N° 35: Especificaciones AISC 2016

Por Arlando Gutiérrez

JUSTIFICACIÓN Y ALCANCE

Finalmente está disponible la totalidad de las Especificaciones 2016 del Instituto Americano de la Construcción en Acero, AISC, tras un largo proceso de discusión pública. En el Anexo 36100 Documentos Complementarios se entregan los nuevos documentos con la identificación de las novedades agregadas y las modificaciones respecto a las versiones que reemplazan, sean editoriales o de contenido. La Tabla 1 muestra el proceso de seguimiento de la discusión pública en los Boletines de la Red Latinoamericana de Construcción en Acero. La comparación de las propuestas con las finalmente aceptadas facilita la comprensión de las razones de los cambios producidos y la cuantificación de su impacto en los proyectos de estructuras de acero.

Palabras claves o descriptoras: Normas AISC 360-16, 341-16, 358-16, 303-16, 207-17, N690-12 y N690s1-15; Normas RCSC 2014, ASCE 7-16; resiliencia; tubos electrosoldados.

Tabla 1 Seguimiento de las propuestas para las Especificaciones AISC 2016

Documento

Boletín de la Red Latinoamericana de Construcción en Acero

AISC 360-16 Specification for Structural Steel Buildings

March 2, 2015

Boletín No. 73 Junio 2015

Cuaderno del Ingeniero No. 14 Vientos de cambios en las Especificaciones AISC 2016

August 18, 2015

Anexo Boletín No. 76

December 18, 2015

Anexo Boletín No. 78

Tabla 1 Seguimiento de las propuestas para las Especificaciones AISC 2016 (continuación)

Documento

Boletín de la Red Latinoamericana de Construcción en Acero

AISC 341-16 Seismic Provisions for Structural Steel Buildings

March 16, 2015

Boletín No. 73 Junio 2015

Cuaderno del Ingeniero No. 14 Vientos de cambios en las Especificaciones AISC 2016

September 2, 2015

Anexo Boletín No. 77

December 18, 2015

Anexo Boletín No. 78

AISC 358-16 Prequalified Connections for Special and Intermediate Steel Moment Frames for Seismic Applications

March, 2015

Boletín No. 73 Junio 2015

Cuaderno del Ingeniero No. 14 Vientos de cambios en las Especificaciones AISC 2016

AISC 303-16 Code of Standard Practice for Steel Buildings and Bridges

November, 2015

Boletín No. 77 Noviembre 2015

Cuaderno del Ingeniero No. 19 Vientos de cambios en las Especificaciones AISC 2016 (II Parte)

N690-16 Specification for Safety-Related Structures for Nuclear Facilities

 N690-12 January 31, 2012

 Supplement N 690S1-15

Anexo Boletín No. 78

Specification for Structural Joints using ASTM A325 or A490 Bolts

Edición August 2014 con errata abril 2015, sustituye a la del 31 diciembre 2009 incluida en el Manual of Steel Construction 14th edición

Boletín No. 77 Noviembre 2015

Cuaderno del Ingeniero No. 19 Vientos de cambios en las Especificaciones AISC 2016 (II Parte)

Cambios propuestos para las Especificaciones AISC 2016, contribución a la Reunión Virtual de ALACERO del 28 de marzo 2016, presentación en 11 diapositiva Power Point.

 

ANSI/AISC 360-16 Specification for Structural Steel Buildings

La Especificación ANSI/AISC 360-16 vigente desde el 7 de Julio de 2016 reemplazó a la ANSI/AISC 360-10, vigente desde el 22 de junio de 2010, que a su vez sustituyó a la ANSI/AISC 360-05 que entró en vigencia el 9 de mayo de 2005.

Respecto a la edición precedente de 2010, las modificaciones más destacadas son: 

  • La adopción de nuevas normas ASTM: 
  • ASTM F3125 para pernos que comprende los Grados A325,A325M, A490, A490M, F1852 y F2280.
  • ASTM A1085/A1085M y A1065/A1065M, para tubulares HSS.
  • Se amplían las disposiciones de Integridad Estructural para incorporar el proyecto de las conexiones.
  • Se incorpora un factor de corte diferido (shear lag) para planchas soldadas o elementos que se conectan mediante soldaduras longitudinales de largos desiguales.
  • Se ha revisado la formulación de la resistencia a compresión de miembros con elementos esbeltos
  • Se permite calcular la resistencia a compresión de ángulos en pares y perfiles T, sin elementos esbeltos, usando la fórmula general de pandeo flexotorsional.
  • Para los miembros con arriostramiento lateral excéntrico respecto el centro de cortante se considera el Estado límite de pandeo torsional axial restringido (constrained-axis torsional buckling).
  • Se han reformulado las disposiciones para el cálculo de la resistencia a flexión de las secciones T y angulares en pares.
  • Revisión de la resistencia a corte del alma de secciones I y C, con y sin considerar el campo de tracción.
  • En las columnas mixtas se permite el uso de acero de refuerzo con Fy = 5620 kgf/cm2 a usarse con concretos de alta resistencia.
  • Se incluyen disposiciones para aplicar el Método de Análisis Directo a estructuras mixtas.
  • Se incorporan disposiciones sobre la acción mínima colaborante en miembros mixtos acero-concreto.
  • Revisión de las disposiciones sobre el uso de pernos en combinación con soldaduras.
  • Incremento de la pretensión mínima para pernos de 1 1/8 plg. de diámetro y mayores.
  • Para pernos de 1 plg. de diámetro y mayores se incrementa el tamaño de los agujeros estándar, y la anchura para los agujeros de ranura corta y larga.
  • Se reorganizan las disposiciones del Capítulo K para conexiones de tubulares, haciendo referencia a algunos estados límites del Capítulo J.
  • Se amplían las disposiciones del Apéndice 1 para el modelado directo de las imperfecciones e ineslaticidad de miembros para el uso del Método Directo de Análisis.
  • En el Apéndice 4 se ha insertado una tabla con las propiedades de los pernos en temperaturas elevadas.

Se mantiene la numeración alfabética de los capítulos y el uso de fórmulas separadas para los métodos de diseño ASD y LRFD.

En la Tabla 2 se aprecia el reordenamiento del contenido de la Especificación (ACI lo hizo con su Reglamento 318-14).

TABLA 2. -INDICE COMPARATIV0 ANSI/AISC 360 a

2016

2010

TABLE OF CONTENTS

SYMBOLS 

GLOSSARY
ABBREVIATIONS

SPECIFICATION

A. GENERAL PROVISIONS

A1. Scope

1. Seismic Applications

2. Nuclear Applications

A2. Referenced Specifications, Codes and Standard

A3. Material

1. Structural Steel Materials

1a. ASTM Designations

1b. Unidentified Steel

1c. Rolled Heavy Shapes

1d. Built-Up Heavy Shapes

2. Steel Castings and Forgings

3. Bolts, Washers and Nuts

4. Anchor Rods and Threaded Rods

5. Consumables for Welding

6. Headed Stud Anchors

A4. Structural Design Drawings and Specifications

B. DESIGN REQUIREMENTS

B1. General Provisions

B2. Loads and Load Combinations

B3. Design Basis

3. Required Strength

1. Design for Strength Using Load and Resistance Factor Design (LRFD)

2. Design for Strength Using Allowable Strength Design (ASD)

3. Required Strength

4. Design of Connections and Supports

4a. Simple Connections

4b. Moment Connections

5. Design of Diaphragms and Collectors

8. Design for Serviceability

7. Design for Stability

9. Design for Structural Integrity

10. Design for Ponding

11. Design for Fatigue

12. Design for Fire Conditions

13. Design for Corrosion Effects

6. Design of Anchorages to Concrete

B4. Member Properties 

1. Classification of Sections for Local Buckling

1a. Unstiffened Elements

1b. Stiffened Elements

2. Design Wall Thickness for HSS

3. Gross and Net Area Determination

3a. Gross Area

3b. Net Area

B5. Fabrication and Erection

B6. Quality Control and Quality Assurance

B7. Evaluation of Existing Structures

C. DESIGN FOR STABILITY 

C1. General Stability Requirements

1. Direct Analysis Method of Design

2. Alternative Methods of Design

C2. Calculation of Required Strengths

1. General Analysis Requirements

2. Consideration of Initial System Imperfections

2a. Direct Modeling of Imperfections

2b. Use of Notional Loads to Represent Imperfections

3. Adjustments to Stiffness

C3. Calculation of Available Strengths

D. DESIGN OF MEMBERS FOR TENSION 

D1. Slenderness Limitations

D2. Tensile Strength

D3. Effective Net Area

D4. Built-Up Members

D5. Pin-Connected Members

1. Tensile Strength

2. Dimensional Requirements

D6. Eyebars

1. Tensile Strength

2. Dimensional Requirements

E. DESIGN OF MEMBERS FOR COMPRESSION 

E1. General Provisions

E2. Effective Length

E3. Flexural Buckling of Members without Slender Elements

E4. Torsional and Flexural-Torsional Buckling of Single Angles and Members without Slender Elements

E5. Single-Angle Compression Members

E6. Built-Up Members

1. Compressive Strength

2. Dimensional Requirements

E7. Members with Slender Elements

1. Slender Element Members Excluding Round HSS

2. Round HSS

F. DESIGN OF MEMBERS FOR FLEXURE 

F1. General Provisions

F2. Doubly Symmetric Compact I-Shaped Members and Channels Bent about Their Major Axis

1. Yielding

2. Lateral-Torsional Buckling

F3. Doubly Symmetric I-Shaped Members with Compact Webs and Noncompact or Slender Flanges Bent about Their Major Axis

1. Lateral-Torsional Buckling

2. Compression Flange Local Buckling

F4. Other I-Shaped Members with Compact or Noncompact Webs Bent About Their Major Axis 1. Compression Flange Yielding

2. Lateral-Torsional Buckling

3. Compression Flange Local Buckling 

4. Tension Flange Yielding

F5. Doubly Symmetric and Singly Symmetric I-Shaped Members with Slender Webs Bent about Their Major Axis

1. Compression Flange Yielding

2. Lateral-Torsional Buckling

3. Compression Flange Local Buckling

4. Tension Flange Yielding

F6. I-Shaped Members and Channels Bent about Their Minor Axis

1. Yielding

2. Flange Local Buckling

F7. Square and Rectangular HSS and Box Sections

1. Yielding

2. Flange Local Buckling

3. Web Local Buckling

4. Lateral-Torsional Buckling

F8. Round HSS

1. Yielding

2. Local Buckling

F9. Tees and Double Angles Loaded in the Plane of Symmetry

1. Yielding

2. Lateral-Torsional Buckling

3. Flange Local Buckling of Tees and Double-Angle Legs

4. Local Buckling of Tee Stems and Double-Angle Leg Webs in Flexural Compression

F10. Single Angles

1. Yielding

2. Lateral-Torsional Buckling

3. Leg Local Buckling 

F11. Rectangular Bars and Rounds

1. Yielding

2. Lateral-Torsional Buckling

F12. Unsymmetrical Shapes

1. Yielding

2. Lateral-Torsional Buckling

3. Local Buckling

F13. Proportions of Beams and Girders

1. Strength Reductions for Members with Holes in theTension Flange

2. Proportioning Limits for I-Shaped Members

3. Cover Plates

4. Built-Up Beams

5. Unbraced Length for Moment Redistribution

G. DESIGN OF MEMBERS FOR SHEAR

G1. General Provisions

G2. I-Shaped Members and Channels

1. Shear Strength of Webs without Tension Field Action

2. Shear Strength of Interior Web Panels with a/h ≤3 Considering Tension Field Action

3. Transverse Stiffeners

G3. Single Angles and Tees

G4. Rectangular HSS, Box Sections, and other Singly and Doubly Symmetric Members

G5. Round HSS

G6. Weak-Axis Shear in Doubly Symmetric and Singly Symmetric Shapes

G7. Beams and Girders with Web Openings

H. DESIGN OF MEMBERS FOR COMBINED FORCES AND TORSION 

H1. Doubly and Singly Symmetric Members Subject to Flexure and Axial Force1. Doubly and Singly Symmetric Members Subject to Flexure and Compression

