Elementos en tracción - Estructuras Metálicas

CAPÍTULO 4 - ELEMENTOS
EN TRACCIÓN

Este Capítulo se aplica a elementos prismáticos, sujetos a tracción axial, debido a cargas estáticas que actúan a través del eje centroidal. Para elementos sujetos a esfuerzos combinados de tracción y flexión, véase la Sección 8.1.1.1 o la 8.1.2.1. Para varillas roscadas, véase la Sección 10.3. Para la resistencia a la rotura por bloque de corte en las conexiones de extremo en los elementos en tracción, véase la Sección 10.4.3. Para la resistencia de diseño a la tracción de elementos de conexión, véase la Sección 10.5.2. Para elementos sujetos a fatiga, véase la Sección 11.3.

4.1. RESISTENCIA DE DISEÑO EN TRACCIÓN

4.1.1. Método LRFD
La resistencia de diseño de elementos en tracción _t P_n debe ser el menor valor obtenido de acuerdo a los estados límites de fluencia en el área total y de rotura en elárea neta.
(a) Para fluencia en el área total:
_t = 0,90
P_n = F_y A_g       (4.1-1)

(b) Para rotura en el área neta:
_t=0,75
P_n = F_uA_c        (4.1-2)

Donde
A_e = área neta efectiva.
A_g = área total del elemento.
F_y = esfuerzo mínimo de fluencia especificado.
F_u = resistencia mínima a la tracción especificada.
P_n = resistencia axial nominal.
Cuando los miembros sin agujeros estén totalmente conectados por medio de soldadura, el área neta efectiva usada en la Ecuación 4.1-2 será como se define en la Sección 2.3. Cuando existan agujeros en miembros con conexiones de extremo soldadas o en conexiones soldadas con soldadura de tapón o soldadura de canal, deberá usarse el área neta a través de los agujeros en la Ecuación 4.1-2.

4.1.2. Método ASD
El esfuerzo admisible F_t no debe exceder de 0,60F_y en el área total, ni de 0,50F_u en el área neta efectiva. Además los elementos conectados con pasadores y barras de ojo deberán cumplir los requisitos de la Sección 4.3 en el agujero del pasador.
La resistencia por bloque de corte en las conexiones de extremo de los elementos en tracción deberá verificarse de acuerdo con la Sección 10.4.3.
Las barras de ojo deberán cumplir con los requisitos de la Sección 4.3

4.2 ELEMENTOS ARMADOS
Para limitaciones en el espaciamiento longitudinal de conectores entre elementos en contacto continuo, ya sea entre una plancha y un perfil o entre dos planchas, véase la Sección 10.3.5.
El espaciamiento longitudinal de conectores entre componentes deberá, de preferencia, limitar la relación de esbeltez de cualquier componente entre conectores a 300.
Tanto las platabandas perforadas como las planchas de enlace sin diagonales podrán usarse en los lados abiertos de elementos armados en tracción. Las planchas de enlace tendrán una longitud no menor de 2/3 de la distancia entre las líneas de soldadura o pernos que los conectan a los componentes del elemento. El espesor de dichas planchas de enlace no debe ser menor a 1/50 de la distancia entre estas líneas. El espaciamiento longitudinal en soldaduras
intermitentes o conectores en las planchas de enla ce no debe exceder de 150 mm. El espaciamiento entre planchas de enlace debe ser tal que la relación de esbeltez de cualquier componente en la longitud entre planchas de enlace de preferencia no exceda de 300.

4.3. ELEMENTOS CONECTADOS CON PASADORES Y BARRAS DE OJO
El diámetro del pasador no debe ser menor a 7/8 del ancho del cuerpo de la barra de ojo.
El diámetro del agujero para el pasador no excederá en más de 1,0 mm al diámetro del pasador.
Para aceros con un esfuerzo de fluencia mayor que 485 MPa, el diámetro del agujero no debe exceder cinco veces el espesor de la plancha y el ancho del cuerpo de la barra de ojo deberá reducirse concordantemente.
En elementos conectados con pasadores, el agujero para el pasador debe centrarse entre los bordes del elemento en la dirección normal a la aplicación de la fuerza. El ancho de la plancha más allá del agujero del pasador no deberá ser menor que el ancho efectivo en cualquier lado del agujero del pasador.
En planchas conectadas con pasadores, distintas a las barras de ojo, el área neta mínima más allá del extremo de contacto del agujero del pasador, paralelo al eje del elemento, no debe ser menor que 2/3 del área neta requerida para la resistencia transversal del agujero del pasador.
Las esquinas más allá del agujero del pasador pueden cortarse a 45° con el eje del elemento, siempre y cuando el área neta más allá del agujero del pasador, en un plano perpendicular al corte, no sea menor que la requerida más allá del agujero del pasador en dirección paralela al eje del elemento.
La resistencia de diseño de las barras de ojo debe determinarse en concordancia con la Sección 4.1, tomando A_g como el área transversal del cuerpo.
Las barras de ojo serán de espesor uniforme, sin refuerzos en los agujeros del pasador, y deben tener cabezas circulares cuyo perímetro sea concéntrico con el agujero del pasador.
El radio de transición entre la cabeza circular y el cuerpo de la barra de ojo no debe ser menor que el diámetro de la cabeza.
El ancho del cuerpo de las barras de ojo no debe exceder de 8 veces su espesor.
Un espesor menor de 13 mm es permitido sólo si se colocan tuercas externas para ajustar las planchas del pasador y planchas de relleno. El ancho b desde el borde del agujero al borde de la plancha perpendicular a la dirección de la aplicación de la carga debe ser mayor que 2/3 y, para propósito de cálculo, no más de 3/4 del ancho del cuerpo de la barra de ojo.
Para el método LRFD, la resistencia de diseño para elementos conectados con pasadores  P_n debe ser el menor valor de los siguientes estados límites:
(a) Tracción en el área neta efectiva:
_t = _t = 0,75
P_n=2tb_eff F_u      (4.3-1)

(b) Corte en el área efectiva:
_sf = 0,75
P_n = 0,6 A_sf F_u (4.3-2)

(c) Para aplastamiento en el área proyectada del pasador, véase la Sección 10.8.
(d) Para fluencia en el área total, usar la Ecuación 4.1-1.

Donde
a = la menor distancia entre el borde del agujero del pasador al borde del elemento, medida paralelamente a la dirección de la fuerza.
A_sf = 2t (a+d/ 2)
b_eff = 2t + 16 mm, pero no mayor que la distancia entre el borde del agujero al borde de la parte medida en la dirección normal a la fuerza aplicada.
d = diámetro del pasador.
t = espesor de la plancha.
Para el método ASD, el esfuerzo admisible en el área neta del agujero del pasador para elementos conectados con pasadores es 0,45F_y. El esfuerzo de aplastamiento en el área proyectada del pasador no debe exceder el esfuerzo admisible de la Sección 10.8.
El esfuerzo admisible en barras de ojo que cumplen con los requerimientos de esta Sección es 0,60F_y en el área del cuerpo.