ESPECIFICACIÓN PARA CONSTRUCCIONES DE ACERO Basado en la publicación Estándar nacional estadounidense ANSI/AISC 360-16 editado por la American Institute of Steel Construction (AISC Publicación: American Institute of Steel Construction Traducción: Carlos Aguirre Revisión: Arnaldo Gutiérrez Gestión y Patrocinio: ASOCIACIÓN LATINOAMERICANA DEL ACERO Patrocinio: Cámara Argentina del Acero AISC_PART 16_A_Prelims_15th Ed._2016 2016-11-15 11:22 AM Page ii (Black plate) 16.1-ii AISC © 2016 by American Institute of Steel Construction All rights reserved. This book or any part thereof must not be reproduced in any form without the written permission of the publisher. The AISC logo is a registered trademark of AISC. The information presented in this publication has been prepared by a balanced committee following American National Standards Institute (ANSI) consensus procedures and recog- nized principles of design and construction. While it is believed to be accurate, this information should not be used or relied upon for any specific application without compe- tent professional examination and verification of its accuracy, suitability and applicability by a licensed engineer or architect. The publication of this information is not a representation or warranty on the part of the American Institute of Steel Construction, its officers, agents, employees or committee members, or of any other person named herein, that this informa- tion is suitable for any general or particular use, or of freedom from infringement of any patent or patents. All representations or warranties, express or implied, other than as stated above, are specifically disclaimed. Anyone making use of the information presented in this publication assumes all liability arising from such use. Caution must be exercised when relying upon standards and guidelines developed by other bodies and incorporated by reference herein since such material may be modified or amended from time to time subsequent to the printing of this edition. The American Institute of Steel Construction bears no responsibility for such material other than to refer to it and incorporate it by reference at the time of the initial publication of this edition. Printed in the United States of America Especificación para Construcciones de Acero, Julio 7, 2016 Specification for Structural Steel Buildings, July 7, 2016 AMERICANINSTITUTEOFSTEELCONSTRUCTION AmericAn institute of steel construction iii-16.1 PREFACIO (Este prefacio no es parte de ANSI/AISC 360-16, Especificación para Construcciones de Acero, sin embargo es incluido a modo informativo). Esta Especificación está basada en el exitoso uso pasado, en los avances en el estado del co- nocimiento, y en los cambios en las prácticas de diseño. La versión 2016 de Especificación para Construcciones de Acero del American Institute of Steel Construction, proporcionan un tratamiento integrado para el diseño por tensiones admisibles (ASD) y para el diseño por factores de carga y resistencia (LRDF), y reemplaza especificaciones anteriores. Según es indicado en el Capítulo B de esta especificación, el diseño puede ser realizado de acuerdo con las disposiciones ASD o LRFD. Esta Especificación, aprobada por ANSI, ha sido desarrollada en forma consensuada mediante procedimientos acreditados por ANSI, con tal de proporcionar una práctica uniforme en el diseño de edificios de pórticos de acero y otras estructuras. Su intención es proporcionar criterios de diseño en usos habituales, y no para problemas de baja frecuencia, los cuales tienden a ocurrir en todo el espectro del análisis estructural. Esta Especificación es el resultado de la deliberación consensuada de un comité de ingenieros estructurales con una vasta experiencia y un alto prestigio profesional, los que representan una amplia distribución geográfica dentro de los Estados Unidos. El comité incluye aproximadamente un número idéntico de ingenieros de agencias normativas y la práctica privada, ingenieros involu- crados en investigación y enseñanza, así como ingenieros empleados por compañías productoras de acero. Asimismo, la contribución y asistencia de más de 50 profesionales voluntarios adicionales, quienes trabajan en los comités de tareas, es también reconocida. Los Símbolos, Glosario, Abreviaciones y Anexos de esta Especificación son una parte integral de la Especificación. El Comentario, el cual no es mandatorio, ha sido preparado para proporcionar un mejor entendimiento de las disposiciones de la Especificación, siendo sugerida su consulta por parte del usuario. Adicionalmente, se ha incorporado intercaladas a lo largo de la Especificación, notas para orientar al usuario, las cuales tienen un carácter no mandatorio, entregando información práctica y concisa para la aplicación de las disposiciones. Un número significativo de modificaciones técnicas han sido realizadas a partir de la edición 2010 de esta Especificación, entre las que se incluye: • La adopción de la especificación para pernos ASTM F3125, la cual incluye los Grados A325, A325M, A490, A490M, F1852 y F2280. • La adopción de nuevas especificaciones ASTM para materiales