BsS. #405,00

DIS-EST-MET Estructuras de Acero - LRFD

DIS-EST-MET Estructuras de Acero - LRFD
 

Esta publicación Diseño Básico de Estructuras Metálicas, está diseñada para satisfacer las necesidades profesionales de refrescamiento y puesta al día de los Ingenieros Civiles Estructurales, y para los estudiantes de pregrado de Ingeniería Civil Estructural.

También será de utilidad para los estudiantes de postgrado y servir como una valiosa referencia para que los ingenieros se familiaricen con el diseño estructural utilizando el método de los estados límites para las estructuras de acero LRFD.

Este libro proporciona una amplia cobertura del diseño estructural en acero, en concordancia con la última edición de “Specification for Structural Steel Building“, ANSI/AISC 360-10, editado por la American Institute of Steel Construction (AISC), y donde el objetivo principal del libro es el diseño para el método LRFD. Inclusive el orden de los capítulos del libro están en el orden que es presentado este código.

El texto está basado en el moderno enfoque de los estados límites de diseño y cubre áreas tales como; las propiedades del acero, los tipos de elementos resistentes integrantes de sistemas estructuras de acero, diseño de cerchas o celosías, diseño de vigas laminadas o soldadas y columnas.

Cada capítulo incluye ejemplos prácticos relacionados con el comportamiento real, así como una amplísima cantidad de ilustraciones que complementan el texto, las ilustraciones o figuras incluyen muchas del tipo animadas, para sustentar mejor las definiciones.

No podía dejarse a un lado el espíritu y la buena intención que el código venezolano Norma Venezolana 1618-1998 Estructuras de Acero para Edificaciones - Método de los Estados Límites, por lo tanto, lo correspondiente a cargas y sus combinaciones son referidas y sugeridas en esa publicación. 

 

Siete (7) Capítulos adaptados y siguiendo orden de Specifications  AISC 360-10

 

Cada Capítulo contiene incorporadas Hojas de Calculo en Excel®

 

Las Hojas de Cálculo son totalmente interactivas

 

Un total de diez y siete (17) Hojas de Cálculo incorporadas

 

Las Hojas de Cálculo permiten modificar datos de entrada

  310 figuras explicativas, muchas figuras animadas
 

Indice

Capítulo 1 El Acero Estructural
1.1 Introducción
1.2 Beneficios del uso del acero estructural
1.3 Propiedades principales de acero estructural
1.4 Esfuerzo cedente o de fluencia, Fy
1.5 Esfuerzo de rotura o colapso, Fu
1.6 Módulo de elasticidad, E
1.7 Módulo de corte, G
1.8 Relación de Poisson, µ
1.9 Coeficiente de Dilatación Térmica, a
1.10 Peso unitario
1.11 Métodos de conexión entre elementos estructurales
1.12 Tipos de conexiones según sean ejecutadas
1.13 Tipos de conexiones según elementos utilizados
1.14 Tipo de conexiones según su diseño
1.15 Conexiones simples
1.16 Conexiones de momento
1.17 Conexión de momento totalmente restringida, FR
1.18 Conexión de momento parcialmente restringido (PR)
1.19 Tipos de diseños
1.19.1 Diseño por el método ASD
1.19.2 Diseño por el método LRFD
1.20 Resistencia requerida
1.21 Método de diseño clásico o ASD
1.22 Método de diseño LRFD
1.23 Tipos de estados límites
1.24 Integridad estructural
1.25 Diseño para el estado límite de servicio
1.26 Diseño por Flechas
1.27 Diseño de contraflechas
1.27.1 Vigas y celosías
1.28 Diseño por efectos dinámicos
1.29 Diseño por fatiga
1.30 Diseño por aguas estancadas
1.31 Diseño de deriva
1.32 Diseño por cambios de temperatura
1.33 Diseño de protección contra incendios
1.34 Protección contra la corrosión
1.35 Sistemas de cargas
1.36 Tipos de cargas sobre la estructura
1.37 Cargas originadas en el armado y montaje
1.38 Cargas mayoradade diseño
1.39 Vocabulario utilizado en el diseño del acero estructural

