Maximum Light Storage Efficiency for Variable Optical Depths

El uso de las conexiones compuestas a menudo simplifica algunos desafíos especiales asociados con la construcción tradicional de acero y concreto. En el acero estructural, las conexiones compuestas a menudo evitan o minimizan el uso de soldadura, en comparación con el concreto reforzado, hay pocos casos donde el anclaje y la longitud de desarrollo del refuerzo en vigas principales es un problema.

Dadas las muchas configuraciones de estructuras compuestas y conexiones, hay pocos detalles estándares para las conexiones en la construcción compuesta. En la mayoría de las construcciones compuestas construidas a la fecha los ingenieros han diseñado las conexiones usando mecanismos básicos, equilibrio, las normas existentes para el acero y el concreto.

Los requisitos para la capacidad de deformación aplicados para ambos diseños de conexiones son solo por fuerza de gravedad y conexiones que son parte de un sistema resistente a cargas sísmicas. Los requisitos de ductilidad para cargas de gravedad intentan evitar la falla por conexiones de gravedad que pueden tener restringida pero de limitada capacidad a rotación. Por ejemplo, la Fig. 17 muestra una conexión entre la pared de concreto reforzado y la viga de acero que está diseñada para resistir cargas de gravedad y no es considerada parte del sistema resistente a cargas sísmicas. Sin embargo, esta conexión requiere ser diseñada para mantener el esfuerzo a corte vertical bajo rotación y/o momento que son impuestas por deformaciones sísmicas inelásticas de la estructura.

Calculando la resistencia requerida de los conectores, basadas en la resistencia nominal de los miembros conectados, el límite permitido debe hacerse para todos los componentes de los miembros que pueden incrementar la resistencia nominal sobre los normales calculados en el diseño, esto puede ocurrir en vigas donde la resistencia de momento negativo proporcionado por el refuerzo de la losa a menudo no es tomado en cuenta en el diseño pero incrementa los momentos aplicados a través de la conexión viga-columna. Otro ejemplo son los arriostres tubulares llenos donde se incrementan los esfuerzos a tensión y compresión del arriostre o abrazadera debidos al concreto que debe ser considerado en la determinación del esfuerzo requerido en la conexión; el cálculo de resistencia requerida en los conectores debe, como mínimo, ser elaborado usando el esfuerzo de fluencia de los miembros de acero conectados. Donde las conexiones resisten fuerzas impuestas por el esfuerzo a fluencia del acero en miembros de concreto reforzado, ACI- 318, sección 21.5 implica que se espera un esfuerzo a fluencia igual a 1.25 Fy para las barras de refuerzo.

Capítulo II MARCO TEORICO

D i s e ñ o d e S e c c i o n e s C o m p u e s t a s p o r A I S C L R F D 29

Figura 17. Conexión de Cortante con carga gravitacional entre Viga de Acero y Pared de Concreto

Reforzada.

Viga de Acero de Entrepiso Pared de Concreto Reforzado

Las barras de refuerzo alrededor de la región del nodo tienen dos funciones la resistencia a las fuerzas internas calculadas de tensión y proporciona confinamiento al concreto. Las fuerzas de tensión internas pueden ser calculadas usando los modelos establecidos de ingeniería que satisfacen el equilibrio (por ejemplo, la teoría clásica de viga-columna, las cerchas análogas, los modelos de pernos y estribos). Los estribos requeridos para el confinamiento usualmente están basados en modelos empíricos basados en pruebas de datos y comportamiento de estructuras pasadas.

1) En conexiones compuestas parcialmente restringidas, la fuerza transferida entre la losa de concreto y la columna de acero requiere un detallamiento cuidadoso. Para las conexiones parcialmente restringidas (ver Fig. 19), la fuerza del concreto está orientada contra el patín de las columnas, que debe verificarse. Solo la porción sólida de la losa (área anterior a la ranura) debe ser tomada en cuenta, y el esfuerzo nominal debe ser limitado a 1.2f’c., el refuerzo transversal de acero debe proporcionar un adecuado desarrollo a tensión a la losa. De los cálculos de equilibrio, esta cantidad debe ser igual a la que proporciona el refuerzo longitudinal y debe extenderse por lo menos 12 pulg, (305 mm) más allá en el lado del ancho efectivo de la losa.

2) Debido al límite del tamaño de los nodos y la congestión del refuerzo, a menudo es difícil de proporcionar la longitud de desarrollo en las barras de refuerzo dada en el ACI-318, para el refuerzo transversal en los nodos de las columnas, es importante tomar en cuenta los requisitos especiales y recomendaciones para estribos requeridos como especifica las conexiones de concreto reforzado en el ACI-318.Los datos de prueba en conexiones de vigas–columnas compuestas similares a las mostradas en la Fig. 18 indica que la cara que resiste (rígida) la placa atada a la viga de acero proporcione un confinamiento efectivo del concreto.

Capítulo II MARCO TEORICO

3) Como una conexión de concreto reforzado, grandes esfuerzos transferidos de las cargas al refuerzo de la columna pasando a través de la unión viga-columna puede resultar en el desprendimiento de las barras bajo cargas extremas. La práctica actual para reforzar las conexiones de concreto está controlado este desprendimiento por el límite máximo del tamaño de las barras longitudinales descrito en el ACI (2002a).

Figura. 18. Anchos Efectivos para cálculo de la resistencia cortante de columnas compuestas embebidas. Refuerzo longitudinal

Cara de soporte de placas

Columna de concreto reforzado

Viga de acero (a través del nodo)

Figura. 19. Conexión compuesta parcial

ELEVACION