de tubos HSS, ASTM A1085/ A1085M y A1065/A1065M, las que permiten el uso de un espesor de diseño igual al total del espesor nominal del miembro. • Expansión de las disposiciones de integridad estructural aplicables al diseño de conexiones. • Incorporación del factor por desfase de corte para planchas soldadas o elementos conectados con soldaduras longitudinales de largos distintos. • La resistencia a compresión disponible para ángulos dobles y secciones T es determinada por la ecuación general de pandeo flexo-torsional para miembros sin elementos esbeltos. • Incorporación de estados límites por pandeo torsional con eje restringido para miembros con arriostramiento lateral desfasado del centro de corte. • Revisión de la formulación de la resistencia en compresión disponible para miembros con elementos en compresión esbeltos. • Reformulación de las disposiciones de resistencia en flexión disponible para secciones T y ángulos dobles. • Revisión de la resistencia de corte en el alma de ciertas secciones I y canales, tanto cuando se incluye la acción de campo de tracciones como cuando no es incluido. • Incremento del límite de resistencia en barras de refuerzo a 5600 kgf/cm2 (80 ksi) para columnas compuestas. Especificación para Construcciones de Acero, Julio 7, 2016 AmericAn institute of steel construction AISC_PART 16_A_Prelims_15th Ed._2016 2016-12-26 9:56 AM Page iv (Black plate) 16.1-iv PREFACE • Revised the shear strength of webs of certain I-shapes and channels without tension field action and when considering tension field action 16.1-iv PREFACIO • Increased the limit on rebar strength to 80 ksi for composite columns • Incorporated provisions for applying the direct analysis method to composite members • Incorporación de disposiciones para aplicar el método de análisis directo a miembros compuestos. • Inserted general requirements to address minimum composite action in composite beams • Se agregaron requisitos generales para tratar la acción compuesta mínima en vigas compuestas. • Revised the provisions for bolts in combination with welds • Revisión de las disposiciones de pernos en combinación con soldaduras. • • SInec aruemaseendt óm lian pimreutemns piórne tmenínsiiomna feonr p1e1r/n8-oisn .d-ed i2a8m metmer (a1n1/d8” l)a dreg edri ábmoelttsro y mayores. • • SInec aruemaseendtó s etal ntadmaradñ oh doele l assi pzeersf oarnadc isohnoesr te-sstláont daanr dy lloosn agn-sclhoots wdeid laths sp eforfro r1a-ciino.n-deisa dme eratenru raan d claorrgtae ry bdoel trsanura larga para pernos de 25 mm (1”) de diámetro y mayores. • • RReeoorrggaanniizzaecdió tnh ed eH lSasS d cisopnonseiccitoionne sd dees idgins epñroo vdies icoonnse xinio Cnehsa ppaterar Kse,c ciniocnlueds itnugb urleafreerse HncSeS t o eCnh ealp Ctearp Jít ufolor Kso, mloe q luime iint csltuaytees referencias al Capítulo J para algunos de los estados límite. • Se expandieron las disposiciones en el Anexo 1 para la modelación directa de las imperfecciones • Expanded provisions in Appendix 1 for direct modeling of member imperfections and en miembros y la inelasticidad que puede ser empleada en el método de análisis directo. inelasticity that may be used with the direct analysis method • Se agregó una tabla de propiedades de pernos de alta resistencia en temperaturas elevadas en • Inserted a table of properties of high-strength bolts at elevated temperatures in Appendix 4 el Anexo 4. ETlh lee crteoar deesr a disv ecrtaiudtoi orensepde ctthoa at qpureo feels bsuioenna clr ijtuerdigom preonfte smiounsatl dbeeb ee xseerr ceimsepdle awdhoe sni sdea etma -or plreeacno mda mtoesn od areticoonms einnd tahceio Snpees cpiefircteantieocnie anrtee sa ap pelsitead E, sapse dciefisccarcibióend, mseogrúen f eusl ldye isnc rtihtoe edni smclaayimore r dentoatlilcee e np rleac neodtian gq uteh ipsr ePcreedfae cae e.ste prefacio. ETshtias ESsppeecciiffiiccaactiioónn fwuaes a appropbraodvae dp obry e tl hCeo Cmoitmé meni tEtesep eocnifi Scpaecicoifniecsa.tions, R. Shankar Nair, Chairman Mark V. Holland Patrick J. Fortney, Vice-Chairman John D. Hooper Allen Adams Nestor R. Iwankiw Taha D. Al-Shawaf William P. Jacobs, V William F. Baker Ronald J. Janowiak John M. Barsom, Emeritus Lawrence A. Kloiber Reidar Bjorhovde Lawrence F. Kruth Roger L. Brockenbrough, Emeritus Jay W. Larson Charles J. Carter Roberto T. Leon Gregory G. Deierlein James O. Malley Carol J. Drucker Duane K. Miller W. Samuel Easterling Larry S. Muir Duane S. Ellifritt, Emeritus Thomas M. Murray Bruce R. Ellingwood, Emeritus Douglas A. Rees-Evans Michael D. Engelhardt Rafael Sabelli Shu-Jin Fang, Emeritus Thomas A. Sabol Steven J. Fenves, Emeritus Benjamin W. Schafer James M. Fisher Robert E. Shaw, Jr. John W. Fisher, Emeritus Donald R. Sherman Theodore V. Galambos, Emeritus W. Lee Shoemaker Louis F. Geschwindner William A. Thornton Ramon E. Gilsanz Raymond H.R. Tide, Emeritus Lawrence G. Griffis Chia-Ming Uang John L. Gross, III Amit H. Varma Jerome F. Hajjar Donald W. White Patrick M. Hassett Ronald D. Ziemian Tony C. Hazel Cynthia J. Duncan, Secretary Richard A. Henige, Jr. Specification for Structural Steel Buildings, July 7, 2016 