Capítulo 2 Diseño a Tensión
2.1 Introducción
2.2 Estado límite por tracción axial
2.3 Coeficientes de resistencia
2.4 Estado límite de esbeltez en elementos a tracción axial
2.5 Estado límite por cedencia a la tracción axial
2.6 Capacidad resistente nominal, Pn
2.6.1 Capacidad resistente nominal para fluencia en en tracción en la sección bruta, Pn
2.6.2 Capacidad resistente nominal para estado límite de colapso en la sección neta, Pn
2.7 Tipos de áreas de secciones trnasversales
2.7.1 Area gruesa, Ag
2.7.2 Area neta, An
2.7.3 Area efectiva de una sección
2.8 Ruta de falla o colapso para el estado límite a tensión
2.9 Ruta de falla tiene un componente que no es perpendicular a la línea de acción de la fuerza de tracción. 
2.10 Ruta de falla o colapso para el estado límite a tensión
2.11 Capacidad resistente al corte
2.12 Estado límite de corte por cedencia
2.13 Estado límite de colapso o rotura corte
2.14 Capacidad resistente de un bloque de corte
2.15 Aplastamiento en los agujeros de pernos
2.16 Elementos conectados con pasadores
2.17 Capacidad resistente de un pasador
2.18 Fluencia en la sección gruesa
2.19 Rotura a tracción en el área neta efectiva
2.20 Aplastamiento
2.20.1 Aplastamiento en el área de contacto de materiales de acero
2.21 Por corte sobre el área efectiva
2.22 Elementos conectados con bielas o tensores
2.23 Capacidad resistente de las bielas
2.23.1 Fluencia en la sección gruesa
2.24 Procedimiento para el diseño de elementos a tensión
2.25 Para el estado límite de cedencia sobre la sección bruta
2.26 Para el estado límite de colapso o fractura sobre la sección neta
2.27 Limitación
2.28 Valor de Ae por debajo del cual el colapso o la fractura de la sección neta será controlada.
2.29 Los límites de esbeltez
2.30 Resumen del capítulo diseño a tensión
2.30.1 Estados límite de servicio
2.30.2 Estados límite de capacidad resistente
2.30.3 La capacidades de resistencia R
2.31 Ejercicios

Capítulo 3 Inestabilidad Lateral o Pandeo
3.1 Introducción
3.2 Teoría de columna
3.3 Carga crítica
3.4 Pandeo ¿Qué es pandeo?
3.5 Modos o tipos de pandeo
3.6 Tipos de pandeos
3.7 Pandeo general
3.8 Pandeo general por flexión
3.9 Pandeo general por torsión-flexión
3.10 Tipos de fallas que producen en el pandeo general
3.11 Pandeo general controlado por la falla del tipo plástico
3.12 Pandeo general controlado por un estado transitorio
3.13 Pandeo general controlado por la falla del tipo elástico
3.14 Falla de compresión ocasionada por el pandeo general
3.15 Dirección del pandeo
3.16 Ejes principales mayor y menor
3.17 Longitud no arriostrada de un elemento resistente estructural
3.18 Esbeltez, ?
3.19 Esfuerzo interno crítico de pandeo, σcr
3.20 Transición entre los estados plástico y elástico
3.21 Factor o coeficiente de longitud efectiva, K
3.22 Longitud efectiva de pandeo, KL
3.23 Carga equivalente
3.24 Factor de longitud efectiva en pórticos sin desplazabilidad
3.25 Factor de longitud efectiva en pórticos con desplazabilidad
3.26 Métodos para determinación del factor de longitud K
3.27 Determinación del factor de longitud K mediante el uso de la Tabla C-A-7.1
3.28 Determinación del factor de longitud K mediante los nomogramas de Jackson y Moreland
3.29 Determinación del factor de longitud K mediante expresiones matermáticas
3.30 Ajustes para columnas con restricción externa no rígida sobre una fundación o cabezal
3.31 Caso de restricción externa no rígido y articulado
3.32 Caso de restricción externa no rígido y de primera especie o rodillo
3.33 Ajustes para columnas con restricción externa rígida sobre una fundación o cabezal
3.34 Pandeo general respecto a los dos ejes principales
3.35 Control del pandeo general por la dirección del eje X
3.36 Control del pandeo general por la dirección del eje Y
3.37 Pandeo local
3.38 Clasificación de las secciones transversales según el pandeo local
3.39 Sección compacta
3.39 Secciones no compactas
3.40 Sección con elementos esbeltos
3.41 Elementos comprimidos rigidizadsos versus elementos comprimidos no rigidizadas
3.42 Elementos comprimidos rigidizados
3.43 Elementos comprimidos no rigidizados
3.44 Ejemplo de aplicación de la Tabla B.4
3.45 Ejercicios