2. Doubly and Singly Symmetric Members Subject to Flexure and Tension

3. Doubly Symmetric Rolled Compact Members Subject to Single-Axis Flexure and Compression

H2. Unsymmetric and Other Members Subject to Flexure and Axial Force

H3. Members Subject to Torsion and Combined Torsion, Flexure, Shear and/or Axial Force

1. Round and Rectangular HSS Subject to Torsion

2. HSS Subject to Combined Torsion, Shear, Flexure and Axial Force

3. Non-HSS Members Subject to Torsion and Combined Stress

H4. Rupture of Flanges with Holes Subjected to Tension

I. DESIGN OF COMPOSITE MEMBERS 

I1. General Provisions

1. Concrete and Steel Reinforcement

2. Nominal Strength of Composite Sections

2a. Plastic Stress Distribution Method

2b. Strain Compatibility Method

2c. Elastic Stress Distribution Method

2d. Effective Stress-Strain Method

3. Material Limitations

4. Classification of Filled Composite Sections for Local Buckling

5. Stiffness for Calculation of Required Strengths

I2. Axial Force

1. Encased Composite Members

1a. Limitations

1b. Compressive Strength

1c. Tensile Strength

1d. Load Transfer

1e. Detailing Requirements

2. Filled Composite Members

2a. Limitations

2b. Compressive Strength

2c. Tensile Strength

2d. Load Transfer

I3. Flexure

1. General

1a. Effective Width

1b. Strength During Construction

2. Composite Beams with Steel Headed Stud or Steel Channel Anchors

2a. Positive Flexural Strength

2b. Negative Flexural Strength

2c. Composite Beams with Formed Steel Deck

1. General

2. Deck Ribs Oriented Perpendicular to Steel Beam

3. Deck Ribs Oriented Parallel to Steel Beam

2d. Load Transfer between Steel Beam and Concrete Slab

1. Load Transfer for Positive Flexural Strength

2. Load Transfer for Negative Flexural Strength

3. Encased Composite Members

4. Filled Composite Members

4a. Limitations

4b. Flexural Strength

I4. Shear

1. Filled and Encased Composite Members

2. Composite Beams with Formed Steel Deck

I5. Combined Flexure and Axial Force

I6. Load Transfer

1. General Requirements

2. Force Allocation

2a. External Force Applied to Steel Section

2b. External Force Applied to Concrete

2c. External Force Applied Concurrently to Steel and Concrete

3. Force Transfer Mechanisms

3a. Direct Bearing

3b. Shear Connection

3c. Direct Bond Interaction

4. Detailing Requirements

4a. Encased Composite Members

4b. Filled Composite Members

I7. Composite Diaphragms and Collector Beams

I8. Steel Anchors

1. General

2. Steel Anchors in Composite Beams

2a. Strength of Steel Headed Stud Anchors

2b. Strength of Steel Channel Anchors

2c. Required Number of Steel Anchors

2d. Detailing Requirements

3. Steel Anchors in Composite Components

3a. Shear Strength of Steel Headed Stud Anchors in Composite Components

3b. Tensile Strength of Steel Headed Stud Anchors in Composite Components

3c. Strength of Steel Headed Stud Anchors for Interaction of Shear and Tension in Composite Components

