N° 19: Vientos de cambios en las especificaciones AISC 2016 (II Parte): AISC 303-16 y RSSC 2014

INTRODUCCIÓN

Se da continuidad a los cambios propuestos por el AISC para el 2016, incorporando en el presente trabajo el documento AISC 303-10 Code of Standard Practice for Steel Buildings and Bridges (Código de Prácticas Normalizadas para la Fabricación y Construcción de Estructuras de Acero), a ser publicado antes de que termine el 2015, y la edición 2014 de la Specification for Structural Joints Using High-Strenght Bolts (Especificación de las Juntas Estructurales Mediante Pernos de Alta Resistencia) preparado por Consejo de Investigación de Conexiones Estructurales, RCSC. Ambos documentos se incluirán en la Parte 16 del Steel Construction Manual 16th edition.

AISC 303-16 CODE OF STANDARD PRACTICE FOR STEEL BUILDINGS AND BRIDGES

Importancia del Código de Prácticas Normalizadas

La enseñanza del proyecto de estructuras en el pregrado de nuestras universidades está centrada esencialmente en el diseño de los miembros y algunas de sus conexiones y nodos, por lo que no queda tiempo para desarrollar otras consideraciones implícitas en un proyecto, como por ejemplo las relacionados con el modelo para el análisis de la estructura, el detallado y el dibujo, las especificaciones constructivas y los cómputos métricos. En el caso particular de las estructuras de acero, los profesionales descubren que la industria ha decantado pautas consensuadas para la interpretación de los contratos de fabricación y montaje de las estructuras de acero, en documentos como el Código de Prácticas Normalizadas.

En algunos de nuestros países, las normas de codificación de partidas (ver Anexo 1) constituyen un paso de avance, si bien todavía sigue pendiente superar la evaluación de las ventajas y desventajas de un proyecto basada solamente por sus kgf de peso ignorando otras variables visibles en una concepción más global, como por ejemplo las que utiliza la llamada ingeniería de valor.

La adaptación del Código de Prácticas AISC 303 a la realidad latinoamericana es todavía más compleja que la de la norma de diseño AISC 360 debido a la concurrencia de diferentes agentes que deben conciliar sus intereses y recursos en beneficio del usuario final de la obra. La experiencia en la preparación de normas de Partidas, de especificaciones constructivas, bancos de costos computarizados, entre otras, permite ser optimistas en cuanto a vencer las dificultades de adaptación de un Código de Prácticas. Mientras tanto nuestra responsabilidad es hacerle seguimiento a la constante evolución del mismo.

Código de Prácticas Normalizadas AISC 303-16

El documento AISC 303-16 que sustituirá a la edición vigente desde el 14 de abril de 2010, no estaba disponible en el momento en que se preparó el presente Cuaderno, por lo que utiliza presentación del Dr. Charles Carter en la reciente Conferencia Nacional de Acero, NASCC, en Nashville, Tennessee, en marzo 2015, en la que se pudo apreciar la sintonía del Código con las modernas tecnologías de modelado y generación de información y documentos para el proyecto y la fabricación de estructuras de acero.

Se eliminó el Apéndice A porque en esta edición se tratan en igualdad de condiciones los planos generados de manera convencional con los producidos mediante modelos digitales tridimensionales.

En lo que sigue, el uso de Capítulo, Artículo, Sección y Subsección se refieren de manera jerárquica a las partes que componen lo que AISC 303 identifica solamente como Sección.

Se revisó completamente el Capítulo 10 Acero arquitectónicamente expuesto. En esta reseña utilizamos la identificación de capítulo en lugar de Sección.

Se incorporaron las nuevas Secciones 6.4.2 Tolerancias en piezas curvas, 7.5.1 Tolerancia en la separación de los ejes de los anclajes, y el Artículo 9.1 sobre la interpretación de los presupuestos. Se aclara que “allowance” debe interpretarse como un estimado y no un costo definitivo.

Cambios en la Figura C-7.5 referida a las tolerancias del aplomado en las columnas.

Para una cabal comprensión, se revisaron las siguientes secciones y subsecciones:

  • Sección 3.2 sobre el uso de los documentos de los proyectos arquitectónico, eléctrico, mecánico, para evitar la duplicidad de información.
  • Sección, 4.4 Se establece una autoridad única para dirimir las discrepancias entre las partes con respecto a las conexiones. El ingeniero y el fabricante son responsables por los cambios, de conformidad con lo establecido en la Subsección 3.12 y los Artículos 9.3 y 9.4.
  • En la Subsección 7.13.1 se reemplaza “building line” (borde del edificio en planta) por “building exterior” (Ver Figura C-7.6).

SPECIFICATION FOR STRUCTURAL JOINTS USING HIGH-STRENGTH BOLTS, RCSC 2014

En el Prefacio del documento se recogen los principales cambios con respecto a la edición vigente desde el 31 de diciembre de 2009 e incluida en el AISC Steel verConstruction Manual 14 edition.

En la Conferencia Nacional de Acero, NASCC, en Nashville, Tennessee, en marzo 2015, el Dr. Allen Harrold, del Consejo de Investigación de Conexiones Estructurales, RCSC, destacó que todo el documento se ha retrabajado para incluir los métodos ASD y LRFD, y en consecuencia se eliminó el Apéndice B dedicado al ASD. Está contemplado incorporar en una futura edición nuevos productos, materiales, acabados superficiales, así como la revisión del protocolo del Artículo A4.Tension Creep Test del Apéndice A.

