M. I. Raúl Jean Perilliat

ESTRUCTURAS DE ACERO
CURSO SOBRE SEGURIDAD SÍSMICA DE LAS
CONSTRUCCIONES
Para directores responsables de obra
Y corresponsables en seguridad estructural
Raúl Jean P.
ABRIL 2013

CONTENIDO
Temario:
Conceptos generales
Losas en sección compuesta
Conexiones (tornillos y soldaduras)
Contraventeos concéntricos
Contraventeos excéntricos
Fabricación
Planos estructurales

CONTENIDO
Temario:
Conceptos generales
Losas en sección compuesta
Conexiones (tornillos y soldaduras)
Contraventeos concéntricos
Contraventeos excéntricos
Fabricación
Planos estructurales

V
V
Conceptos generales
Ductilidad = deformación inelástica
Curva esfuerzo deflexión de vigas

Conceptos generales
R y
% R y
Ductilidad
ps
Resistencia nominal
Pandeo inelástico
Pandeo elástico
p r Relación ancho-grueso

Resistencia a carga axial
R y
% R y
Ductilidad
ps
Resistencia nominal
Pandeo inelástico
Fy
Rc A
n
n /n t FR
F
2
2 1
( 1
0.
15 )
Pandeo elástico
2
EI
KL p r Relación ancho-grueso
P cr
F
K y
L
r
²
E
cr
y
cr y
1
4
cr y 1
4
e
y
A
2
E
t
2 KL r
F
R

Resistencia a flexión
M p, M y
%M p, %M y
Ductilidad
ps
Resistencia nominal
Pandeo inelástico
Pandeo elástico
p r Relación ancho-grueso
M
M
R
u
1.
15 F
C L
R
M
E I
y
y
0.
28 M
1
M u
y
E
G J +
L
2
I
y
C
a

Resistencia de una placa
R y
% R y
Ductilidad
ps
Resistencia nominal
Pandeo inelástico
Pandeo elástico
2
cr
y
cr 12
1
y
4
e
2
1
p r Relación ancho-grueso
cr
y
y 1
4
e
t
b
2
k

CONTENIDO
Temario:
Conceptos generales
Losas en sección compuesta
Conexiones (tornillos y soldaduras)
Contraventeos concéntricos
Contraventeos excéntricos
Fabricación
Planos estructurales

LOSAS EN SECCIÓN COMPUESTA

LOSAS EN SECCIÓN COMPUESTA

LOSAS EN SECCIÓN COMPUESTA
¿porqué colapso?

LOSAS EN SECCIÓN COMPUESTA
A
B
C
720
880
b
5 6 7
LI 102x8 LI 102x8
AR-1
AR-1
AR-1
AR-1
AR-1 AR-1
AR-1 AR-1
AR-1
AR-1
AR-1
AR-1
AR-1
AR-1
AR-1
AR-1
AR-1
190 190 190 190 190 190
DETALLE
CX-3
729
a
DETALLE
CX-4
33
DETALLE
CX-8
DETALLE
CX-9
1120 1120
59
LI 102x8
205
200
DETALLE
CX-2
LI 102x8
235
AR-1 AR-1 AR-1 AR-1 AR-1
LI 102x8
185 190 190 190 190 195
375
A
B
C
720
880
b
729
a
5 6 7
VARS.#3@25
50 50
VARS.#3@25
190 190 190 190 190 190
ARMADO EN TODA
LA LOSA VARS.#3@25
AM BAS D IRECCIONES
33
1120 1120
50 50 50 50 50 50 50 50 50 50
VARS.#3@25
59
ES IMPORTANTE QUE EL ACERO
DE REFUERZO PERMANEZCA EN
LA POSICION DE EQUILIBRIO
VARS.#3@25
VARS.#3@25
D ETA LLE
CX-6
VARS.#3@25
200
50 50
VARS.#3@25
235
185 190 190 190 190 195
375

LOSAS EN SECCIÓN COMPUESTA

LOSAS EN SECCIÓN COMPUESTA

LOSAS EN SECCIÓN COMPUESTA
ESPECIFICACIONES PARA EL SISTEMA DE PISO
LAMINA
ESPESOR CAPA DE COMPRESION
RESISTENCIA DEL CONCRETO
REFUERZO CAPA DE COMPRESION
RECUBRIMIENTO LIBRE DEL
REFUERZO CAPA DE COMPRESION
CONECTORES
N O T A S:
GALVADECK 25 CALIBRE 22 o SIMILAR
6 cm
f'c = 250 kg/cm2
MODULO DE ELASTICIDAD
Ec=14,000 f'c =220,000 kg/cm2
VARS #3@25 a.d. + VARS ADICIONALES
r = 2 cm
CE 76x6.10 kg/m DE 10 cm DE ANCHO
COLOCADO EN CADA VALLE
(+/- 30.5cm)
1.- ANTES DE COLAR LA CAPA DE COMPRESION SE DEBERA APUNTALAR LA
TRABE POR MEDIO DE PUNTALES INDICADOS EN LA PLANTA DE MEZZANINE.
LOSA
POR
COLAR
TRABE
PUNTAL
RASTRA
VIGA
LOSACERO
PUNTAL
RASTRA
2.- LOS PUNTALES NO PODRAN SER RETIRADOS HASTA QUE EL CONCRETO
HAYA ALCANZADO AL MENOS EL 90% DE SU RESISTENCIA.
3.- ANTES DE COLAR LA CAPA DE COMPRESION SE DEBERAN COLOCAR LOS
ARRIOSTRAMIENTOS EN LAS TRABES SECUNDARIAS EN LAS POCISIONES
INDICADAS Y DE ACUERDO CON LOS SIGUIENTES DETALLES:
TRABE
PRINCIPAL
P t=5mm
L
AR-1
OR 51x3.2
P t=5mm
L
LOSACERO
TRABE
SECUNDARIA
7.- CURADO: ES MUY IMPORTANTE QUE LA LOSA SEA CURADA ADECUADA-
MEN TE HASTA QUE SE ALCANCE LA RESISTENCIA DE PROYECTO (f'c) Y EL
MODULO DE ELASTICIDAD. SE RECOMIENDA SE COLOQUE EN EL PERIMETRO
UNA FRONTERA DE ARENA Y SE DEJE UN ESPEJO DE AGUA PERMANENTE.
8.- ACERO DE REFUERZO: ES IMPORTAN TE GARANTIZAR QUE EL ACERO DE
REFUERZO PERMANEZCA EN LA POSICION DE PROYECTO DURANTE EL
COLADO CON EL RECUBRIMIENTO LIBRE.
3
OR 51x3.2
AMBOS LADOS
AR-1
4.- LA LOSA SE DEBERA COLAR CON UN PUNTO INTEGRAL. NO PODRA CO-
LARSE UN FIRME.
5.- N O PODRA SOBRECARGARSE LA LOSA HASTA QUE EL CON CRETO HAYA AL-
CANZADO UNA RESISTENCIA DE AL MENOS 90% f'c Y NO SOBREPASANDO
LA CARGA VIVA MAXIMA EN ETAPA DE CONSTRUCCION QUE SERA DE
100kg/m2.
6.- EN ETAPA DE OPERACION N O PODRA SOBREPASARSE LA VARGA VIVA DE
DISEÑO DE 250 kg/m2.

CONTENIDO
Temario:
Conceptos generales
Losas en sección compuesta
Conexiones (tornillos y soldaduras)
Contraventeos concéntricos
Contraventeos excéntricos
Fabricación
Planos estructurales

CONEXIONES

CONEXIONES
¿cuál es el objetivo de una conexión?
¿cómo debe ser la conexión?

CONEXIONES
¿esta conexión cumple con su objetivo?
sencillez
eficiencia
etc.