3d. Shear Strength of Steel Channel Anchors in Composite Components

3e. Detailing Requirements in Composite Components

J. DESIGN OF CONNECTIONS 

J1. General Provisions

1. Design Basis

2. Simple Connections

3. Moment Connections

4. Compression Members with Bearing Joints

5. Splices in Heavy Sections

6. Weld Access Holes

7. Placement of Welds and Bolts

8. Bolts in Combination with Welds

9. Welded Alterations to Structures with Existing Rivets or Bolts

10. High-Strength Bolts in Combination with Rivets

J2. Welds

1. Groove Welds

1a. Effective Area

1b. Limitations

2. Fillet Welds

2a. Effective Area

2b. Limitations

3. Plug and Slot Welds

3a. Effective Area

3b. Limitations

4. Strength

5. Combination of Welds

6. Filler Metal Requirements

7. Mixed Weld Metal

J3. Bolts and Threaded Parts

1. High-Strength Bolts

2. Size and Use of Holes

3. Minimum Spacing

4. Minimum Edge Distance

5. Maximum Spacing and Edge Distance

6. Tensile and Shear Strength of Bolts and Threaded Parts

7. Combined Tension and Shear in Bearing-Type Connections

8. High-Strength Bolts in Slip-Critical Connections

9. Combined Tension and Shear in Slip-Critical Connections

10. Bearing and Tearout Strength at Bolt Holes

11. Special Fasteners

12. Wall Strength at Tension Fasteners

J4. Affected Elements of Members and Connecting Elements

1. Strength of Elements in Tension

2. Strength of Elements in Shear

3. Block Shear Strength

4. Strength of Elements in Compression

5. Strength of Elements in Flexure

J5. Fillers

1. Fillers in Welded Connections

1a. Thin Fillers

1b. Thick Fillers

2. Fillers in Bolted Bearing-Type Connections

J6. Splices

J7. Bearing Strength

J8. Column Bases and Bearing on Concrete

J9. Anchor Rods and Embedments

J10. Flanges and Webs with Concentrated Forces

1. Flange Local Bending

2. Web Local Yielding

3. Web Local Crippling

4. Web Sidesway Buckling

5. Web Compression Buckling

6. Web Panel-Zone Shear

7. Unframed Ends of Beams and Girders

8. Additional Stiffener Requirements for Concentrated Forces

9. Additional Doubler Plate Requirements for Concentrated Forces

10. Transverse Forces on Plate Elements

K. ADDITIONAL REQUIREMENTS FOR HSS AND BOX-SECTION CONNECTIONS

K1. General Provisions and Parameters for HSS Connections

1. Definitions of Parameters

2. Rectangular HSS

2a. Effective Width for Connections to Rectangular HSS

K2. Concentrated Forces on HSS

1. Definitions of Parameters

2. Round HSS

3. Rectangular HSS

K3. HSS-to-HSS Truss Connections

1. Definitions of Parameters

2. Round HSS

3. Rectangular HSS

K4. HSS-to-HSS Moment Connections

1. Definitions of Parameters

2. Round HSS

3. Rectangular HSS

K5. Welds of Plates and Branches to Rectangular HSS

L. DESIGN FOR SERVICEABILITY

L1. General Provisions

L2. Deflections

L3. Drift

L4. Vibration

L5. Wind-Induced Motion

L6. Thermal Expansion and Contraction

L7. Connection Slip

M. FABRICATION AND ERECTION

M1. Shop and Erection Drawings

M2. Fabrication

1. Cambering, Curving and Straightening

2. Thermal Cutting

3. Planing of Edges

4. Welded Construction

5. Bolted Construction

6. Compression Joints

7. Dimensional Tolerances

8. Finish of Column Bases

9. Holes for Anchor Rods

10. Drain Holes

11. Requirements for Galvanized Members

M3. Shop Painting

1. General Requirements

2. Inaccessible Surfaces

3. Contact Surfaces

4. Finished Surfaces

5. Surfaces Adjacent to Field Welds

M4. Erection

1. Column Base Setting

2. Stability and Connections

3. Alignment

4. Fit of Column Compression Joints and Base Plates

5. Field Welding

6. Field Painting

N. QUALITY CONTROL AND QUALITY ASSURANCE

N1. General Provisions

N2. Fabricator and Erector Quality Control Program

1. Material Identification

2. Fabricator Quality Control Procedures

3. Erector Quality Control Procedures

N3. Fabricator and Erector Documents

1. Submittals for Steel Construction

2. Available Documents for Steel Construction

N4. Inspection and Nondestructive Testing Personnel

1. Quality Control Inspector Qualifications

2. Quality Assurance Inspector Qualifications

3. NDT Personnel Qualifications

N5. Minimum Requirements for Inspection of Structural Steel Buildings

1. Quality Control

2. Quality Assurance

3. Coordinated Inspection

4. Inspection of Welding

5. Nondestructive Testing of Welded Joints

5a. Procedures

5b. CJP Groove Weld NDT

5c. Welded Joints Subjected to Fatigue

5d. Ultrasonic Testing Rejection Rate

5e. Reduction of Ultrasonic Testing Rate

5f. Increase in Ultrasonic Testing Rate

5g. Documentation

6. Inspection of High-Strength Bolting

7. Inspection of Galvanized Structural Steel Main Members

8. Other Inspection Tasks

N6. Approved Fabricators and Erectors

N7. Nonconforming Material and Workmanship

APPENDIX 1. DESIGN BY ADVANCED ANALYSIS

1.1. General Requirements

1.2. Design by Elastic Analysis

1. General Stability Requirements

2. Calculation of Required Strengths

3. Calculation of Available Strengths

1.3. Design by Inelastic Analysis

1. General Requirements

2. Ductility Requirements

2a. Material

2b. Cross Section

2c. Unbraced Length

2d. Axial Force

3. Analysis Requirements

3a. Material Properties and Yield Criteria

3b. Geometric Imperfections

3c. Residual Stresses and Partial Yielding Effects

APPENDIX 2. DESIGN FOR PONDING

2.1. Simplified Design for Ponding

2.2. Improved Design for Ponding

APPENDIX 3. FATIGUE

3.1. General Provisions

3.2. Calculation of Maximum Stresses and Stress Ranges

3.3. Plain Material and Welded Joints

3.4. Bolts and Threaded Parts

3.5. Fabrication and Erection Requirements for Fatigue

3.6. Nondestructive Examination Requirements for Fatigue

APPENDIX 4. STRUCTURAL DESIGN FOR FIRE CONDITIONS

4.1. General Provisions

1. Performance Objective

2. Design by Engineering Analysis

3. Design by Qualification Testing

4. Load Combinations and Required Strength

4.2. Structural Design for Fire Conditions by Analysis

1. Design-Basis Fire

1a. Localized Fire

1b. Post-Flashover Compartment Fires

1c. Exterior Fires

1d. Active Fire Protection Systems

2. Temperatures in Structural Systems under Fire Conditions

3. Material Strengths at Elevated Temperatures

3a. Thermal Elongation

3b. Mechanical Properties at Elevated Temperatures

4. Structural Design Requirements

4a. General Structural Integrity

4b. Strength Requirements and Deformation Limits

4c. Design by Advanced Methods of Analysis

4d. Design by Simple Methods of Analysis

4.3. Design by Qualification Testing

1. Qualification Standards

2. Restrained Construction

3. Unrestrained Construction

APPENDIX 5. EVALUATION OF EXISTING STRUCTURES

5.1. General Provisions

5.2. Material Properties

1. Determination of Required Tests

2. Tensile Properties

3. Chemical Composition

4. Base Metal Notch Toughness

5. Weld Metal

6. Bolts and Rivets

5.3. Evaluation by Structural Analysis

1. Dimensional Data

2. Strength Evaluation

3. Serviceability Evaluation

5.4. Evaluation by Load Tests

1. Determination of Load Rating by Testing

2. Serviceability Evaluation

5.5. Evaluation Report

APPENDIX 6. MEMBER STABILITY BRACING

6.1. General Provisions

6.2. Column Bracing

1. Panel Bracing

2. Point Bracing

6.3. Beam Bracing

1. Lateral Bracing

1a. Panel Bracing

1b. Point Bracing

2. Torsional Bracing

2a. Point Bracing

2b. Continuous Bracing

6.4 Beam-Column Bracing

APPENDIX 7. ALTERNATIVE METHODS OF DESIGN FOR STABILITY

7.1. General Stability Requirements

7.2. Effective Length Method

1. Limitations

2. Required Strengths

3. Available Strengths

7.3 First-Order Analysis Method

1. Limitations

2. Required Strengths

3. Available Strengths

APPENDIX 8. APPROXIMATE SECOND-ORDER ANALYSIS

8.1. Limitations

8.2. Calculation Procedure

1. Multiplier B1 for P-d Effects

2. Multiplier B2 for P-D Effects

COMMENTARY ON THE SPECIFICATION FOR STRUCTURAL STEEL BUILDINGS

TABLE OF CONTENTS

SYMBOLS 

GLOSSARY

SPECIFICATION

A. GENERAL PROVISIONS

A1. Scope

1. Seismic Applications

2. Nuclear Applications

A2. Referenced Specifications, Codes and Standards

A3. Material

1. Structural Steel Materials

1a. ASTM Designations

1b. Unidentified Steel

1c. Rolled Heavy Shapes

1d. Built-Up Heavy Shapes

2. Steel Castings and Forgings

3. Bolts, Washers and Nuts

4. Anchor Rods and Threaded Rods

5. Consumables for Welding

6. Headed Stud Anchors

A4. Structural Design Drawings and Specifications

B. DESIGN REQUIREMENTS 

B1. General Provisions

B2. Loads and Load Combinations

B3. Design Basis

1. Required Strength

2. Limit States

3. Design for Strength Using Load and Resistance actor Design (LRFD)

4. Design for Strength Using Allowable Strength Design (ASD)

5. Design for Stability

6. Design of Connections

6a. Simple Connections

6b. Moment Connections

7. Moment Redistribution in Beams

8. Diaphragms and Collectors

9. Design for Serviceability

10. Design for Ponding

11. Design for Fatigue

12. Design for Fire Conditions

13. Design for Corrosion Effects

14. Anchorage to Concrete

B4. Member Properties

1. Classification of Sections for Local Buckling

1a. Unstiffened Elements

1b. Stiffened Elements

2. Design Wall Thickness for HSS

3. Gross and Net Area Determination

3a. Gross Area

3b. Net Area

B5. Fabrication and Erection

B6. Quality Control and Quality Assurance

B7. Evaluation of Existing Structures

C. DESIGN FOR STABILITY

C1. General Stability Requirements

1. Direct Analysis Method of Design

2. Alternative Methods of Design

C2. Calculation of Required Strengths

1. General Analysis Requirements

2. Consideration of Initial Imperfections

2a. Direct Modeling of Imperfections

2b. Use of Notional Loads to Represent Imperfections

3. Adjustments to Stiffness

C3. Calculation of Available Strengths

D. DESIGN OF MEMBERS FOR TENSION

D1. Slenderness Limitations

D2. Tensile Strength

D3. Effective Net Area

D4. Built-Up Members

D5. Pin-Connected Members

1. Tensile Strength

2. Dimensional Requirements

D6. Eyebars

1. Tensile Strength

2. Dimensional Requirements

E. DESIGN OF MEMBERS FOR COMPRESSION

E1. General Provisions

E2. Effective Length

E3. Flexural Buckling of Members without Slender Elements

E4. Torsional and Flexural-Torsional Buckling of Members Without Slender Elements

E5. Single Angle Compression Members

E6. Built-Up Members

1. Compressive Strength

2. Dimensional Requirements

E7. Members with Slender Elements

1. Slender Unstiffened Elements, Qs

2. Slender Stiffened Elements, Qa

F. DESIGN OF MEMBERS FOR FLEXURE

F1. General Provisions

F2. Doubly Symmetric Compact I-Shaped Members and Channels Bent About Their Major Axis

1. Yielding

2. Lateral-Torsional Buckling

F3. Doubly Symmetric I-Shaped Members With Compact Webs and Noncompact or Slender Flanges Bent About Their Major Axis

1. Lateral-Torsional Buckling

2. Compression Flange Local Buckling

F4. Other I-Shaped Members With Compact or Noncompact Webs Bent About Their Major Axis

1. Compression Flange Yielding

2. Lateral-Torsional Buckling

3. Compression Flange Local Buckling

4. Tension Flange Yielding

F5. Doubly Symmetric and Singly Symmetric I-Shaped Members WithSlender Webs Bent About Their Major Axis

1. Compression Flange Yielding

2. Lateral-Torsional Buckling

3. Compression Flange Local Buckling

4. Tension Flange Yielding

F6. I-Shaped Members and Channels Bent About Their Minor Axis

1. Yielding

2. Flange Local Buckling

F7. Square and Rectangular HSS and Box-Shaped Members

1. Yielding

2. Flange Local Buckling

3. Web Local Buckling

F8. Round HSS

1. Yielding

2. Local Buckling

F9. Tees and Double Angles Loaded in the Plane of Symmetry

1. Yielding

2. Lateral-Torsional Buckling

3. Flange Local Buckling of Tees

4. Local Buckling of Tee Stems in Flexural Compression

F10. Single Angles

1. Yielding

2. Lateral-Torsional Buckling

3. Leg Local Buckling

F11. Rectangular Bars and Rounds

1. Yielding

2. Lateral-Torsional Buckling

F12. Unsymmetrical Shapes

1. Yielding

2. Lateral-Torsional Buckling

3. Local Buckling

F13. Proportions of Beams and Girders

1. Strength Reductions for Members With Holes in the Tension Flange

2. Proportioning Limits for I-Shaped Members

3. Cover Plates

4. Built-Up Beams

5. Unbraced Length for Moment Redistribution

G. DESIGN OF MEMBERS FOR SHEAR

G1. General Provisions

G2. Members With Unstiffened or Stiffened Webs

1. Shear Strength

2. Transverse Stiffeners

G3. Tension Field Action

1. Limits on the Use of Tension Field Action

2. Shear Strength With Tension Field Action

3. Transverse Stiffeners

G4. Single Angles

G5. Rectangular HSS and Box-Shaped Members

G6. Round HSS

G7. Weak Axis Shear in Doubly Symmetric and Singly Symmetric Shapes

G8. Beams and Girders with Web Openings

H. DESIGN OF MEMBERS FOR COMBINED FORCES AND TORSION

H1. Doubly and Singly Symmetric Members Subject to Flexure and Axial Force

1. Doubly and Singly Symmetric Members Subject to Flexure and Compression

2. Doubly and Singly Symmetric Members Subject to Flexure and Tension

3. Doubly Symmetric Rolled Compact Members Subject to Single Axis Flexure and Compression

H2. Unsymmetric and Other Members Subject to Flexure and Axial Force

H3. Members Subject to Torsion and Combined Torsion, Flexure, Shear and/or Axial force

1. Round and Rectangular HSS Subject to Torsion

2. HSS Subject to Combined Torsion, Shear, Flexure and Axial Force

3. Non-HSS Members Subject to Torsion and Combined Stress

H4. Rupture of Flanges With Holes Subject to Tension

I. DESIGN OF COMPOSITE MEMBERS

I1. General Provisions

1. Concrete and Steel Reinforcement

2. Nominal Strength of Composite Sections

2a. Plastic Stress Distribution Method

2b. Strain Compatibility Method

3. Material Limitations

4. Classification of Filled Composite Sections for Local Buckling.

I2. Axial Force

1. Encased Composite Members

1a. Limitations

1b. Compressive Strength

1c. Tensile Strength

1d. Load Transfer

1e. Detailing Requirements

2. Filled Composite Members

2a. Limitations

2b. Compressive Strength

2c. Tensile Strength

2d. Load Transfer

I3. Flexure

1. General

1a. Effective Width

1b. Strength During Construction

2. Composite Beams With Steel Headed Stud or Steel Channel Anchors

2a. Positive Flexural Strength

2b. Negative Flexural Strength

2c. Composite Beams With Formed Steel Deck

2d. Load Transfer Between Steel Beam and Concrete Slab

3. Encased Composite Members

4. Filled Composite Members

4a. Limitations

4b. Flexural Strength

I4. Shear

1. Filled and Encased Composite Members

2. Composite Beams With Formed Steel Deck

I5. Combined Flexure and Axial Force

I6. Load Transfer

1. General Requirements

2. Force Allocation

2a. External Force Applied to Steel Section

2b. External Force Applied to Concrete

2c. External Force Applied Concurrently to Steel and Concrete

3. Force Transfer Mechanisms

3a. Direct Bearing

3b. Shear Connection

3c. Direct Bond Interaction

4. Detailing Requirements

4a. Encased Composite Members

4b. Filled Composite Members

I7. Composite Diaphragms and Collector Beams

I8. Steel Anchors

1. General

2. Steel Anchors in Composite Beams

2a. Strength of Steel Headed Stud Anchors

2b. Strength of Steel Channel Anchors

2c. Required Number of Steel Anchors

2d. Detailing Requirements

3. Steel Anchors in Composite Components

3a. Shear Strength of Steel Headed Stud Anchors in Composite Components

3b. Tensile Strength of Steel Headed Stud Anchors in Composite Components

3c. Strength of Steel Headed Stud Anchors for Interaction of Shear and Tension in Composite Components