En la edición 2014 se han corregido las siguientes erratas:

  • Section 3.2.3 (3) Galvanized Fayed Surfaces
  • Section 8.1 Snug-Tightened Joints
  • Section A.4.2 Se eliminó la referencia a la formula (5.7) que no existe y se redactó la explicación de la fórmula (A4.1)

Se han realizados siguientes los cambios:

  • Glosario: Se hace la diferencia entre Pretensión como verbo y como sustantivo. 
  • Se han revisado las definiciones de: Snug-Tightened Joint. La definición de 2009 se prestaba a una mala práctica, por lo que se restituyó la definición del 30 de junio de 2004. Para futuras ediciones se está trabajando en las definiciones de “torque” y “firm contact”.
  • Table 2.1 Acceptable Bolt, Nut and Washer Finish
  • Table 6.1 Washer Requirements
  • Table 8.2 Nut Rotation for Turn-of-Nut Process

Articulado:

  • Artículo 3.3 Bolt Holes y sus Secciones 3.3.1 Standard Holes, 3.3.2 Oversized Holes, 3.3.3. Short-Sloted Holes, y 3.3.4 Long-Sloted Holes. En futuras ediciones está contemplado incorporar agujeros estándar mayores de 1 pulgada, se incorporarán agujeros mayores a 1 pulgada, consistentes con AISC 360.
  • Cambios significativos en todo el Capítulo 5 Limit States in Bolted Joints, de manera que por ejemplo el Artículo 5.4 Design Slip Resistance es idéntico a lo dispuesto en la AISC 360-10.

Diferenciación importante

Es oportuno aclarar que ni las barras ni los pernos de anclajes están amparados por la Especificación RCSC. Quizás esta fue una de las razones que justificó eliminar la Tabla I-C (Ver Anexo 2) después de la última edición ASD del Manual AISC. Y también porque el AISC prefiere recomendar el uso de su Guía de Diseño en Acero N° 1, Base Plate and Anchor Rod Design, Segunda edición, o el del Apéndice D del ACI 318 como se hace en el AISC Seismic Design Manual, y el ACI SP-17(11) 2 Anchoring to concrete.

A continuación se muestra la verificación de pernos de anclajes según la Norma ANSI/TIA-222-G Structural Standard for Antenna Supporting Structures and Antennas, vigentes desde 2006.

Del análisis estructural, en el anclaje más solicitado:

Pu = máxima tracción = 38475.65 kgf
Vu = máximo corte = 563.83 kgf
Perno Tipo F1554 Gr 55 M39 Fu = 5970 kgf/cm2

Se utilizará la fórmula de interacción de la Sección 4.9.9

Esta fórmula de interacción es el resultado de la evolución de la fórmula (9.6.1) publicada en la segunda edición del Manual ASCE N° 52 Guide for the design of steel transmission tower, de 1988.

η = 0.40 (Valor para pernos sin grout. Ver Norma TIA 222-G)
Φ = 0.75
Rn = Fu*An

An = Área del perno calculada según la Subsección 4.9.6.1 o usando una tabla como la que sigue.

Nota.- En la página 8-468 del Tomo III del Manual de Proyectos de Estructuras de Acero, 2da. Edición, 1982, se justifica que el área tensil o neta, An, calculada tomando en cuenta el número de hilos de roscas por pulgadas, puede aproximarse, conservadoramente, a 0.75 veces el área nominal Ad.

Reemplazando las variables por sus valores

 Verifica

BIBLIOGRAFÍA

  • Carter, Charles. Current Developments in the AISC CODE of Standard Practice. Session N3, NASCC 2015. Nashville, Tenneesse, March 25-27, 2015. Descargar de www.aisc.org/epubs. Ver Anexo 1.
  • Fisher, James and Koiber, Lawrence (2006). Base Plate and Anchor Rod Design. Second Edition. Revision March 2014. Steel Design Guide 1, AISC, 63 p.
  • Gutiérrez, Arnaldo (2015). Vientos de cambios AISC 2016. Boletín de la Red Latinoamericana de Construcción en Acero
  • Gutiérrez, Arnaldo (2013). Ayudas para el Proyecto de estructuras de Acero. Asignatura Proyectos de Estructuras de Acero, Escuela de Ingeniería Civil, Facultad de Ingeniería, Universidad Católica Andrés Bello. Caracas, rev 03 marzo, 171 p.
  • Harrold, Allen. Current Development in the Bolt Spec. Session N13, NASCC 2015. Nashville, Tenneesse, March 25-27, 2015. Descargar de www.aisc.org/epubs. Ver Anexo 2
  • Janowiak, Ronald; Kreger, Michael and Nanni, Antonio (2012). The Reinforced Concrete Design Manual in Accordance with ACI 318-11.Anchoring to concrete. ACI SP-17(11) Volume 2. First printing August 2012, 201 p. ACI, Farmington Hills, MI.

ANEXOS

DOCUMENTACIÓN A TENER EN CUENTA

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