CONEXIONES

CONEXIONES

TORNILLOS
• La forma más sencilla de unir dos piezas es por medio de un pasador.
• La fuerza se transmite por apoyo de los bordes de los agujeros en el
pasador y por cortante.
Fig. 1 Transmisión de la fuerza en una conexión con un pasador

TORNILLOS
• Se emplean dos tipos de tornillos: ordinarios (A307) y de
alta resistencia (A325 y A490).
Las fallas de los tornillos pueden ser:
• del tornillo por cortante.
• de la placa por cortante.
• del tornillo por aplastamiento.
• de la placa por aplastamiento
• del tornillo en tensión.
• del tornillo por flexión.
• de la placa por tensión
La falla puede ser en el tornillo o en el material conectado.

TORNILLOS
Fig. 2 Posibles formas de falla de conexiones atornilladas

TORNILLOS
TORNILLOS SUJETOS A TENSIÓN.
El comportamiento de la parte roscada de los tornillos en
tensión es responsable de su respuesta
Las curvas carga-alargamiento del tornillo es de interés
El procedimiento de apriete ocasiona un estado de
esfuerzos combinados en el tornillo, compuesto por
torsión y tensión

TORNILLOS
Tensión
Figura 4.Curvas carga contra elongación y distribución de
frecuencias para pruebas de tornillos A325 en tensión por
torsión y en tensión directa.
Cortante
Fig. 5. Curvas esfuerzo-deformación típicas de tornillos
A325 y A490 sujetos a fuerzas cortantes

TORNILLOS
Fig. 6. Efectos de la precarga en la resistencia cortante para tornillos A490
La resistencia al corte de los dos tipos de tornillos, obtenida experimentalmente, es
del orden del 62% de su resistencia a la ruptura en tensión.
Experimentalmente se ha determinado que la fuerza inicial de apriete no influye de
manera significativa en la resistencia última al cortante de los tornillos

TORNILLOS
Esfuerzos de tensión de hasta
20 ó 30% del de ruptura casi
no afecta su resistencia al
corte.
La resistencia al corte es
directamente proporcional al
área de cortante.
La resistencia al corte en la
raíz de las roscas es
aproximadamente igual al 70%.
Cortante
Fig. 10. Curvas cortante-deformación para
diferentes planos de falla

TORNILLOS
La condición de carga introducida en el tornillo al apretarlo no produce
disminuciones significativas en su resistencia. Esto indica que los tornillos
conservan su resistencia a la ruptura en tensión sin cambio.
Fig. 11 Comparación de fallas de tensión
por torsión y tensión directa
Fig. 12 Reserva de fuerza de tensión de apriete
para tornillos A325

TORNILLOS
• La resistencia al corte de los dos tipos de tornillos, obtenida
experimentalmente, es del orden del 62% de su resistencia a la ruptura en
tensión.
• Experimentalmente se ha determinado que la fuerza inicial de apriete no
influye de manera significativa en la resistencia última al cortante de los
tornillos
Fig. 13. Curvas de interacción tensióncortante
para tornillos de alta resistencia

TORNILLOS
La falla final será:
• Corte de los tornillos.
• Desgarramiento del material conectado.
• Ovalización del material conectado.
El proceso de carga de la conexión de la figura 16
se divide en cuatro etapas:
• La fricción estática evita el desplazamiento de
las placas.
• La carga excede la resistencia a la fricción y las
placas deslizan hasta apoyarse en los tornillos.
• Los tornillos y las placas se deforman
elásticamente.
• Los tornillos, las placas o ambos se deforman
plásticamente.
• Se presenta la fractura de alguno de ellos.

TORNILLOS
RESISTENCIA DE DISEÑO EN TENSIÓN O CORTANTE.
La zona más débil es la roscada.
Para fines de diseño conviene utilizar el área nominal del tornillo que varía
de 0.70 a 0.79 veces el área de esfuerzo.
T t
A t
u
T 0.
75A
t
t
Resistencia nominal del tornillo en tensión.
u
Área nominal del tornillo.
Esfuerzos mínimos especificados de ruptura.
Tornillo Esfuerzo de ruptura u
A325 8,440 kg/cm 2
A490 10,550 kg/cm 2

TORNILLOS
RESISTENCIA DE DISEÑO EN TENSIÓN O CORTANTE.
La resistencia al corte de los tornillos es del orden de 62% de su resistencia a
la ruptura en tensión (experimentalmente)
0.
6
u
u
De esta forma los esfuerzos cortantes nominales de ruptura por
cortante, cuando la rosca esta fuera del plano de corte, son:
Tornillo Esfuerzo de ruptura u
A325 u =0.6x8,440 = 5064 kg/cm 2
A490 u =0.6x10,550 = 6330 kg/cm 2
Cuando las roscas están dentro del plano de corte se multiplicaran por 0.75.

TORNILLOS
RCDF-2004

TORNILLOS
RESISTENCIA AL APLASTAMIENTO.
Una junta atornillada falla si la carga excede a:
• La resistencia en tensión de alguna de las partes conectadas.
• La resistencia al cortante de los sujetadores.
• La resistencia al aplastamiento del material.
Trabajo de los sujetadores bajo incremento de carga:
• Deslizamiento de las placas.
• El sujetador se apoya en el agujero generándose una presión.
• El material fluye plásticamente y el sujetador se incrusta en él generándose
una ampliación del área de contacto y redistribución de esfuerzos.

TORNILLOS
Fig. 15. Esfuerzos por aplastamiento. (a)
Elásticos, (b) Elastoplásticos, (c) Nominales.
Esfuerzo nominal de aplastamiento:
a
P
dt
P carga transmitida por el sujetador.
d diámetro del sujetador.
t grueso de la placa

TORNILLOS
Resistencia al aplastamiento
Modos de falla
d
Rn 2t
L
2
p
u
p
u
P
u
Resistencia {ultima
al corte de la placa
0.
7F
Fu : resistencia a la
ruptura en tensión
u

TORNILLOS
1.
4 F
Rn u
d
t
L
d
1
2
Para sujetadores extremos en los cuales L

CONEXIONES
RCDF-2004

TORNILLOS
TAMAÑOS DE LOS AGUJEROS
Agujeros estándar:
D agujero = d sujetador + 1/16”
D agujero = d sujetador + 2 mm
Condiciones severas de alineamiento y montaje.
Con el objeto de facilitar el montaje se permiten,
además de los estándar, los agujeros:
• Sobredimensionados circulares.
• Alargados cortos (dirección perpendicular o paralela).
• Alargados largos (dirección perpendicular o paralela).

TORNILLOS
RCDF-2004

TORNILLOS
RCDF-2004……Los tornillos de alta
resistencia apretados “al contacto”
pueden utilizarse en todas las
conexiones, excepto las que se indican a
continuación.
El apriete “al contacto” se define como el
que existe cuando todas las partes de
una junta están en contacto firme; puede
obtenerse con unos cuantos impactos de
una llave de impacto o con el esfuerzo
máximo de un trabajador con una llave
de tuercas ordinaria.
Tabla 5.6 Tensión mínima en tornillos de alta
resistencia, kN (kg) 1
Diámetro del
tornillo,
mm (pulg.)
Tornillos
A325
Tornillos
A490
12.7 ( 1 /2) 53 (5400) 67 (6 800)
15.9 ( 5 /8) 84 (8600) 107 (10900)
19.1 ( 3 /4) 125 (12700) 156 (15900)
22.2 ( 7 /8) 174 (17700) 218 (22200)
25.4 (1) 227 (23 100) 284 (29 000)
28.6 (1 1 /8) 249 (25400) 356 (36300)
31.8 (1 1 /4) 316 (32200) 454 (46300)
34.9 (1 3 /8) 378 (38600) 538 (54900)
38.1 (1 1 /2) 458 (46700) 658 (67100)
1 Igual a 0.7 veces la resistencia mínima de ruptura en
tensión de los tornillos, de acuerdo con las
especificaciones ASTM para tornillos A325 y A490.

