Fabricación, montaje y control de calidad - Estructuras Metálicas

CAPÍTULO 13 - FABRICACIÓN, MONTAJE Y
CONTROL DE CALIDAD

Este Capítulo proporciona requisitos para los planos de taller, fabricación, pintado en el taller, montaje y control de calidad.

13.1. PLANOS DE TALLER
Se prepararán, con la debida anticipación a la fabricación, los planos de taller con la información completa necesaria para la fabricación de las partes componentes de la estructura, incluyendo la ubicación, tipo y tamaño de todas las soldaduras y pernos. Estos planos deberán de distinguir claramente entre soldaduras y pernos de taller y de obra y deberán identificar claramente las conexiones empernadas de alta resistencia de deslizamiento crítico.
Los planos de taller deberán ser hechos de conformidad con las buenas prácticas de ingeniería y con la debida consideración a la velocidad y economía en la fabricación y montaje.

13.2. FABRICACIÓN

13.2.1. Contraflecha, Curvado y Enderezado
Se permite la aplicación localizada de calor o medios mecánicos para introducir ó corregir las contraflechas, curvaturas o enderezados. La temperatura de las áreas calentadas, medida por métodos apropiados, no deberá exceder 600 °C para los aceros A514 y A852 ni 650 °C para otros aceros.

13.2.2. Corte Térmico
El corte por arco eléctrico, el proceso de ranurado y el proceso de corte con oxígeno son reconocidos bajo esta Norma para usarse en la preparación, cortado ó desbaste de materiales.
La calidad de una superficie cortada con oxígeno depende de varias variables:

• Condición del material y de la superficie.
• Habilidad del operador.
• Condición y diseño de las cañas, boquillas y máquinas de corte.
• Pureza del oxígeno.
• Vibración del equipo.
• Movimiento de la pieza de trabajo debido a la expansión y contracción térmica.

Los niveles de aceptación de una superficie con corte térmico deberán ser establecidos por el usuario, teniendo en cuenta los requerimientos de superficie de la parte. Es recomendable que se incorporen los criterios pertinentes a estos niveles de aceptación en los planos de taller.

Exactitud del Perfil. El acero y el material de soldadura pueden ser cortados térmicamente, si se asegura una superficie lisa, regular, libre de grietas y entalladuras, y si se asegura un perfil perfecto por el uso de guías mecánicas.
Para estructuras cargadas cíclicamente, el corte térmico manual será hecho sólo donde sea aprobado por el ingeniero supervisor.
Requerimientos de Rugosidad. En el cortado térmico, el equipo deberá de ser ajustado y manipulado de manera de evitar cortar mas allá de las líneas especificadas. La rugosidad de todas las superficies cortadas térmicamente no debe ser mayor que 25 mm para materiales hasta 100 mm de espesor y 50 mm para materiales de 100 mm a 200 mm de espesor, con la siguiente excepción: los extremos de los elementos no sujetos a esfuerzo calculado en los extremos no deben exceder valores de rugosidad superficial de 50 mm.
La Fig. 13.2.2.1 indica los criterios para la descripción de las superficies cortadas con oxigeno y puede ser usado como una guía para evaluar la rugosidad superficial de los bordes.
Limitaciones en las Ranuras y Entalladuras. Las rugosidades que exceden los valores del párrafo anterior y ranuras o entalladuras no mayores que 5 mm de profundidad sobre superficies que en lo demás son ampliamente satisfactorias serán removidas por maquinado ó esmerilado.
Las ranuras o entalladuras que excedan 5mm de profundidad pueden ser reparadas por esmerilado si el área de la sección recta nominal no es reducida por más de 2%. Las superficies esmeriladas ó maquinadas serán aproximadas a la superficie original con una pendiente no mayor que uno en diez. Las superficies cortadas y los bordes adyacentes deberán de ser dejados libres de escoria.
En superficies cortadas térmicamente, las estrías o entalladuras ocasionales pueden, con aprobación del supervisor, ser reparadas por soldadura.
Bordes Reentrantes. Los bordes reentrantes, excepto los de vigas destajadas, y los agujeros de acceso de soldadura deberán cumplir los siguientes requisitos:

• Los bordes reentrantes de material cortado serán preparados de manera de proveer una transición gradual, con un radio no menor de 25 mm.
• Las superficies adyacentes deberán alcanzar sin rebajos el punto de tangencia.
• Los bordes reentrantes pueden ser formados por corte térmico, seguido por esmerilado, si es necesario, para cumplir los requerimientos de superficie cortados térmicamente indicados anteriormente.

