tornillos autoperforantes N° 8, 10, 12 o 14 con o sin golillas
Fu2  834 MPa o 8510 kg/cm2 (121 ksi)
1,0  Fu/Fy  1,62
E4.5.3 Corte y tracción combinados en tornillos
E4.5.3.1 Método ASD
Los tornillos sujetos a una combinación de corte y tracción deben satisfacer la condición siguiente:
V T
1,3
+
≤
Pss Pts
Ω
(Ec. E4.5.3.1-1)
Además, V y T no deben superar la resistencia admisible correspondiente determinada en las secciones E4.3.2
y E4.4.2, respectivamente.
donde
V
Pss
=
=
T
Pts
=
=

=
Resistencia de corte requerida determinada de acuerdo con las combinaciones de carga ASD
Resistencia nominal al corte del tornillo reportado por el fabricante o determinado por un
laboratorio de ensayos independiente
Resistencia a tracción requerida determinada de acuerdo con las combinaciones de carga ASD
Resistencia nominal a la tracción del tornillo reportado por el fabricante o determinado por un
laboratorio de ensayos independiente
Factor de Seguridad de acuerdo a la Sección E4
E4.5.3.2 Método LRFD
Vencimiento consulta pública: 2018.10.13
112
PROYECTO DE NORMA EN CONSULTA PUBLICA – prNCh427/2
3950
3951
3952
3953
3954
3955
3956
3957
3958
3959
3960
3961
3962
3963
3964
3965
3966
3967
3968
3969
3970
3971
3972
3973
3974
Los tornillos sujetos a una combinación de corte y tracción deberán satisfacer la siguiente condición:
Vu T u
+
≤ 1,3ϕ
Pss Pts
(Ec. E4.5.3.2-1)
Además, Vu y Tu no deben superar las correspondiente resistencias de diseño determinadas de acuerdo a las
Secciones E4.3.2 y E4.4.2, respectivamente.
donde
Vu
Pss
=
=
Tu
Pts
=
=

=
Resistencia al corte requerida determinada de acuerdo con las combinaciones de carga LRFD
Resistencia nominal al corte del tornillo reportado por el fabricante o determinado por un
laboratorio de ensayos independiente
Resistencia a la tracción requerida determinada de acuerdo con las combinaciones de carga LRFD
Resistencia nominal a la tracción del tornillo reportado por el fabricante o determinado por un
laboratorio de ensayos independiente
Factor de Seguridad de acuerdo a la Sección E4
E5 Sistemas de Fijación Directa (PAF)
Las disposiciones de esta sección se deben aplicar a conectores de fijación directa accionados por potencia
(PAF) que son impulsados entre elementos de acero. El espesor de la plancha de empotramiento se debe
limitar a un máximo de 19,1 mm (0,752”). El espesor del elemento retenido se debe limitar a un máximo de
1,52 mm (0,06”). El diámetro de la golilla, d’w, no debe exceder en los cálculos 15,2 mm (0,6”), aunque el
diámetro real puede ser mayor. El diámetro del conector tipo PAF, ds, se debe limitar a un rango entre 2,69
mm (0,106”) y 5,23 mm (0,206”).
Para aplicaciones en diafragmas, se deben utilizar las disposiciones de la Sección D5. En forma alternativa, se
permite determinar la resistencia disponible para cualquier aplicación particular a través de pruebas de
laboratorio, con los factores de resistencia  y factores de seguridad Ω determinados de acuerdo con el
capítulo F. Se permite utilizar los valores de Pntp y Pnsp reportados por el fabricante.
La siguiente notación se debe aplicar a la Sección E5:
a
d
=
=
=
dae
=
dS
d’w
=
=
Fbs
Fu1
Fu2
Fuh
Fut
Fy2
HRCP
ldp
=
=
=
=
Diámetro mayor de la cabeza cónica del conector tipo PAF
Diámetro del conector medido en la superficie de la plancha de empotramiento
ds para conectores tipo PAF en que la punta atraviesa completamente la plancha de
empotramiento
Promedio del diámetro incrustado, calculado como promedio de los diámetros del conector
instalada, medido en ambas caras de la plancha de empotramiento
ds para conectores tipo PAF en que la punta atraviesa completamente la plancha de
empotramiento
Diámetro nominal del vástago
Diámetro real de la golilla o cabeza del conector en contacto con el elemento retenido ≤ 15,2 mm
(0,60”) en el cálculo
4.640 kg/cm2 o 455 MPa (66000 psi). Parámetro tensión base
Resistencia a la tracción del elemento retenido
Resistencia a la tracción de la plancha de empotramiento
Resistencia a la tracción del acero endurecido del conector tipo PAF
Resistencia a la tracción del acero no endurecido del conector tipo PAF
Tensión de fluencia de la plancha de empotramiento
Parámetro Rockwell C dureza del acero PAF
Longitud de la punta del conector tipo PAF. Ver Figura E5
Vencimiento consulta pública: 2018.10.13
113
PROYECTO DE NORMA EN CONSULTA PUBLICA – prNCh427/2
Pnbp
Pnsp
Pntp
Pnot
Pnos
Resistencia nominal al aplastamiento y a la inclinación por conector tipo PAF
Resistencia nominal al corte por fijación tipo PAF
Resistencia nominal a la tracción por conector tipo PAF
Resistencia nominal al arranque en tracción por conector tipo PAF
Resistencia nominal al arranque en corte por conector tipo PAF
3975
3976
3977
3978
3979
3980
3981
3982
3983
a) PAF simple sin golilla, b) PAF simple con golilla, c) PAF cabeza cónica con golilla premontada, d) PAF
con golilla tipo sombrero pre-montada plegable, e) PAF espárrago roscado con tuerca sin golilla, y f) PAF
espárrago roscado con tuerca y golilla
Figura E5. Sistemas de Fijación Directa (PAF)
Pnov
t1
t2
tw
3984
3985
3986
3987
3988
3989
3990
3991
3992
3993
3994
=
=
=
=
Resistencia nominal al arranque de plancha por conector tipo PAF
Espesor del elemento retenido
Espesor de la plancha de empotramiento
Espesor de la golilla de acero
En Figura E5, se muestran diversas dimensiones de conector utilizados en la Sección E5.
E5.1 Espaciamiento mínimo, distancias mínimas a borde
La separación mínima entre ejes de las fijaciones tipo PAF y la distancia mínima desde el eje de la conector a
cualquier borde de la parte conectada, independientemente de la dirección de la fuerza, debe ser conforme a lo
dispuesto en Tabla E5.1-1.
Tabla E5.1-1 Requerimientos mínimos de espaciamiento y distancia al borde
Diámetro del vástago PAF, ds,
pulgada, (mm)
0,106 (2,69) ≤ ds < 0,200 (5,08)
0,200 (5,08) ≤ ds < 0,206 (5,23)
3995
3996
3997
Espaciamiento mínimo
PAF, pulgada, (mm)
1,00 (25,4)
1,60 (40,6)
Distancia mínima al borde,
pulgada, (mm)
0,50 (12,7)
1,00 (25,4)
E5.2 Conectores tipo PAF en tracción
Vencimiento consulta pública: 2018.10.13
114
PROYECTO DE NORMA EN CONSULTA PUBLICA – prNCh427/2
3998
3999
4000
4001
4002
4003
4004
4005
4006
4007
4008
4009
La resistencia disponible a la tracción por conector tipo PAF debe ser el mínimo valor de las resistencias de
diseño determinados según las Secciones E5.2.1 a E5.2.3 aplicables. Se deben aplicar las limitaciones de la
sección E4 para espesor de golilla, tw, a excepción de fijaciones de cabeza cónica, en que el espesor mínimo,
tw, no debe ser inferior a 0,99 mm (0,039”). El espesor de la golilla tipo sombrero pre-montada plegable (ver
Figura E5 (d)) no debe exceder de 0,51 mm (0,020”).
E5.2.1 Resistencia a la tracción
La resistencia nominal a tracción, Pntp, se puede calcular de acuerdo con la ecuación. E5.2.1-1, y se deben
aplicar los siguientes factores de seguridad o de resistencia para determinar la resistencia disponible de
acuerdo con la Sección A4 o A5:
Pntp =(d/2)2 πFuh
Ω = 2,65 (ASD)
Φ = 0,60 (LRFD)
4010
4011
4012
4013
Fuh en Ecuación E5.2.1-1 se debe calcular según Ecuación E5.2.1-2. En forma alternativa, para fijaciones con
parámetro HRCP de 52 o más, se puede tomar Fuh como 18.280 kg/cm2 (1.790 MPa – 260.000 psi).
Fuh = Fbs e(HRCp /40)
4014
4015
4016
=
2,718
E5.2.2 Resistencia a la extracción del conector
La resistencia nominal al arranque del conector Pnot, se debe determinar a través de ensayos de laboratorio
independiente, aplicando los factores de seguridad o de resistencia de acuerdo con el capítulo F. En forma
alternativa, para las conexiones en que todo el largo de la punta del conector PAF, l dp penetra el espesor t2, se
deben aplicar los siguientes factores de seguridad o de resistencia para determinar la resistencia disponible de
acuerdo con la Sección A4 o A5:
Ω = 4,00 (ASD)
Φ = 0,40 (LRFD)
E5.2.3 Resistencia al desgarre de la plancha
La resistencia nominal al desgarre de la plancha Pnov, se puede determinar de acuerdo con Ec. E5.2.3-1, y se
deben aplicar los siguientes factores de seguridad o de resistencia para determinar la resistencia disponible de
acuerdo con la Sección A4 o A5:
Pnov =αw t1 d'wFu1
Ω = 3,00 (ASD)
Φ = 0,50 (LRFD)
4035
4036
4037
(Ec. E5.2.1-2)
donde
e
4017
4018
4019
4020
4021
4022
4023
4024
4025
4026
4027
4028
4029
4030
4031
4032
4033
4034
(Ec. E5.2.1-1)
(Ec. E5.2.3-1)
donde
w
=

=
1,5 para fijaciones PAF tipo tornillo, perno o clavo simples o de cabeza plana, con o sin golillas de
cabeza (ver Figuras E5 (a) y E5 (b))
1,5 para fijaciones tipo PAF con hilo y para fijaciones tipo PAF con cabezas cónicas que logran
resistencia al arranque por fricción y bloqueo de la golilla pre-montada (ver Figura E5 (c), con una
relación a/ds no inferior a 1,6 y (a-ds) no inferior a 3,1 mm (0,12”)
Vencimiento consulta pública: 2018.10.13
115
PROYECTO DE NORMA EN CONSULTA PUBLICA – prNCh427/2
4038
4039
4040
4041
4042
4043
4044
4045
4046
4047
4048
4049

=

=
1,25 para fijaciones tipo PAF con hilo y para fijaciones tipo PAF con cabezas cónicas que logran
resistencia al arranque por fricción y bloqueo de la golilla pre-montada (ver Figura E5 (c)), con
una relación a/ds no inferior a 1,4 y (a-ds) no inferior a 2,0 mm (0,08”)
2,0 para fijaciones tipo PAF con golilla elástica plegable (ver Figura E5 (d))
E5.3 Corte en conectores tipo PAF
La resistencia al corte de diseño debe ser el mínimo valor de las resistencias de diseño determinado según las
Secciones E5.3.1 a E5.3.5 aplicables.
E5.3.1 Resistencia en Corte
La resistencia nominal al corte, Pnsp, se puede determinar de acuerdo con Ec. E5.3.1-1, y se deben aplicar los
siguientes factores de seguridad o de resistencia para determinar la resistencia disponible de acuerdo con la
Sección A4 o A5:
Pnsp =0,6(d/2)2 πFuh
Ω = 2,65 (ASD)
Φ = 0,60 (LRFD)
4050
4051
4052
4053
4054
4055
4056
4057
4058
4059
Fuh se determina de acuerdo con la Sección E5.2.1.