Capítulo 4 Compresión Axial con Carga Concéntrica
4.1 Introducción
4.2 Esfuerzo de compresión
4.3 Capacidad resistente nominal a la compresión, Rn
4.4 Capacidad resistente de diseño a la compresión, f Rn
4.5 Estado límite por compresión axial
4.6 Coeficiente o factor de resistencia
4.7 Requisitos sismorresistentes Norma Venezolana COVENIN 1618-98 (15.5.1)
4.8 El estado límite de esbeltez
4.9 Factor de longitud efectiva, K
4.10 Tipos de diseño de elementos a compresión
4.11 Diseño por cedencia
4.12 Capacidad resistente a la compresión por pandeo flexional sin elementos con pandeo local
4.13 Comportamiento bajo cargas a compresión
4.14 Capacidad resistente a compresión nominal, Pn
4.15 Diseño por pandeo inelástico
4.16 Diseño por pandeo elástico
4.17 Capacidad resistente a la compresión por pandeo flexional-torsional sin elementos con
4.18 Elementos a compresión de sección transversal de ángulos simples (AISC Section E5)
4.19 Para ángulos de alas iguales yo desiguales conectadas en el ala mas larga
4.20 Elementos con secciones construidas, armados o soldadas
4.21 Resistencia a la compresión de elemento
4.22 Capacidad resistente a la compresión por pandeo flexional con elementos con pandeo local o esbeltos localmente
4.23 Comportamiento bajo cargas a compresión
4.24 Diseño por pandeo inelástico
4.25 Diseño por pandeo elástico
4.26 Factor de reducción para elementos esbeltos no rigidizados, QS
4.26.1 Factor de reducción para alas, ángulos y planchas en perfiles laminados
4.26.2 Factor de reducción para alas, ángulos y planchas en perfiles construidos, armados o soldados
4.26.3 Factor de reducción para ángulos simples
4.26.4 Factor de reducción para perfiles T
4.27 Factor de reducción para elementos esbeltos rigidizados, Qa
4.27.1 Para elementos esbeltos comprimidos uniformemente
4.27.2 Para elementos esbeltos comprimidos uniformemente
4.27.3 Para secciones circulares
4.28 Determinación del área efectiva, Ae
4.29 Área efectiva para un perfil W, H o I
4.30 Area efectiva para perfiles tubulares
4.31 Influencia de la esbeltez en elementos a compresión
4.32 Procedimiento para el diseño de elementos a compresión axial
4.33 Pasos a seguir:
4.34 Resumen del diseño de elementos a compresión axial
4.35 Estados límite de resistencia:
4.36 La capacidad resistente nominal Pn
4.37 Estado Límite de esbeltez (AISC Sección E2)
4.38 Determinación de la longitud efectiva (Comentario AISC E7.2)
4.37 Ejercicios