AMERICANINSTITUTEOFSTEELCONSTRUCTION Especificación para Construcciones de Acero, Julio 7, 2016 Especificación para Construcciones de Acero, Julio 7, 2016 AmericAn institute of steel construction AmericAn institute of steel construction AISC_PART 16_A_Prelims_15th Ed._2016 2017-01-04 1:49 PM Page v (Black plate) PREFACE 16.1-v PREFACIO v-16.1 The Committee honors former members, David L. McKenzie, Richard C. Kaehler and El Comité honra a sus miembros precedentes, David L. McKenzie, Richard C. Kaehler y Keith LKaneidtwh eLhar,n adswí ceohmr, oa nald m aidevmisborory c omnesmultboerr F, Ferenrannadnod For Fíarsi,a qsu, iwenh ofa pllaescsióe dd uarwanatye deul prirnegse tnhties cciyclcol.e. TEhl eC Comomitém aigttreaed egcriadtaemfuelnlyte arcekcnoonwoclee dag leoss amdiveimsobrryo sm ceomnsbuelrtos,r eCs,a rCloarsl oAsg Augirurier,r eE, dEwdawradr dE . EG.Garavrvinin a yn dA Alfrlferde dF . FW. Wonogn, gp,o fro sru tsh ceoirn ctroibnutrciibounteios,n ys , aa nlods tshige ufioelnltoews imngie tmasbkro cso dme mloist tceoem miteéms - dbee trasr efaosr pthoer isru i npvaortlivceipmaceinótn i nen t heel ddeesvaerlroopllmo dene te ostfe tdhoisc udmoceunmto.ent. Farid Alfawakhiri Bonnie E. Manley Susan B. Burmeister Peter W. Marshall Art Bustos Jason P. McCormick Helen Chen James A. Milke Marshall T. Ferrell Heath E. Mitchell Christopher M. Foley J.R. Ubejd Mujagic George Frater Jeffrey A. Packer Steven Freed Conrad Paulson Christine Freisinger Teoman Pekoz Mike Gase Thomas D. Poulos Rodney D. Gibble Christopher H. Raebel Arvind V. Goverdhan Gian Andrea Rassati Todd A. Helwig Clinton O. Rex Alfred A. Herget Thomas J. Schlafly Stephen M. Herlache James Schoen Steven J. Herth Richard Scruton Matthew A. Johann Thomas Sputo Ronald Johnson Andrea E. Surovek Daniel J. Kaufman James A. Swanson Venkatesh K.R. Kodur Matthew Trammell Michael E. Lederle Brian Uy Andres Lepage Sriramulu Vinnakota J. Walter Lewis Michael A. West LeRoy A. Lutz EspSepceicfiicfiaccaitóino np aforra SCtrouncstturruaclc iSotneeels Bdeu iAldcienrgos,, JJuulliyo 77,, 22001166 AMAEmReICriAcNAnI NinSsTtIiTtuUtTeE oOf FstSeTelE EcLonCsOtrNuScTtRioUnCTION 16.1-vi TABLA DE CONTENIDOS SÍMBOLOS ......................................................................................................................... xviii GLOSARIO ......................................................................................................................... xxxiii ABREVIACIONES ............................................................................................................. xlvii A. DISPOSICIONES GENERALES ........................................................................... 49 A1. Alcance ............................................................................................................. 49 1. Aplicaciones Sismorresistentes .................................................................. 50 2. Aplicaciones Nucleares .............................................................................. 50 A2. Especificaciones, Códigos y Estándares de Diseño Referidos ......................... 50 A3. Material ............................................................................................................. 54 1. Materiales para Acero Estructural .............................................................. 54 1a. Designaciones ASTM ........................................................................... 54 1b. Acero No Identificado........................................................................... 55 1c. Perfiles Laminados Pesados .................................................................. 55 1d. Perfiles Fabricados Pesados .................................................................. 56 2. Aceros Fundidos y Forjados ....................................................................... 56 3. Pernos, Golillas y Tuercas .......................................................................... 56 4. Barras de Anclaje y Barras con Hilo .......................................................... 57 5. Insumos para Soldaduras ............................................................................ 57 6. Conectores de Corte Embebidos ................................................................ 58 A4. Planos de Diseño y Especificaciones para Estructuras ..................................... 58 B. REQUISITOS DE DISEÑO ..................................................................................... 59 B1. Disposiciones Generales ................................................................................... 59 B2. Cargas y Combinaciones de Cargas .................................................................. 59 B3. Base de Diseño.................................................................................................. 59 1. Diseño por Resistencia Usando Diseño en Base a Factores de Carga y Resistencia (LRFD) ................................................................................. 60 2. Diseño por Resistencia Usando Diseño en Base a Resistencias Admisibles (ASD) ...................................................................................... 