E5.3.2 Resistencia al aplastamiento e inclinación
Para fijaciones tipo PAF embebidos de tal manera que la punta (l dp) atraviesa completamente la plancha de
empotramiento, la resistencia nominal de aplastamiento e inclinación, Pnbp, se puede calcular de acuerdo con
Ecuación E5.3.2-1, y se deben aplicar los siguientes factores de seguridad o de resistencia para determinar la
resistencia disponible de acuerdo con la Sección A4 o A5:
Pnbp = αb t1 ds Fu1
Ω = 2,05 (ASD)
Φ = 0,80 (LRFD)
4060
4061
4062
(Ec. E5.3.2-1)
donde
b

4063
4064
4065
4066
4067
4068
4069
4070
4071
4072
4073
4074
4075
(Ec. E5.3.1-1)
=
=
3,7 para las conexiones con fijaciones tipo PAF según se muestra en Figuras E5 (c) y E5 (d)
3,2 para otras fijaciones tipo PAF
La Ec. E5.3.2-1 se debe aplicar para conexiones dentro de los límites siguientes:
t2/t1 ≥ 2
t2 ≥ 3,18 mm (0,125”)
(0,146") 3,71 mm ≤ ds ≤ 4,50 mm (0,177 ")
E5.3.3 Resistencia al arranque del conector en corte
Para fijaciones tipo PAF que penetran a una profundidad de al menos 0.6 𝑡2 , la resistencia nominal al arranque
en corte, Pnos, se puede determinar de acuerdo con Ec. E5.3.3-1, y se deben aplicar los siguientes factores de
seguridad o de resistencia para calcular la resistencia disponible de acuerdo con la Sección A4 o A5:
0,2
2
d1,8
ae t2 (Fy2 E )
Pnos =
30
Vencimiento consulta pública: 2018.10.13
1/3
(Ec. E5.3.3-1)
116
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Ω = 2,55 (ASD)
Φ = 0,60 (LRFD)
4076
4077
4078
4079
4080
4081
4082
4083
4084
4085
4086
4087
4088
4089
4090
4091
4092
4093
4094
4095
4096
4097
4098
4099
4100
4101
4102
4103
4104
4105
4106
4107
4108
4109
4110
4111
4112
4113
4114
4115
4116
La Ec. E5.3.3-1 se debe aplicar para conexiones dentro de los límites siguientes:
(0,113") 2,87 mm ≤ t2 ≤ 19,1 mm (0,75")
(0,106") 2,69 mm ≤ ds ≤ 5,23 mm (0,206")
E5.3.4 Resistencia a la rotura en la Sección Neta
La resistencia disponible a la rotura en la sección neta y en el bloque de corte se debe determinar de acuerdo
con la Sección E6. En el cálculo de los estados límites de rotura en la sección neta y en el bloque de corte, el
diámetro de la perforación se debe tomar como 1.10 veces el diámetro nominal del vástago del conector tipo
PAF, ds.
E5.3.5 Resistencia al corte considerando la distancia al borde
La resistencia disponible al corte considerando la distancia al borde se debe calcular de acuerdo con la
Sección E6.1 y se debe aplicar el factor de seguridad o de resistencia indicados en Tabla E6-1 para determinar
la resistencia disponible de acuerdo con la Sección A4 o A5. La consideración de la distancia al borde se debe
basar en el diámetro nominal del vástago, ds.
E5.4 Combinación corte y tracción
Se deben considerar en el diseño los efectos combinados de corte y tracción en la conexión tipo PAF,
incluyendo la interacción debido a la combinación corte y arranque, combinación corte y arranque de plancha,
y combinación corte y tracción en la fijación tipo PAF.
E6 Rotura
Los criterios de diseño de esta sección se deben aplicar cuando el espesor de la parte conectada más delgada
sea 4,76 mm (3,16”) o menos. Para las conexiones en que el espesor de la parte conectada más delgada sea
mayor que 4,76 mm (3/16”) se debe aplicar ANSI/AISC 360.
Para conexiones que utilicen soldaduras o pernos, la resistencia nominal a la rotura, Rn, debe ser el menor
valor obtenido por las Secciones E6.1, E6.2 y E6.3, según corresponda. Para las conexiones que utilicen
tornillos y fijaciones tipo PAF, la resistencia nominal a la rotura, Rn, debe ser el menor de los valores
obtenidos por las Secciones E6.1 y E6.2, según corresponda. Los factores de seguridad y de resistencia
indicados en Tabla E6-1 se deben aplicar para determinar la resistencia admisible o resistencia de diseño de
acuerdo con el método de diseño aplicable en la Sección A4 o A5.
Tabla E6-1 Factores de Seguridad y Factores de resistencia para Rotura
Tipo de Conexión
Soldadura
Pernos
Tornillos y Sistemas de Fijación Directa
4117
4118
4119
4120
4121
Ω
(ASD)
2,50
2,22
3,00
ɸ
(LRFD)
0,60
0,65
0,50
E6.1 Rotura por corte
La resistencia nominal al corte, Vn, se debe calcular de acuerdo con Ec. E6.1-1.
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117
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Vn = 0,6 FuAnv
4122
4123
4124
donde:
Fu
Anv
4125
4126
4127
(Ec. E6.1-1)
=
=
Resistencia a la tracción de la parte conectada como se especifica en la Sección A2.1 o A2.2
Área neta sujeta a corte (paralela a la fuerza)
Para una conexión, en la que cada conector individual tiende a desgarrar la plancha hacia el borde:
Anv = 2ntenet
4128
4129
4130
donde:
n
t
enet
4131
4132
4133
(Ec. E6.1-2)
=
=
=
Número de elementos de fijación en la sección transversal crítica
Espesor de la plancha
Distancia libre entre el extremo de material y el borde de la perforación del conector o de la
soldadura
Para una conexión de extremo de viga, donde una o más alas están recortadas
Anv = (hwc-nbdh)t
4134
4135
4136
donde
hwc
nb
dh
t
4137
4138
4139
4140
4141
4142
4143
4144
(Ec. E6.1-3)
=
=
=
=
Altura de la parte recta del alma recortada
Número de fijaciones a lo largo de la trayectoria de rotura analizada
Diámetro de la perforación
Espesor del alma recortada
E6.2 Tensión de rotura
La resistencia nominal de rotura a la tracción, Tn, se debe calcular de acuerdo con Ec. E6.2-1.
Tn = FuAe
(Ec. E6.2-1)
Ae = UslAnt
(Ec. E6.2-2)
donde
Ae
=
Área neta efectiva sujeta a tracción
4145
4146
4147
4148
donde
Usl
Ant
=
=
Factor de corte diferido determinado según Tabla E6.2-1
Área neta sujeta a tracción (perpendicular a la fuerza)
4149
2
s'
Ant =Ag - nb dh t + (∑ ) t
4g
4150
4151
4152
(Ec. E6.2-3)
a excepción de lo indicado en Tabla E6.2-1.
Ag
s’
=
=
Área bruta del miembro
Separación longitudinal entre dos perforaciones consecutivas medidas de centro a centro (paso)
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118
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g
nb
dh
t
Fu
=
=
=
=
=
4153
4154
4155
Separación transversal entre dos perforaciones consecutivas medidas de centro a centro (gramil)
Número de fijaciones a lo largo de la línea de rotura analizada
Diámetro de una perforación estándar
Espesor de la plancha de acero base
Resistencia a la tracción de la parte conectada según se especifica en la Sección A2.1 o A2.2
Tabla E6.2-1 Factores de corte diferido para conexiones de miembros en tracción
Descripción de elemento
Para conexiones en plancha que no siguen un patrón de
perforaciones escalonadas
1) Para múltiples conectores en línea paralela a la
fuerza
2) Para un solo conector, o una línea de conectores
perpendicular a la fuerza
i. Para conexiones sujetas a corte simple y
planchas exteriores en conexiones sujetas a corte
doble provistas de golilla bajo la cabeza del
perno y de la tuerca
ii. Para conexiones sujetas a corte simple y
planchas exteriores en conexiones sujetas a corte
doble desprovistas de golilla o solo una golilla
bajo la cabeza del perno o de la tuerca
iii. Para la plancha interior en conexiones sujeta a
corte doble con o sin golilla
(b) Para conexiones en plancha que siguen un patrón de
perforaciones escalonadas
(c) Para conexiones en secciones distintas a planchas
Factor de arrastre por cortante Usl
(a)
Usl = 1,0
2) Cuando la carga se transmite directamente a todos
los elementos de la sección
3) Para las conexiones de elementos tipo ángulo que
no cumplan (c) (1) o (c) (2) indicadas arriba
4) Para las conexiones de elementos tipo canal que no
cumplan (c) (1) o (c) (2) indicadas arriba
4164
4165
4166
Usl = 2,5 d/s ≤ 1,0
(Ec. E6.2-5)
Usl = 4,15 d/s ≤ 1,0
(Ec. E6.2-6)
Usl = 1,0
Ant = Área del elemento conectado
directamente
Usl = 1,0
Usl = 1,0 - 1,20 X/L ≤ 0,9 pero Usl
(Ec. E6.2-7)
no debe ser inferior a 0,4
Usl = 1,0 - 1,20 X/L ≤ 0,9 pero Usl
(Ec. E6.2-8)
no debe ser inferior a 0,5
Las variables de Tabla E6.2-1 se deben definir como sigue:
X
L
s
d
4159
4160
4161
4162
4163
(Ec. E6.2-4)
Usl = 1,0
1) Cuando la carga se transmite solamente a través de
soldaduras transversales
4156
4157
4158
Usl = 3,33 d/s ≤ 1,0
=
=
=
=
Distancia desde el plano de corte al centroide de la sección;
Largo de la soldadura longitudinal o longitud de la conexión;
Ancho de la plancha dividido por el número de perforaciones en la sección analizada;
Diámetro nominal del perno.
E6.3 Rotura en bloque de corte
La resistencia nominal a la rotura en bloque de corte, Rn, se debe determinar como el menor de los siguientes:
Rn = 0,6 FyAgv +Ubs Fu Ant
(Ec. E6.3-1)
Rn = 0,6 Fu Anv +Ubs Fu Ant
(Ec. E6.3-2)
donde:
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119
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Agv
Anv
Ant
Ubs
Fy
Fu
4167
4168
4169
4170
4171
4172
4173
4174
4175
4176
4177
4178
4179
4180
4181
4182
4183
4184
4185
4186
4187
4188
4189
4190
4191
4192
4193
4194
4195
4196
4197
4198
4199
4200
4201
4202
4203
4204
4205
4206
4207
4208
4209
4210
4211
4212
=
=
=
=
=
=
=
=
Área bruta sujeta a corte (paralela a la fuerza)
Área neta sujeta a corte (paralela a la fuerza)
Área neta sujeta a tracción (perpendicular a la fuerza), a excepción de lo indicado en Tabla E6.2-1
Factor de bloque de corte no uniforme
0,5 para condiciones de corte en vigas recortadas con más de una fila vertical de conectores
1,0 para los otros casos
Tensión de Fluencia de la parte conectada según se especifica en la Sección A2.1 o A2.2
Resistencia a la tracción de la parte conectada según se especifica en la
E7 Conexiones con otros Materiales
E7.1 Apoyos
El diseño debe considerar la adecuada transferencia de las fuerzas de contacto desde los componentes de acero
contemplados en esta norma a los componentes estructurales adyacentes hechos de otros materiales.
E7.2 Tracción
Se debe considerar tanto el corte por desgarro de la plancha o las fuerzas de tracción en la plancha de acero
alrededor de la cabeza del conector, así como también, la fuerza de extracción del tornillo resultantes de
cargas axiales y momentos transmitidos al conector desde los distintos componentes estructurales del
conjunto adyacentes al mismo.
La resistencia nominal a la tracción del conector y la resistencia de empotramiento nominal de los
componentes estructurales adyacentes se deben determinar a partir de normas aplicables, especificaciones
técnicas de producto, literatura referencial acerca del producto, o combinaciones entre estos.