3d. Shear Strength of Steel Channel Anchors in Composite Components

3e. Detailing Requirements in Composite Components

I9. Special Cases

J. DESIGN OF CONNECTIONS

J1. General Provisions

1. Design Basis

2. Simple Connections

3. Moment Connections

4. Compression Members With Bearing Joints

5. Splices in Heavy Sections

6. Weld Access Holes

7. Placement of Welds and Bolts

8. Bolts in Combination With Welds

9. High-Strength Bolts in Combination With Rivets

10. Limitations on Bolted and Welded Connections

J2. Welds

1. Groove Welds

1a. Effective Area

1b. Limitations

2. Fillet Welds

2a. Effective Area

2b. Limitations

3. Plug and Slot Welds

3a. Effective Area

3b. Limitations

4. Strength

5. Combination of Welds

6. Filler Metal Requirements

7. Mixed Weld Metal

J3. Bolts and Threaded Parts

1. High-Strength Bolts

2. Size and Use of Holes

3. Minimum Spacing

4. Minimum Edge Distance

5. Maximum Spacing and Edge Distance

6. Tensile and Shear Strength of Bolts and Threaded Parts

7. Combined Tension and Shear in Bearing-Type Connections

8. High-Strength Bolts in Slip-Critical Connections

9. Combined Tension and Shear in Slip- Critical Connections

10. Bearing Strength at Bolt Holes

11. Special Fasteners

12. Tension Fasteners

J4. Affected Elements of Members and Connecting Elements

1. Strength of Elements in Tension

2. Strength of Elements in Shear

3. Block Shear Strength

4. Strength of Elements in Compression

5. Strength of Elements in Flexure

J5. Fillers

1. Fillers in Welded Connections

1a. Thin Fillers

1b. Thick Fillers

2. Fillers in Bolted Connection

J6. Splices

J7. Bearing Strength

J8. Column Bases and Bearing on Concrete

J9. Anchor Rods and Embedments

J10. Flanges and Webs with Concentrated Forces

1. Flange Local Bending

2. Web Local Yielding

3. Web Local Crippling

4. Web Sidesway Buckling

5. Web Compression Buckling

6. Web Panel Zone Shear

7. Unframed Ends of Beams and Girders

8. Additional Stiffener Requirements for Concentrated Forces

9. Additional Doubler Plate Requirements for Concentrated Forces

K. DESIGN OF HSS AND BOX MEMBER CONNECTIONS 

K1. Concentrated Forces on HSS

1. Definitions of Parameters

2. Round HSS

3. Rectangular HSS

K2. HSS-to-HSS Truss Connections

1. Definitions of Parameters

2. Round HSS

3. Rectangular HSS

K3. HSS-to-HSS Moment Connections

1. Definitions of Parameters

2. Round HSS

3. Rectangular HSS

K4. Welds of Plates and Branches to Rectangular HSS

L. DESIGN FOR SERVICEABILITY

L1. General Provisions

L2. Camber

L3. Deflections

L4. Drift

L5. Vibration

L6. Wind-Induced Motion

L7. Expansion and Contraction

L8. Connection Slip

M. FABRICATION AND ERECTION

M1. Shop and Erection Drawings

M2. Fabrication

1. Cambering, Curving and Straightening

2. Thermal Cutting

3. Planing of Edges

4. Welded Construction

5. Bolted Construction

6. Compression Joints

7. Dimensional Tolerances

8. Finish of Column Bases

9. Holes for Anchor Rods

10. Drain Holes

11. Requirements for Galvanized Members

M3. Shop Painting

1. General Requirements

2. Inaccessible Surfaces

3. Contact Surfaces

4. Finished Surfaces

5. Surfaces Adjacent to Field Welds

M4. Erection

1. Column Base Setting

2. Stability and Connections

3. Alignment

4. Fit of Column Compression Joints and Base Plates

5. Field Welding

6. Field Painting

N. QUALITY CONTROL AND QUALITY ASSURANCE

N1. Scope

N2. Fabricator and Erector Quality Control Program

N3. Fabricator and Erector Documents

1. Submittals for Steel Construction

2. Available Documents for Steel Construction

N4. Inspection and Nondestructive Testing Personnel

1. Quality Control Inspector Qualifications

2. Quality Assurance Inspector Qualifications

3. NDT Personnel Qualifications

N5. Minimum Requirements for Inspection of Structural Steel Buildings

1. Quality Control

2. Quality Assurance

3. Coordinated Inspection

4. Inspection of Welding

5. Nondestructive Testing of Welded Joints

5a. Procedures

5b. CJP Groove Weld NDT

5c. Access Hole NDT

5d. Welded Joints Subjected to Fatigue

5e. Reduction of Rate of Ultrasonic testing

5f. Increase in Rate of Ultrasonic Testing

5g. Documentation.

6. Inspection of High-Strength Bolting

7. Other Inspection Tasks

N6. Minimum Requirements for Inspection of Composite Construction

N7. Approved Fabricators and Erectors

N8. Nonconforming Material and Workmanship

APPENDIX 1. DESIGN BY INELASTIC ANALYSIS 

1.1. General Requirements

1.2. Ductility Requirements

1. Material

2. Cross Section

3. Unbraced Length

4. Axial Force

1.3. Analysis Requirements

1. Material Properties and Yield Criteria

2. Geometric Imperfections

3. Residual Stress and Partial Yielding Effects

APPENDIX 2. DESIGN FOR PONDING

2.1. Simplified Design for Ponding

2.2. Improved Design for Ponding

APPENDIX 3. DESIGN FOR FATIGUE

3.1. General Provisions

3.2. Calculation of Maximum Stresses and Stress Ranges

3.3. Plain Material and Welded Joints

3.4. Bolts and Threaded Parts

3.5. Special Fabrication and Erection Requirements

APPENDIX 4. STRUCTURAL DESIGN FOR FIRE CONDITIONS 

4.1. General Provisions

4.1.1. Performance Objective

4.1.2. Design by Engineering Analysis

4.1.3. Design by Qualification Testing

4.1.4. Load Combinations and Required Strength

4.2. Structural Design for Fire Conditions by Analysis

4.2.1. Design-Basis Fire

4.2.1.1. Localized Fire

4.2.1.2. Post-Flashover Compartment Fires

4.2.1.3. Exterior Fires

4.2.1.4. Active Fire Protection Systems

4.2.2. Temperatures in Structural Systems under Fire Conditions

4.2.3. Material Strengths at Elevated Temperatures

4.2.3.1. Thermal Elongation

4.2.3.2. Mechanical Properties at Elevated Temperatures

4.2.4. Structural Design Requirements

4.2.4.1. General Structural Integrity

4.2.4.2. Strength Requirements and Deformation Limits

4.2.4.3. Methods of Analysis

4.2.4.3a. Advanced Methods of Analysis

4.2.4.3b. Simple Methods of Analysis

4.2.4.4. Design Strength

4.3. Design by Qualification Testing

4.3.1. Qualification Standards

4.3.2. Restrained Construction

4.3.3. Unrestrained Construction

APPENDIX 5. EVALUATION OF EXISTING STRUCTURES

5.1. General Provisions

5.2. Material Properties

1. Determination of Required Tests

2. Tensile Properties

3. Chemical Composition

4. Base Metal Notch Toughness

5. Weld Metal

6. Bolts and Rivets

5.3. Evaluation by Structural Analysis

1. Dimensional Data

2. Strength Evaluation

3. Serviceability Evaluation

5.4. Evaluation by Load Tests

1. Determination of Load Rating by Testing

2. Serviceability Evaluation

5.5. Evaluation Report

APPENDIX 6. STABILITY BRACING FOR COLUMNS AND BEAMS 

6.1. General Provisions

6.2. Column Bracing

1. Relative Bracing

2. Nodal Bracing

6.3. Beam Bracing

1. Lateral Bracing

1a. Relative Bracing

1b. Nodal Bracing

2. Torsional Bracing

2a. Nodal Bracing

2b. Continuous Bracing

6.4 Beam-Column Bracing

APPENDIX 7. ALTERNATIVE METHODS OF DESIGN FOR STABILITY 

7.1. General Stability Requirements

7.2. Effective Length Method

1. Limitations 

2. Required Strengths

3. Available Strengths

7.3 First-Order Analysis Method

1. Limitations

2. Required Strengths

3. Available Strengths

APPENDIX 8. APPROXIMATE SECOND-ORDER ANALYSIS

8.1. Limitations

8.2. Calculation Procedure

1. Multiplier B1 for P-d Effects

2. Multiplier B2 for P-D Effects

COMMENTARY ON THE SPECIFICATION FOR STRUCTURAL STEEL BUILDINGS

a Ver en 36100 Documentos complementarios: 36120 AISC 2016/ 36121 AISC 360-16

Excepcionalmente AISC incluye en el Comentario algunos gráficos comparativos de los cambios con respecto a la edición previa, porque es en las presentaciones anuales del National Steel Construction Conference, NASCC (Ver bibliografía comentada) y en el Engineering Journal donde se pueden encontrar esta información. En el Comentario 360-16 se encuentran las siguientes figuras: Fig C-E-3.1 LRFD Column curves capacity 1999 vs 2016; Fig. C- F9.1 Comparison of the 2016 and 2010 specification lateral-torsional buckling form with stem in tension; Fig. C-F9.3 General scheme for plate local buckling limit states; Fig. C-F9.4 Local buckling of toe steam in flexural compression; Fig. C-F10.1 Lateral-torsional buckling limits of single-angle beam, eq. F10-2 and F10-3;Fig C-G2.1 Comparison of the 2016 and 2010 shear buckling coefficients CV and CV1 for Fy = 50 ksi.

Las siguientes comparaciones se han capturado de la 2016 NASCC, Miami, Sesión N39 What’s New with the 2016 Code of Standard Practice / An Overview of the 2016 AISC Specification a cargo de Charlie Carter y Cynthia Duncan, del AISC.

Gutiérrez, A (2012). Conexiones de plancha simple. AAD No. 176 Año 16, Octubre, SIDETUR.

En la sesión E1 del 2017 NASCC, The AISC 15th Edition Steel Construction Manual, Cynthia Duncan y Louis F. Geschwindner, funcionarios de AISC, mostrarán los nuevos criterios de diseño y las tablas y ayudas para el proyecto de estructuras de acero, así como el trasfondo (background) y las razones de los cambios y ejemplos de aplicación de las nuevas ayudas incorporadas en el Manual que faciliten la cuantificación del impacto de las nuevas disposiciones en AISC 360-16. La publicación estará disponible en 2017.

ANSI/AISC 341-16 SEISMIC PROVISIONS FOR STRUCTURAL STEEL BUILDINGS 

El conjunto de disposiciones sismorresistentes para el proyecto sismorresistente de estructuras de acero y estructuras mixtas acero- concreto (SPSSB por su abreviatura en inglés) ha sido preparado por el Comité TC 9 - Diseño Sísmico del AISC y la significativa contribución del Building Seismic Safety Council (BSSC), la Federal Emergency Management Agency (FEMA), la National Science Foundation (NSF), y la Structural Engineers Association of California (SEAOC).

Las principales modificaciones de la ANSI/AISC 314-16, vigente desde el 12 de julio de 2016, son las siguientes:

  • Incorporación de la norma ASTM A1085/A1085 M.
  • Nuevas disposiciones para los diafragmas, cuerdas y colectores, particularmente para las celosías horizontales que actúan como diafragmas.
  • En la Tabla D1.1 se incorporó Ry para un cálculo más preciso de los límites de esbeltez y evitar el uso de valores bajos de Fy en los materiales con certificaciones duales.
  • Requisitos de inelasticidad a ser considerado en las columnas comunes de dos o más sistemas resistentes a sismos.
  • Clarificación de las disposiciones sobre la resistencia requerida (required strength) en los empalmes y en las bases de las columnas. Una redacción que retoma la ANSI/AISC 341-05.
  • En los empalmes de las columnas pertenecientes a pórticos, se permite la opción de usar soldadura de ranura de penetración parcial (partial-joint-penetration groove welds).
  • En los pórticos especiales de momento, SMF, se permite que las conexiones no desarrollen la totalidad de su capacidad resistente.
  • Revisión y clarificación de las disposiciones referentes a la soldadura de las planchas de continuidad, y planchas adosadas (doubler plate):
  • Se incorporan los pórticos arriostrados en dos o más entrepisos o paneles (multi-tiered braced frame, MTBF) para los pórticos arriostrados concéntricamente, ya sean ordinarios (OCBF), especiales (SCBF) o de arriostramiento restringido (buckling-restrained braced frames, BRBF). Tema que comenzó a divulgarse a partir de la Conferencia NASCC 2013, St. Louis, Missouri; ver bibliografía comentada.
  • Revisión de los requisitos para los sistemas especiales de muros mixtos con planchas (special plate shear wall).
  • Nueva aplicación en los sistemas de muros estructurales constituidos por el concreto de relleno entre las planchas de acero (concrete-filled steel panel walls). Ver más adelante, la presentación de AISC N690-12 y S1-15.
  • Según la Sección I.2(d) en las zonas protegidas se permiten conectores instalados mediante equipos de potencia (power-actuated) limitando el diámetro.
  • Nuevos criterios para precalificar conexiones en los pórticos mixtos concreto-acero.
  • En el Anexo 36100 Documentos complementarios / 36122A AISC 341-16 se indica mediante resaltado en color, los cambios de la edición 2016 respecto a la 2010. También se incluye como documento 36222B el borrador del 2 septiembre de 2015, 2da revisión, por la justificación de alguno de los cambios incorporados en 2016.