Si se especifica otro contorno, este debe ser mostrado en los planos.
Los destajes de vigas y los agujeros de acceso de soldadura deberán de cumplir los requerimientos geométricos de la Sección 10.1.6. Para los destajes de vigas y agujeros de acceso de soldadura en los perfiles ASTM A6 Grupo 4 y 5 y para los perfiles soldados con material de espesores mayores que 50 mm, se deberá aplicar una temperatura de precalentamiento no menor de 70 C° antes del corte térmico.

Fig. 13.2.2.1

 

LÍNEAS DE CORTE (D): Líneas que aparecen en la superficie de corte con oxígeno. Su contorno y dirección no afectan la calidad de la superficie.

RUGOSIDAD (R): La rugosidad consiste de picos y valles periódicos en la superficie cortada con oxígeno. Esta puede ser determinadas por muestras de calidad aceptable

ENTALLES (N): Canales en una superficie cortada con oxígeno significativamente mas profunda que la rugosidad superficial en general.

REDONDEO DEL BORDE (T): Fusión del borde superior de una superficie cortada con oxigeno.

ESCORIA (S): Depósitos originados en el proceso de corte con oxígeno que se adhieren al metal base o superficie cortada.

13.2.3. Alisado de Bordes
El alisado ó acabado de bordes cizallados ó cortados térmicamente de planchas ó perfiles no es requerido a menos que sea específicamente establecido en los documentos de diseño ó incluidos en una especificación de preparación de borde para soldado.

13.2.4. Construcción Soldada
La técnica de soldadura, la mano de obra, la apariencia y la calidad de la soldadura y los métodos usados en la corrección de trabajos no conformes deberán estar de acuerdo a lo indicado a continuación:

1. Especificación del Metal Base. Los planos y especificaciones deberán de designar la especificación y clasificación del metal base que se debe emplear. Cuando se involucre la soldadura en la estructura se usarán los materiales base indicados en la Sección 10.2.6.
   
   
2. Requerimiento de Electrodos y Consumibles de Soldadura
   
   • Certificaciones para Electrodos ó Combinacionesde Electrodos-Fundentes. Cuando sea requerido por el ingeniero supervisor, el contratista o el fabricante deberá de suministrar una certificación de que el electrodo ó la combinación electrodo–fundente cumple los requerimientos de la clasificación.
     
   • Adecuabilidad de la Clasificación. La clasificación y tamaño de electrodo, la longitud del arco, el voltaje y el amperaje serán los adecuados para el espesor del material, tipo de canal, posición de soldadura y otras circunstancias relacionadas con el trabajo. La corriente de soldadura deberá de estar dentro del rango recomendado por el fabricante de electrodos.
     
   • Gas Protector. El gas ó mezcla de gases para protección deberá de ser de un tipo adecuado para la soldadura y deberá tener un punto de rocío igual ó menor que – 40 °C. Cuando sea solicitado por el ingeniero supervisor, el contratista ó fabricante deberá de suministrar la certificación del fabricante de gas, de que el gas ó la mezcla de gases cumplirá los requisitos del punto de rocío.
     
   • Almacenamiento . Los electrodos de soldadura que hayan sido removidos de su envase original deberán de ser protegidos y almacenados de manera que no se afecten las propiedades de soldadura.
     
   • Condición. Los electrodos deberán estar secos y en condiciones adecuadas para su uso.
     
   • Condiciones de Almacenamiento de Electrodos de Bajo Hidrógeno. Todos los electrodos que tengan el recubrimiento de bajo hidrógeno deberán de ser adquiridos en envases sellados herméticamente ó serán resecados en horno antes de su uso. Los electrodos, inmediatamente después de abrir el envase sellado herméticamente, deberán de ser almacenados en hornos mantenidos a una temperatura de 120 °C como mínimo. Los electrodos podrán ser resecados solo una vez. Los electrodos que han sido mojados no deberán de ser usados
     
   • Periodos Aprobados de Tiempo de Exposición de los Electrodos al Medio Ambiente. Después de que se abran los envases herméticamente sellados o después de que los electrodos sean removidos del horno de secado o de almacenamiento, su exposición al medio ambiente no deberá exceder los valores indicados en la columna A de la Tabla 13.2.4.1. Los electrodos expuestos a la atmósfera por periodos menores que aquellos permitidos por la columna A de la Tabla 13.2.4.1, pueden ser retornados al horno de almacenamiento y mantenidos a 120 °C como mínimo; después de un periodo de mantenimiento mínimo de 4 horas a 120 °C como mínimo, los electrodos pueden ser despachados para su uso.