E7.3 Corte
El diseño debe considerar la adecuada transferencia de las fuerzas de corte desde los componentes de acero
contemplados en esta norma a los componentes estructurales adyacentes hechos de otros materiales. La
resistencia requerida al corte y/o al aplastamiento de los componentes de acero no debe exceder los valores
permitidos en esta norma. No se debe exceder la resistencia disponible al corte de los conectores y de los
materiales. Se deben cumplir los requerimientos de anclaje. El diseño debe considerar, además, la
combinación de fuerzas de corte con otras fuerzas.
F. ENSAYOS PARA CASOS ESPECIALES
Los ensayos se deben efectuar por un laboratorio de materiales independiente o el laboratorio de materiales
del fabricante.
Las disposiciones del Capítulo F no se deben aplicar a diafragmas de acero conformados en frío. Ver Sección
D5.
F1 Ensayos para determinar el desempeño estructural
F1.1. Diseño por factores de carga y resistencia
Cuando se requiera establecer el desempeño estructural mediante ensayos de acuerdo con A1.2(a) o por un
análisis teórico de ingeniería respaldado por ensayos de acuerdo con A1.2(b), dicho desempeño se debe
evaluar con los procedimientos siguientes:
(a) La evaluación de los resultados de un ensayo para usar con A1.2(a) se debe hacer en base al valor
promedio de los resultados de a lo menos 3 probetas idénticas, siempre que la desviación de cualquier
Vencimiento consulta pública: 2018.10.13
120
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4213
4214
4215
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4228
4229
4230
4231
4232
4233
4234
4235
4236
4237
4238
4239
4240
4241
4242
4243
4244
4245
4246
4247
4248
4249
4250
ensayo individual con respecto al promedio de todos los ensayos no supere ± 15%. Si cualquier desviación
supera el 15% del valor promedio, se deben realizar más ensayos del mismo tipo hasta que la desviación
del resultado de cualquier ensayo individual no exceda en ± 15% al valor promedio obtenido de todos los
ensayos o hasta que al menos se hayan realizado 3 ensayos adicionales. No se debe eliminar ningún
resultado de ensayo a menos que sea posible justificar racionalmente dicha exclusión. El valor promedio
de todos los ensayos se debe considerar como la resistencia nominal, Rn, de la serie de ensayos. Rn y el
coeficiente de variación VP de los resultados de ensayo se debe determinar mediante un análisis
estadístico.
(b) Evaluación de un modelo mediante un análisis teórico de ingeniería respaldado por ensayos de acuerdo
con A1.2(b): El coeficiente de correlación, CC, entre la resistencia obtenida en el ensayo (Rt) y la
resistencia nominal (Rn) predicha por el modelo del análisis teórico de ingeniería debe ser mayor o igual
a 0,8. En la verificación del modelo usado para el análisis teórico de ingeniería sólo se permite un estado
límite para su evaluación, y el resultado de los ensayos debe reflejar dicho estado.
El modelo del análisis teórico de ingeniería sólo tiene validez dentro de los límites de los parámetros
considerados en los ensayos. No se permite la extrapolación de los parámetros considerados en los
ensayos. Para cada parámetro que se está evaluando: (i) Todos los demás parámetros se deben mantener
constantes; (ii) Los valores nominales de los parámetros seleccionados a ensayar no se deben referir a una
singularidad de los parámetros en estudio; (iii) Se debe realizar un mínimo de 3 pruebas. No se debe
eliminar resultados de los ensayos a menos que se justifique su exclusión.
Las dimensiones y propiedades de los materiales se deben medir para todas las probetas de ensayo. Las
dimensiones y propiedades medidas se deben utilizar en el cálculo de la resistencia nominal (Rn,i) tal
como se emplean en la determinación del factor de resistencia o factor de seguridad de acuerdo con (c).
Las dimensiones y propiedades especificadas se deben utilizar en la determinación de la resistencia
nominal calculada para el diseño. El sesgo y la varianza entre las dimensiones y propiedades medidas y
las dimensiones y propiedades especificadas nominalmente se debe reflejar en la selección de los factores
del material (Mm, VM) y de fabricación (Fm, VF) de Tabla F1. Por otra parte, los valores seleccionados de
Mm y Fm no deben ser mayores que los indicados en Tabla F1, y los valores de VM y VF no deben ser
inferiores a los indicados en Tabla F1.
La Sección F1.1(b) no es aplicable a diafragmas de piso, techo o muros de acero de acuerdo con la
Sección D5.
(c) La resistencia de los elementos, conjuntos estructurales, conexiones o miembros ensayados debe satisfacer
Ec. F1.1-1.
∑ γi Qi ≤ ϕRn para LRFD
4251
4252
4253
(Ec. F1.1-1)
donde
∑ γi Qi
=
i y Q i

=
=
Resistencia requerida basada en la combinación de carga más crítica determinada según la
Sección A5.1.2
Factores de mayoración y solicitación, respectivamente
Factor de resistencia
4254
 = Cϕ (Mm Fm Pm )e
4255
4256
4257
-β0 √V2M +V2F +CP V2P +V2Q
(Ec. F1.1-2)
donde
C
=
Coeficiente de calibración
Vencimiento consulta pública: 2018.10.13
121
PROYECTO DE NORMA EN CONSULTA PUBLICA – prNCh427/2
=
=
Mm
=
Fm
=
Pm
=
=
1,52 para LRFD
1,60 para LRFD en vigas que tengan el ala en tracción conectada a una placa corrugada o
revestimiento y el ala en compresión no arriostrada lateralmente
Valor medio del factor de material, M, determinado por un análisis estadístico o cuando
corresponda, limitado por Tabla F1 para el tipo de componente considerado
Valor medio del factor de fabricación, F, determinado por un análisis estadístico o cuando
corresponda, limitado por la Tabla F1 para el tipo de componente considerado
Valor medio del factor profesional, P, para el componente ensayado
1,0, si la resistencia disponible se determina de acuerdo con la Sección F1.1(a); o
4258
R
Pm = ∑ni=1 R t,i ⁄n , si la resistencia disponible se determina de
n,i
(Ec. F1.1-3)
acuerdo con la sección F1.1(b)
4259
4260
4261
donde
i
n
Rt,i
Rn,i
e
o
=
=
=
=
=
=
=
=
=
VM
=
VF
=
CP
=
Índice de ensayos
1an
Número total de ensayos
Resistencia del ensayo i
Cálculo de resistencia nominal del ensayo i por el modelo del análisis teórico de ingeniería
2,718. Base de logaritmo natural
Índice de confiabilidad objetivo
2,5 para miembros estructurales y 3.5 para conexiones para LRFD
1,5 para LRFD en vigas que tengan el ala en tracción conectada a una placa corrugada o
revestimiento y el ala en compresión no arriostrada lateralmente
Coeficiente de variación del factor de material listado en Tabla F1 para el tipo de componente
considerado
Coeficiente de variación del factor de fabricación listado en Tabla F1 para el tipo de componente
considerado
Factor de corrección
4262
CP = (1+1/n)m/(m - 2) para n ≥ 4
CP = 5,7 para n = 3
4263
4264
4265
(Ec. F1.1-4)
donde
n
m
VP
=
=
=
Número de ensayos
n-1. Grados de libertad
Coeficiente de variación de los resultados de ensayos, pero no menor que 0,065
4266
VP = st/Rn si la resistencia disponible es determinada de acuerdo
con la sección F1.1(a)
VP = sc/Pm si la resistencia disponible es determinada de acuerdo
con la sección F1.1(b)
4267
4268
4269
(Ec. F1.1-5)
(Ec. F1.1-6)
donde
St
Sc
VQ
=
=
=
=
=
Desviación estándar de todos los resultados de los ensayos
Desviación estándar de Rt,i dividido por Rn,i para todos los resultados de los ensayos
Coeficiente de variación de la solicitación
0,21 para LRFD
0,43 para LRFD en vigas que tengan el ala en tracción conectada a una placa corrugada o
revestimiento y el ala en compresión no arriostrada lateralmente
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122
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CC
=
Coeficiente de correlación
4270
CC =
n ∑ Rt,i Rn,j - ∑ Rt,i Rn,i
√n(∑ R2t,i )-( ∑ Rt,i )2 √n(∑ R2n,i )-( ∑ Rn,i )2
(Ec. F1.1-7)
4271
Rn
4272
4273
4274
4275
4276
4277
4278
4279
4280
4281
4282
4283
4284
4285
4286
4287
4288
4289
4290
4291
4292
4293
4294
4295
4296
4297
4298
4299
4300
4301
4302
4303
=
Valor promedio de los resultados de todos los ensayos
El listado incluido en Tabla F1 no debe excluir el uso de otros datos estadísticos documentados siempre
que hayan sido establecidos a partir de suficientes resultados de las propiedades de los materiales y de su
fabricación.
Para aceros no incluidos en la Sección A2.1, los valores de M m y VM se deben determinar mediante un
análisis estadístico de los materiales utilizados.
Si existen distorsiones que afecten el comportamiento del espécimen al ponerlo en funciones, las
solicitaciones basadas en las combinaciones de carga críticas correspondientes a la ocurrencia de una
distorsión aceptable también deben satisfacer Ec. F1.1-1, considerando el factor de resistencia, , y el
factor de mayoración para carga muerta iguales a 1,0.
(d) Para la resistencia determinada de acuerdo con F1.1(a) o F1.1(b), las propiedades mecánicas de una
plancha de acero se deben determinar en base a muestras representativas del material tomadas de la
probeta o de la plancha usada para fabricar dicho elemento.
Alternativamente, para conectores o dispositivos que son demasiado pequeños para obtener probetas de
tamaño normalizado o especímenes de escala pequeña de tracción según ASTM A370, y que se elaboran a
partir de bobinas de planchas de acero que no han sido sometidas a un proceso secundario para alterar las
propiedades químicas y mecánicas, se permite que las propiedades mecánicas se determinen basándose en
certificados del fabricante, considerando el valor medio del factor de los materiales, M m, igual a 0,85. Si la
tensión de fluencia del acero utilizado en las probetas de ensayos resulta mayor que el valor especificado
para el material, los resultados de los ensayos se deben ajustar para reducirlos hasta la tensión de fluencia
mínima especificada del acero que el fabricante pretende utilizar. Los resultados de ensayos no se deben
ajustar a un valor mayor si la tensión de fluencia de la probeta es menor que la tensión de fluencia mínima
especificada. Se debe hacer ajustes similares para la resistencia a la tracción en lugar de la tensión de
fluencia cuando la resistencia a la tracción es el factor crítico.
También se debe considerar cualquier variación o diferencia que exista entre el espesor de diseño y el
espesor de las probetas usadas en los ensayos.