Capítulo 5 Elementos a Flexión
5.1 Introducción
5.2 Longitud lateral no restringida o no arriostrada, Lb
5.3 Disposiciones generales
5.4 Estados límites de diseño en elementos a flexión
5.5 Los siete estados límite del diseño a flexión
5.6 Estado límite de cedencia o Y
5.7 Momento resistente de diseño, fbMn
5.8 Momento plástico
5.9 Rótula plástica
5.10 Estado límite de pandeo lateral torsional, LTB
5.11 Influencia de la longitud no arriostrada lateral, Lb en estado límite de pandeo lateral torsional, LTB
5.12 Estado límite de pandeo local del alma, WLB
5.13 Estado límite por cedencia local del alma en apoyos
5.14 Estado límite de pandeo local del ala, rigidizada o no, FLB
E5.15 Estado límite por cedencia del ala a tensión, rigidizada o no, TFY
5.16 Estado límite de pandeo local del alma o vástago, LLB
5.17 Estado límite por corte, V
5.18 Estado límite de servicio, S
5.19 Diseño de secciones
5.20 Elementos con secciones de simetría doble compactos (alma y ala) tipo W, H e I y sección C o canal con flexión respecto al eje principal mayor (AISC Sección F2)
5.20.1 Diseño por estado límite de cedencia, Y
5.20.2 Diseño por estado límite de pandeo lateral torsional, LTB
5.20.3 Valores límites para la longitudes laterales no arriostradas para el estado límite plástico (cedencia) y del elástico, Lp y Lr (AISC Sección F2)
5.20.4 Longitud no arriostrada para el estado límite de fluencia, Lp
5.20.5 Longitud no arriostrada para el estado límite de pandeo inelástico lateral-torsional, Lr
5.21 Elementos con secciones de simetría doble no compactos, con alma compacta y alas no compactas tipo W, H e I y sección C o canal con flexión respecto al eje principal mayor (AISC Sección F3)
5.21.1 Diseño por estado límite de cedencia, Y
5.21.2 Diseño por estado límite de pandeo lateral torsional, LTB
5.21.3 Diseño por estado límite de pandeo local del alma, WLB
5.22 Elementos con otras formas tipo W, H e I con almas compactas o no compactas, con flexión respecto al eje principal mayor (AISC Sección F4)
5.22.1 Diseño por estado límite de cedencia, Y
5.22.2 Diseño por estado límite de pandeo lateral torsional, LTB
5.22.3 Valores límites para la longitudes laterales no arriostradas para el estado límite plástico (cedencia) y del elástico, Lp y Lr (AISC Sección F4)
5.22.4 Longitud no arriostrada para el estado límite de fluencia, Lp
5.22.5 Longitud no arriostrada para el estado límite de pandeo inelástico lateral torisional, Lr
5.22.6 Radio de giro efectivo para pandeo lateral-torsional, rt
5.22.7 Para forma W, H e I con alas a compresión rectangulares
5.22.8 Para forma W, H e I con canales o cubreplanchas en el ala a compresión
5.22.9 Diseño por estado límite de pandeo local del ala, FLB
5.22.10 Diseño por estado límite de tensión del ala, Y
5.23 Elementos con secciones tipo W, H e I con simetría doble con almas esbeltas, con flexión respecto al eje principal mayor (AISC Sección F5)
5.23.1 Diseño por estado límite de cedencia, Y
5.23.2 Diseño por estado límite de pandeo lateral torsional, LTB
5.23.4 Diseño por estado límite de tensión del ala, Y
5.24 Elementos con secciones de simetría doble tipo W, H e I y sección C o canal con flexión respecto al eje principal menor (AISC Sección F6)
5.24.1 Diseño por estado límite de cedencia, Y
5.24.2 Diseño por estado límite de pandeo local del ala, FLB
5.25 Elementos con secciones tubulares cuadradas o rectangulares HSS o secciones cajón soldadas. (AISC Sección F-8)
5.25.1 Diseño por estado límite de cedencia, Y
5.25.2 Diseño por estado límite de pandeo local del ala, FLB
5.25.3 Diseño por estado límite de pandeo local del alma, WLB
5.26 Elementos con secciones tubulares redondas HSS (AISC Sección F8)
5.26.1 Diseño por estado límite de cedencia, Y
5.26.2 Diseño por estado límite de pandeo local del ala, FLB
5.27 Elementos con secciones T y dobles ángulos cargados en el plano de simetría (AISC Sección F9)
5.27.1 Diseño por estado límite de cedencia, Y
5.27.2 Diseño por estado límite de pandeo lateral-torsional, LTB
5.27.3 Diseño por estado límite por pandeo local del ala, FLB
5.27.4 Diseño por estado límite de pandeo local del alma, WLB
5.28 Elementos con secciones de ángulos simples (AISC Sección F10)
5.28.1 Diseño por estado límite de cedencia, Y
5.28.3 Diseño por estado límite por pandeo local del ala, FLB
5.29 Elementos con barras rectangulares /oy redondas (AISC Sección F11)
5.29.2 Diseño por estado límite de pandeo lateral-torsional, LTB
5.30 Elementos con secciones con formas asimétricas (AISC Sección F12)
5.30.1 Diseño por estado límite de cedencia, Y
5.30.2 Diseño por estado límite de pandeo lateral-torsional, LTB
5.30.3 Diseño por estado límite por pandeo local del ala, FLB
5.31 Requisitos dimensionales de vigas (Sección F13)
5. 32 Valores límites de las dimensiones de elementos con secciones transversales tipo W, H e I
5.33 Cubreplanchas
5.33.1 Diseño de cubreplanchas
5.33.2 Determinación de las dimensiones de la cubreplanchas
5.34 Longitud no soportada para redistribución de momentos
5.35 Diseño por estado límite de servicio, S
5.36 Vibraciones
5.37 Selección de criterios par el diseño
5.38 Resumen criterios de diseño y su ubicación en el Manual AISC
5.39 Ejercicios