TORNILLOS
RESISTENCIA A LA RUPTURA POR CORTANTE Y
TENSIÓN COMBINADAS (“Block shear rupture strength”).
Fig. 7 Superficies de ruptura por cortante y tensión combinadas.

TORNILLOS
La resistencia de diseño a la ruptura por cortante y
tensión, combinadas se determina con las expresiones:
F A 0.
6
F
A
a) Cuando u n
u nc
0.
6F
A
F
b) Cuando u nc u nt
R
0. 6F
A F A
F
A
R
y
Tc
u
nt
0. 6F
A F A
F
u
nc
y
(1.6)
Tt

SOLDADURAS
SOLDADURAS DE FILETE
Secciones transversales de las soldaduras de filete.
Fig. 9 Características geométricas de una soldadura de filete

SOLDADURA
Fig. 10 Soldaduras de penetración completa en placas sin preparación
(soldadura manual con electrodo recubierto).
Fig. 11 Tipos de preparación en soldaduras a tope

SOLDADURA
SAW Soldadura de arco
eléctrico sumergido
SMAW Soldadura manual de
arco eléctrico sumergido
GMAW Soldadura de arco
eléctrico protegida con gases
FCAW Soldadura de arco
eléctrico con núcleo de
fundente
Fig. 12 Ejemplo de junta precalificada

SOLDADURA
Suposiciones:
1.- La falla se presenta siempre por cortante en la garganta,
cualquiera que sea el tipo de solicitación.
2.- Las fuerzas cortantes se distribuyen uniformemente en la
superficie de falla, en toda la longitud del cordón.
3.- Los filetes longitudinales y transversales tienen la misma
resistencia (los transversales resisten entre 30% a 50% más).
Fig. 13 Soldaduras de filete longitudinales y transversales

SOLDADURA
RESISTENCIA DE LAS SOLDADURAS
Fig. 14 Esfuerzos en soldaduras de
filete cargadas longitudinalmente
Fig. 15 Esfuerzos en soldaduras de filete
cargadas transversalmente

SOLDADURA
RESISTENCIA DE LAS SOLDADURAS
R D Cos 45 L 0.
3
o
o
F
EXX
0. 75 x F
R D Cos 45 L 0.
60
D Tamaño de la pierna.
L Longitud de la soldadura.
F u Esfuerzo mínimo de ruptura.
EXX

SOLDADURA
Calculo de esfuerzos
Tensión
o compresión
Cortante
Flexión
Torsión
P
A 2( b d)
G
A
max
MT
M T
J
M T
r
y
MT
x
J
M T
x
MT
P
A
y
M
S
J
J I x I y
I y
I X
Gb
6
2
Gd
2
12
G
6
3 b d
b3d 3
d
bG
2
2
Gd
6
2 2
2
máx
MT p MT
x
y
2
d3b

SOLDADURA
Esfuerzos combinados

SOLDADURA
SOLDADURAS DE FILETE
RESISTENCIAS PERMISIBLES kg/cm 2
Electrodo E60XX
p=0.3 x 60,000 lb/in 2 = 18,000 lb/in 2 = 1267 kg/cm 2 .
Electrodo E70XX
p=0.3 x 70,000 lb/in 2 = 21,000 lb/in 2 = 1478 kg/cm 2 .

SOLDADURA
Tamaño
nominal del
filete
Pulg. mm
Soldadura manual con
electrodo recubierto y
automática de arco
sumergido
Garganta
Efectiva
(mm)
Fuerza cortante
admisible
(kg/cm) Garganta
E60XX
F6XX-
EXXX
E70XX
F7XX-
EXXX
Soldadura automática con arco
sumergido
efectiva
(mm)
Fuerza cortante
admisible (kg/cm)
F6XX-
EXXX
F7XX-
EXXX
1/8 3.18 2.25 284 331 3.18 401 468
3/16 4.76 3.37 426 497 4.76 602 702
¼ 6.35 4.49 568 663 6.35 803 938
5/16 7.94 5.61 710 829 7.94 1005 1173
3/8 9.53 6.74 852 994 9.53 1205 1405
7/16 11.11 7.86 994 1160 10.65 1347 1572
½ 12.70 8.98 1137 1326 11.77 1490 1738
9/16 14.29 10.10 1279 1492 12.90 1634 1906
5/8 15.88 11.23 1421 1657 14.02 1774 2069

SOLDADURA

SOLDADURA

SOLDADURA

SOLDADURA

SOLDADURA

SOLDADURA

SOLDADURA

SOLDADURA

SOLDADURA

SOLDADURA

SOLDADURA

SOLDADURA

SOLDADURA

SOLDADURA

SOLDADURA

SOLDADURA

SOLDADURA

SOLDADURA

SOLDADURA
MÉTODO DE ENSAYE: LA UTILIZACIÓN DE UN PRINCIPIO FÍSICO EN
UN ENSAYE NO DESTRUCTIVO,
COMO SER:
• VT - INSPECCION VISUAL (VISUAL TESTING)
• RT – PRUEBA RADIOGRAFÍA (RADIOGRAPHIC TESTING)
• UT – INSPECCION POR ULTRASONIDO (ULTRASONIC TESTING)
• MT - PARTÍCULAS MAGNÉTICAS (MAGNETIC TESTING)
• PT - LÍQUIDOS PENETRANTES (PENETRANT LIQUIDS TESTING)
¿QUE SON LOS ENSAYES NO DESTRUCTIVOS?
• SON LA APLICACIÓN DE METODOS FÍSICOS INDIRECTOS.
• NO DAÑAN O ALTERAN LAS PROPIEDADES FISICAS, QUÍMICAS
MECÁNICAS O DIMENSIONALES DEL MATERIAL, PARTE O
COMPONENTE SUJETO A INSPECCIÓN

SOLDADURA
Malas prácticas durante la ejecución de las soldaduras
Desvaste de metal base
Desvaste de metal base
y soldadura
Desvaste de metal base
Desvaste de metal base
y soldadura

SOLDADURA
Malas prácticas durante la ejecución de las soldaduras

SOLDADURA
Defectos de Soldadura
Porosidad
Falta de fusión
Fisuras
Socavado
Concavidad

SOLDADURA
Traslape
Garganta insuficiente
Pierna Insuficiente
Refuerzo excesivo
Quema y desalineación

SOLDADURA
Falta de metal de aporte
Penetración incompleta
Inclusiones

SOLDADURA
Porosidad
LA POROSIDAD TIENE LUGAR CUANDO EL GAS
QUEDA ATRAPADO EN EL METAL SOLIDIFICADO.
ESTE GAS PUEDE PROVENIR DEL GAS DE
PROTECCIÓN USADO EN LA SOLDADURA, O DEL
GAS LIBERADO PRODUCTO DE LAS REACCIONES
QUÍMICAS QUE TIENEN LUGAR DURANTE EL
PROCESO.
POR LO GENERAL PRESENTA UNA FORMA DE
DISCONTINUIDAD REDONDEADA

SOLDADURA
CAUSAS MEDIDAS PREVENTIVAS
1.- Suciedad del metal base (óxidos, grasas o
recubrimientos)
2.- Arco demasiado largo
3.- Electrodos o metales base con humedad
que introducen hidrógeno en la unión
4.- Corriente por encima rango recomendado,
que provoca porosidad al final del cordón con
electrodos E6010, E6011, E6012
5.- Velocidad de soldadura muy alta, que no
permite el escape de los gases debido a la
rápida solidificación del baño
1.- Eliminar cualquier resto de grasa o suciedad
antes de soldar; eliminar también los
recubrimientos que puedan tener las piezas
2.- Utilizar una longitud de arco adecuada y
mantenerla durante el proceso de soldado
3.-Conservar adecuadamente los electrodos
evitando su contacto con cualquier fuente de
humedad utilizando hornos si es necesario y
eliminar humedad en el metal base antes de
soldar
4.- Reducir corriente hasta valores recomendados
5.- Reducir velocidad de soldadura