TABLA 3. INDICE COMPARATIV0 AISC 341 Provisiones Sísmicas

2016

2010

TABLE OF CONTENTS

 

D. GENERAL MEMBER AND CONNECTION DESIGN REQUIREMENTS

D3. Deformation Compatibility of Non-SFRS Members and Connections

F. BRACED-FRAME AND SHEAR-WALL SYSTEMS

F1. Ordinary Concentrically Braced Frames (OCBF).

4c. Multi-Tiered Braced Frames

5c. Beams

6a. Brace Connections

6c. Brace Connections

F4. Buckling-Restrained Braced Frames (BRBF)

4c. Lateral Force Distribution

4d. Multi-Tiered Braced Frames

F5. Special Plate Shear Walls (SPSW)

5c. HBE

H. COMPOSITE BRACED-FRAME AND SHEAR-WALL SYSTEMS

H6. Composite Plate Shear Walls—Concrete Encased (C-PSW/CE

H7. Composite Plate Shear Walls—Concrete Filled (C-PSW/CF)

1. Scope

2. Basis of Design

3. Analysis

4. System Requirements

4a. Steel Web Plate of C-PSW/CF with Boundary Elements

4b. Steel Plate of C-PSW/CF without Boundary Elements

4c. Half Circular or Full Circular End of C-PSW/CF with Boundary Elements

4d. Spacing of Tie Bars in C-PSW/CF with or without Boundary Elements

4e. Tie Bar Diameter in C-PSW/CF with or without Boundary Elements

4f. Connection between Tie Bars and Steel Plates

4g. Connection between C-PSW/CF Steel Components

4h. C-PSW/CF and Foundation Connection

5. Members

5a. Flexural Strength

5b. Shear Strength

J. QUALITY CONTROL AND QUALITY ASSURANCE

J5.Inspection Tasks

1. Observe (O)

2. Perform (P)

3. Document (D)

4. Coordinated Inspection
J6. Welding Inspection and Nondestructive Testing

2a. CJP Groove Weld ND

2b. Column Splice and Column to Base Plate PJP Groove Weld NDT

K. PREQUALIFICATION AND CYCLIC QUALIFICATION TESTING PROVISIONS

K1. Prequalification of Beam-to-Column and Link-to-Column Connections

 4a. Beam and Column Parameters for SMF and IMF,Link and Column Parameters for EBF4b. 4b. Beam and Column Parameters for C-SMF and C-IMF

4d. Continuity and Diaphragm Plates

4g. Reinforcement in C-SMF and C

4h. Quality Control and Quality Assurance

4i. Additional Connection Details

5. Design Procedure

6. Prequalification Record

K2. Cyclic Tests for Qualification of Beam-to-Column and Link-to-Column Connections.

3b. Members

3c. Reinforcing Steel Amount, Size and Detailing

3e. Continuity Plates

3f. Steel Strength for Steel Members and Connection Elements

3g. Steel Strength and Grade for Reinforcing Steel

3h. Concrete Strength and Density

3i. Welded Joints

3k. Load Transfer Between Steel and Concrete

6d. Testing Requirements for Concrete

6e. Testing Requirements for Weld Metal Material Specimens

TABLE OF CONTENTS

D3. Deformation Compatibility of Non-SFRS

F. BRACED-FRAME AND SHEAR-WALL SYSTEMS

F1. Ordinary Concentrically Braced Frames (OCBF).

6a. Diagonal Brace Connections

6c. Required Strenght of Brace Connections

H. COMPOSITE BRACED-FRAME AND SHEAR-WALL SYSTEMS

H6. Composite Plate Shear Walls (C-PSW)

J. QUALITY CONTROL AND QUALITY ASSURANCE

J5.Inspection Tasks

1. Observe

2. Perform

3. Document

4. Coordinated Inspection
J6. Welding Inspection and Nondestructive Testing

2a. k-Area NDT

2b.CJP Groove Weld NDT

K. PREQUALIFICATION AND CYCLIC QUALIFICATION TESTING PROVISIONS

K1. Prequalification of Beam-to-Column and Link-to-Column Connections

4a. Beam or Link Parameters

4b. Column Parameters

4d. Continuity Plates

4g. Workmanship

4h. Additional Connection Details

4i. Additional Connection Details

K2. Cyclic Tests for Qualification of Beam-to- Column and Link-to-Column Connections

3b. Size of Members

3c. Connection Details

3d. Continuity Plates

3e. Steel Strength

3f. Welded Joints

6c. Testing Requirements for Weld Metal Material Specimens

TABLA 4. Cronología de la norma sismorresistente ANSI/AISC 341

  • 1era edición, LRFD. Nov 15, 1990
  • 2da edición ASD-LRFD. Junio 15, 1992
  • 3ª edición Abril 15, 1997. Incorporó la construcción mixta del National Earthquake Hazards Reduction Program, NEHRP Recommended Provisions for Seismic Regulations for New Buildings 1994, publicado por la Federal Emergency Management Agency, FEMA, como FEMA 222, Mayo 1995.
  • Suplemento No 1, Febrero 15, 1999
  • Suplemento No.2, Noviembre 2010. Suprime al Suplemento No. 1
  • 4ta edición Mayo 21, 2002. Fue dedicada a Egor Popov, fallecido en 2001.
  • 5ta edición Marzo 9, 2005. Incluye el Suplemento No. 1, 16 Noviembre, 2005
  • 1era edición del Seismic Manual Mayo 2006. Debido a la gran cantidad de erratas (además, el Procedimiento de Análisis no era ASCE 7-05), en Octubre 2006 se decidió reimprimirlo totalmente. Editándose finalmente en Abril 2007.
  • 6ta edición Junio 22, 2010 incluida en la 2da edición del Seismic Manual, Septiembre 2012, dedicado a Clarkson W. Pinkham.
  • 7ma edición 12 julio 2016. Ver Figura 2.

ASCE 7-16 Minimum Design Loads and Associated Criteria for Buildings and Other Structures

Las normas AISC hacen referencia a la ASCE 7-16 Minimum Design Loads and Associated Criteria for Buildings and Other Structures, que al momento de entregar el presente Cuaderno, está pendiente de publicación y que además del cambio del nombre que implica también el de su alcance, trae modificaciones significativos en los mapas de amenazas sísmicas y eólicas, que invalidan los de las ediciones anteriores de 2005 y 2010. Se ha incorporado un nuevo capítulo dedicado al análisis de los efectos de tsunamis y un nuevo Apéndice E sobre la resistencia por fuego. De estos cambios, Kircher (2016) ha destacado:

  • Nuevos requisitos para los movimientos sísmicos en sitios específicos (Sección 11.4.7); es plantea como una solución de transición a resolverse en el ASCE 7-22.
  • En la Sección 21.4 se entregan procedimientos mas claros para los parámetros de la aceleración de diseño (SDS y SD1) en sitios específicos.
  • Los mapas del Capítulo 22 están basados en la actualización 2014 de los mapas NSHMP del USGS (EERI (2015), con nuevos parámetros Ss y S1 para el movimiento del terreno, MCER.

Aunque es responsabilidad del ingeniero estructural la protección de los componentes y elementos no intencionalmente estructurales, se hace necesaria una normativa común, multidisciplinaria, para ingenieros civiles, mecánicos y arquitectos entre otras disciplinas (COVENIN 3400:1998; FEMA (2012). Aunque menos crítico en estructuras de acero, las normas sismorresistentes deberán incluir los efectos de la mampostería de relleno en los pórticos y las escaleras en la respuesta estructural.

La nueva edición ASCE 7 ha creado expectativas sobre la delimitación de los procedimientos para el análisis entre las estructuras que claramente obedecen a la tipología de edificios y las otras en las que el ingeniero decide como adoptar los criterios generales de edificaciones; ver Figura 4 y en el Anexo 36200 Ayudas para el proyecto / 36300 Seismic design of nonbuilding structures.

La globalización de los proyectos estructurales y el proyecto estructural asistido por computadoras exigen a los ingenieros estudiar las diferentes normas internacionales para adecuar las prácticas de la oficina de proyecto a las exigencia de sus clientes (Shi, Garg et al(2016); Urzúa y Herrera (2017); ver el nexo 36200 Ayudas para el proyecto / 36310 Nch vs ASCE industrial SMF).

La 2da edición del AISC Seismic Design Manual incorporó agregó la Part 10 Engineered Damping Systems. La alternativa al diseño por ductilidad es reducir la energía disipada por cedencia, Ey(t) e incrementar la de amortiguamiento ED(t), como se explica en la Tabla 5. Este planteamiento demostró ser muy conveniente en las edificaciones de países asiáticos, donde debían conciliarse la resistencia sísmica con la eólica en la que no pueden aplicase los principios de ductilidad.

ANSI/AISC 358-16 Prequalified Connections for Special and Intermediate Steel Moment Frames for Seismic Applications.

En vigencia desde el 12 de mayo de 2016 deja sin efecto las ediciones ANSI/AISC 358-10, ANSI/AISC 358s1-11, ANSI/AISC 358s2-14 y todas las anteriores. Esta edición incluye actualizaciones y clarificaciones editoriales respecto a las ediciones precedentes e incorpora dos nuevas conexiones de momento precalificadas: En el Capítulo 12, Simpson Strong Frame Moment Connection (Figura 5) y en el Capítulo 13, Conexiones doble T de momento (double-tee moment connection).

El énfasis en la fecha de vigencia 2016 es porque no apareció en 2010, y la referencia es la publicación en la red del AISC, el 16 de noviembre de 2011, como se indica en la Tabla 6. Un hecho consecuente con la política de incorporar la mayor cantidad de conexiones patentadas en los Estados Unidos.

TABLA 6. Cronología de la norma sismorresistente ANSI/AISC 358

  • El 1 de abril de 2004 se inicia la divulgación de los borradores de este documento, tomando como base lo que hasta entonces se usaba, el FEMA 350 Recommended Seismic Design Criteria for New Steel Moment-Frame Buildings, 2000. En septiembre 2004 se publican la segunda versión con las observaciones recibidas. La tercera versión es del 24 de diciembre 2004.
  • 13 diciembre 2005 1era edición oficial del ANSI/AISC 358-05.
  • 18 junio 2009 Suplemento No. 1, ANSI/AISC 358s1-09.
  • 16 noviembre 2011 2da edición como ANSI/AISC 358-10 y ANSI/AISC 358s1-1. El Suplemento No. 1 forma parte del Capítulo 10. En la portada se lee: 2010 (includes 2011 supplement), Ver Figura 7.
  • 18 oct- 02 dic 2013 Discusión pública del Suplemento No. 2.
  • 5 enero 2011 ANSI/AISC 358-10; incluye el contenido del Suplemento No. 2
  • 17 junio 2011 ANSI/AISC 358s1-11
  • 4 de febrero 2014 ANSI/AISC 358s2-14
  • 12 mayo 2016 ANSI/AISC 358-16 

Los requisitos dimensionales de la Tabla C10.1 de la conexión patentada ConXTech ConXL, simultáneamente con el requisito del relleno de concreto, implica costos y dificultades constructivas para el uso de miembros tubulares que deben considerarse desde el inicio del anteproyecto de la estructura. Ver en la bibliografía Tubos electrosoldados.

Las conexiones no patentadas del AISC 358 deben adaptarse a los perfiles disponibles en cada país, generalmente perfiles laminados en caliente según Euronormas (Anexo 36280 Adecuación de conexiones precalificadas). Como se muestra en las Figura 4a y b, las conexiones de plancha extrema del Capítulo 6 pueden presentar problemas de asentamiento de las planchas contra las columnas, o requieren de una fabricación y replanteo muy preciso. La alternativa preferida por los talleres y montadores de estructuras de acero son las conexiones tipo árbol de Navidad, Figuras 4c y d y en el Anexo 36500 Ayudas para el proyecto/ 36511 Introducción; 36512 Notas; 36513 Ejemplo36514 Seismic performance; 365151 Empalmes Z en árbol de Navidad.

