Diseño de vigas compuestas
según ANSI/AISC 360-16
Cuando se trata de estructuras de edificios de varios pisos no residenciales, Se prefiere la construcción compuesta sobre la construcción puramente de acero o RCC. La clave de la eficiencia de la construcción mixta sobre las demás construcciones se puede expresar de forma sencilla. El acero es bueno en tensión y el concreto es bueno en compresión.. Estos se utilizan de una manera que conduce a vigas livianas.. El Módulo/Programa de Diseño Compuesto de SkyCiv es capaz de permitir al usuario diseñar las vigas compuestas de manera eficiente cumpliendo con las disposiciones de American,Estándares europeos y australianos.
En este artículo, lo guiaremos a través del diseño de vigas compuestas considerando ANSI/AISC 360-16 - código de diseño.
Puntos clave
- Soporte para TEA & LRFD
El programa de haz compuesto admite ambos métodos de AISC, a saber, ASD & LRFD. El usuario puede elegir el método en la interfaz de usuario como entrada y diseñar el haz en consecuencia..
- Diseño de Viga con cualquier Orientación de Cubierta.
El módulo realiza el diseño de vigas mixtas ya sea con tablero o sin tablero. La orientación de la cubierta que tiene un ángulo de cubierta >20 grados se considera como “viga con tablero perpendicular” mientras que el ángulo < 20 grados se considera como “viga con tablero paralelo”.
Ángulo de cubierta 45°
Ángulo de plataforma 0°
- Capacidad de momento
El programa considera el caso de flacidez así como la estimación de la capacidad de momento flector de acaparamiento.
Estas capacidades están disponibles para varias opciones posibles, como se indica a continuación.:
Varios diseños de cubierta son posibles:
1. sin mazo
2. Bandeja recortada paralela a la viga
4. Bandeja recortada perpendicular a la viga
5. Canal abierto corrugado paralelo a la viga
6. Canal abierto corrugado perpendicular a la viga
7. Corrugado reentrante paralelo a la viga
8. Corrugado reentrante perpendicular a la viga
- Diagramas de bloques de tensión
El programa calcula inteligentemente los parámetros del bloque de tensión para varios grados de conexión de cortante con respecto a la posición del PNA para llegar al último momento de resistencia de la sección dada. Se representan en forma tabular.. Consulte la figura a continuación
Resistencia de momento para diferentes grados de acciones compuestas
3 Se muestran posibles casos de posición de PNA para un caso de viga sin cubierta, a saber
i) PNA descansa en LOSA DE CONCRETO
ii) PNA reside en BRIDA DE ACERO
iii) PNA yace en STEEL WEB
- Relación entre Grado de conexión de corte y Relación de resistencia de momento
El cálculo de la capacidad del momento de flexión se muestra para varios grados de conexión de cortante a través de un GRÁFICO ÚNICO para que el usuario pueda:
i) evaluar la capacidad de momento para el estado actual del conector de cortante
ii) pronostique la capacidad de momento para un conjunto diferente de datos de conector de cortante
Consulte la figura a continuación
Relación entre el grado de conexión de cortante y la relación de resistencia de momento
Cómo usar el gráfico y la tabla de acción compuesta parcial?
Consulte las especificaciones de los pernos de seguridad, es decir., Diámetro & Espaciado de vigas del Informe SkyCiv que obtendrá después de usar el programa y ejecutar la Verificación de diseño. La instantánea de muestra de la especificación es como se muestra a continuación.
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- Seleccione el valor de "Grado de acción compuesta" en el eje X.
- Obtenga el valor respectivo de la relación de resistencia Momento en el eje Y del gráfico.
- Obtenga el valor de Resistencia de momento para el grado respectivo de acción compuesta de la figura 2.
- Grados de materiales:
El programa puede evaluar el diseño para varios grados de material como se muestra a continuación.
- Clasificación de la sección de acero
Los cálculos de capacidad de momento de la viga compuesta dependen de la clasificación del elemento de sección transversal de la viga de acero.
a. Calcular la relación h/tw
dónde,
h = la distancia libre del alma entre las alas
tw = espesor de la web
Compare la relación con los valores del Capítulo B, Tabla B4.1b
c. Determinar la clasificación del elemento de sección de acero..
d. Cabe señalar que sólo Compacto y no compacto Se utilizan perfiles de acero. Las secciones transversales que tienen elementos esbeltos se evitan en vigas compuestas.
- Capacidad de momento:
El diseño de la viga compuesta para los criterios de resistencia implica el cálculo de la capacidad de momento. El módulo es capaz de evaluar la capacidad de momento de pandeo de una viga como un caso de viga simplemente apoyada. Existen las tres posibilidades que deben considerarse al diseñar la viga compuesta. El programa considera las tres posibilidades y proporciona los cálculos detallados para cada uno de los casos..
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- Acción compuesta completa (Conexiones de corte total)
El momento capacidad se calcula considerando que todo el cortante horizontal es transmitido por los conectores de cortante.
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- Sin acción compuesta (Sin conexiones de corte)
La capacidad de momento se calcula para la viga de acero solo para este caso.. Este caso sucede durante un corto período de tiempo durante la construcción..
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- Acción Compuesta Parcial (Conexiones de corte parcial)
La capacidad de momento se calcula considerando la transferencia parcial de cortante horizontal a través de conectores de cortante. La selección adecuada del grado de conexión de cortante puede proporcionar un uso altamente eficiente de las propiedades del acero y el hormigón..
- Capacidad de corte:
La capacidad de corte se calcula tanto para el corte transversal como para el corte longitudinal.. 
Corte longitudinal:
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- Se supone que todo el cortante longitudinal en la interfaz entre la losa de hormigón y la viga de acero para vigas simplemente apoyadas es transferido por los montantes con cabeza de acero o los anclajes de canal de acero..
- Los pasos de evaluación de la acción Parcial Compuesta pueden guiar al usuario sobre la optimización de los anclajes de acero en función de los criterios de resistencia al corte horizontal..
Los cálculos paso a paso también brindan el número requerido y provisto de conectores de corte junto con las verificaciones contra ellos con el mensaje adecuado para el usuario, como se muestra a continuación.
Corte transversal:
El cortante vertical resistido por la sección transversal dada se evalúa en función de la contribución del acero estructural únicamente. (según AISC 360-16). Los cálculos detallados brindan la resistencia al corte transversal, así como la comparación de la misma con la entrada para determinar la relación de utilidad y el estado, como se muestra a continuación..
- Pruebas y Validación:
Hemos tomado los resultados de nuestro programa para el 9 varios casos y validarlos con las herramientas disponibles en el mercado para el Diseño de Vigas Compuestas.
Aquí está la lista que cubre todos los casos.:
Aquí está la comparación de resultados presentados en formato gráfico.:
La prueba se lleva a cabo para verificar las consideraciones técnicas realizadas., secciones/cláusulas aplicables, calculos realizados. A continuación se muestran las instantáneas de la comparación de resultados de SkyCiv y otras herramientas..