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123
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4304
4305
4306
TABLA F1
Datos estadísticos para la determinación del Factor de resistencia
Tipo de componente
Mm
VM
Fm
VF
Atiesadores transversales
Atiesadores de corte
Miembros a tracción
Miembros a flexión
Resistencia a flexión
Resistencia a pandeo lateral-torsional
Un ala conectada a placa corrugada o revestimiento
Resistencia al corte
Flexión y corte combinados
Resistencia al aplastamiento del alma
Flexión y aplastamiento del alma combinados
Miembros en compresión axial
Carga axial y flexión combinadas
Miembros tubulares cilíndricos
Resistencia a flexión
Compresión Axial
Pie derechos de muros y sistemas de muros
Pie derechos en Compresión
Pie derechos en flexión
Pie derechos con carga axial y flexión combinados
Miembros estructurales no listados arriba
Conexiones soldadas
Soldadura al arco por puntos
Resistencia al corte de las soldaduras
Resistencia a la tracción de las soldaduras
Falla de la placa
Soldaduras de tapón o ranura
Resistencia al corte de las soldaduras
Desgarramiento de la placa
Soldadura de filete
Resistencia al corte de la soldaduras
Falla de la placa
Soldadura de bisel abocinado
Resistencia al corte de la soldadura
Falla de la placa
Soldaduras por resistencia
Conexiones con pernos
Resistencia al corte del perno
Resistencia a la tracción del perno
Espaciamiento mínimo y distancia al borde
Resistencia a la tracción en el área neta
Resistencia al aplastamiento
Conexiones con tornillos y sistemas de fijación directa
(PAF)
Resistencia al corte
Resistencia a la tracción
Espaciamiento mínimo y distancia al borde
Resistencia a la tracción del área neta
Resistencia a la inclinación, aplastamiento y
extracción en corte
Arranque de la fijación
Arranque de la plancha
Corte y arranque de la plancha combinados
Conexiones no incluidas arriba
1,10
1,00
1,10
0,10
0,06
0,10
1,00
1,00
1,00
0,05
0,05
0,05
1,10
1,00
1,10
1,10
1,10
1,10
1,10
1,10
1,05
0,10
0,06
0,10
0,10
0,10
0,10
0,10
0,10
0,10
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
0,05
0,05
0,05
0,05
0,05
0,05
0,05
0,05
0,05
1,10
1,10
0,10
0,10
1,00
1,00
0,05
0,05
1,10
0,10
1,00
0,05
1,10
1,05
1,00
0,10
0,10
0,10
1,00
1,00
1,00
0,05
0,05
0,05
1,10
1,10
1,10
0,10
0,10
0,08
1,00
1,00
1,00
0,10
0,10
0,15
1,10
1,10
0,10
0,10
1,00
1,00
0,10
0,10
1,10
1,10
0,10
0,08
1,00
1,00
0,10
0,15
1,10
1,10
1,10
0,10
0,10
0,10
1,00
1,00
1,00
0,10
0,10
0,10
1,10
1,10
1,10
1,10
1,10
0,08
0,08
0,08
0,08
0,08
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
0,05
0,05
0,05
0,05
0,05
1,10
1,10
1,10
1,10
1,10
1,10
1,10
1,10
1,10
0,10
0,10
0,10
0,10
0,08
0,10
0,10
0,10
0,10
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
0,10
0,10
0,10
0,10
0,05
0,10
0,10
0,10
0,15
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F1.2 Diseño por Resistencia Admisible
Cuando la composición o configuración de elementos, conjuntos estructurales, conexiones o detalles de
miembros estructurales de acero conformados en frío, son de tal tipo que el cálculo de su resistencia no puede
ser hecho de acuerdo a las disposiciones de esta norma, se debe establecer su desempeño estructural mediante
ensayos y se debe evaluar de acuerdo con la Sección F1.1, excepto por lo modificado en esta sección para
diseño por resistencia admisible.
La resistencia admisible se debe calcular como sigue:
R = Rn/Ω
4318
4319
4320
(Ec. F1.2-1)
donde
Rn
Ω
=
=
Valor promedio de los resultados de todos los ensayos
Factor de seguridad
4321
 = 1,6/
4322
4323
4324
donde

4325
4326
4327
4328
4329
4330
4331
4332
4333
4334
4335
4336
4337
4338
4339
4340
4341
4342
4343
4344
4345
4346
4347
4348
4349
4350
4351
4352
4353
4354
(Ec. F1.2-2)
=
Valor evaluado según la Sección F1.1
La resistencia requerida se debe determinar a partir de las cargas nominales y las combinaciones de carga
ASD descritas en la Sección A4.
F2 Ensayos para confirmar el desempeño estructural
En el caso de miembros estructurales, conexiones y conjuntos estructurales en que la resistencia nominal se
calcule siguiendo esta norma o sus referencias específicas, es posible realizar ensayos de confirmación para
demostrar que la resistencia no sea menor que la resistencia nominal, Rn, establecida en esta norma o en sus
referencias específicas, para el tipo de comportamiento considerado.
F3 Ensayos para determinar las propiedades mecánicas
F3.1 Sección completa
Los ensayos para determinar las propiedades mecánicas de secciones completas a ser usadas en la Sección
A7.2 se deben realizar de acuerdo con esta sección.
a) Los procedimientos de ensayo a tracción se deben hacer de acuerdo con NCh200.
b) La determinación de la tensión de fluencia en compresión se debe hacer por medio del ensayo a
compresión de probetas cortas obtenidas de la sección correspondiente. Ver AISI S902.
La tensión de fluencia en compresión se debe tomar como el menor valor entre la resistencia máxima a
compresión de las secciones dividido por el área de la sección o la tensión definida por uno de los siguientes
métodos:
1) Para aceros con fluencia marcada, la tensión de fluencia se determina a partir del límite de fluencia, Re,
o el límite de fluencia bajo carga con alargamiento total, Rec.
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4365
4366
4367
4368
4369
4370
4371
4372
4373
4374
4375
4376
4377
4378
4379
4380
4381
4382
4383
4384
4385
4386
4387
4388
4389
4390
4391
4392
4393
4394
4395
4396
4397
4398
4399
4400
4401
4402
2) Para aceros con fluencia gradual, la tensión de fluencia se determina a partir del límite de fluencia
convencional, Rea, con alargamiento residual del 0,2% o el límite de fluencia bajo carga con
alargamiento total, Rec.
Cuando se utiliza límite de fluencia bajo carga con alargamiento total, debe existir evidencia de que la
tensión de fluencia que así se obtiene se encuentra dentro del rango de ±5% del valor de la tensión de
fluencia que se podría determinar por el límite de fluencia convencional con alargamiento residual del
0,2%.
c) Si el efecto principal de la carga a la cual está sujeto el miembro en servicio es producto de tensiones de
flexión, la tensión de fluencia se debe determinar sólo para las alas. Al determinar dicha tensión de
fluencia, cada probeta debe consistir en un ala completa más una porción del alma con una relación de
ancho plano tal que el valor de ρ para la probeta sea igual a la unidad.
d) Para propósitos de aceptación y control, se debe hacer un ensayo de sección completa de cada bobina.
e) A opción del fabricante, se permite que ensayos de tracción o compresión sean usados con propósitos de
aceptación y control de rutina, siempre que el fabricante demuestre que tales ensayos indican de manera
confiable la tensión de fluencia de la sección cuando está sometida al tipo de tensión que se presentará
cuando el miembro esté en uso.
F3.2 Elementos planos de secciones conformadas
Los ensayos para determinar las propiedades mecánicas de elementos planos pertenecientes a secciones
conformadas y las propiedades mecánicas representativas del acero virgen a ser usado en la Sección A.7.2 se
deben efectuar de acuerdo con esta sección.
La tensión de fluencia de las zonas planas, Fyf, se debe establecer mediante un promedio ponderado de las
tensiones de fluencia obtenidas de un ensayo de tracción con probetas tomadas longitudinalmente de zonas
planas de un miembro representativo conformado en frío. El promedio ponderado debe ser la suma de los
productos de las tensiones de fluencia promedio para cada porción plana multiplicado por el área de dicha
sección, dividido por el área total de las zonas planas de la sección. Aunque el número exacto de estas
probetas depende de la forma del elemento, es decir, del número de zonas planas en la sección, al menos una
muestra se debe tomar de la zona central de cada porción plana. Si la tensión de fluencia real del acero virgen
es mayor que la tensión de fluencia mínima especificada, la tensión de fluencia de las zonas planas, Fyf, se
debe ajustar multiplicando los valores de los ensayos por la razón entre la tensión de fluencia mínima
especificada y la tensión de fluencia real del acero virgen.
F3.3 Acero virgen
Las siguientes disposiciones se deben aplicar al acero producido bajo normas distintas a las señaladas en las
especificaciones ASTM y NCh incluidas en la Sección A2.1, cuando dicho acero se utilice en secciones en las
cuales la tensión de fluencia incrementada del acero después del conformado en frío sea calculada a partir de
las propiedades del acero virgen según la Sección A7.2. Para propósitos de aceptación y control, se debe
tomar al menos cuatro probetas de tracción por cada bobina para establecer los valores representativos de la
tensión de fluencia y la resistencia a tracción del acero virgen. Las probetas se deben tomar longitudinalmente
en los puntos correspondientes al cuarto del ancho cerca del extremo de la bobina.
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G Diseño de miembros estructurales de acero conformados en frío y conexiones bajo carga cíclica (FATIGA)
Este procedimiento de diseño se debe aplicar a miembros estructurales de acero conformados en frío y
conexiones sujetas a cargas cíclicas dentro del rango elástico de tensiones con frecuencia y magnitud
suficientes para iniciar una fisuración y falla progresiva (fatiga).
G.1. General
Cuando la carga cíclica es una consideración de diseño, las disposiciones de este capítulo se deben aplicar a
tensiones calculadas en base a cargas no mayoradas. La tensión de tracción máxima permitida debido a
cargas no mayoradas es 0,6Fy.
El rango de tensiones se debe definir como la magnitud del cambio de tensión debido a la aplicación o retiro
de una carga viva no mayorada. En el caso de inversión de tensiones, el rango de tensiones se debe calcular
como la suma de los valores absolutos de las tensiones máximas repetidas de tracción y compresión o la suma
de los valores absolutos de las tensiones de corte máximas de dirección opuesta en el punto probable de inicio
de la fisuración.
Debido a que la ocurrencia de las cargas de diseño de viento o sismo es demasiado inusual como para
justificar su consideración en el diseño a la fatiga, no se exige la evaluación de la resistencia a la fatiga para la
acción de cargas de viento en edificios. Si el rango de tensiones producto de la carga viva es menor que el
umbral de fatiga, FTH, dado en Tabla G1, no se requiere la evaluación de resistencia a la fatiga.
No se requerirá la evaluación de la resistencia a la fatiga si el número de ciclos de aplicación de la carga viva
es menor que 20 000.
TABLA G1
Parámetros de diseño a la fatiga para estructuras de acero conformadas en frío
Constante
de tensiones
FTH, MPa,
(kg/cm2)
[ksi]
172
(1 760)
[25]
103
(1 050)
[15]
Descripción
Categoría
de tensiones
Constante
Cf
Metal base y componentes con superficies
laminadas incluyendo bordes guillotinados y
esquinas conformadas en frio
I
3,2x1010
Metal base y fundente en miembros conectados
por soldaduras longitudinales continuas
II
1,1x1010
III
3,2x109
110
(1 120)
[16]
G1-3, G1-4
IV
1,0x109
62
(633)
[9]
G1-4
Elementos soldados a una placa o una viga,
soldaduras de filete transversal y soldadura de
filete longitudinal continuos menores o iguales que
50,8 mm (2 in), conexiones apernadas o
atornilladas y soldaduras de punto
Elementos de espesor mayor a 50,8 mm (2 in)
conectado con soldadura longitudinal tipo filete
paralela a la dirección de la tensión aplicada, y
soldaduras intermitentes paralelas a la dirección de
la fuerza aplicada
Figuras de
referencia
G1-1
G1-2
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4432
4433
4434
Figura G1.1. Detalle típico para la categoría de tensiones I
4435
4436
4437
Figura G1.2. Detalle típico para la categoría de tensiones II
4438
4439
4440
4441
4442
4443
4444
4445
4446
4447
4448
4449
Figura G1.3. Detalle típico para las categorías de tensiones III y IV
La resistencia a la fatiga determinada por las disposiciones de este capítulo se debe aplicar a estructuras con
protección a la corrosión o sujeta sólo a atmósferas no agresivas.
La resistencia a la fatiga determinada por las disposiciones de este capítulo se debe aplicar sólo a estructuras
sujetas a temperaturas que no superen 149°C (300°F).
Los documentos contractuales deben incluir detalles completos incluyendo tamaño de soldaduras o especificar
el ciclo de vida planificado y el rango máximo de momentos, cortes y reacciones para las conexiones.