60 3. Resistencia Requerida ................................................................................ 60 4. Diseño de Conexiones y de Apoyos ........................................................... 61 4a. Conexiones Simples.............................................................................. 61 4b. Conexiones de Momento ...................................................................... 61 5. Diseño de Diafragmas y Colectores ........................................................... 62 6. Anclaje al hormigón ................................................................................... 62 7. Diseño por Estabilidad ............................................................................... 62 8. Diseño para Condiciones de Servicio ......................................................... 62 9. Diseño para Integridad Estructural ............................................................. 62 10. Diseño por Acumulación de Agua .............................................................. 63 11. Diseño a Fatiga ........................................................................................... 63 12. Diseño para Condiciones de Incendio ........................................................ 63 Especificación para Construcciones de Acero, Julio 7, 2016 Especificación para Construcciones de Acero, Julio 7, 2016 AmericAn institute of steel construction AmericAn institute of steel construction TABLA DE CONTENIDOS vii-16.1 13. Diseño para Efectos de la Corrosión .......................................................... 63 B4. Propiedades de los Miembros .......................................................................... 64 1. Clasificación de las Secciones según Pandeo Local .................................. 64 1a. Elementos No Atiesados ...................................................................... 64 1b. Elementos Atiesados ............................................................................ 64 2. Espesor de Diseño para Secciones HSS ..................................................... 68 3. Determinación del Área Bruta y Área Neta ............................................... 68 3a. Área Bruta ............................................................................................. 68 3b. Área Neta .............................................................................................. 68 B5. Fabricación y Montaje ...................................................................................... 69 B6. Control de Calidad y Aseguramiento de Calidad ............................................. 69 B7. Evaluación de Estructuras Existentes ............................................................... 69 C. DISEÑO PARA ESTABILIDAD ............................................................................. 70 C1. Requisitos Generales para Estabilidad .............................................................. 70 1. Método de Diseño de Análisis Directo ....................................................... 70 2. Métodos de Diseño Alternativos ................................................................ 71 C2. Determinación de las Resistencias Requeridas ................................................. 71 1. Requisitos Generales de Análisis................................................................ 71 2. Consideración de las Imperfecciones Iniciales del Sistema ....................... 72 2a. Modelado Directo de las Imperfecciones ............................................. 72 2b. Uso de Cargas Ficticias para Representar las Imperfecciones ............. 73 3. Ajustes en la Rigidez..................................................................................... 74 C3. Determinación de las Resistencias Disponibles................................................ 75 D. DISEÑO DE MIEMBROS EN TRACCIÓN .......................................................... 76 D1. Límites de Esbeltez ........................................................................................... 76 D2 Resistencia en Tracción .................................................................................... 76 D3 Área Neta Efectiva ............................................................................................ 77 D4 Miembros Armados .......................................................................................... 77 D5. Miembros Conectados por Pasadores ............................................................... 77 1. Resistencia en Tracción .............................................................................. 77 2. Requerimientos Dimensionales .................................................................. 79 D6. Bielas ................................................................................................................ 79 1. Resistencia en Tracción .............................................................................. 79 2. Requerimientos Dimensionales .................................................................. 80 E. DISEÑO DE MIEMBROS EN COMPRESIÓN .................................................... 