SOLDADURA

SOLDADURA
Falta de Fusión
Es la ausencia de fusión entre el depósito y una cara de la preparación
de bordes de la unión, debido a la falta de calor necesario, aunque
también puede estar ocasionado por la presencia de óxidos en el metal
base, los cuales inhiben la fusión del metal

SOLDADURA
Fisuras
SE DEBEN A QUE SE HA EXCEDIDO LA RESISTENCIA DEL METAL Y SE HA
PROVOCADO UNA ROTURA DEL MISMO, SE PUEDEN CLASIFICAR POR SU
FORMA EN:
– FISURAS LONGITUDINALES
– FISURAS TRANSVERSALES
– FISURAS DE ESTRELLA O CRATER
• SE PUEDEN CLASIFICAR POR SU ORIGEN EN:
– FISURAS EN CALIENTE
– FISURAS EN FRIO
• FISURAS POR HIDROGENO
FISURAS EN CALIENTE: SE DESARROLLAN DURANTE LA SOLIDIFICACIÓN Y SU
PROPAGACIÓN ES ÍNTER GRANULAR (ENTRE GRANOS).
FISURAS EN FRÍO: SE DESARROLLAN LUEGO DE LA SOLIDIFICACIÓN, SON
ASOCIADAS COMÚNMENTE CON FRAGILIZACIÓN POR HIDRÓGENO. SE
PROPAGAN ENTRE Y A TRAVÉS DE LOS GRANOS (INTER Y TRANSGRANULAR)

SOLDADURA
Fracturas longitudinales
SON AQUELLAS PARALELAS AL CORDON DE SOLDADURA

SOLDADURA
Fisuras transversales
SON AQUELLAS QUE SON PERPENDICULARES AL CORDON DE
SOLDADURA

SOLDADURA
Fisura en estrella o cráter
OCURREN CUANDO EL ARCO ES TERMINADO INCORRECTAMENTE.
GENERALMENTE TIENEN FORMA DE ESTRELLA. SON
SUPERFICIALES, SE FORMAN EN CALIENTE Y USUALMENTE
FORMAN REDES CON FORMA DE ESTRELLA.
SE PRESENTAN EN LOS REMATES DE
LOS CORDONES DE SOLDADURA.

SOLDADURA
Diferentes tipos de Grietas

SOLDADURA
Diferentes tipos de Grietas

SOLDADURA
Socavado
LA SOCAVADURA ES UNA MUESCA O CANALETA O HENDIDURA UBICADA EN LOS
BORDES DE LA SOLDADURA; ES UN CONCENTRADOR DE TENSIONES ES UNA
DISCONTINUIDAD SUPERFICIAL DEBIDO A QUE EL METAL BASE EN LA
SUPERFICIE O LA RAÍZ SE FUNDE.
CAUSAS:
1. CORRIENTE DE SOLDADURA MUY ALTA
2. MANIPULACIÓN INADECUADA DEL ELECTRODO POR LO QUE
EL METAL BASE SE FUNDE MÁS ALLÁ DE LA ZONA DEL DEPÓSITO
3. EL USO DE ALTAS VELOCIDADES DE SOLDADUR
4. ARCO LARGO.

SOLDADURA
MEDIDAS PREVENTIVAS
1. SELECCIÓN DE LA INTENSIDAD ADECUADA PARA EL DIÁMETRO, TIPO DE
ELECTRODO Y POSICIÓN DE SOLDADURA.
2. UTILIZACIÓN DE UNA LONGITUD DE ARCO IGUAL AL DIÁMETRO DEL
ELECTRODO, O A LA MITAD DE ÉSTE SI EL ELECTRODO ES BÁSICO.
3. LA VELOCIDAD DE SOLDADURA DEBE PERMITIR QUE EL METAL DEPOSITADO
LLENE COMPLETAMENTE LAS ZONAS DE METAL FUNDIDO .
4. CUANDO SE EMPLEA OSCILACIÓN DEL ELECTRODO, EL SOLDADOR DEBE
REALIZAR BREVES PAUSAS A CADA LADO DE LA COSTURA
5. REDUCIR LA VELOCIDAD DE DEPOSITO SOLDADURA

SOLDADURA
Concavidad
SE PRODUCE CUANDO EL METAL DE SOLDADURA EN LA
SUPERFICIE DE LA CARA EXTERNA, O EN LA SUPERFICIE DE LA
RAÍZ INTERNA, POSEE UN NIVEL QUE ESTÁ POR DEBAJO DE LA
SUPERFICIE ADYACENTE DEL METAL BASE

SOLDADURA
Falta de metal de aporte
UNA DEPRESIÓN EN LA CARA O EN LA RAÍZ DE LA JUNTA SOLDADA POR
DEBAJO DEL NIVEL DE LA SUPERFICIE DEL METAL BASE. ESTO SE DEBE A
QUE NO SE LLENA COMPLETAMENTE EL DEPÓSITO PROVOCANDO QUE
ESTE QUEDE POR DEBAJO DE LAS DIMENSIONES DE DISEÑO. EN LOS
DEPÓSITOS EN TUBERÍAS, ESTAS DISCONTINUIDADES EN LA RAÍZ SON
LLAMADAS “CONCAVIDAD INTERNA” O “RECHUPES”

SOLDADURA
Penetración incompleta o falta de penetración
OCURRE CUANDO EL METAL
DE SOLDADURA NO SE
EXTIENDE A TRAVÉS DE TODO
EL ESPESOR DE LA JUNTA. EL
ÁREA NO FUNDIDA NI
PENETRADA, ES UNA
DISCONTINUIDAD DESCRITA
COMO “PENETRACIÓN
INCOMPLETA”.

SOLDADURA
CAUSAS
HOMBRO DE LA RAÍZ EXCESIVO O SEPARACIÓN EN LA RAÍZ INSUFICIENTE.
DESALINEAMIENTO EXCESIVO ENTRE LAS PIEZAS
INTENSIDAD DE SOLDADURA INSUFICIENTE O ALTA VELOCIDAD DE SOLDADURA
DIÁMETRO DEL ELECTRODO DEMASIADO GRANDE QUE NO PERMITE EL
ACERCAMIENTO DEL ELECTRODO A LA RAÍZ DE LA UNIÓN
DIÁMETRO DEL ELECTRODO DEMASIADO FINO QUE NO TOLERA LA INTENSIDAD
NECESARIA PARA ALCANZAR BUENA PENETRACIÓN

SOLDADURA
Inclusiones
SON SÓLIDOS NO METÁLICOS ATRAPADOS EN EL METAL DE SOLDADURA O
ENTRE EL METAL DE SOLDADURA Y EL METAL BASE.
Inclusiones de Escoria
NORMALMENTE,LA ESCORIA DISUELTA FLUIRÁ HACIA LA PARTE SUPERIOR
DE LA SOLDADURA, PERO MUESCAS AGUDAS EN LA INTERFASE DE METAL
BASE Y DE SOLDADURA, O ENTRE LOS CORDONES DE SOLDADURA,
FRECUENTEMENTE PROVOCAN QUE LA ESCORIA QUEDE ATRAPADA BAJO EL
METAL DE SOLDADURA. A VECES SE OBSERVAN INCLUSIONES DE ESCORIA
ALARGADAS ALINEADAS EN LA RAÍZ DE LA SOLDADURA DENOMINADAS
“CARRILERAS”