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4462
4463
4464
4465
4466
4467
4468
4469
4470
4471
4472
4473
4474
4475
4476
4477
4478
Figura G1.4. Conexiones típicas para la categoría de tensiones III
G2 Cálculo de tensiones máximas y rangos de tensiones
Las tensiones calculadas se deben basar en el análisis elástico. Las tensiones no se deben amplificar por
factores de concentración de tensiones en presencia de discontinuidades geométricas.
Para pernos y barras con hilos sujetas a tracción, las tensiones calculadas deben incluir los efectos de la acción
de palanca (prying action) si corresponde.
En el caso de tracción combinada con flexión, las tensiones máximas de cada solicitación deben ser aquellas
determinadas mediante combinaciones de cargas que actúan simultáneamente.
En miembros que tengan secciones simétricas, los conectores y soldaduras se deben ubicar simétricamente en
torno al eje del miembro o, en caso contrario, se deben considerar las tensiones totales incluyendo aquellas
debidas a la excentricidad en el cálculo del rango de tensiones.
En miembros tipo ángulo cargados axialmente, donde el centro de gravedad de las soldaduras está entre la
línea del centro de gravedad de la sección del ángulo y el centro del ala conectada, los efectos de la
excentricidad se deben ignorar. Si el centro de gravedad de las soldaduras conectadas se ubica fuera de dicha
zona, las tensiones totales, incluyendo aquella debida a la excentricidad de la unión, se debe incluir en el
cálculo del rango de tensiones.
G3 Rango de tensiones de diseño
El rango de tensiones a nivel de las cargas de servicio no debe superar el rango de tensiones de diseño
calculado usando Ecuación G3-1 para todas las categorías de tensiones tal como sigue:
FSR = (αCf/N)0,333 ≥ FTH
4479
4480
4481
(Ec. G3-1)
donde
FSR
α
Cf
N
FTH
=
=
=
=
=
=
=
=
=
Rango de tensiones de diseño
Coeficiente de conversión de unidades
1 para unidades US
327 para unidades SI
352 000 para unidades MKS
Constante indicada en Tabla G1
Número de fluctuaciones del rango de tensiones en la vida de diseño
Número de fluctuaciones del rango de tensiones por día x 365 x años de vida útil de diseño
Umbral de fatiga del rango de tensiones, rango máximo de tensiones para una vida útil de diseño
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indefinida según Tabla G1
4482
4483
4484
4485
4486
4487
4488
4489
4490
4491
4492
4493
4494
4495
4496
G4 Pernos y partes con hilo
Para conexiones unidas mecánicamente sometidas a corte, el rango máximo de tensiones en el material
conectado a nivel de cargas de servicio, no debe superar el rango de tensiones de diseño calculado usando la
Ecuación G3-1. El factor Cf se debe tomar como 22 x 108. El umbral de tensiones, FTH, se debe tomar como 48
MPa o 492 kg/cm2 (7ksi).
Para pernos de alta resistencia no pretensados completamente, pernos corrientes y barras de anclaje con hilo,
el rango máximo de tensiones de tracción en el área neta de tracción debido a la carga axial y el momento
aplicados, más la carga debida al efecto palanca (prying action), no debe superar el rango de tensión de diseño
calculado usando Ecuación G3-1. El factor Cf se debe tomar como 3,9 x 108. El umbral de tensión, FTH, se
debe tomar como 48 MPa o 492 kg/cm2 (7 ksi). El área neta de tracción se debe calcular con Ecuación G4-1a
o G4-1b según corresponda.
At =(π/4)[db - (0,9743/n)]2
At =(π/4)[db - (0,9382p)]2
4497
4498
4499
(Ec. G4-1a)
(Ec. G4-1b)
donde
At
db
N
p
4500
4501
4502
4503
4504
4505
4506
4507
4508
4509
4510
4511
4512
4513
4514
4515
4516
4517
4518
4519
4520
4521
4522
4523
4524
4525
4526
Para unidades US
Para unidades SI o MKS
=
=
=
=
Área neta de tracción
Diámetro nominal (diámetro del núcleo o vástago del perno)
Número de hilos por pulgadas
Paso del hilo (mm por hilo en unidades SI y cm por hilo en unidades MKS)
G5 Requerimientos especiales de fabricación
Se permite mantener en su lugar las planchas de respaldo que son paralelas al campo de tensiones en
conexiones soldadas y, si son usadas, deben ser continuas.
Si se utilizan planchas de respaldo que son perpendiculares al campo de tensiones, estas se deben remover, y
la unión debe ser reacondicionada y soldada.
Los bordes cortados térmicamente sujetos a rangos de tensiones cíclicas, deben tener una superficie cuya
rugosidad no exceda 25 μm (1000 μin) de acuerdo con ASME B46.1.
Esquinas en cortes, destajes y perforaciones de acceso para soldadura se deben formar con un radio no menor
que 9,53 mm (3/8 in) mediante pre-perforación o punzonamiento y desbaste de la perforación, o por corte
térmico para formar el radio del corte. Si la porción del radio es hecha mediante corte térmico, el corte se debe
pulir hasta obtener una superficie de metal brillante con una transición curva suave, libre de ranuras, con una
rugosidad de superficie que no exceda 25 μm (1000 μin) de acuerdo con ASME B46.1 u otro estándar
equivalente aprobado.
Para uniones de tope transversales en zonas con altas tensiones de tracción, se debe usar placas soldadas para
ampliar la terminación de las soldaduras fuera de la unión terminada. No se debe usar pletinas de borde. Las
planchas de respaldo se deben remover y el extremo de la soldadura debe tener una terminación a ras con en el
borde del miembro.
Excepción: no se requieren planchas de respaldo en las soldaduras de las planchas si los procedimientos de
soldadura producen bordes suaves y a ras.
Vencimiento consulta pública: 2018.10.13
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PROYECTO DE NORMA EN CONSULTA PUBLICA – prNCh427/2
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Anexo 1
Diseño de Miembros Estructurales de Acero Conformados en Frío Usando el Método de Resistencia Directa
Alcance
Este Anexo entrega procedimientos de diseño alternativo para algunas secciones de esta norma. El Método de
Resistencia Directa detallado en este Anexo se puede utilizar para determinar el comportamiento al pandeo
elástico de un miembro proporcionando una serie de curvas de resistencia nominal que predicen la resistencia
del miembro al pandeo elástico. Este procedimiento no requiere iteración ni cálculo del ancho efectivo; en su
lugar, utiliza las propiedades de la sección bruta y el comportamiento al pandeo elástico de la sección para
calcular su resistencia. El rango de aplicación de estas disposiciones se detalla en el capítulo de Disposiciones
generales de este Anexo.
1.1 Disposiciones generales
1.1.1 Aplicabilidad
Las disposiciones de este Anexo se pueden utilizar para determinar la resistencia nominal axial (Pn),
resistencia a flexión (Mn) y resistencia al corte (Vn) de miembros de acero conformados en frío. Las
Secciones 1.2.1 y 1.2.2 presentan un método aplicable a todas las columnas y vigas de acero conformadas en
frío. Los miembros que cumplen las limitaciones geométricas y de material indicadas en la Sección 1.1.1.1
para columnas y en la Sección 1.1.1.2 para vigas, han sido precalificados para uso estructural y en tal caso se
deb aplicar el factor de seguridad calibrado, Ω, y el factor de resistencia, , dados en las Secciones 1.2.1 y
1.2.2. Para otras vigas y columnas, se permite el uso de las disposiciones de las Secciones 1.2.1 y 1.2.2,
utilizando los factores estándar Ω y  para un análisis teórico de ingeniería (Sección A.1.2(c)).
Actualmente, el Método de Resistencia Directa no entrega disposiciones explícitas para miembros sujetos a
tracción, aplastamiento del alma, flexión y aplastamiento del alma combinados o flexión y carga axial
combinadas (flexión compuesta) (vigas-columna). Tampoco se entregan directrices para conjuntos
estructurales o conexiones y uniones. Para todos los casos indicados, se utilizarán las disposiciones de esta
norma que correspondan, tal como se indica en la Sección A1.2 de la misma.
Las resistencias nominales, los factores de resistencia y los factores de seguridad indicados en este Anexo se
pueden sustituir por los valores correspondientes incluidos en la Secciones C3.1, C3.2, C3.3, C3.5, C4.1,
C4.2, C5, D6.1.1 y D6.1.2.
Para miembros o casos en los cuales esta norma no sea aplicable, se puede utilizar el Método de Resistencia
Directa de este Anexo en la medida que este sea aplicable al caso considerado. La utilización del Método de
Resistencia Directa está sujeta a las mismas disposiciones que cualquier otro procedimiento de análisis
teórico de ingeniería, tal como se indica en la Sección A.1.2(c):
1) Si existen disposiciones en la norma que sean aplicables, éstas se deben cumplir, y
2) Si se realiza un análisis teórico de ingeniería, en el cálculo de resistencias se deben utilizar factores de
seguridad, Ω, aumentados y factores de resistencia, , reducidos.
1.1.1.1 Columnas precalificadas
Las columnas con o sin perforaciones que cumplan con los límites de geometría y de material indicados en
Tabla 1.1.1-1, se pueden diseñar utilizando el factor de seguridad, Ω, y el factor de resistencia, , definidos
en la Sección 1.2.1. No existen limitaciones para el tamaño, forma y espaciamiento de las perforaciones.
Vencimiento consulta pública: 2018.10.13
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PROYECTO DE NORMA EN CONSULTA PUBLICA – prNCh427/2
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4590
4591
Las columnas que no cumplan con los límites de geometría y de material indicados en Tabla 1.1.1-1, se
pueden diseñar utilizando el factor de seguridad, Ω, y el factor de resistencia, , definidos en la Sección 1.2.1
si, usando el Capítulo F se obtiene un factor  igual o superior (de igual o superior nivel de confiabilidad) que
el de la Sección 1.2.1. Si se usa el Capítulo F, el factor profesional, P, debe ser la razón entre ensayo y
predicción, donde la predicción es la dada por las expresiones del Método de Resistencia Directa de la
Sección 1.2.1, Pm es el promedio de P y VP es el coeficiente de variación de P. Se deben realizar al menos tres
ensayos. Si VP es menor o igual a 15%, CP se puede tomar como 1.0.
Tabla 1.1.1-1
Límites para Columnas Precalificadas*
Secciones C atiesadas
Con atiesador de borde simple
Con atiesador de borde complejo
Sección C plegada con atiesadores de borde y de alma
Para todas las Secciones C:
h0/t < 472
b0/t < 159
4 < D/t < 33
0,7 < h0/b0 < 5,0
0,05 < D/b0< 0,41
θ = 90°
E/Fy > 340 [Fy < 593 MPa o 6050 kg/cm2 (86 ksi)]
Para Secciones C con atiesador de borde complejo:
D2/t < 34
D2/D < 2
D3/t < 34
D3/D2 < 1
Nota:
a. θ2 puede variar (D2 se puede plegar hacia adentro,
afuera, etc.)
b. θ3 puede variar (D3 se puede plegar hacia arriba,
abajo, etc.)
Uno o dos atiesadores intermedios:
ho/t < 489
bo/t < 160
6 < D/t < 33
1,3 < h0/b0 < 2,7
0,05< D/b0 < 0,41
E/Fy > 340 [Fy < 593 MPa o 6050 kg/cm2 (86 ksi)]
Sección Z
h0/t < 137
b0/t < 56
0 < D/t < 36
1,5 < h0/b0<2,7
0,00<D/b0<0,73
θ = 50°
E/Fy > 590 [Fy < 345 MPa o 3520 kg/cm2 (50 ksi)]
Montante de rack
Ver Sección C con atiesadores de borde complejos
Sección sombrero
Vencimiento consulta pública: 2018.10.13
h0/t < 50
b0/t < 43
4 < D/t < 6
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PROYECTO DE NORMA EN CONSULTA PUBLICA – prNCh427/2
1,0 < h0/b0 < 1,2
D/b0 = 0,13
E/Fy > 428 [Fy < 476 MPa o 4850 kg/cm2 (69 ksi)]
4592
4593
4594
4595
4596
4597
4598
4599
4600
4601
4602
4603
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4607
4608
4609
4610
4611
4612
4613
4614
4615
4616
4617
Nota:
* r/t < 20, donde r es el radio de plegado al eje de la plancha.
bo = ancho total; D = altura total del atiesador de borde; t = espesor de metal base; ho = altura total.