81 E1. Disposiciones Generales ................................................................................... 81 E2 Longitud Efectiva ............................................................................................. 83 E3 Pandeo por Flexión de Miembros sin Elementos Esbeltos ............................... 83 E4 Pandeo Torsional y Flexo-Torsional de Ángulos Simples y Miembros sin Elementos Esbeltos ................................................................. 84 E5 Ángulos Simple en Compresión ....................................................................... 86 E6. Miembros Armados .......................................................................................... 87 1. Resistencia a Compresión........................................................................... 87 2. Requerimientos Dimensionales .................................................................. 88 Especificación para Construcciones de Acero, Julio 7, 2016 AmericAn institute of steel construction 16.1-viii TABLA DE CONTENIDOS E7. Miembros con Elementos Esbeltos ................................................................... 90 1. Miembros con Elementos Esbeltos Excluidos HSS circulares ................... 90 2. HSS circulares ............................................................................................ 91 F. DISEÑO DE MIEMBROS EN FLEXIÓN ............................................................. 92 F1. Disposiciones Generales ................................................................................... 94 F2. Miembros Compactos de Sección H de Simetría Doble y Canales Flectadas en Torno a su Eje Mayor ..................................................... 95 1. Fluencia ...................................................................................................... 95 2. Pandeo Lateral-Torsional ............................................................................ 95 F3. Miembros de Sección H de Simetría Doble con Almas Compactas y Alas No Compactas o Esbeltas Flectados en Torno a su Eje Mayor ............. 97 1. Pandeo Lateral Torsional ............................................................................ 98 2. Pandeo Local Ala en Compresión .............................................................. 98 F4. Otros Miembros de Sección H con Almas Compactas o No Compactas Flectados en Torno a su Eje Mayor .......................................... 98 1. Fluencia del Ala en Compresión................................................................. 99 2. Pandeo Lateral-Torsional ............................................................................ 99 3. Pandeo Local de Ala en Compresión .......................................................... 101 4. Fluencia del Ala en Tracción ...................................................................... 102 F5. Miembros de Sección H de Simetría Doble y Simple con Almas Esbeltas Flectados en Torno a su Eje Mayor .................................. 103 1. Fluencia del Ala en Compresión................................................................. 103 2. Pandeo Lateral-Torsional ............................................................................ 103 3. Pandeo Local de Ala en Compresión .......................................................... 104 4. Fluencia del Ala en Tracción ...................................................................... 104 F6. Miembros de Sección H y Canales Flectados en Torno a su Eje Menor .......... 105 1. Fluencia ...................................................................................................... 105 2. Pandeo Local de Ala ................................................................................... 105 F7. Perfiles Tubulares Cuadrados y Rectangulares ................................................. 106 1. Fluencia ...................................................................................................... 106 2. Pandeo Local de Ala ................................................................................... 106 3. Pandeo Local de Alma ................................................................................ 106 4. Pandeo Lateral-Torsional ............................................................................ 107 F8. Perfiles Tubulares Circulares ............................................................................ 108 1. Fluencia ...................................................................................................... 108 2. Pandeo Local .............................................................................................. 108 F9. Secciones T y Ángulos Dobles Cargados en el Plano de Simetría ................... 109 1. Fluencia ...................................................................................................... 109 2. Pandeo Lateral-Torsional ............................................................................ 109 3. Pandeo Local de Alas de Sección T y Almas de Ángulos Dobles .............. 110 4. Pandeo Local en el Alma de Secciones T y en las Almas de Ángulos Dobles Sometidos a Compresión por Flexión ......................... 