AISC 360-16 DISENO DE ESTRUCTURAS METALICAS - LRFD

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Esta publicación AISC 360-16 Diseño de Estructuras Metálicas - LRFD, 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 360-16, 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.

 

 

Siete (7) Capítulos adaptados y siguiendo orden de Specifications  AISC 360-16

 

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
 

AISC 360-16

DISEÑO DE ESTRUCTURAS METALICAS - LRFD

 

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
2.31 Ejercicios

    2.31.1 Ejercicio 2.1

    2.31.2 Ejercicio 2.2 HOJA DE CALCULO

    2.31.3 Ejercicio 2.3


Capítulo 3 Inestabilidad Lateral o Pandeo
3.1 Introducción
3.2 Teoría de columna
3.3 Carga crítica
3.4 Pandeo o inestabilidad lateral ¿Qué es pandeo?
3.5 Modos o tipos de pandeo
3.6 Efectos y consecuencias de una falla por pandeo o inestabilidad lateral
3.7 Estudio del estado límite de falla o colapso por pandeo general
3.8 Estado límite de falla o colapso por pandeo general debido a la flexión
3.9 Estado límite de falla o colapso por pandeo general por torsión-flexión
3.10 Tipos de fallas que se producen en el estado límite de falla o colapso por 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 de actuación del pandeo
3.16 Ejes principales mayor y menor
3.17 Longitud no arriostrada de un elemento resistente estructural
3.18 Relación de esbeltez, λ
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, Pe
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 Estado límite de pandeo general respecto a los dos ejes principales
3.35 Control del pandeo general por la dirección del eje X y eje Y
3.36 Determinación del factor de longitud K mediante el método de la longoitud efectiva
3.37 Estado límite de pandeo local
3.38 Clasificación de las secciones transversales según el pandeo local
3.39 Sección compacta
3.40 Secciones no compactas

3.41 Sección transversal con elementos internos esbeltos
3.42 Elementos comprimidos rigidizados versus elementos comprimidos no rigidizadas
3.43 Elementos comprimidos rigidizados
3.44 Elementos comprimidos no rigidizados
3.45 Ejemplo de aplicación de la Tabla AISC 360-16  B.4
3.46 Ejercicios

    3.46.1 Ejercicio 3.1

        3.46.1 Ejercicio 3.1 HOJA DE CALCULO

   3.46.2 Ejercicio 3.2

   3.46.3 Ejercicio 3.3

 

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
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 estado límite de 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 Esfuerzo crítico a la compresión por pandeo inelástico, Fcr
4.16 Diseño a la compresión 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 Elementos a compresión de sección transversal de ángulos de alas iguales y/o desiguales conectadas en el ala mas larga
4.20 Elementos con secciones construidas, armados o soldadas
4.21 Capacidad resistente a la compresión de elementos armados o soldados
4.22 Comportamiento bajo cargas a compresión en elementos esbeltos
4.23 Capacidad resistente a la compresión por pandeo flexional con elementos esbeltos localmente
4.24 Ancho efectivo, be para elementos excluyendo las secciones tubulares HSS
4.25 Area efectiva, Ae en elementos de sección tubular cilíndrica
4.26 Influencia de la esbeltez en elementos a compresión
4.26.1 Factor de reducción para alas, ángulos y planchas en perfiles laminados
4.27 Procedimiento para el diseño de elementos a compresión axial
4.28 Pasos a seguir  para el diseño de elementos a compresión axial
4.29 Resumen del diseño de elementos a compresión axial
4.30 Estados límite de resistencia
4.31 La capacidad resistente nominal Pn
4.32 Área efectiva para un perfil W, H o I
4.33 Area efectiva para perfiles tubulares
4.34 Influencia de la esbeltez en elementos a compresión
4.35 Procedimiento para el diseño de elementos a compresión axial
4.37 Pasos a seguir para el diseño de elementos a compresión axial
4.38 Estados límite de resistencia)

4.39 La capacidad resistente nominal, Pn

4.40 Estado Límite de esbeltez (AISC 360-16 Sección E2)

4.41 Determinación de la longitud efectiva (Comentario AISC E7.2)
4.22 Ejercicios

    4.22.1 Ejercicio 4.1  

        4.22.1 Ejercicio 4.1 HOJA DE CALCULO

    4.22.2 Ejercicio 4.2  

        4.22.2 Ejercicio 4.2 HOJA DE CALCULO

    4.22.3 Ejercicio 4.3  

        4.22.3 Ejercicio 4.3 HOJA DE CALCULO

    4.22.4 Ejercicio 4.4  

        4.22.1¿4 Ejercicio 4.4 HOJA DE CALCULO

    4.22.5 Ejercicio 4.1  

        4.22.5 Ejercicio 4.5 HOJA DE CALCULO

 

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, ΦbMn
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
5.15 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 transversales
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
5.23 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

    5.23.3 Diseño por estado  límite de pandeo local del alma, WLB
    5.23.4 Diseño por estado límite de tensión del ala, Y

    5.23.5 Diseño por estado límite por pandeo local del ala, FLB