1.1.1.2 Vigas precalificadas
Las vigas en flexión con o sin perforaciones que cumplan con los límites de geometría y de material
entregados en Tabla 1.1.1-2 se pueden diseñar utilizando el factor de seguridad, Ω, y el factor de resistencia,
, definidos en la Sección 1.2.2.1. No existen limitaciones para el tamaño, forma y espaciamiento de las
perforaciones para vigas diseñadas a flexión.
Las vigas sin perforaciones sometidas a corte que cumplan con los límites de geometría y de material
entregados en Tabla 1.1.1-3 se pueden diseñar utilizando el factor de seguridad, Ω, y el factor de resistencia,
, definidos en la Sección 1.2.2.2.
Las vigas que no cumplan con las limitaciones de geometría y de material indicados en Tablas 1.1.1-2 y 1.1.13, se pueden diseñar utilizando el factor de seguridad, Ω, y el factor de resistencia, , definidos en la Sección
1.2.2 si, usando el Capítulo F se obtiene un factor  igual o superior (de igual o superior nivel de
confiabilidad) que el de la Sección 1.2.2. Si se usa el Capítulo F, el factor profesional, P, debe ser la razón
entre ensayo y predicción, donde la predicción es la obtenida de las expresiones del Método de Resistencia
Directa de la Sección 1.2.2, Pm es el promedio de P y VP es el coeficiente de variación de P. Se debe conducir
al menos tres ensayos. Si VP es menor o igual a 15%, CP se puede tomar como 1,0.
Tabla 1.1.1-2
Límites para Vigas Precalificadas en Flexión*
Secciones C atiesadas
Con atiesador de borde simple
Para todas las secciones C:
h0/t < 321
b0/t < 75
0 < D/t < 34
1,5 < h0/b0 < 17,0
0 < D/b0< 0,70
44° <  < 90°
E/Fy > 421 [Fy < 483 MPa o 4920 kg/cm2 (70 ksi)]
Con atiesador de borde complejo
Para Secciones C con atiesador de borde complejo:
D2/t < 34
D2/D < 2
D3/t < 34
D3/D2 < 1
Nota:
a. 2 puede variar (D2 se puede plegar hacia adentro o
afuera)
b. 3 puede variar (D3 se puede plegar hacia arriba o
abajo)
Vencimiento consulta pública: 2018.10.13
133
PROYECTO DE NORMA EN CONSULTA PUBLICA – prNCh427/2
Sección C con atiesador de borde y de alma
Sección Z
Con atiesador de borde simple
Para todas las secciones Z:
h0/t < 183
b0/t < 71
10 < D/t < 16
2,5 < h0/b0 < 4,1
0,15 < D/b0 < 0,34
36° <  < 90°
E/Fy > 440 [Fy < 462 MPa o 4710 kg/cm2 (67 ksi)]
Con atiesador de borde complejo
Para Secciones Z con atiesador de borde complejo:
D2/t < 34
D2/D < 2
D3/t < 34
D3/D2 < 1
Secciones sombrero con ala en compresión atiesada
Planchas corrugadas trapezoidales con el ala en
compresión atiesada
4618
4619
4620
4621
4622
4623
ho/t < 358
bo/t < 58
14 < D/t < 17
5,5 < h0/b0 < 11,7
0,27< D/b0 < 0,56
 = 90°
E/Fy > 578 [Fy < 352 MPa o 3590 kg/cm2 (51 ksi)]
Nota:
a. 2 puede variar (D2 se puede plegar hacia adentro,
afuera, etc.)
b. 3 puede variar (D3 se puede plegar hacia arriba,
abajo, etc.)
ho/t < 97
bo/t < 467
0 < ds/t < 26 (ds = altura del atiesador)
0,14 < h0/b0 < 0,87
0,88< b0/bt < 5,4
0 < n ≤ 4 (n = número de atiesadores en el ala en
compresión)
E/Fy > 492 [Fy < 414 MPa o 4220 kg/cm2 (60 ksi)]
h0/t < 203
b0/t < 231
0,42 < (h0/sin)/b0 < 1,91
1,10 < b0/bt < 3,38
0 < nc ≤ 2 (nc = número de atiesadores en el ala a
compresión)
0 < nw ≤ 2 (nw = número de atiesadores o pliegues en el
alma)
0 < nt ≤ 2 (nt = número de atiesadores en el ala a
tracción)
52º <  < 84º ( = Ángulo entre el alma y el plano
horizontal)
E/Fy > 310 [Fy < 655 MPa o 6680 kg/cm2 (95 ksi)]
Nota: * r/t < 20, donde r es el radio de plegado al eje de la plancha.
Ver Sección 1.1.1.1 para la definición de otras variables incluidas en la Tabla 1.1.1-2
Tabla 1.1.1-3
Límites para Almas Precalificadas en Corte
Almas rectas:
Vencimiento consulta pública: 2018.10.13
h0/t < 256
134
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Secciones con múltiples atiesadores en el alma
4624
4625
4626
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4629
4630
4631
4632
4633
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4635
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4640
4641
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4643
4644
4645
4646
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4648
4649
4650
4651
4652
4653
4654
4655
4656
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4658
4659
4660
4661
4662
4663
4664
4665
Para dos o cuatro atiesadores:
h0/t < 167
WS < 4,2 mm
DS/WS < 1,38
0,0 < S/h0 < 0,28
0,4 < GS/h0 < 0,55
n = 2 ó 4 (n = número de atiesadores en el alma)
1.1.2 Pandeo elástico
Las cargas de pandeo elástico en compresión y corte y los momentos usados en este Anexo se deben
determinar mediante análisis. Para columnas, esto incluye considerar las cargas de pandeo local, distorsional
y general (Pcrl, Pcrd y Pcre de la Sección 1.2.1). Para vigas, esto incluye considerar los momentos de pandeo
local, distorsional y general (Mcrl, Mcrd y Mcre de la Sección 1.2.2.1) y las cargas elásticas de pandeo en corte
(Vcr de la Sección 1.2.2.2). En ciertos casos, para una viga o columna dada, no se producen todos los modos
de pandeo indicados. En tales casos, el modo inexistente debe ser ignorado en los cálculos correspondientes a
las Secciones 1.2.1 y 1.2.2.
Los métodos numéricos son una herramienta ampliamente utilizada para el análisis y/o resolución de
problemas estructurales. El Método de Elementos Finitos es base de múltiples programas de diseño estructural
y recientemente se ha sumado una variante, el Método de Bandas Finitas “MBF”. El MBF es un método que
permite simplificar el análisis de secciones que mantienen sus propiedades geométricas constantes a lo largo
de una dirección y entrega resultados precisos del pandeo elástico con un mínimo de esfuerzo y tiempo. El
MBF es uno de los métodos más populares y eficientes para el análisis de la estabilidad elástica de estructuras
de acero conformado en frío. Cheung y Tham (1998) explican la teoría básica mientras que Hancock et al.
(2001) y Schafer (1997) entregan detalles específicos para el análisis con este método.
Diferentes programas de Bandas Finitas están disponibles en la actualidad. Un ejemplo de ellos es el programa
CUFSM, logro de investigaciones auspiciadas por el AISI (American Iron and Steel Institute). Este programa
de libre disposición se puede descargar en el sitio www.ce.jhu.edu/bschafer/cufsm. Otro programa disponible
es el CFS 9.0 del Ingeniero Bob Glauz, miembro del comité de especificaciones del AISI
(http://www.rsgsoftware.com/products.html). El diseñador puede crear sus propios programas siguiendo la
teoría disponible y calibrando sus resultados en comparación con los resultados obtenidos del cuerpo principal
de esta norma.
Las cargas de pandeo elástico en compresión y corte y los momentos usados en este Anexo se deben
determinar mediante el Método de Bandas Finitas. Para columnas, se debe considerar las cargas de pandeo
local, distorsional y general (Pcrl, Pcrd y Pcre de la Sección 1.2.1). Para vigas, se debe considerar los momentos
de pandeo local, distorsional y general (Mcrl, Mcrd y Mcre de la Sección 1.2.2.1) y las cargas elásticas de pandeo
en corte (Vcr de la Sección 1.2.2.2). En ciertos casos, para una viga o columna dada, no se producen todos los
modos de pandeo indicados. En tales casos, el modo inexistente debe ser ignorado en los cálculos
correspondientes a las Secciones 1.2.1 y 1.2.2.
1.1.3 Determinación de las condiciones de servicio
La deflexión debida a la flexión para cualquier momento, M, producto de las cargas nominales se puede
determinar reduciendo el momento de inercia de la sección bruta, Ig, a un momento de inercia efectivo para la
deflexión, de acuerdo a la Ec. 1.1.3-1.
Ieff = Ig(Md/M) ≤ Ig
(Ec. 1.1.3-1)
4666
Vencimiento consulta pública: 2018.10.13
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PROYECTO DE NORMA EN CONSULTA PUBLICA – prNCh427/2
4667
4668
4669
4670
4671
4672
4673
4674
4675
4676
4677
donde
Md
=
M
=
1.2 MIEMBROS
1.2.1 Diseño de Columnas
La resistencia axial nominal, Pn, corresponde al mínimo entre los valores de Pne, Pnl y Pnd dados en las
Secciones 1.2.1.1 a 1.2.1.3. Para columnas que cumplen con los criterios de geometría y material de la
Sección 1.1.1.1, c y c se deben tomar como:
c
c
4678
4679
4680
4681
4682
4683
4684
4685
4686
4687
4688
4689
Resistencia nominal a flexión, Mn, definida en la Sección 1.2.2.1, pero reemplazando My por M en
todas las ecuaciones de la Sección 1.2.2
Momento debido a las cargas nominales en el miembro considerado (M ≤ My)
=
=
1,80 (ASD)
0,85 (LRFD)
Para todas las otras columnas, se deben utilizar los valores de  y  de acuerdo a la Sección A1.2(c). La
resistencia disponible se debe determinar de acuerdo con los métodos de diseño que correspondan según las
Secciones A4 o A5.
1.2.1.1 Pandeo por flexión, torsión o flexo-torsión
1.2.1.1.1 Columnas sin perforaciones
La resistencia axial nominal, Pne, para el pandeo por flexión, torsión o flexo-torsión se debe calcular de
acuerdo con lo siguiente:
(a) Para c ≤ 1,5
(b) Para c > 1,5
4690
4691
4692
4693
4694
4695
2
Pne =(0,658λc )Py
0,877
Pne =( 2 )Py
λc
(Ec. 1.2.1-1)
λc =√Py/Pcre
(Ec. 1.2.1-3)
(Ec. 1.2.1-2)
donde
donde
Py
=
Resistencia a la fluencia del miembro
4696
Py = AgFy
(Ec. 1.2.1-4)
4697
Ag
Fy
Pcre
4698
4699
4700
=
=
=
Área bruta de la sección transversal
Tensión de fluencia
Valor mínimo de la carga crítica de pandeo elástico de la columna para pandeo por flexión,
torsión o flexo-torsión determinado mediante el análisis indicado en la Sección 1.1.2
1.2.1.1.2 Columnas con perforaciones
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136
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4701
4702
4703
4704
4705
4706
4707
4708
4709
4710
La resistencia axial nominal, Pne, para el pandeo por flexión, torsión o flexo-torsión de columnas con
perforaciones se debe calcular de acuerdo con la Sección 1.2.1.1.1, considerando la influencia de la o las
perforaciones en la determinación de Pcre.