111 F10. Ángulos Simples ............................................................................................... 112 1. Fluencia ...................................................................................................... 112 2. Pandeo Lateral-Torsional ............................................................................ 112 Especificación para Construcciones de Acero, Julio 7, 2016 Especificación para Construcciones de Acero, Julio 7, 2016 AmericAn institute of steel construction AmericAn institute of steel construction TABLA DE CONTENIDOS ix-16.1 3. Pandeo Local de Ala ................................................................................... 114 F11. Barras Rectangulares y Circulares .................................................................... 115 1. Fluencia ...................................................................................................... 115 2. Pandeo Lateral Torsional ............................................................................ 115 F12. Secciones Asimétricas....................................................................................... 116 1. Fluencia ...................................................................................................... 116 2. Pandeo Lateral-Torsional ............................................................................ 116 3. Pandeo Local .............................................................................................. 116 F13. Proporciones de Vigas ...................................................................................... 117 1. Reducciones en la Resistencia de Miembros con Perforaciones en las Alas Traccionadas ............................................................................. 117 2. Valores Límites de las Dimensiones de Miembros con Sección H ............ 117 3. Planchas de Cubierta .................................................................................. 118 4. Vigas Armadas ............................................................................................ 119 5. Longitud no Arriostrada para Redistribución de Momentos ...................... 119 G. DISEÑO DE MIEMBROS EN CORTE ................................................................. 120 G1. Disposiciones Generales ................................................................................... 120 G2. Miembros de Sección Doble T y Canales ......................................................... 120 1. Resistencia de Corte del Alma sin Acción de Campo de Tracciones ......... 120 2. Resistencia de corte de paneles interiores en el alma con a/h ≤ 3 considerando el campo de tracciones ......................................................... 122 3. Atiesadores Transversales .......................................................................... 123 G3. Ángulos simples y Secciones T ........................................................................ 125 G4. Tubos de sección rectangular y cajón, y Otros Miembros de Simetría Simple y Doble .............................................................................. 125 G5. Tubos Redondos................................................................................................ 126 G6. Corte Respecto del Eje Débil en Perfiles con Simetría Simple y Doble........... 126 G7. Vigas con Aberturas en el Alma ........................................................................ 127 H. DISEÑO DE MIEMBROS PARA SOLICITACIONES COMBINADAS Y TORSIÓN .............................................................................................................. 128 H1. Miembros con Simetría Simple y Doble Solicitados a Flexión y Carga Axial .................................................................................................... 128 1. Miembros con Simetría Doble y Simple solicitados a Flexión y Compresión.............................................................................. 128 2. Miembros con Simetría Doble y Simple solicitados a Flexión y Tracción ................................................................................... 130 3. Miembros Laminados Compactos con Simetría Doble sometidos a Flexión Simple y Compresión ................................................ 131 H2. Miembros Asimétricos y Otros Miembros Sometidos a Flexión y Carga Axial .................................................................................... 132 H3. Miembros Sometidos a Torsión y Combinación de Torsión, Flexión, Corte, y/o Carga Axial ........................................................................ 133 1. Resistencia Torsional de Secciones Tubulares Redondas y Rectangulares .......................................................................................... 133 2. Secciones Tubulares solicitadas a Combinación de Torsión, Corte, Flexión y Carga Axial ...................................................................... 135 Especificación para Construcciones de Acero, Julio 7, 2016 AmericAn institute of steel construction
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