SOLDADURA
Inclusiones de Tungsteno
SON PARTÍCULAS DE TUNGSTENO ATRAPADAS EN EL
METAL DE SOLDADURA Y SON EXCLUSIVAS DEL
PROCESO, EN EL CUAL UN ELECTRODO DE
TUNGSTENO NO CONSUMIBLE ES USADO PARA CREAR
EL ARCO ENTRE LA PIEZA Y EL ELECTRODO. SI EL
ELECTRODO ES SUMERGIDO EN EL METAL, O SI LA
CORRIENTE ES FIJADA EN UN VALOR MUY ALTO, SE
DEPOSITARÁN GOTITAS DE TUNGSTENO, O SE
ROMPERÁ LA PUNTA DEL ELECTRODO Y QUEDARÁ
ATRAPADO EN LA SOLDADURA. DICHAS INCLUSIONES
APARECEN COMO MANCHAS CLARAS EN LA
RADIOGRAFÍA, PUES EL TUNGSTENO ES MÁS DENSO
QUE EL ACERO Y ABSORBE MÁS RADIACIÓN; CASI
TODAS LAS DEMÁS DISCONTINUIDADES, INCLUYENDO
LAS INCLUSIONES DE ESCORIA, SE MUESTRAN COMO
ÁREAS OSCURAS EN LAS RADIOGRAFÍAS PORQUE
SON MENOS DENSAS QUE EL ACERO.

SOLDADURA
Traslape metal de soldadura apoyado sobre el metal
base sin fundirlo
ES LA PORCIÓN QUE SOBRESALE DEL METAL DE SOLDADURA MÁS
ALLÁ DEL LÍMITE DE LA SOLDADURA O DE SU RAÍZ. SE PRODUCE
UN FALSO BORDE DE LA SOLDADURA ESTANDO EL METAL DE
SOLDADURA APOYADO SOBRE EL METAL BASE SIN HABERLO
FUNDIDO (COMO QUE SE DERRAMÓ EL METAL FUNDIDO SOBRE EL
METAL BASE). PUEDE RESULTAR POR UN DEFICIENTE CONTROL
DEL PROCESO DE SOLDADURA.

SOLDADURA
Garganta Insuficiente
SE PUEDE DEBER A UNA DEPRESIÓN EN LA CARA DE LA SOLDADURA DE
FILETE, DISMINUYENDO LA GARGANTA, CUYA DIMENSIÓN DEBE
CUMPLIR LA ESPECIFICACIÓN DADA POR EL PROYECTISTA PARA EL
TAMAÑO DEL FILETE.
LAS FALLAS DEL SOLDADOR PUEDEN SER:
A) NO OBTENER FUSIÓN DEL METAL BASE EN LA RAÍZ DE LA
SOLDADURA
B) NO DEPOSITAR SUFICIENTE METAL DE RELLENO EN EL ÁREA DE
GARGANTA (EN LA CARA DEL FILETE)

SOLDADURA
Pierna insuficiente
A) UNO DE LOS LADOS ES DE MENOR LONGITUD
LAS FALLAS DEL SOLDADOR PUEDEN SER:
A) NO OBTENER FUSIÓN DEL METAL BASE EN LA RAÍZ DE LA SOLDADURA
B) NO DEPOSITAR SUFICIENTE METAL DE RELLENO EN EL ÁREA DE
GARGANTA (EN LA CARA DEL FILETE)

SOLDADURA
Quemada
ES DEFINIDA COMO UNA PORCIÓN DEL CORDÓN DE RAÍZ DONDE UNA
EXCESIVA PENETRACIÓN HA CAUSADO QUE EL METAL DE SOLDADURA
SEA SOPLADO HACIA EL INTERIOR, O PUEDE QUE SE DESCUELGUE UN
EXCESIVO METAL FUNDIDO. SUELE PRESENTARSE COMO UNA
DEPRESIÓN NO ALARGADA, EN FORMA DE CRÁTER, EN LA RAIZ.

SOLDADURA
Desalineación
ESTA DISCONTINUIDAD SE DA CUANDO EN LAS UNIONES
SOLDADAS A TOPE LAS SUPERFICIES QUE DEBERÍAN SER
PARALELAS SE PRESENTAN DESALINEADOS; TAMBIÉN PUEDE
DARSE CUANDO SE SUELDAN DOS TUBOS QUE SE HAN
PRESENTADO EXCÉNTRICAMENTE, O POSEEN OVALIZACIONES.
LAS NORMAS LIMITAN ESTA DESALINEACIÓN, NORMALMENTE EN
FUNCIÓN DEL ESPESOR DE LAS PARTES A SOLDAR ES FRECUENTE
QUE EN LA RAÍZ DE LA SOLDADURA ESTA DESALINEACIÓN
ORIGINE UN BORDE SIN FUNDIR.

SOLDADURA
Refuerzo Excesivo
EL REFUERZO EXCESIVO ES UN CONCENTRADOR DE TENSIONES Y
ADEMÁS UN EXCESO DE ÉSTA AUMENTA LAS TENSIONES
RESIDUALES, PRESENTES EN CUALQUIER SOLDADURA, DEBIDO AL
APORTE SOBRANTE. POR ESTOS MOTIVOS LAS NORMAS LIMITAN EL
VALOR DE R, QUE EN GENERAL NO DEBE EXCEDER DE 1/8” (3MM).

SOLDADURA
Salpicaduras
SON LOS GLÓBULOS DE METAL DE APORTE TRANSFERIDOS DURANTE LA
SOLDADURA Y ADHERIDOS A LA SUPERFICIE DEL METAL BASE, O A LA
ZONA FUNDIDA YA SOLIDIFICADA. ES INEVITABLE PRODUCIR CIERTO
GRADO DE SALPICADURAS, PERO DEBEN LIMITARSE. LAS SALPICADURAS
PUEDEN SER ORIGEN DE MICROFISURAS (COMO LOS ARRANQUES DE
ARCO SOBRE EL METAL BASE), Y SIMULTÁNEAMENTE SON UN PUNTO DE
INICIO DE LA OXIDACIÓN EN SUPERFICIES PINTADAS

SOLDADURA
Golpes de arco
IMPERFECCIÓN LOCALIZADA EN LA SUPERFICIE DEL METAL BASE FUERA
DE LA SOLDADURA, CARACTERIZADA POR UNA LIGERA ADICIÓN O FALTA
DE METAL, RESULTANTE DE LA APERTURA ACCIDENTAL DEL ARCO
ELÉCTRICO. NORMALMENTE SE DEPOSITARÁ SOBRE EL METAL BASE UNA
SERIE DE PEQUEÑAS GOTAS DE ACERO QUE PUEDEN ORIGINAR
MICROFISURAS; PARA EVITAR LA APARICIÓN DE MICROFISURAS ESAS
PEQUEÑAS GOTAS DEBEN SER ELIMINADAS MEDIANTE AMOLADO DE LA
SUPERFICIE AFECTADA

CONEXIONES
Las conexiones en una estructura metálica es
posiblemente el elemento más importante.
El diseño y construcción de conexiones viga columna
puede cambiar significativamente de un país a otro
debido a diferencias en:
El costo del acero estructural.
Disponibilidad de perfiles de acero.
Costos de mano de obra.
Disponibilidad de mano de obra calificada.
Nivel de redundancia.