1.2.1.2. Pandeo local
1.2.1.2.1 Columnas sin perforaciones
La resistencia axial nominal, Pnl, para el pandeo local se debe calcular de acuerdo con lo siguiente:
(a) Para l ≤ 0,776
(b) Para l > 0,776
4711
4712
4713
Pnl = Pne
Pcrl 0,4 Pcrl 0,4
Pnl = [1-0,15 ( ) ] ( ) Pne
Pne
Pne
(Ec. 1.2.1-5)
λl =√Pne /Pcrl
(Ec. 1.2.1-7)
(Ec. 1.2.1-6)
donde
4714
Pne
Pcrl
4715
4716
4717
4718
4719
4720
=
=
Resistencia nominal axial definida en la Sección 1.2.1.1.1
Carga crítica elástica de pandeo local de la columna determinada mediante el análisis indicado en
la Sección 1.1.2
1.2.1.2.2 Columnas con perforaciones
La resistencia axial nominal, Pnl, para el pandeo local de columnas con perforaciones se debe calcular de
acuerdo con la sección 1.2.1.2.1, considerando la influencia de las perforaciones en la determinación de Pcrl.
Pnl ≤ Pynet
4721
4722
4723
(Ec. 1.2.1-8)
donde
Pynet
=
Resistencia de fluencia del miembro en el área neta
4724
Pynet = FyAnet
(Ec. 1.2.1-9)
4725
Anet
4726
4727
4728
4729
4730
4731
4732
=
Área neta de la sección transversal en la ubicación de una perforación
1.2.1.3 Pandeo distorsional
1.2.1.3.1 Columnas sin perforaciones
La resistencia axial nominal, Pnd, para el pandeo distorsional se debe calcular de acuerdo con lo siguiente:
(a) Para d ≤ 0,561
(b) Para d > 0,561
4733
4734
4735
Pnd = Py
0,6
Pnd = [1-0,25 (
(Ec. 1.2.1-10)
0,6
Pcrd
Pcrd
) ](
)
Py
Py
Py
(Ec. 1.2.1-11)
donde
λd = √Py/Pcrd
(Ec. 1.2.1-12)
4736
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137
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4737
4738
donde
Py
Pcrd
4739
4740
4741
4742
4743
4744
4745
=
=
Resistencia a la fluencia del miembro dada por la Ec. 1.2.1-4
Carga crítica de pandeo elástico distorsional de la columna determinada mediante el análisis
indicado en la Sección 1.1.2
1.2.1.3.2 Columnas con perforaciones
La resistencia axial nominal, Pnd, al pandeo local distorsional de columnas con perforación(es) se debe
calcular de acuerdo con la sección 1.2.1.3.1, considerando la influencia de las perforaciones en la
determinación de Pcrd y si d ≤ d2, entonces
(a) Para d ≤ d1
Pnd = Pynet
Pynet -Pd2
Pnd = Pynet - (
)
λd2 -λd1
(Ec. 1.2.1-13)
λd = √Py/Pcrd
(Ec. 1.2.1-15)
λd1 = 0,561(Pynet /Py)
λd2 = 0,561(14(Py/Pynet )0,4 -13)
Pd2 = (1-0.25(1/λd2 )1,2 )(1/λd2 )1,2 Py
(Ec. 1.2.1-16)
(Ec. 1.2.1-17)
(Ec. 1.2.1-18)
(b) Para d1d ≤ d2
4746
4747
4748
4749
4750
4751
donde
donde
Py
Pynet
4752
4753
4754
4755
4756
4757
4758
4759
4760
=
=
Resistencia a la fluencia del miembro, calculada con la Ec. 1.2.1-4
Resistencia a la fluencia de la sección neta, calculada con la Ec. 1.2.1-9
1.2.2 Diseño de vigas
1.2.2.1 Flexión
La resistencia nominal a flexión, Mn, corresponde al mínimo entre los valores de Mne, Mnl y Mnd, dados en las
Secciones 1.2.2.1.1 a 1.2.2.1.3. Para vigas que cumplan con los criterios de geometría y material de la Sección
1.1.1.2, los valores de b y b deben ser los siguientes:
b
b
4761
4762
4763
4764
4765
4766
4767
4768
4769
4770
4771
4772
4773
(Ec. 1.2.1-14)
=
=
1,67 (ASD)
0,90 (LRFD)
Para todas las demás vigas, se deben utilizar los valores de  y  según la Sección A1.2(c). La resistencia
disponible se debe determinar con el método de diseño que corresponda de acuerdo a las secciones A4 o A5.
1.2.2.1.1 Pandeo lateral torsional
La resistencia nominal a flexión, Mne, para el pandeo lateral-torsional se debe calcular de acuerdo a lo
indicado en esta sección. Se permite aumentar la resistencia nominal debido a capacidad inelástica en pandeo
lateral-torsional, de acuerdo a la Sección 1.2.2.1.1.1.2, cuando corresponda.
1.2.2.1.1.1 Vigas sin perforaciones
1.2.2.1.1.1.1 Resistencia al pandeo lateral-torsional
Vencimiento consulta pública: 2018.10.13
138
PROYECTO DE NORMA EN CONSULTA PUBLICA – prNCh427/2
4774
4775
4776
4777
La resistencia nominal a flexión, Mne, para el pandeo lateral-torsional se debe calcular de acuerdo a lo
siguiente
Mne = Mcre
10My
10
Mne =
My (1)
9
36Mcre
Mne = My
(a) Para Mcre < 0,56My
(b) Para 2,78My ≥ Mcre ≥ 0,56My
(c) Para Mcre > 2,78My
4778
4779
4780
(Ec. 1.2.2-1)
(Ec. 1.2.2-2)
(Ec. 1.2.2-3)
donde
Mcre
=
My
=
Momento crítico de pandeo lateral-torsional elástico determinado mediante el análisis indicado en
la Sección 1.1.2
Momento de fluencia del miembro
4781
My = SfFy
4782
4783
4784
donde
Sf
4785
4786
4787
=
Módulo de la sección bruta con respecto a la fibra extrema en que se inicia la fluencia
1.2.2.1.1.1.2 Resistencia al pandeo lateral-torsional considerando capacidad inelástica
Para Mcre > 2,78My
Mne = Mp - (Mp -My )
4788
4789
4790
(Ec. 1.2.2-4)
M
√ y – 0,23
Mce
0,37
(Ec. 1.2.2-5)
≤ Mp
donde
Mcre
=
My
Mp
=
=
Momento crítico de pandeo lateral-torsional elástico determinado mediante el análisis indicado en
la Sección 1.1.2
Momento de fluencia del miembro, calculado usando Ec. 1.2.2-4
Momento plástico del miembro
4791
Mp = ZfFy
4792
4793
4794
donde
Zf
4795
4796
4797
4798
4799
4800
4801
4802
4803
4804
4805
4806
4807
(Ec. 1.2.2-6)
=
Módulo plástico de la sección
1.2.2.1.1.2 Vigas con perforaciones
La resistencia nominal a flexión, Mne, al pandeo lateral-torsional de vigas con perforaciones se debe calcular
de acuerdo con la sección 1.2.2.1.1.1.1, considerando la influencia de la o las perforaciones en la
determinación de Mcre.
1.2.2.1.2 Pandeo local
La resistencia nominal a flexión, Mnl, para pandeo local se debe calcular según lo establecido en esta sección.
Se puede aumentar la resistencia nominal debido a capacidad inelástica en pandeo local, de acuerdo a la
Sección 1.2.2.1.2.1.2, cuando corresponda.
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139
PROYECTO DE NORMA EN CONSULTA PUBLICA – prNCh427/2
4808
4809
4810
4811
1.2.2.1.2.1 Vigas sin perforaciones
1.2.2.1.2.1.1 Resistencia al pandeo local
(a) Para l ≤ 0,776
(b) Para l > 0,776
4812
4813
4814
4815
4816
4817
(Ec. 1.2.2-7)
λl = √Mne /Mcrl
(Ec. 1.2.2-9)
donde
=
=
Resistencia nominal a flexión por pandeo lateral-torsional, definida en la Sección 1.2.2.1.1.1
Momento crítico de pandeo local elástico, determinado mediante el análisis indicado en la
Sección 1.1.2
1.2.2.1.2.1.2 Resistencia al pandeo local considerando la reserva inelástica
Para l ≤ 0,776 y Mne ≥ My
En secciones simétricas con respecto al eje neutro o secciones donde el inicio de la fluencia ocurre en
compresión:
Mnl = My+ (1-
4826
4827
4828
1
C2yl
) (Mp -My )
(Ec. 1.2.2-10)
En el caso de secciones donde el inicio de fluencia ocurre en tracción:
Mnl = Myc + (1-
4829
4830
4831
(Ec. 1.2.2-8)
donde
Mne
Mcrℓ
4818
4819
4820
4821
4822
4823
4824
4825
Mnl = Mne
Mcrl 0,4 Mcrl 0,4
Mnl = [1-0,15 (
) ](
) Mne
Mne
Mne
1
C2yl
) (Mp -Myc ) ≤ Myt3
(Ec. 1.2.2-11)
donde
λl =√My/Mcrl
(Ec. 1.2.2-12)
4832
Mne
=
Resistencia nominal a flexión, definida en la Sección 1.2.2.1.1.1
4833
Cyl = √0,776/λl ≤ 3
(Ec. 1.2.2-13)
4834
Mcrl
=
Mp
My
Myc
=
=
=
Momento crítico de pandeo local elástico, determinado mediante el análisis indicado en la
Sección 1.1.2
Momento plástico del miembro, calculado con Ec. 1.2.2-6
Momento de fluencia del miembro, calculado con Ec. 1.2.2-4
Momento de inicio de fluencia en compresión (después de ocurrida la fluencia en tracción). Se
puede usar conservadoramente en forma aproximada Myc = My
4835
Myt3 = My +(1-1/C2yt )(Mp -My )
(Ec. 1.2.2-14)
4836
Vencimiento consulta pública: 2018.10.13
140
PROYECTO DE NORMA EN CONSULTA PUBLICA – prNCh427/2
Cyt
4837
4838
4839
4840
4841
4842
4843
=
3. Razón entre la máxima deformación unitaria de tracción y la deformación unitaria de fluencia
1.2.2.1.2.2 Vigas con perforaciones
La resistencia nominal a flexión, Mnl, al pandeo local de vigas con perforaciones se debe calcular de acuerdo
con la sección 1.2.2.1.2.1.1, considerando la influencia de la o las perforaciones en la determinación de M crl y
si d1≤ d2, entonces,
Mnl ≤ Mynet
4844
4845
4846
(Ec. 1.2.2-15)
donde
Mynet
=
Momento de fluencia de la sección neta
4847
Mynet = SfnetFy
4848
4849
4850
donde
Sfnet
4851
4852
4853
4854
4855
4856
4857
4858
4859
4860
4861
=
Módulo de la sección neta con respecto a la fibra extrema en que se inicia la fluencia
1.2.2.1.3 Pandeo distorsional
La resistencia nominal a flexión, Mnd, para pandeo distorsional se debe calcular según lo establecido en esta
sección. Se permite aumentar la resistencia nominal debido a capacidad inelástica en pandeo distorsional, de
acuerdo a la Sección 1.2.2.1.3.1.2, cuando corresponda.