Como lo dice su título, la AISC 358 está orientada al uso específico de pórticos de momentos. Tanto para estos sistemas estructurales como para los otros contemplados en AISC 341, se requieren otras estrategia de estructuración, como se ha planteado en el Anexo 36200 Ayudas de proyecto /36290 Metodología Sísmica STESSA. De inmediato están disponibles las soluciones con sistemas duales y mixtos acero normalizados por ANSI/AISC 341-16 en los Capítulos: F Pórticos de acero arriostrados y muros estructurales, G Pórticos mixtos de acero con perfiles de sección abierta y concreto reforzado, H Pórticos arriostrados mixtos y muros estructurales. Ver (BSSC. 2015; Gutiérrez y Loges, 2016).

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

La edición del 15 de junio de 2016 dejó sin efectos la del 14 de marzo de 2010 y todas las anteriores. Con esta edición el Código de Prácticas es un documento ANSI, y algunas de sus partes se han incorporado en los Capítulos 17 y 22 del International Building Code, IBC.

Desde su primera publicación en 1924, fue la edición 2000 la quinta revisión completa del Código. Pero al igual que en 2005 y 2010, ésta del 2016 no es una revisión completa pero contiene cambios y modificaciones importantes para actualizar las prácticas de la industria con la tecnología. Así por ejemplo se concilian las condiciones de los planos generados de manera convencional con los generados mediante modelos digitales tridimensionales. Ver el Anexo 36100 Documentos complementarios / 36124 AISC 303-16.

De la revisión 2016 destacan:

  • Adecuación de la terminología con la de los documentos contractuales (por ejemplo: design documents; fabrication documents; erection documents; approval documents) y como consecuencia se elimina el Apéndice A Digital Building Product Models. 
  • Actualización del Comentario de la Sección 1.1 porque algunas partes de ANSI/AISC 303, citadas por ANSI/AISC 360 y 341, se han incorporado en el International Building Code,IBC.
  • Actualización editorial de los documentos de la Sección 1.2
  • La nueva Sección 1.4 referente a las responsabilidades en la identificación de los documentos contractuales, ha obligado a la re-numeración en la Sección.
  • La Sección 1.10 enfatiza que en este Código, la ausencia de tolerancia no debe entenderse como tolerancia cero.
  • La Sección 1.11 contiene los requisitos para las zonas protegidas en los pórticos que cumplen con ANSI/AISC 341.
  • La AISC Guía de Diseño 27 para el acero inoxidable se ha agregado en el Comentario de la Sección 2.2.
  • Para el cumplimiento con lo exigido por ANSI/AISC 341, la Sección 3.1 ha incorporado dos nuevos requisitos para los extremos libres de los miembros en voladizo.
  • Para mayor claridad contractual, se han intercambiado las Secciones 3.1.1 y 3.1.2. Es una de las revisiones más importantes del Código de Prácticas.
  • Actualización de la Sección 3.2 Documentos de los proyectos arquitectónico, eléctrico y mecánico.
  • En la Sección 3.3 se ha agregado que el fabricante no necesita descubrir las discrepancias en el diseño.
  • Las Sección3.7 y la Subsección 4.2.2. incorpora y discierne sobre los derechos de propiedad intelectual del propietario y los del fabricante.
  • La Sección 4.4 clarifica el rol de los criterios de diseño de conexiones requeridos por la Sección 3.1.1.
  • En el Comentario de la Sección 4.5, sobre las fallas potenciales cuando los documentos no son proporcionados por el fabricante.
  • En la Sección 6.1.1, cambios en la lista de materiales de perfiles HP y tubulares HSS.
  • En la Sección 6.4.2. se ha mejorado la tolerancia para miembros curvos.
  • En la Sección 7.5.1 se ha revisado la tolerancia para las barras de anclajes para hacerla consistente con el AISC Steel Construction Manual y el ACI 117.
  • En la Sección 7.8.3 se ha incrementado el número de pernos extras.
  • La Sección 7.8.4 permiten respaldos que no sean de acero.
  • En la Sección 7.13 se ha cambiado el término “línea del edificio” por ·exterior del edificio”.
  • El Comentario de la Sección 7.13.1.2(e) es consecuente con lo agregado en la Sección 3.1
  • En la Sección 9.1.5 se se aclara que “allowance” debe interpretarse como un estimado y no un costo definitivo.
  • Cambios significativos en la Sección 10 referentes a las múltiples categorías del acero arquitectónicamente expuesto, AESS (Architecturally Exposed Structural Steel).
  • La importancia del Código queda demostrado porque siempre es foco de atención en las Conferencias Anuales, NASCC, y en artículos en el Modern Steel Construction. En esta edición, parece que finalmente se ha alcanzado el consenso respecto a las responsabilidades en las conexiones y sus medios de unión (Sección 3.1.1) y en cuanto a los arriostramientos, aberturas y otros detalles especiales (Sección 3.1.2).

En Latinoamérica la construcción obedece a criterios y legislación diferentes a la norteamericana. En muchos de nuestros países la responsabilidad de las conexiones y de los detalles especiales es responsabilidad del ingeniero estructural, quien aprueba con su firma las recomendaciones o modificaciones provenientes del taller, y de los ingenieros residentes e inspectores en la obra, quienes en cualquier caso están obligados a tener la aprobación del ingeniero responsable del proyecto. Si necesita profundizar sobre las responsabilidades en el proyecto, la construcción, la inspección y el mantenimiento de obras, busque en internet el Reglamento Colombiano de Construcción Sismorresistente NSR-10.

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

La Especificación RCSC del 1 de Agosto de 2014, incorporada en la edición 14 del Manual of Steel Construction, incluyó las erratas de Abril de 2015, y reemplazó la edición del 31 de diciembre de 2009. Se retrabajó todo el documento 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 el Anexo 36100 Documentos complementarios / 36160 RCSC 2014 se identifican los cambios respecto a 2010. Además de los cambios tipográficos, los principales cambios fueron:

  • El Apéndice B se ha incorporado en la Sección 5.
  • Se han ajustado las tolerancias en el Método del giro de la tuerca (Turn-of- Nut method)
  • En el Glosario se agregó la definición de “pretensión”
  • En la Tabla 2.1 se eliminó la protección F1136 para los pernos F1852 y F2280, por no ser protección reconocida por la ASTM.
  • Actualización de las fórmulas para el deslizamiento crítico de la Sección 5.4 para que sea consistente con la Especificación AISC 360.
  • Mejora en la redacción de los requisitos para la aprobación del tamaño de los agujeros diferentes a los agujeros estándar.
  • Se retoma la definición de junta con apriete ajustado (snug-tightened joint) de la edición de 2004 para que sea consistente con los requisitos de tracción en el método del giro de la tuerca.

Las erratas de abril 2015 están referidas a:

  • Sección 3.2.2(3), deslizamiento en superficies galvanizadas
  • Sección 8.1, corrección de los requisitos de la condición de apriete ajustado
  • Fórmula en la Sección A4.2

ANSI/AISC N690-12 Specification for Safety-Related Structures for Nuclear Facilities y el Suplemento ANSI/AISC N690s1-15.

La ANSI/AISC N690-12 del 31 de enero de 2012 y el Suplemento del 11 de agosto de 2015 reemplazan la ANSI/AISC N690-2006 del 20 septiembre de 2006. Ver el Anexo 36100 Documentos complementarios/ 36125 AISC N690-12 y S1-15.

El objetivo del Suplemento S1 es tener una práctica uniforme en el proyecto (análisis, diseño y detallado) de las estructuras de pórticos en instalaciones nucleares. El Apéndice N9 está dedicado a las estructuras mixtas de muros de concreto reforzado con planchas de acero. El documento base, que se cita es la Especificación AISC 360-10.

La sesión E13 de la 2016 NASCC, San Antonio, Texas, fue dedicada al diseño modular de estos muros mixtos según el Apéndice N9 y al contenido de la nueva Guía de Diseño 32 cuya publicación está pautada en 2016. El 20 de abril AISC abrió la discusión pública de la propuesta para 2017, que será monitoreada en el Boletín de la Red Latinoamericana de Construcción en Acero.

AISC 207-17 Certification Standard for Steel Fabrication and Erection and Manufacturing of Metal Component

Se trata de una propuesta de norma que en 2017 sustituirá las siguientes normas:

AISC 201-06 tandard for Steel Building Structures

AISC 204-08 Standard for Bridge and Highway Metal Component Manufacturers

AISC 205-11 Standard for Steel Bridges

AISC 206-13 Standard for Structural Steel Erector

Favor revisar en 36100 Documentos complementarios

36170 AISC 2006-13 Certificación para montadores

36180 AISC 207-16 Certification Standard

Versión latinoamericana de las Normas AISC 2016

Por lo extenso de su territorio y las especificidades geológicas, climáticas, legales, práctica industrial y constructiva, entre otras, la jerarquía de las normas en los Estados Unidos (Figura 10) es muy diferente a la Latinoamérica (Figura 11), en la que las amenazas sísmicas, hidrometeorológicas, ambientales, las vulnerabilidades y las prácticas industrial y constructiva son otras, además de que pueden abarcar a todo un país. Independientemente de las jerarquías, el enfoque resiliente es el más apropiado para romper el ciclo desastre – reconstrucción, por lo que no es extraño que fuera el tema central de la 16WCEE, Chile 2017. (Gutiérrez, 2015; 2008a; MCEER; Buffalo; ARUP, 2013). 

Algunos países adoptan las normas norteamericanas con muy pocas modificaciones en su organización, y otros se atreven a modificarlas como las Covenin 1618:98 y 1755:92, y la Norma Ecuatoriana de la Construcción, NEC-SE-AC, 2014, por ejemplo. Las normas de las acciones sísmicas y eólicas, podrán actualizarse con los cambios de ASCE 7, pero los mapas de amenaza, espectros, y otros criterios de ingeniería son producidos para las condiciones particulares de cada país. Véanse en Ayuda para el proyecto las comparaciones de los criterios y procedimientos de la NCh 2369 con las de las normas ASCE7 (36310) y AISC 341 (36315)

Para facilitar las futuras actualizaciones de las normas integradas que se proponen a continuación con los cambios en los documentos AISC 360, 341 y 358, se replantea la estrategia usada en la COVENIN 1618:98.

Partiendo de que el equipo multidisciplinario formado por los inversionistas y las oficinas de proyecto arquitectónico, ingeniería estructural, instalaciones eléctricas, sanitarias, mecánicas, de protección contra el fuego, inspectores en obra y taller, evalúan diferentes soluciones constructivas para la estructura: estructura de acero o de concreto, mixta acero-concreto que puede incluir sistemas duales pórticos-muros, tipos de conexiones, etc. Es decir, de antemano se conoce si la construcción será solo de acero o mixta acero- concreto.

Se propone integrar en un solo documento los capítulos de las normas AISC 360 y 341 para las construcciones con secciones abiertas de acero, y en otro documento, los pertinentes a la solución mixta acero- concreto. Opcionalmente, se puede agrupar en un tercer documento lo correspondiente a las conexiones, con una primera parte para las conexiones precalificadas no patentadas para pórticos de acero, y en la segunda parte, las conexiones mixtas acero –concreto (Figura 13) que forman parte de AISC 341.

