Detallado de Pórticos con Momentos mediante Uniones Precalificadas - AISC

Uniones precalificadas

Según AISC 341, el diseño de la unión viga-columna para Pórticos de Momento Intermedio (IMF) y Pórticos de Momento Especial (SMF) deberá satisfacer los requisitos de uno de los siguientes:

1. Usar uniones precalificadas de AISC 358
2. Precalificación según AISC 341 Sección K1
3. Ensayo cíclico según AISC 341 Sección K2

En la práctica, la Opción 1 es la más utilizada debido a su practicidad.

Uniones precalificadas AISC 358

AISC 358 ofrece a los ingenieros varias opciones de unión viga-columna que ya están precalificadas para uso sísmico.

Para cada tipo de unión, se proporcionan fórmulas empíricas específicas y limitaciones geométricas para garantizar que la plasticidad se produzca en la ubicación prevista.

Ahora, veamos cómo diseñar Placas de Testa Atornilladas.

Placa de Testa Atornillada (BUEEP o BSEEP)

Las placas de testa atornilladas se subdividen en 3 categorías:

• Cuatro pernos sin rigidizar - BUEEP - 4E
• Cuatro pernos rigidizada - BSEEP - 4ES
• Ocho pernos rigidizada - BSEEP - 8ES

Cada subcategoría tiene sus propias limitaciones geométricas y fórmulas empíricas para garantizar que la plasticidad se desarrolle en la ubicación prevista.

Tomemos el más simple, BUEEP - 4E, como ejemplo. Después de realizar los cálculos en su hoja de cálculo, descubrió que la capacidad de esta unión no es suficiente. Necesitaría aumentar el tamaño de su unión al siguiente tipo, BSEEP - 4ES. Sin embargo, debido a las diferentes fórmulas empíricas y limitaciones geométricas, necesitaría crear una hoja de cálculo completamente nueva. Y si resulta que la capacidad de esta unión sigue siendo insuficiente, más adelante necesitaría aumentar de nuevo a BSEEP - 8ES, lo que requeriría otra hoja de cálculo adicional.

Ahora, imagine que finalmente ha terminado su diseño con BSEEP-8ES pero se le pide que cambie a otro tipo (RBS, BFP u otro). Tendría que revisar un capítulo diferente en AISC 358, estudiar las nuevas limitaciones geométricas y las nuevas fórmulas empíricas para crear una hoja de cálculo totalmente diferente. Eso significa que potencialmente necesitaría crear cuatro hojas de cálculo separadas, lo que requeriría mucho tiempo y esfuerzo.

Veamos cómo este proceso puede realizarse de manera eficiente usando IDEA StatiCa.

Verificaciones de uniones precalificadas en IDEA StatiCa

Con IDEA StatiCa, puede omitir la mayor parte de ese trabajo manual. IDEA StatiCa proporciona plantillas para uniones precalificadas. Por lo tanto, no necesita modelar todo desde cero. 

Por ejemplo, puede comenzar con esta plantilla para BSEEP - 4ES.

A continuación, elija el sistema resistente a cargas laterales utilizado (IMF/SMF) y el tipo de unión. En función de ello, IDEA StatiCa proporciona verificaciones de limitaciones geométricas. 

Para las Placas de Testa Atornilladas, las siguientes verificaciones se realizan según el Capítulo 6 de la norma AISC 358-16:

• Verificaciones de las limitaciones de la viga según el Capítulo 6.3.1.
• Verificaciones de las limitaciones de la columna según el Capítulo 6.3.2.
• Verificaciones de las limitaciones de detallado de la unión según el Capítulo 6.7 y la Tabla 6.1. Esta verificación incluye una comprobación de la geometría del perno y la placa de testa. Si está rigidizada, también se verifica el rigidizador de la placa de testa.

Si no se cumplen las limitaciones geométricas, se mostrarán advertencias en la parte superior izquierda de la pantalla 3D y también en el informe. Esto le ayuda a garantizar que su unión está dentro de los límites de AISC 358.

Una vez que haya configurado su modelo e introducido las fuerzas correctas, simplemente haga clic en Calcular.

IDEA StatiCa proporciona:

• Verificaciones de cumplimiento normativo
• Visualizaciones de tensión, deformación plástica y zonas de plastificación
• Informe completo
• Y más

Si tuviera que cambiar a otro tipo, el proceso sería igualmente rápido. Seleccione la plantilla, introduzca las fuerzas y haga clic en Calcular.

Conclusión

El diseño de uniones precalificadas según AISC 358 implica navegar por fórmulas específicas del sistema y límites geométricos, y requiere múltiples hojas de cálculo para diferentes tipos de uniones. IDEA StatiCa agiliza este proceso ofreciendo plantillas integradas, verificaciones geométricas automatizadas y retroalimentación visual, todo dentro de una única plataforma. Esto permite a los ingenieros cambiar entre tipos de uniones rápidamente garantizando al mismo tiempo el cumplimiento de los códigos de diseño.

Para más información sobre las uniones precalificadas en IDEA StatiCa, visite este artículo:

• Verificaciones de calificación de uniones precalificadas sísmicas para AISC
• Verificaciones de uniones de momento precalificadas AISC 358
• Verificación: Unión Precalificada de Momento con Placa de Testa (EPM) - AISC

Para un tutorial práctico, visite este artículo:

• Diseño por capacidad de unión de acero (AISC)