Resistencia al desgarro en bloque

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Traducido por IA del inglés
Se realiza un estudio sobre la comparación de la resistencia al desgarro en bloque según el código IS para validar los resultados del software de diseño de uniones IDEA StatiCa Connection.

Tipo de unión: Placa de unión

Sistema de unidades: Métrico

Código de diseño: IS 800

Material de la placa: Acero IS 2062 Grado

Tornillo: M16, Grado 8.8

Geometría:

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 Fuerzas aplicadas:

N = 800 kN

V = 0 kN

M = 0 kN

Procedimiento:

La resistencia al desgarro en bloque se verifica en una placa de unión delgada (espesor 8 mm), que está diseñada para fallar mientras los demás componentes permanecen sin daños

Código IS:

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Fig1. Dimensiones de la placa de unión y fallo de la placa por desgarro en bloque

Según la Cláusula 6.4.1 de IS 800: 2007, la resistencia al desgarro en bloque (Tdb) de la unión se tomará como el menor de

\[ T_{db} = \frac{A_{vg} f_y}{\sqrt{3} \gamma_{m0}} + \frac{0.9 A_{tn} f_u}{\gamma_{m1}} \]

o

\[ T_{db} = \frac{0.9 A_{vn} f_u}{\sqrt{3} \gamma_{m1}} + \frac{A_{tg} f_y}{\gamma_{m0}} \]

donde:

  • Avg, Avn = área bruta y neta mínima a cortante a lo largo de la línea de tornillos paralela a la fuerza exterior
  • Atg, Atn = área bruta y neta mínima a tracción desde el agujero del tornillo hasta el extremo del angular, línea de tornillo final, perpendicular a la línea de fuerza
  • fu, fy = tensión última y límite elástico del material

Cálculos manuales:

Avg = (60+60+42) *8*2 = 2592 mm2

Avn = ((60+60+42) – 2.5*18) *8*2 = 1872 mm2

Atg = (60) *8 = 480 mm2

Atn = (60-18) *8 = 336 mm2

IDEA StatiCa Connection:

La resistencia de la placa en IDEA se determina al 5% de deformación límite

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Fig 2: Tensión equivalente

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Fig 3: Deformación límite

Comparación:

Grado de acero

fy

[MPa]

fu

[MPa]

Tdb [kN]

IS 800

Tdb [kN]

IDEA

IDEA/IS 800 
E 165 (Fe 290)16529029527292%
E 250 (FE 410 W) B25041042840394%
E 300 (Fe 440)440300473472100%
E 350 (Fe 490)490350534544102%
E 410 (Fe 540)540410599628105%
E 450 (Fe 570) D450570640669105%
E 450 (Fe 590) E450590655669102%


Los resultados de diseño de IDEA StatiCa Connection para la resistencia al desgarro en bloque son similares al cálculo manual según IS 800: 2007. Los resultados de IDEA StatiCa Connection son ligeramente conservadores para aceros de bajo grado y ligeramente no conservadores (5% como máximo) para aceros de alto grado. La razón es que la resistencia última no afecta a los resultados de IDEA Connection para placas. 

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