Es decir, se proponen dos documentos bien diferenciados: Un documento para estructuras de acero con perfiles laminados, soldados o electrosoldados, y otro para las estructuras mixtas acero – concreto. En ambos documentos se excluyen las secciones tubulares por las razones que se exponen más adelante. Y ambos documentos pueden contener las conexiones precalificadas no patentadas para pórticos de acero (por lo motivos ya expuestos en la presentación de AISC 358) y las conexiones para estructuras mixtas acere-concreto, o bien generar un tercer documentos para las conexiones, con estas dos partes bien diferenciadas.

La propuesta de integración de normas AISC aborda el problema estructural de manera sistémica, partiendo de la concepción del sistema estructural al detalle de sus componentes (los miembros y sus conexiones), tomando en cuenta sus interacciones en los posibles mecanismos de falla. Además facilita que la enseñanza de estructuras de acero se aborde desde una perspectiva más amplia que la del miembro, cónsono con la importancia que AISC está dándole a los métodos de análisis (la misma tendencia holística se aprecia en la reorganización del Código ACI 318-14). En países con amenaza sísmica, aplicar solamente AISC 360 puede resultar en una falsa seguridad. Pero de mantener las normas individuales, sería muy recomendable incorporar llamados de atención en cada una de ellas que establezcan la vinculación con los requisitos sísmicos de AISC 341 y 358. Así por ejemplo, entre las relaciones de esbelteces de las Tablas B.4.1a y b de AISC 360 con la D1.1 de AISC 341; entre las distancia entre arriostramientos laterales por acciones gravitacionales y por acciones laterales de viento o sismo; entre la geometría de los agujeros de acceso de las soldaduras, Figura C-J1.2 de AISC 360 con la Tabla 1.1 del Manual Sísmico AISC.

Por razones de comportamiento y de mercadeo, los perfiles tubulares deben estar en un documento independiente del de las secciones abiertas. En la promoción del uso del acero, AISC ha cobijado productos que posteriormente se han independizado exitosamente. Fue el caso de las vigas de celosía (steel joist). Para los tubulares, el camino lo señala el CIDECT. En (Gutiérrez, 2013) se enumeran referencias sobre el comportamientos de los tubulares, que respaldan la posición de un documento independiente.

El uso de rigidizadores internos mostrados en la Figura 16, es una manera de garantizar una conexión rígida fabricada en taller. Dependiendo de la geometría de las planchas usadas como diafragmas alrededor de los tubos, se obtendrán conexiones semirígidas o rígidas. Para (Loges,2016a) el ingeniero dispone de las recomendaciones de la Guía CIDECT 9 (que a su vez incluye las del Architectural Institute of Japan, AIJ, con los resultados de los estudios en la Universidad de Kobe) pero es mediante el uso de modelos de elementos finitos como se comprueba el comportamiento de la conexión.

En la adaptación de normas extranjeras se recomienda incorporar temas como el de los pórticos de acero con mampostería de relleno (ver en Referencias, Mampostería) y aunque menos problemática comparativamente con las estructuras de concreto, la importancia de las escaleras en la respuesta estructural, así como los nuevo paradigmas estructurales (Gutiérrez, 2015).

Adicionalmente, atender las siguientes recomendaciones editoriales:

  • Usar números arábigos en la numeración de los capítulos.
  • Empleo de los sistemas de unidades internacional, SI, y métrico, En un anexo (similar al del ACI 318-14) una tabla con las fórmulas en los sistemas métrico, anglosajón e internacional.
  • La larga tradición en el uso de las normas de concreto ACI, hace innecesario mantener la metodología ASD, que obedece a razones internas del mercado norteamericano. Así se evita la duplicación de fórmulas.
  • Mejorar la terminología y el uso apropiado del idioma castellano para evitar errores conceptuales (Covenin 2004).

BIBLIOGRAFÍA COMENTADA

Para facilitar el seguimiento de la evolución de las normas de acero, algunas referencias se han agrupado por temas.

ACI Committee 318 (2014). Requisitos de Reglamento para Concreto Estructural (ACI 318S-14) y Comentario a los Requisitos del Reglamento para Concreto Estructural (ACI 318RS-14). Farmington Hills, MI, 592 p. Citada en los documentos AISC 2016.

Angulares (perfiles L)

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  • Li, Yuwen (2012). Axial capacities of eccentrically loaded equal-leg single angles: Comparisons of various design methods. AISC Engineering Journal 4Q. De interés por soldadura de filete de diferentes longitudes a los lados del angular.
  • Lutz, LeRoy (2017). The history of the development of the single angle design provisions in the AISC Specification. Proceedings of the Annual Stability Conference, SSRC, San Antonio, Texas, marzo 21-24, 159 p.

ASCE 7

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  • Kircher, Charlie (2016). The new requirements of ASCE 7-16 for the site specific ground motions. ASCE short course “ New structural and geotechnical seismic design requirements in the 2015 NEHRP Provisions”. pdf con 51 diapositivas con información sobre los cambios en ASCE 7-16. Descargable en www.nibs.org. Es uno de los tantos documentos sobre los cambios propuestos para ASCE 7-16 disponibles en internet.
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  • Blodgett, O.W (1992). Structural details to increase ductility of connections. AISC Engineering Journal, 4Q. Insertado como objeto en el Anexo 36270 Soldaduras.
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  • Carter, Charles; Muir, Larry and Dowswell, Bo (2016). Establishing and developing the weak-axis strength of plates subjected to applied loads. AISC Engineering Journal, 3Q, 11p. Sobre el cálculo del tamaño del filete de soldadura en los arriostramientos de los sistemas especiales de pórticos arriostrados (SCBF), propensos a pandear fuer de su plano, según los requisitos de la Subección F2.6.c.2 y la nueva F2.6.c.4 del AISC 341. Contiene ejemplos.
  • Cheng-Chih Chen, Chun-Chou Lin (2013). Seismic performance of steel beam-to-column moment connections with tapered beam flanges. Engineering Structures, Vol. 48, p. 586-601.
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  • Comisión Permanente de Normas para Estructuras de Edificaciones, MINDUR (1998). Estructuras de acero para edificaciones. Método de los Estados Límites. Norma COVENIN 1618:1998, 565 p. Caracas.

Comparación de normas

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  • Urzúa, C y Herrera, R (2017). Comparison of the seismic behaviour of two industrial steel structures designed in accordance with chilean practices and AISC requirements. 16WCEE 2017, Chile. Paper 514. Incluido como el Anexo 36515. La normativa chilena permite disipar energía en los pernos de anclajes de la fundación para reducir los daños por terremotos.

Desempeño de estructuras de acero en sismos

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  • Hernández Berú, E. (2015). Guía para el detallado y la fabricación de conexiones en estructuras de acero según las normas Covenin 1618:98 y AISC 2010. Requisito parcial para optar al grado de Especialista en Ingeniería Estructural. UCAB, Caracas, 117 p. Complemento del AISC 303 Código de Prácticas.
  • Jay ShenOnur Seker, Bulent Akbas, Pinar Seker, Seyedbabak Momenzadeh,Mahmoud Faytarouni (2017). Seismic performance of concentrically braced frames with and without brace buckling.Engineering Structures, Vol. 141, Junio. Los arriostramientos concéntricos de los pórticos de dos niveles se fracturan antes de alcanzar el 2 % de la deriva del entrepiso y las vigas ceden prematuramente.
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Mampostería de relleno (infill masonry)

  • Furtado, A., Rodrigues, H., Arênde, A.; Varum H. (2016). Experimental evaluation of out-of-plane capacity of masonry infill walls. Engineering Structures, Vol. 111, p. 48-63, march. La tabiquería de relleno (infill masonry, IM) se considera un relleno no estructural pero durante los terremotos interactúa con los pórticos que la contiene produciendo diferentes formas de fallas que dependen de la combinación del comportamiento en su plano o fuera de él. Se hace necesario conocer el comportamiento no lineal fuera del plano para desarrollar soluciones resistentes eficaces para prevenir la falla catastrófica (collapse) y mejorar su rendimiento en futuros terremotos. Los ensayos a escala natural bajo cargas monotónicas y cargas cíclicas revelaron diferencias significativas cuando había daños previos en el plano del muro de mampostería.
  • Liu, Yi and Soon, Sandra (2012). Experimental study of concrete masonry infills bounded by steel frames. Canadian Journal of Civil Engineering, Volume 39, Number 2, February 2012, pp. 180-190, NRC Research Press. Programa experimental para evaluar la eficacia (efficacy) de las fórmulas de las normas vigentes en Canadá y Estados Unidos. Se encontró que la norma canadiense CSA S304 Design of masonry structures es marcadamente más que la norteamericana ACI 530/ASCE 5/ TMS 402, que da un mejor estimado de la resistencia y de la rigidez de la mampostería de relleno comparable con los resultados de los ensayos. Véase también la enriquecedora discusión por Huanjin Jiang y Bo Fo, Can. J. Civ. Eng. 39, 1168-1169.
  • Ravichandran, S. and Kligner, R (2012). Seismic design factors for steel moment frames with masonry infills. EERI, Earthquake Spectra, Vol 28 Issue 3, August. Part I, pp. 1189-1204, Part II, pp.1205.1222.
  • Urich, Alfredo (2017). Muisne, Ecuador 2016: Once and again relearning about the role of the miscalled “non-structural” masonry walls. 16WCEE 2017, Chile. Paper 4974. Además del estudio de casos, un interesante Antecedentes y una Bibliografía muy completa. Rescatamos el gráfico Fuerza- Desplazamiento inferido de los daños en estructuras de concreto.
  • Miranda, Eduardo (1997). Seismic design of beam column connections. V Simposio Internacional y II Encuentro Nacional de Profesores de Estructuras de Acero. Guadalajara, Jalisco. IMCA.

NASCC y SSRC Proceedings. Muchas de las referencias aquí reseñadas y otras más se pueden descargar en el sitio www.aisc.org. Como el mismo ha sido rediseñado, los siguientes vínculos permitirán ubicar las presentaciones de la National Steel Construction Conference, NASCC, y de la Annual Stability Conference del Structural Steel Research Council, SSRC (cada disponibles aproximadamente 45 días después de la Conferencia) son: https://www.aisc.org/nascc/pastconferences o hacer la siguiente ruta en www.aisc.org.-: click en education y al desplegarse, click en continuing education. Ir al Education Archive Search para hacer click sobre TYPE, seleccionar (Artículo, NASCC, SSRC, Seminario, Webinar, Conexión) y en YEAR, la fecha de interés.

Pórticos arrostrados en dos o más niveles (multi-tier braced frames, MT-BFs)

  • Robinson, Kim and Tremblay, Robert (2015). K frame no more: BRBF procedure for multi-tier braced frames. 2015 NASCC Sesión G7. Propuesta para AISC 341-16.
  • Sabelli, R; Tremblay, R.; Fahnestock, Ch., and Stoakes, Ch. (2013). Seismic behavior and design of multi-tier concentrically braced frames. NASCC, Sesión 7, St. Louis Missouri. Se incorporará en el ANSI/AISC 341-16, existían disposiciones en la norma canadiense CSA S16-09.
  • Stoakes D. Ch., and Fahnestock, L. (2014). Three dimensional finite element simulation of the seismic behavior of multitier braced frames. NASCC 2014, March 26-28, Toronto.
  • Tremblay, R., Fahnestock, L., Dye, T (2014). The much anticipted multi-tier Concentric Brace Frames procedures. NASCC 2014, March 26-28, Toronto.
  • Tremblay, R. and Imanpour, A. (2014). Design of multi-tier Concentric Braced Frames for in-plane seismic demand. NASCC 2014, March 26-28, Toronto. Desde 2011 se consiguen muchos artículos por Imanpour - Temblay sobre los MT-BFs, pues fue su tesis de grado bajo la dirección del Dr. Temblay.
  • Rafezy, B. (2017). What makes a special moment frame SPECIAL.AISC Modern Steel Construction Abril. Avance (preview) Sesion E15, NASCC 2017, San Antonio, Texas.
  • Raven, W.J; Blaavwendraad, J and Vamberský,J. (1957). Elastic compressive –flexional-torsional buckling in structural members. Heron Vol. 55 No.3, 36 p. Discusión por van der Put, T., Heron, Vol. 53 No. 3. Aunque referido a vigas de madera, interesante por las similitudes con vigas de acero.