CONEXIONES
CALIFORNIA HASTA LOS 70’s CALIFORNIA HASTA LOS 80’s

CONEXIONES
CALIFORNIA A PRINCIPIOS
DE LOS 90’s
MÉXICO Y JAPÓN

CONEXIONES
CONEXIÓN VIGA COLUMNA COMUNMENTE UTILIZADA ANTES
DEL SISMO DE NORTHRIDGE EN LOS ESTADOS UNIDOS
VER DETALLE A

CONEXIONES
ATIESADOR
ATIESADOR
PATÍN DE LA
COLUMNA
DETALLE A
PENETRACIÓN COMPLETA
PATÍN DE LA TRABE
PLACA DE RESPALDO
PERFORACIÓN
EN EL ALMA
PERFORACIÓN
EN EL ALMA
PATÍN INFERIOR
DE LA VIGA
ATIESADOR
PLACA DE RESPALDO
FRACTURA EN EL PATÍN
DE LA COLUMNA
PERFORACIÓN
EN EL ALMA
PATÍN INFERIOR
DE LA VIGA
PLACA DE RESPALDO
FRACTURA EN EL PATÍN
DE LA COLUMNA

CONEXIONES
FRACTURA DE UNO DE LOS PATINES
DE LA COLUMNA PROPAGANDOSE
A TODA EL ALMA DE LA COLUMNA

CONEXIONES
CONEXIÓN VIGA-COLUMNA USADA COMUNMENTE EN JAPON
PLACAS DE CONTINUIDAD
SECCIÓN TUBULAR
CUADRADA (OR)

CONEXIONES
CONEXIÓN VIGA-COLUMNA USADA EN MÉXICO
PATÍN SUPERIOR
PATÍN INFERIOR

CONEXIONES
PUNTOS CRÍTICOS
PUNTOS CRÍTICOS
PUNTOS CRÍTICOS
PUNTOS CRÍTICOS

CONEXIONES
PUNTOS CRÍTICOS
PUNTOS CRÍTICOS

CONEXIONES
PUNTOS CRÍTICOS

CONEXIONES
Requisitos básicos de una conexión viga columna en
zona sísmica
Debe ser capaz de poder desarrollar la capacidad a flexión de
las trabes tomando en cuenta las posibles fuentes de sobre
resistencia
Esfuerzo de fluencia mayor al nominal
Endurecimiento por deformación
Debe poder resistir varios ciclos de carga reversibles con
rotaciones plásticas de 0.03 radianes
Las articulaciones plásticas deben formarse en las trabes y no
en la columna; razón:

CONEXIONES
Las demandas de rotación son mayores en mecanismos
que involucran articulaciones plásticas en las columnas
La capacidad de rotación de las columnas es menor que
la de las trabes debido a la carga axial
Un pandeo local puede provocar una importante
degradación de resistencia en las columnas debido a la
presencia de alta carga axial
Reparar columnas es más difícil porque el
apuntalamiento temporal
La falla de una columna puede implicar la pérdida de
capacidad de carga vertical en el edifico (inestabilidad)

CONEXIONES
d
d/4
Reforzamiento de las conexiones
Acartelamientos
2
1
d/3
d
d/3
2
1

CONEXIONES
d
POR MEDIO DE CUBRE PLACAS:
d/2
CUBREPLACA SUPERIOR
EN LOS DOS PATINES
Y EN LAS DOS
CUBREPLACAS
CUBREPLACA INFERIOR
d
d/2
PLACAS LATERALES
EN LOS DOS PATINES
Y EN LAS DOS
CUBREPLACAS
CUBREPLACA INFERIOR

CONEXIONES
POR MEDIO DE PLACAS VERTICALES:
d/4
d
d/4
d/2
POSIBLES COLOCACIONES

CONEXIONES
DISMINUCIÓN INTENCIONAL DE LA RESISTENCIA
EN UN SEGMENTO DE LA VIGA:
(GEOMETRÍA TIPO “HUESO DE PERRO”)
d
TRAMO CON
SECCIÓN REDUCIDA
POSIBLES GEOMETRIAS

CONEXIONES

CONEXIONES
d
d
2
b f b f
CONEXIÓN ATORNILLADA
EN CAMPO
PATINES CON ANCHO VARIABLE
EN ESTE SEGMENTO DE LA TRABE
La conexión con la trabe es completamente atornillada
por lo que no es necesario soldar en campo.

CONEXIONES
d
2
b f
b f
SECCIÓN CAJÓN
(4 PLACAS SOLDADAS)
ATIESADORES
El muñón se fabrica en taller usando patines de ancho
variable para alejar la articulación plástica lejos de la
cara de la columna.
CONEXIÓN
ATORNILLADA
EN CAMPO

CONEXIONES
ATIESADOR
ATIESADOR
Alternativas para mejor la confiabilidad de la soldadura
de penetración completa en la conexión propuesta.
HOYO
PLACA DE RESPLADO
SOLDADURA DE PENETRACIÓN
COMPLETA COLOCADA CUANDO
LA COLUMNA ESTÁ DE CABEZA
HOYO
PATÍN INFERIOR
DE LA TRABE
ATIESADOR
PATÍN INFERIOR
DE LA TRABE
SOLDADURA CON DOBLE BISEL
ATIESADOR
HOYO
HOYO
PATÍN INFERIOR
DE LA TRABE
PATÍN INFERIOR
DE LA TRABE
REFUERZO CON SOLDADURA
DE FILETE
QUITAR PLACA DE
RESPALDO
USAR ELECTRODO
TIPO E7018
QUITAR PLACA DE
RESPALDO
REFUERZO CON FILETE

CONEXIONES

CONEXIONES

CONEXIONES

CONEXIONES

CONEXIONES

CONEXIONES

CONEXIONES

CONEXIONES

CONEXIONES

CONEXIONES

CONEXIONES

CONEXIONES

CONEXIONES

CONEXIONES

CONEXIONES

CONEXIONES

CONEXIONES

CONEXIONES

CONEXIONES

CONTENIDO
Temario:
Conceptos generales
Losas en sección compuesta
Conexiones (tornillos y soldaduras)
Contraventeos concéntricos
Contraventeos excéntricos
Fabricación
Planos estructurales

Contraventeos Concéntricos
La principal característica de un sistema
contraventeado concéntricamente es su alta
rigidez elástica.
La distribución de las diagonales permite ante la
acción de cargas laterales:
- Desarrollar cargas axiales altas
- Desarrollar momentos flexionantes
bajos

Contraventeos Concéntricos
Ejemplos de contraventeos concéntricos:

Contraventeos Concéntricos
Ejemplos de contraventeos concéntricos:

Contraventeos Concéntricos
Antes de los años 60’s los contraventeos
concéntricos se utilizaron para resistir
cargas laterales debidas a viento.
En la década de los 60´s y 70´s se utilizaron
los sistemas contraventeados
concéntricamente para resistir cargas
debidas a sismo. Las recomendaciones de
diseño de contraventeos concéntricos,
desarrolladas en los 60’s fueron adaptadas
al diseño sísmico.

Contraventeos Concéntricos
En los años 70’s y 80’s se llevaron a cabo
amplias investigaciones referentes al
comportamiento no lineal de sistemas
contraventeados, que fueron la base para los
códigos actuales de diseño.

Contraventeos Concéntricos
Algunos criterios de diseño de
contraventeos concéntricos, se han basado
en el concepto “solamente tensión”.
Tradicionalmente se han utilizado para estos
diseños elementos tales como: ángulos,
redondos o soleras.

Contraventeos Concéntricos
Se ha demostrado que el comportamiento
inelástico de sistemas a “solamente tensión”
es muy pobre.

Contraventeos Concéntricos
Relación fuerza -
desplazamiento para un
contraventeo esbelto
Perdida de rigidez axial
(p/)
Acortamiento axial
producido por la
acumulación de
desplazamiento axial para
carga cero
Pérdida de rigidez para
carga cero (P/).

