Pórticos y otras estructuras - Estructuras Metálicas

CAPÍTULO 3 - PÓRTICOS Y OTRAS
ESTRUCTURAS

Este Capítulo contiene los requisitos generales para la estabilidad de la estructura como un todo.

3.1 EFECTOS DE SEGUNDO ORDEN
En el diseño de pórticos deben considerarse los efectos de segundo orden (P).
En las estructuras diseñadas sobre la base de análisis plástico, la resistencia requerida en flexión M_u debe determinarse a partir de un análisis plástico de segundo orden que satisfaga los requerimientos de la Sección 3.2.
En las estructuras diseñadas sobre la base del análisis elástico, el valor de M_u para flexo-compresión, conexiones y elementos conectados, debe determinarse a partir de un análisis elástico de segundo orden o del siguiente procedimiento aproximado de análisis de segundo orden:

M_u = B₁M_nt+B₂M_lt
(3.1-1)

Donde
M_nt = resistencia requerida en flexión en el elemento, asumiendo que no hay traslación lateral del pórtico.
M_lt = resistencia requerida en flexión en el elemento como resultado solamente de la traslación lateral del pórtico.

(3.1-2)

Donde _ces el parámetro de esbeltez, en el cual el factor K de longitud efectiva en el plano de flexión deberá determinarse de acuerdo a la Sección 3.2.1
para el pórtico arriostrado.

P_u = resistencia requerida en compresión axial para el elemento bajo consideración.
C_m = coeficiente basado en el análisis elástico de primer orden asumiendo que no hay traslación lateral del pórtico, cuyo valor deberá tomarse como sigue:
(a) Para los elementos en compresión no sujetos a cargas transversales entre sus apoyos en el plano de flexión,

C_m=0,6-0,4 (M₁/M₂)
(3.1-3)

donde 1 2 M /M es la relación de los valores absolutos del momento menor al mayor en los extremos de la porción del elemento no arriostrado en el plano de flexión bajo consideración. 1 2 M /M es positivo cuando el elemento se flexiona en doble curvatura, y negativo cuando se flecta en curvatura simple.
(b) Para los elementos en compresión sujetos a cargas transversales entre sus apoyos, el valor de C_m deberá determinarse según un análisis racional o por el uso de los siguientes valores:
Para los elementos cuyos extremos están restringidos contra rotación en el plano de flexión: C_m = 0,85.
Para los elementos cuyos extremos no están restringidos contra rotación en el plano de flexión: C_m = 1,00.

(3.1-4)

ó

(3.1-5)

P_u = resistencia axial requerida de todas las columnas en un piso.
_oh = deformación lateral de entrepiso.
H = suma de todas las fuerzas horizontales de piso que producen _oh.
L = altura del piso.
P_e2 =A_gF_y / _c² , donde _c es el parámetro de esbeltez, en el cual, el factor K de longitud efectiva en el plano de flexión deberá determinarse de acuerdo a la Sección 3.2.2, para el pórtico no arriostrado.

3.2. ESTABILIDAD DE PÓRTICOS

3.2.1. Pórticos Arriostrados
En armaduras y pórticos donde la estabilidad lateral la proporcionan arriostres diagonales, muros de corte o sistemas equivalentes, el factor K de longitud efectiva para los elementos de compresión debe tomarse como la unidad, a menos que un análisis estructural muestre que puede usarse un valor menor.
Debe verificarse mediante un análisis estructural, que el sistema de arriostramiento vertical para un pórtico arriostrado de varios pisos sea adecuado para prevenir que la estructura pandee y mantenga su estabilidad lateral, incluyendo los efectos de volteo por desplazamiento lateral, bajo las cargas dadas en la Sección 1.4.
El sistema de arriostramiento vertical para pórticos arriostrados de varios pisos puede considerarse que trabaja en conjunto con los muros exteriores e interiores resistente al corte, losas de pisos y de azoteas, los cuales deben estar adecuadamente conectados a los pórticos estructurales. Las columnas, las vigas y elementos diagonales, cuando se usan como sistema de arriostramiento vertical, pueden considerarse como una armadura vertical en voladizo simplemente conectada para los análisis de pandeo y estabilidad lateral del pórtico. La deformación axial de todos los elementos del sistema de arriostramiento vertical deberá incluirse en el análisis de la estabilidad lateral.
En las estructuras diseñadas sobre la base del análisis plástico, la fuerza axial en estos elementos debido a las cargas de gravedad factorizadas más las cargas horizontales factorizadas no deberá exceder de 0,857 _c A_g y F_y.
Las vigas incluidas en el sistema de arriostramiento vertical de pórticos de varios pisos deberán ser diseñadas para las fuerzas axiales y momentos causados por las cargas de gravedad y horizontales factorizadas.

3.2.2. Pórticos no Arriostrados
En los pórticos donde la estabilidad lateral depende de la rigidez a flexión de las vigas y columnas rígidamente conectadas, el factor K de longitud efectiva para los elementos en compresión deberá determinarse por el análisis estructural. Los efectos desestabilizadores de las columnas con cargas de gravedad cuyas conexiones simples al pórtico no proporcionan resistencia a las cargas laterales deberán incluirse en el diseño de las columnas del pórtico resistente a momentos. Se permite el ajuste de la reducción de la rigidez debido al comportamiento inelástico de las columnas.
El análisis de la resistencia requerida para los pórticos no arriostrados de varios pisos incluirá los efectos de la inestabilidad del pórtico y la deformación axial de las columnas bajo las cargas amplificadas dadas en la Sección 1.4.
En las estructuras diseñadas sobre la base del análisis plástico, la fuerza axial en las columnas causada por las cargas de gravedad factorizadas más las cargas horizontales factorizadas no deberán exceder de 0,75 _c A_g y F_y.