Resiliencia

  • ARUP (2013). REDITM Rating system resilience-based earthquake design initiative for the next generation of buildings. Version 1.0. October, 133 p. Disponible en internet.
  • Gutiérrez, A. (2016b). Cambio de paradigmas en ingeniería civil. Seminario Técnico “Construcción sustentable”, Sivensa-PAG, 27 noviembre, Caracas, 58 páginas.
  • Gutiérrez, Arnaldo (2008a) Proyecto de torres y estructuras de soportes para antenas de transmisión en escenarios de amenazas múltiples. Capítulo IV, p. 63-78, Volumen II de “Ingeniería Forense y Estudios de Sitio. Guía para la Prevención de Gestión de Riesgos.”, Ediciones Ceteci, Caracas, Agosto 2009, 405 p. También Memorias del III Congreso Iberoamericano de Ingeniería Civil, Mérida, Venezuela, 13 al 15 Noviembre 2008.
  • MCEER. MCEER´s Resilience framework. University of Buffalo, verlo en http://mceer-buffalo.edu
  • Soto Rodríguez, H. y Engelhardt, M (2006). Manual ilustrado de estructuras de acero (Normas NTC RDF 2004, IMCA 1987 y AISC 2005). 665 p. Se incluye como Anexo o referente a las conexiones tipo árbol de Navidad. Ver Anexo 36510.
  • Swanson, James (2016). Strenght of beams in beam-to –column connection with holes in the tension flanges. AISC Engineering Journal, 3Q, 2016, 14 pp. Se incluye como Anexo

Tubos electrosoldados

  • Gutiérrez, Arnaldo (2013). Tablas para el Proyecto de Estructuras de Acero según AISC 360-10 en formato COVENIN 1618:1998, versión 26 marzo, se citan los siguientes trabajos que han demostrado el comportamiento insatisfactorio de los tubulares formados en frío de pared delgada (HSS)
  • Battistoni Rey, Mónica e Iuculano Pulido, Sara (2001). Evaluación de Uniones Viga-Columna en Estructuras Metálicas Aporticadas de perfiles de Alma Abierta (doble t), Universidad Católica “Andrés Bello”, Caracas, junio, 70 p.
  • Ding, X; Foutch, D., Whan Han, S. (2008). Fracture modeling of rectangular hollow section steel braces. AISC Engineering Journal, 3Q, p. 171-185.
  • Elguezabal, L. y Domingo, R. (2004). Formalización del proceso de generación de contraflecha en elementos tubulares de acero tipo Conduven. Universidad Católica “Andrés Bello”, Caracas, mayo, 94p.
  • Fernández Rivas, Ileana y Castañeda Valero, Jorge L. (1999). Evaluación de Uniones Viga Columna Soldadas en Estructuras Tubulares Metálicas Aporticadas. Trabajo Especial de Grado Universidad Metropolitana, Caracas, marzo, 88 p. Experimentalmente y mediante análisis por elementos finitos confirman que es inseguro y peligroso usar secciones tubulares tubulares como vigas y columnas de pórticos. 
  • Garza, Luis et al (2008). Ensayos de conexiones de pórticos resistentes a momento típicas en Colombia. Revista “Construcción Metálica”, No. 5, Octubre 2007-Abril 2008, p.104-120. Bogotá. Trabajo presentado en el III Congreso Colombiano y VIII Seminario Internacional de Ingeniería Sísmica. Noviembre 16 al 19 de noviembre 2005, Cali. Los ensayos de Garza y sus tesistas confirman una vez más lo inapropiado de soldar directamente secciones tubulares a columnas, y propone el uso de planchas como diafragmas para hacer la conexión (Ver Cidet). En Gutiérrez (2009-2013) comparación con los resultados obtenidos por otras metodologías.
  • Guerrero,N., Marante, M. E., Picón, R., Flórez López (2007). Model of local buckling in steel hollow structural elements subjected to biaxial bending. Journal of Constructional Steel Research, No. 63, p. 779-790
  • Gutiérrez, Arnaldo (2009-2013). Notas de cursos sobre Comportamiento, Diseño y Detallado de Conexiones en Estructuras de Acero, 2009-2013; PAG Marketing Soluciones, Caracas. Como se observa en la siguiente tabla que resume uno de los ejemplos del curso, la Guías AISC 24 no debe usarse en diseño sismorresistente, prefiérase la Guía CIDECT.

Documento

Nivel de Diseño

Espesor diafragma viga-columna

Acero A36

AISC, Guía 24

ND1

5/8 “ (15.875 mm); 1.34 tHSS

CIDECT, Guía 9

ND3

3 / 4 “ (19.05 mm); 1.61 tHSS

Garza, Colombia

ND3

7 /8 “ (22.225 mm); 1.88 tHSS

Nota.- t HSS = 0.465” (11.8 mm) en acero A500 Grado B

  • Material de apoyo de los cursos: CIDECT No.9 (2005). Design Guide for Structural Hollow Section Column Connections. Colonia, Alemania. 213 págs.
  • Gutiérrez, Arnaldo (2008b). Columnas de acero. Acero al Día, AAD No. 110 Año 12, Octubre. Publicación mensual de Siderúrgica del Turbio, SIDETUR, Caracas, octubre, 4 p. Incluye fotografía del autor de la estructura de Mercamayor, un edificio de grandes luces para almacenamiento de textiles, y de columnas compuestas de la planta de SIDETUR, Antímano.
  • Gutiérrez, Arnaldo (2001). Diseño Sismorresistente de Estructuras de Acero según la Norma COVENIN 1618:198. Seminario Técnico Normas para el Proyecto de Estructuras de Acero, Caracas Noviembre 2000, Universidad Centro Occidental “Lisandro Alvarado”, junio 2001, 55p.
  • Gutiérrez, Arnaldo (2000). Diseño, Ejecución e Inspección de Soldaduras en Edificaciones según la Nueva Norma COVENIN- MINDUR 1618-98. II Conferencia y Exhibición del Caribe Soldadura 2000. Caracas, 15-16 Marzo. 2000. Memorias, págs. 233-242. CIED-PDVSA. Versión ampliada publicada en TEKHNE, Revista de la Facultad de Ingeniería de la Universidad Católica “Andrés Bello” No. 4 –2000, págs.73-78.
  • Loges, Sigfrido (2016). Vulnerabilidad sísmica de edificios aporticados de acero estructural construidos con perfiles tubulares en Venezuela. XXXIV Jornadas de Investigación, Instituto de Desarrollo Experimental de la Construcción, IDEC, Facultad de Arquitectura, UCV, Caracas, 7 de julio, 20pp. Modelos en elementos finitos con SAP 2000; conexiones flexibles, semirígidas y rígidas viga-columna en tubulares.
  • López, Oscar A.; Coronel, D. Gustavo; Rojas Romme (2015). Índices para determinar el riesgo sísmico en edificaciones existentes. X Congreso Venezolano de Sismología e Ingeniería Sísmica, CONVESIS 2015, Cumaná, 28 al 30 octubre, Venezuela, 10pp. Los pórticos con perfiles tubulares exhiben un índice de vulnerabilidad del 60%.
  • MCEER Post Disaster Investigation (2005). Citgo gas station Soutbound side of Highawy 163, just south 1-10, Mobile,Alabama, p. 1.
  • Singapure Building and Construction Authorithy (1999). The collapse of roof of Compassvale Primary School under construction. Site observations; www.bca.gov.sg
  • Ugarte C, A.F; Sarcos Portillo, A., Flórez López, J (2006). Comportamiento de tubos cuadrados a flexión monotónica. Boletín Técnico IMME, Revista de la Facultad de Ingeniería, Universidad Central de Venezuela, Vol. 44 No. 2, Caracas, julio, p. 1-20. Después de ensayos de laboratorio y análisis de elementos finitos con el programa Abaqus, concluyen que el tubo cuadrado de pared delgada cuando es sometido a flexión monotónica fuerte presenta un comportamiento inadecuado que limita su uso en zonas sísmicas de Venezuela o en diseño de estructuras sometidas a vientos fuertes o incluso cargas estáticas fuertes que no estén perfectamente establecidas, ya que éste no posee ductilidad y se podrían generar fallas frágiles de las estructuras diseñadas con estos elementos, sin embargo si se desea emplear este tipo de elementos en el diseño de estructuras de acero, se recomienda considerar una ductilidad de uno (D = 1).
  • Trahair, Nicholas (2016). Torsion equations for lateral buckling. Research Report R 964, The Sidney University, School of Civil Engineering, july, 14p. También en Engineering Structures, Vol. 128, pp. 161-165. Se incluye como Anexo 36210.

ANEXOS

Los Anexos están formados por los Documentos complementarios, las Ayudas para el Proyecto y los Ejemplos

Los cambios y modificaciones introducidos en los documentos AISC 2016 ameritan ser tratados en detalle en futuras entregas de estos Cuadernos, por lo que invitaos a usar la bibliografía comentada.

36100 DOCUMENTOS COMPLEMENTARIOS

Incluye los documentos que por dificultades en su obtención, o por señalar futuras tendencias en el tema, o para facilitar la posterior lectura del artículo principal sin necesidad de recurrió a internet. 

36120 AISC 2016

36121 AISC 360-16

36122 AISC 341-16

36122A AISC 341-16 Julio 12, 2016

36122B AISC 341-16 2do borrador Septiembre 2015

36123 AISC 358-16

36124 AISC 303-16 

36125 AISC N690-12 y S1-15

36160 RCSC 2014

36170 AISC 206-13 Certificación para montadores

36180 AISC 207-17 Certification Standard

36190 Curvas tensión-deformación para acero laminados en caliente

36200 AYUDAS PARA EL PROYECTO DE ESTRUCTURAS DE ACERO

Esta carpeta agrupa tanto los documentos que apoyan, teórica y prácticamente, los ejemplos como la práctica de un proyecto.

36210 Torsion equations for lateral buckling

36220 360-16 Slender compression elements

36230 Beams with holes in tension

36240 Secciones F9 y F10 AISC 360-16

36250 Filler in slip connection

36260 Remoción de plancha de respaldo soldadura

36270 Soldaduras. Contiene, insertados como objetos: 

36271 In Memoriam Omer W. Blodgett

36272 Detalles estructurales para incrementar la ductilidad de las conexiones

36273 Tesoros de Blodgett

36274 Conexiones soldadas

36280 Adecuación de conexiones precalificadas

36290 Metodología sísmica STESSA

36300 Seismic design of nonbuilding structures

36310 NCh 2369 vs ASCE 7 industrial SMF

36315 NCh 2369 vs AISC 341 industrial buildings

36500 EJEMPLOS

En la presente entrega los ejemplos están dedicados a una alternativa a las conexiones sísmicamente precalificadas.

36510 Conexión Árbol de Navidad

36511 Introducción a la conexión árbol de Navidad

36512 Notas sobre conexión árbol de Navidad

36513 Ejemplo de diseño y detallado de conexión árbol de Navidad

36514 Seismic performance tree connection

36515 Empalmes en Z conexión árbol de Navidad

 

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