Contraventeos Concéntricos
Parámetros básicos que influyen en el
comportamiento histerético de los elementos
de los contraventeos:
Relación de esbeltez
Condiciones de frontera
Sección transversal de la diagonal

Contraventeos Concéntricos
Relación de esbeltez (l=kl/r):
Clasificación de diagonales:
Esbeltas: l> 110 para A-36
l> 130 para A-50
Robustas: l< 50paraA-36
l< 60paraA-50
Intermedias:50

Contraventeos Concéntricos
Comportamiento de diagonales:
Esbeltas: pandeo elástico a s

Contraventeos Concéntricos
Condiciones de frontera:
Estudios experimentales han mostrado que las
condiciones frontera tienen el mismo efecto en
las deformadas elástica e inelástica.
Así mismo, se ha observado que las
condiciones frontera tienen poco efecto sobre
el comportamiento histerético de las
diagonales.

Contraventeos Concéntricos
Sección transversal de la diagonal:
Eficiencia de las secciones (de mayor a
menor):
1.- Tubos circulares
2.- Tubos rectangulares
3.- Secciones I
4.- Secciones T
5.- Angulos dobles

Contraventeos Concéntricos
Secciones tubulares:
Han sido utilizadas por su alta eficiencia
debido al elevado valor del radio de giro. Sin
embargo, son suceptibles a la falla por pandeo
local seguida por la fractura del material.
Para prevenir o retardar el pandeo local hay
que reducir la relación ancho/espesor.

Contraventeos Concéntricos
Filosofía de Diseño de los
Contraventeos Concéntricos
La respuesta cíclica inelástica de los contraventeos concéntricos
depende, entre otros factores de:
• La esbeltez y relación b/t de las diagonales.
• La resistencia relativa de diagonales a tensión y compresión.
• La resistencia de la conexión de diagonales a trabes y
columnas.
• El grado de restricción lateral existente en la conexión
diagonal-trabe.
• Rigidez, resistencia y relación b/t de la trabe en el marco
contraventeado.

Contraventeos Concéntricos
Filosofía de Diseño de los CC
Mecanismo de colapso (sensibilidad de la respuesta no
lineal de CBF): Relación fuerza axial – desplazamiento idealizada

V b
Contraventeos Concéntricos
Filosofía de Diseño de los CC
Mecanismo de colapso:
Diagonal
Robusta
D
V b
Con trabe flexible
Diagonal
Intermedia
D
V b
Diagonal
Esbelta
D

V b
Contraventeos Concéntricos
Filosofía de Diseño de los CC
Mecanismo de colapso:
Diagonal
Robusta
D
V b
Con trabe rígida
Diagonal
Intermedia
D
V b
Diagonal
Esbelta
D

Contraventeos Concéntricos
Relación fuerza
desplazamiento para
un contraventeo en
“V invertido” con
trabes flexibles

Contraventeos Concéntricos
Relación fuerza
desplazamiento para
un contraventeo en
“V invertido” con
trabes rígidas

Contraventeos Concéntricos
Filosofía de Diseño de los CC
La selección de la rigidez de la trabe
generalmente no es considerada por el
diseñador y tiene una influencia fundamental
en el comportamiento carga-desplazamiento
del sistema durante el intervalo inelástico.

Contraventeos Concéntricos
Filosofía de Diseño de los CC
Diagonales de Contraventeo:
La respuesta post-pandeo del marco (tipo
Chevron) es extremadamente sensible a la
relativa rigidez a flexión de la trabe con
respecto a la rigidez axial de la diagonal, y no
puede ser determinada mediante análisis
elásticos.

Contraventeos Concéntricos
Filosofía de Diseño de los CC
Por esta razón se recomienda el uso de
diagonales robustas y poco esbeltas.
Según AISC LRFD: l< 102 para A-50
l< 120 para A-36
El factor de reducción se considera: f= 0.8

Contraventeos Concéntricos
Filosofía de Diseño de los CC
Conexiones:
La filosofía de diseño para los CC considera
que la energía sísmica se disipa en las
diagonales, por lo que las conexiones tendrán
que diseñarse para que se comporten
elásticamente en todo momento.
Los principios del Diseño por Capacidad son
adecuados para cumplir este objetivo.

Contraventeos Concéntricos
Filosofía de Diseño de los CC
Columnas:
Debido a la alta sensibilidad durante la respuesta
no lineal del sistema, se recomienda ser
conservador en el diseño de columnas:
P= cargas gravitacionales + cargas axiales por
momento de voleto sísmico + posibles cargas
axiales por desequilibrio en diagonales.
Usar Diseño por Capacidad.

Contraventeos Concéntricos
Filosofía de Diseño de los CC
Trabes:
• Deben ser continuas con las columnas.
• Deben soportar las cargas gravitacionales sin
considerar los contraventeos.
• Patines de trabes en el punto de intersección
deben tener arriostramiento lateral.

Contraventeos Concéntricos
Especificaciones NTC-2003
Contraventeo Concéntrico Dúctil (CCD):
Configuración de las diagonales:
• Al menos 0.3 V r con diagonales a tensión
• Al menos 0.3 V r con diagonales a compresión
• No es necesario cumplir con esta distribución si
la suma de las resistencias nominales de las
diagonales a compresión es mayor que la
resistencia total requerida.

Contraventeos Concéntricos
Especificaciones NTC-2003
Contraventeo Concéntrico Dúctil (CCD):
Configuración de las diagonales:
• No se permiten diagonales en “V” conectadas en
un solo punto y un solo lado de la trabe (excepto
si se cumple la sección 6.2.3.4)
• No se permiten secciones en “K” conectadas en
un solo punto y un solo lado de la columna.

Contraventeos Concéntricos

CONTENIDO
Temario:
Conceptos generales
Losas en sección compuesta
Conexiones (tornillos y soldaduras)
Contraventeos concéntricos
Contraventeos excéntricos
Fabricación
Planos estructurales

Contraventeos Excéntricos
Es un sistema híbrido para resistir cargas
laterales compuesto por:
- Marco resistente a momento
- Diagonales de contraventeo
Combina las múltiples ventajas de marcos
convencionales, minimizando sus desventajas.

Contraventeos Excéntricos
Características:
Alta rigidez elástica
Respuesta inelástica estable bajo carga
cíclica
Excelente ductilidad
Adecuada capacidad de disipación de
energía

Contraventeos Excéntricos
Baja disipación
de energía
Intervalo
óptimo
Pérdida
de rigidez

Contraventeos Excéntricos
Surgieron como alternativa de sistemas
contraventeados en zonas de alta sismicidad.
Las investigaciones se inician a mediados de
los 70’s (Roeder y Popov) y continuaron hasta
mediados de los 80’s (Engelhardt, Kasai y
Popov).
Actualmente son una realidad como aplicación
estructural.

Contraventeos Excéntricos

Contraventeos Excéntricos
Filosofía de Diseño de los
Contraventeos Excéntricos
Restringir el comportamiento inelástico a los
eslabones de cortante y diseñar el resto de los
elementos del marco para que puedan soportar
las cargas máximas transmitidas por los
eslabones.

Contraventeos Excéntricos
Filosofía de Diseño de los CE
El uso de este concepto de diseño por
capacidad permitirá limitar las fuerzas
inducidas en elementos seleccionados del
marco.
El eslabón se diseña para el nivel de fuerzas
seleccionado (fuerzas reducidas) y el resto de
los componentes se diseña para la capacidad
del eslabón considerando plastificación total y
endurecimiento por deformación.

Contraventeos Excéntricos
Filosofía de Diseño de los CE
Las relaciones que se presentan más adelante
son útiles para un diseño preliminar, dependen
solamente de la geometría y son
independientes de si el comportamiento del
eslabón es elástico o inelástico.
Los eslabones se pueden diseñar usando
resultados de un análisis elástico y las
acciones de los otros elementos se pueden
obtener usando conceptos de equilibrio.

Contraventeos Excéntricos
h
e
Eslabón de
cortante
L

Geometría
a
amin= 30°
para reducir carga
axial en la trabe
fuera del eslabón.