Capítulo 6 Elementos a Corte
6.1 Introducción
6.2 Distribución del esfuerzo cortante
6.3 Uso de rigidizadotres
6.4 Razones que pueden justificar el uso de rigidizadores verticales
6.5 Los efectos de la esbeltez del alma en el esfuerzo cortante
6.6 El efecto de rigidización del alma en el comportamiento por corte
6.7 La longitud de apoyo de cargas
6.8 El estado límite de capacidad resistente al corte
6.9 Diseño por estado límite de corte
6.10 Métodos para determinar la capacidad resistente al corte
6.11 Capacidad resistente al corte (Primer método)
6.12 Determinación de Cv
6.13 El corte nominal, Vn
6.14 Coeficiente de pandeo del alma, kv
6.15 Rigidizadores transversales
6.16 Momento de inercia de los rigidizadores trasnversales, Ist
6.17 Expresiones del momento de inercia de rigidizadores
6.17.1 Momento de inercia para pares de rigidizadores
6.17.2 Momento de inercia para rigidizadorese individuales
6.17.3 Espesor de plancha para pares rigidizadores
6.17.4 Espesor de plancha para rigidizadores individualess
6.18 Campo de tracciones (Segundo método)
6.18.1 Límites en el uso del campo de tracciones
6.18.2 Capacidad resistente al corte con campo de tracciones
6.18.3 Coeficiente de pandeo del alma, kv
6.19 Rigidizadores transversales
6.20 Diseño por corte para secciones de ángulos simples
6.21 Diseño por corte para secciones tubulares rectangulares o cuadradas, HSS
6.22 Diseño por corte para secciones tubulares redondas, HSS
6.23 Vigas con aberturas en el alma y vigas compuestas
6.24 Ejercicios

Capítulo 7 Elementos a Flexo-Compresión
7.1 Introducción
7.2 Flexo-compresión
7.3 Pórticos con desplazamiento lateral relativo entre sus apoyos o pórticos con desplazabildiad o pórticos no arriostrados
7.4 Pórticos sin desplazamiento lateral relativo o pórticos sin desplazabilidad o pórticos arriostrados
7.5 Ocurrencia del momento flector y la carga axial
7.6 Columnas cortas
7.7 Columna larga o esbelta
7.8 El porqué de las columnas cortas y las columnas esbeltas
7.9 Comportamiento de la columna corta
7.10 Estado límite de resistencia axial para columnas cortas
7.11 Estado límite de resistencia a momento flector para columnas cortas
7.12 Estado límite de resistencia a momento flector y carga axial para columnas cortas
7.13 Diagrama de interacción para columna corta
7.14 Comportamiento de las columnas largas o esbeltas
7.15 Diagrama de interacción para columnas esbeltas
7.16 Estructuras sin desplazabilidad o sin desplazamiento relativo entre sus apoyos
7.17 Efecto P- d
7.18 Estructuras con desplazabilidad
7.19 Efecto P- ?
7.20 Método aproximado de análisis de segundo orden
7.21 Limitaciones del método
7.22 Multiplicador B1 para los efectos P-d
7.23 Para elementos comprimidos que no están solicitados por cargas transversales entre sus apoyos en el plano de flexión
7.24 Para elementos comprimidos solicitados por cargas transversales o momentos entre sus apoyos
7.25 Capacidad resistente axial de pandeo elástico, Pe1
7.26 Multiplicador B2 para efecto P-?
7.27 Diseño de elementos sometidos a flexo-compresión
7.28 Elementos sometidos a flexo-compresión con simetría doble y simple
7.29 Elementos sometidos a flexo-tracción con simetría doble y simple
7.30 Elementos laminados sometidos a flexo-compresión con simetría doble y simple
7.30.1 Para elementos con relación Mry / Mcy = 0.05
7.30.2 Para el estado límite de inestabilidad en el plano
7.30.3 Para el estado límite de pandeo fuera del plano o pandeo flexo-torsional
7.31 Elementos asimétricos y otros solicitados por flexo-compresión
7.32 Elementos con secciones tubulares, rectangulares o redondas, sujetas a torsión
7.33 Elementos con secciones tubulares con carga axial, flexión, corte y torsión
7.34 Elementos no tubulares con sujetos a torsión y esfuerzos combinados
7.35 Rotura de alas con aberturas sujetas a tensión
7.36 Ejercicios
Ejercicios

 

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