1.2.2.1.3.1 Vigas sin perforaciones
1.2.2.1.3.1.1 Resistencia al pandeo distorsional
(a) Para d ≤ 0,673
Mnd = My
0,5
(b) Para d > 0,673
4862
4863
4864
(Ec. 1.2.2-16)
Mnd = [1-0,22 (
(Ec. 1.2.2-17)
0,5
Mcrd
Mcrd
) ](
)
My
My
My
(Ec. 1.2.2-18)
donde
λd = √My /Mcrd
(Ec. 1.2.2-19)
4865
My
Mcrd
4866
4867
4868
4869
4870
4871
4872
4873
=
=
Momento de fluencia del miembro, calculado con Ec. 1.2.2-4
Momento crítico de pandeo distorsional elástico, determinado mediante el análisis indicado en la
Sección 1.1.2
1.2.2.1.3.1.2 Resistencia al pandeo distorsional considerando la reserva inelástica
Para d ≤ 0,673
En el caso de secciones simétricas con respecto al eje neutro o secciones donde el inicio de la fluencia ocurre
en compresión:
Mnd = My+(1-1/C2yd )(Mp -My )
(Ec. 1.2.2-20)
4874
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141
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4875
4876
4877
4878
4879
4880
4881
4882
4883
4884
4885
4886
4887
4888
4889
4890
4891
En el caso de secciones donde el inicio de fluencia ocurre en tracción:
Mnd = Myc +(1-1/C2yd )(Mp -Myc ) ≤ Myt3
(Ec. 1.2.2-21)
λd =√My/Mcrd
(Ec. 1.2.2-22)
Cyd = √0,673/λd ≤ 3
(Ec. 1.2.2-23)
donde
donde
Mcrd
=
Mp
My
Myc
=
=
=
Myt3
=
Momento crítico de pandeo distorsional elástico, determinado mediante el análisis indicado en la
Sección 1.1.2
Momento plástico del miembro, calculado con Ec. 1.2.2-6
Momento de fluencia del miembro, calculado con Ec. 1.2.2-4
Momento por fluencia en compresión, determinado mediante el análisis indicado en la Sección
1.2.2.1.2.1.2
Momento máximo por fluencia en tracción, calculado con Ec. 1.2.2-14
1.2.2.1.3.2 Vigas con perforaciones
La resistencia nominal a flexión, Mnd, al pandeo distorsional de vigas con perforaciones se debe calcular de
acuerdo con la sección 1.2.2.1.3.1.1 considerando la influencia de la o las perforaciones en la determinación
de Mcrd y si d ≤ d2 entonces:
(a) Para d ≤ d1
Mnd = Mynet
4892
4893
4894
(Ec. 1.2.2-24)
(b) Para d1d ≤ d2
0,5
Mynet -Md2
Mcrd
Mcrd
Mnd = Mynet - (
) (λd -λd1 )≤ [1-0,22 (
) ](
)
λd2 -λd1
My
My
4895
4896
4897
0,5
My
(Ec. 1.2.2-25)
donde
λd =√(My/Mcrd
(Ec. 1.2.2-26)
λd1 = 0,673(Mynet /My)3
(Ec. 1.2.2-27)
4898
d2
=
Límite de transición de la esbeltez distorsional
4899
4900
4901
4902
λd2 = 0,673(1,7(My/Mynet )2,7 -0,7)
(Ec. 1.2.2-28)
Md2 =(1-0,22(1/λd2 ))(1/λd2 )My
(Ec. 1.2.2-29)
donde
My
Mynet
=
=
Resistencia a la fluencia del miembro calculada con Ec. 1.2.1-4
Momento de fluencia de la sección neta del miembro, calculada con Ec. 1.2.2-16
Vencimiento consulta pública: 2018.10.13
142
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4903
4904
4905
4906
4907
4908
4909
1.2.2.2 Corte
La resistencia nominal a corte, Vn, de vigas sin perforaciones en el alma, se determina según lo especificado
en esta sección, cuando corresponda. Para vigas que cumplen con los criterios de geometría y material de
Tabla 1.1.1-3, los valores de v y v deben ser los siguientes:
v
v
4910
4911
4912
4913
4914
4915
=
=
1,60 (ASD)
0,95 (LRFD)
Para todas las demás vigas, se deben utilizar los valores de  y  según la Sección A1.2(c). La resistencia
disponible se debe determinar con el método de diseño que corresponda de acuerdo a las secciones A4 o A5.
1.2.2.2.1 Vigas sin atiesadores de alma
Para v ≤ 0,815
Para 0,815v ≤ 1,227
Para v > 1,227
4916
4917
4918
Vn = V y
(Ec. 1.2.2-30)
Vn = 0,815√Vcr Vy
(Ec. 1.2.2-31)
Vn = Vcr
(Ec. 1.2.2-32)
Vy
λv = √
Vcr
(Ec. 1.2.2-33)
donde
4919
Vy
=
Fuerza de fluencia en corte de la sección
4920
4921
4922
4923
Vy = 0,6 AwFy
(Ec. 1.2.2-34)
Aw = ht
(Ec. 1.2.2-35)
donde
Aw
=
Área del elemento de alma
4924
4925
Fy
Vcr
4926
4927
4928
4929
4930
4931
=
=
Tensión de fluencia de diseño, determinada según lo dispuesto en la Sección A7.1
Fuerza de pandeo en corte elástico de la sección, determinada según lo dispuesto en la Sección
1.1.2
1.2.2.2.2 Vigas con atiesadores de alma
Para almas reforzadas con atiesadores espaciados a no más del doble de la altura del alma, se permite utilizar
esta sección para determinar la resistencia nominal a corte en lugar de la Sección 1.2.2.2.1.
Para v ≤ 0,776
Para v > 0,776
4932
4933
4934
Vn = V y
0,4
Vn = [1-0,15 (
(Ec. 1.2.2-36)
0,4
Vcr
Vcr
) ]( )
Vy
Vy
Vy
(Ec. 1.2.2-37)
1.2.2.3 Flexión y Corte Combinados
Vencimiento consulta pública: 2018.10.13
143
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4935
4936
4937
Para vigas sometidas a flexión y corte combinados, se debe usar la Sección C3.3 reemplazando M nxo por Mnlo
y Vn indicados a continuación:
Mnlo
Vn
4938
4939
4940
4941
4942
=
=
Resistencia nominal a flexión por pandeo local (ver Sección 1.2.2.1.2) con Mne = My
Resistencia nominal a corte considerando solamente este esfuerzo (ver Sección 1.2.2.2)
Si se usa la Sección 1.2.2.2.2 para calcular Vn, Mnxo se debe calcular como el menor valor entre la resistencia
nominal a flexión por pandeo local (ver Sección 1.2.2.1.2) con Mne = My y la resistencia nominal a flexión por
pandeo distorsional (ver Sección 1.2.2.1.3)
Vencimiento consulta pública: 2018.10.13
144
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4943
4944
4945
4946
4947
4948
4949
4950
4951
4952
4953
4954
4955
4956
4957
4958
4959
4960
4961
4962
4963
4964
4965
4966
4967
4968
4969
4970
4971
4972
4973
4974
4975
4976
4977
4978
4979
4980
4981
4982
4983
4984
4985
4986
4987
4988
Anexo 2.
Análisis de Segundo Orden
Este Anexo está dirigido al análisis de segundo orden para sistemas estructurales compuestos por marcos
rígidos, marcos arriostrados, muros de corte, miembros en compresión arriostrados o combinaciones de ellos.
2.1 Requisitos generales
Los miembros deben cumplir con las disposiciones de la Sección C5, con resistencias nominales de columna,
Pn, determinadas utilizando Kx y Ky = 1,0, así como también x = 1,0, y = 1,0, Cmx = 1,0 y Cmy = 1,0. Las
resistencias requeridas para miembros, conexiones y otros elementos estructurales se deben determinar
usando un análisis de segundo orden tal como se especifica en este Anexo. Todas las deformaciones de
componentes y conexiones que contribuyan al desplazamiento lateral de la estructura se deben considerar en
el análisis.
2.2 Restricciones de análisis y diseño
2.2.1 Consideraciones generales
El análisis de segundo orden debe considerar tanto el efecto de las cargas actuando sobre el miembro
deformado entre uniones o nudos de un miembro (efecto P-), así como también, el efecto de las cargas
actuando en la ubicación desplazada de las uniones o nudos en una estructura (efecto P-Δ). Se permite
efectuar el análisis usando cualquier método general de análisis de segundo orden. Los análisis se deben
efectuar de acuerdo con los requisitos de diseño y carga especificados en el Capítulo A. Para el método ASD,
el análisis de segundo orden se debe realizar con las combinaciones de carga ASD multiplicadas por 1.6 y los
resultados se deben dividir por 1,6 para obtener las resistencias requeridas a niveles de carga admisible.
Para miembros en compresión arriostrados, el análisis de segundo orden se debe llevar a cabo considerando la
máxima desviación por tolerancias de fabricación de la rectitud del eje de los miembros arriostrados, pero no
menor que L/960. Se debe considerar toda deformación tanto de componentes como de conexiones que
contribuyan al desplazamiento lateral de los miembros en compresión arriostrados.
2.2.2 Tipos de análisis
Se permite efectuar un análisis de segundo orden ya sea considerando geometrías desaplomadas sin cargas
ficticias o con geometrías aplomadas aplicando cargas ficticias o cargas laterales mínimas tal como se define
en la Sección 2.2.4.
Para el análisis elástico de segundo orden, la rigidez a flexión y la rigidez axial se deben reducir tal como se
especifica en la Sección 2.2.3.
2.2.3 Reducción de las rigideces axial y a flexión
Las rigideces axial y a flexión se deben reducir usando E* en lugar de E como se indica a continuación para
todos los miembros cuyas rigideces a flexión y axial contribuyan a la estabilidad lateral de la estructura:
E* = 0,8bE
4989
4990
4991
(Ec. 2-1)
donde
b
Pra
=
=
=
1,0 para Pra/Py ≤ 0,5
4[Pra/Py(1-Pra/Py)] para Pra/Py > 0m5
Resistencia a compresión axial requerida, usando las combinaciones de carga ASD o LRFD, N
Vencimiento consulta pública: 2018.10.13
145
PROYECTO DE NORMA EN CONSULTA PUBLICA – prNCh427/2
4992
4993
4994
4995
4996
4997
4998
4999
5000
5001
5002
5003
5004
5005
5006
5007
5008
5009
5010
5011
5012
5013
5014
Py
=


=
=
En casos donde la flexibilidad de otros componentes estructurales tales como las conexiones, bases de
columnas flexibles o enrejados horizontales que actúen como diafragmas se modelen explícitamente en el
análisis estructural, las rigidices del resto de los componentes estructurales se deben reducir por un factor 0,8.
Si se utilizan cargas ficticias, en lugar de usar b < 1,0 cuando Pra/Py > 0,5, se puede usar b = 1,0 para todos
los miembros siempre que se agregue una carga ficticia adicional de 0,001Yi a la carga ficticia requerida de
acuerdo a la Sección 2.2.4.
2.2.4 Cargas ficticias
Se deben aplicar cargas ficticias, al sistema resistente a cargas laterales, para tomar en cuenta los efectos de
las imperfecciones geométricas. Las cargas ficticias son cargas laterales aplicadas en cada nivel de la
estructura, especificadas en términos de las cargas gravitacionales para cada nivel. La carga gravitacional a
considerar en la determinación de la carga ficticia debe ser igual o mayor que la carga gravitacional asociada
a la combinación de cargas que está siendo evaluada. Las cargas ficticias se deben aplicar en la dirección
apropiada de forma tal que su acción colabore a los efectos desestabilizadores correspondientes a la
combinación de carga considerada.
Una carga ficticia, Ni = (1/240) Yi, se debe aplicar como carga lateral en dos direcciones ortogonales de
forma independiente en todas las combinaciones de carga. Esta carga se debe sumar a otras cargas laterales si
las hubiere.
Ni
Yi
5015
5016
5017
5018
(kips)
Resistencia a la fluencia del miembro (=AFy, donde A es el área de la sección total no reducida),
N (kips)
1,0 (LRFD)
1,6 (ASD)
=
=
Carga lateral ficticia aplicada en el nivel i
Carga gravitacional aplicada en el nivel i obtenida de la combinación de carga LRFD o la
combinación de carga ASD multiplicada por 1,6
El coeficiente de carga ficticia 1/240 se basa en considerar una razón de desaplome inicial de piso de 1/240.
Si se justificara asumir un desaplome diferente, el coeficiente de carga ficticia se puede ajustar
proporcionalmente a un valor no menor a 1/500.
Vencimiento consulta pública: 2018.10.13
146