Cinemática del eslabón
Rotación plástica del eslabón ( p)
p
Δ P
e
h
L

Rotación p lástica d el eslab ó n p ( rad)
0.210
0.180
0.150
0.120
0.090
0.060
0.030
0.000
Cinemática del eslabón
Rotación plástica del eslabón ( p)
0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100%
e / L
Distorsión de entrepiso = 0.006
Rotación permitida por LRFD
La demanda de
rotación plástica en
el eslabón ( p) crece
a medida que
disminuye el
cociente e/L

h
Comportamiento. Longitud del eslabón.
V e
F h
L
F
Elementos mecánicos
e
Me
Ve
L
Me
e
V
2
Me e

V e
h
Comportamiento. Longitud del eslabón.
F h
L
F
Elementos mecánicos
e
Me
Ve
L
Me
e
V
2
Me e

V e
h
Comportamiento. Longitud del eslabón.
F h
L
F
Elementos mecánicos
e
Me
Ve
L
Me
e
V
2
Me e

V e
h
Comportamiento. Longitud del eslabón.
Elementos mecánicos
F h
L
e
e
Me Ve
2
F
Ve
Me
L
Me

Comportamiento. Longitud del eslabón.
Eslabón Corto
Eslabón Largo
Plastificación por cortante Plastificación por flexión
e
1.
6
V p= 0.55dt wF y
M
V
P
P
e
2.5
M p= ZF y
M
V
P
P

Comportamiento. Longitud del eslabón.
Preferible el comportamiento de eslabones
cortos en comparación con eslabones largos,
debido a la concentración de esfuerzos en la
zona de máximo momento para estos últimos.
En eslabones cortos bien detallados pueden
alcanzarse rotaciones de 0.1 rad mientras que
en eslabones largos se obtienen rotaciones
menores de 0.02 rad.

Resistencia del eslabón.
Resistencia a la fluencia:
Si
Si
e
e
2M
V
P
P V V
y
2MP
V y
V
P
p
2M
e
p

Resistencia del eslabón.
Resistencia última:
Las resistencias anteriores deben ser
modificadas para considerar:
• Endurecimiento por deformación
• Fluencia real del material
• Influencia del sistema de piso
Los factores combinados pueden generar
factores de sobrerresistencia mayores
que 2.0

Capacidad de deformación del eslabón.
Eslabones cortos:
Rotaciones plásticas cíclicas= 0.1 rad
Rotaciones plásticas monotónicas= 0.2 rad
Eslabones largos:
Rotaciones plásticas cíclicas= 0.015 a 0.09 rad
Rotaciones plásticas monotónicas= 0.03 a 0.12 rad

Eslabones:
Contraventeos excéntricos
Especificaciones AISC LRFD
Cumplir relaciones ancho/espesor
Límite de fluencia no excede 3,520 kg/cm 2
Almas sencillas, sin cubreplacas, sin aberturas
Resistencia del eslabón: V p=0.9F y(d-2t f)t w
Revisar interacciones V-P en eslabones cortos y
M-P en eslabones largos si P > 0.15P y

Rotaciones:
Contraventeos excéntricos
Especificaciones AISC LRFD
Rotaciones = 0.09 rad para e= 1.6 M p/V p

Atiesadores:
Contraventeos excéntricos
Especificaciones AISC LRFD
Para e= 1.6 M p/V p o menor
a

Atiesadores:
Contraventeos excéntricos
Especificaciones AISC LRFD
Para 1.6 M p/V p

CASO PRÁCTICO

CONTENIDO
Temario:
Conceptos generales
Losas en sección compuesta
Conexiones (tornillos y soldaduras)
Contraventeos concéntricos
Contraventeos excéntricos
Fabricación
Planos estructurales

FABRICACIÓN
11.2.7 Pintura
Después de inspeccionadas y aprobadas, y antes de salir del
taller, todas las piezas que deben pintarse se limpiarán
cepillándolas vigorosamente, a mano, con cepillo de alambre, o
con chorro de arena, para eliminar escamas de laminado, óxido,
escoria de soldadura, basura y, en general, toda materia extraña.
Los depósitos de aceite y grasa se quitarán por medio de
solventes.
Las piezas de acero que vayan a quedar cubiertas por acabados
interiores del edificio o aquellas que vayan a quedar ahogadas en
concreto no necesitan pintarse. Todo el material restante recibirá
en el taller una mano de pintura anticorrosiva, aplicada
cuidadosa y uniformemente sobre superficies secas y limpias,
por medio de brocha, pistola de aire, rodillo o por inmersión.

FABRICACIÓN
Todas las superficies que se encuentren a no más de 50 mm de
distancia de las zonas en que se depositarán soldaduras de
taller o de campo deben estar libres de materiales que dificulten
la obtención de soldaduras sanas o que produzcan humos
perjudiciales.

FABRICACIÓN
11.3.4 Tolerancias
Se considerará que cada una de las piezas que componen una
estructura está correctamente plomeada, nivelada y alineada, si la
tangente del ángulo que forma la recta que une los extremos de la
pieza con el eje de proyecto no excede de 1/500. En vigas
teóricamente horizontales es suficiente revisar que las
proyecciones vertical y horizontal de su eje satisfacen la condición
anterior.
Deben cumplirse, además las condiciones siguientes:
a) El desplazamiento del eje de columnas adyacentes a cubos de
elevadores, medido con respecto al eje teórico, no es mayor de
25 mm en ningún punto en los primeros 20 pisos. Arriba de este
nivel, el desplazamiento puede aumentar 1 mm por cada piso
adicional, hasta un máximo de 50 mm.

FABRICACIÓN
b) El desplazamiento del eje de columnas exteriores, medido con
respecto al eje teórico, no es mayor de 25mm hacia fuera del
edificio, ni 50 mm hacia dentro, en ningún punto en los
primeros 20 pisos. Arriba de este nivel, los límites anteriores
pueden aumentarse en 1.5 mm por cada piso adicional, pero
no deben exceder, en total, de 50 mm hacia fuera ni 75 mm
hacia dentro del edificio.

FABRICACIÓN
TOLERANCIAS EN LA FABRICACION DE
VIGAS FORMADAS POR TRES PLACAS
A
DEFLEXION DEL PATIN
5.0 mm
DESCENTRADO DEL ALMA
bf
TOLERANCIAS
mm.
PERALTE PATIN
" d " " bf "
Mas Menos Mas Menos
3.0 3.0 6.0 4.0
bf
A = bf
100
Fuera de
Paralelismo
T + T'
6.0
bf
FUERA DE ESCUADRA
tw
t
bf
C menos el
Peralte
nominal d
6.0
A
SOLDADURA
VER AISC Y
AWS
L + - oo mm.
maximo=1.5 mm.
A = hw
150
COMBADURA DE PATINES Y ALMA
MAXIMA 1 mm. POR CADA
METRO DE LONGITUD
tw
bf bf
tw
A
hw
bf
100
FLECHA VERTICAL
MAXIMA DE 1.0 mm.POR CADA
METRO DE LONGITUD
FLECHA LATERAL

CONTENIDO
Temario:
Conceptos generales
Losas en sección compuesta
Conexiones (tornillos y soldaduras)
Contraventeos concéntricos
Contraventeos excéntricos
Fabricación
Planos estructurales

PLANOS ESTRUCTURALES
Debe contener la siguiente información:
• Cargas de proyecto
• Espectro para diseño por sismo
• Parámetros para diseño por viento
• Nomenclatura de los tipos de acero y el esfuerzo de
fluencia F y de cada uno.
• Especificaciones de soldaduras
• Especificaciones de tornillos
• Tolerancias
• Especificaciones del sistema de piso (arriostramiento,
apuntalamiento, etc.)
• etc.