   Tabla 13.2.4.1
   Exposición Permisible al Medio Ambiente de
   Electrodos de Bajo Hidrógeno.

   Electrodo	Columna a (horas máximas)
   A5.1
   E70XX	4
   E70XXR	9
   E70XXHZR	9
   E7018 M	9
   A 5.5
   E70XX-X	4
   E80XX-X	2
   E90XX-X	1
   E100XX-X	½
   E110XX-X	½

   
   
   • Resecado de Electrodos. Los electrodos expuestos a la atmósfera por periodos mayores que los permitidos en la Tabla 13.2.4.1 deberán de ser resecados de la siguiente forma:
     (1) Todos los electrodos que tengan revestimiento de bajo hidrógeno de acuerdo al ANSI/AWS A5.1, véase Tabla 13.2.4.1, deberán de ser secados durante 2 horas como mínimo entre 260°C y 430 °C.
     (2) Todos los electrodos que tengan revestimiento de bajo hidrógeno de acuerdo al ANSI/AWS A5.5, véase Tabla 13.2.4.1, deberán de ser secados durante una hora como mínimo a temperaturas entre 370°C y 430 °C.
     Todos los electrodos deben colocarse en un horno adecuado a una temperatura que no exceda la mitad de la temperatura final de resecado, por un período mínimo de media hora antes de incrementar la temperatura del horno a la temperatura final de resecado. El tiempo del resecado comenzará cuando el horno alcance su temperatura final de resecado.
     
   • Electrodos para Arco Sumergido y Fundentes. La soldadura por arco sumergido (SAW) puede ser realizada con uno o más electrodos simples, con uno o más electrodos paralelos, o con combinaciones de electrodos simples y paralelos. Las distancias entre arcos deberán ser tales que la cobertura de escoria sobre el metal de soldadura producido por un arco guía no se enfriará suficientemente para evitar el adecuado depósito de soldadura de un siguiente electrodo.
     
     
3. Variables de la Especificación del Procedimiento de Soldadura (WPS)
   Para realizar una soldadura se debe de contar con un procedimiento de soldadura, también conocido como WPS (Welding Procedure Specification), que es un documento que define las principales variables a usarse en la soldadura de una junta determinada. Este documento contiene:
   
   • Tipo de material a soldar.
   • Electrodo.
   • Preparación de junta.
   • Tipo de corriente eléctrica.
   • Proceso de soldadura a usar.
   • Amperaje.
   • Voltaje.
   • Temperatura de precalentamiento.
   • Etcéteras.
   
   Para que un procedimiento de soldadura (WPS) pueda ser usada en obra debe de ser probado mediante un proceso llamado Calificación de Procedimiento de Soldadura. Este proceso consiste en soldar una probeta con las variables definidas en el procedimiento a ser calificado
   y luego someter esta probeta a los ensayos de tracción, doblado, impacto, etc. que se especifican. Si los ensayos realizados cumplen las especificaciones establecidas, entonces se considera que el procedimiento de soldadura (WPS) esta calificado y apto para su uso.
   Actualmente también se puede usar procedimientos Precalificados. Estos procedimientos ya fueron calificados y están descritos en el Manual of Steel Construction del AISC.
   El procedimiento de soldadura debe ser ejecutado por un soldador calificado. Esta calificación es realizada por una institución autorizada para realizar este tipo de certificación. La calificación autoriza al soldador para ejecutar un determinado tipo de junta soldada.
   
4. Temperaturas de Precalentamiento y de Interpase.
   La temperatura de precalentamiento y de interpase deberá de ser suficiente para prevenir el agrietamiento. En la Tabla 13.2.4.2 se indica las temperaturas mínimas de precalentamiento y de interpases a usar en los aceros comúnmente empleados.
   La temperatura mínima de precalentamiento y de interpase aplicada a una junta compuesta de metales base con diferentes precalentamientos mínimos de la Tabla 13.2.4.2 deberá de ser la más alta de estos precalentamientos mínimos.
   Este precalentamiento y todas las temperaturas mínimas de interpase subsiguientes serán mantenidas durante la operación de soldadura en una distancia como mínimo igual al espesor de la parte soldada mas gruesa (pero no menor que 75 mm) en todas las direcciones desde el punto de soldadura.
   Los requisitos mínimos de temperatura de interpase serán considerados iguales a los requisitos de precalentamiento, a menos que se indique otra cosa en el procedimiento (WPS).
   Las temperaturas de precalentamiento e interpase deberán de ser verificadas justo antes de iniciar el arco para cada pase.

   Tabla 13.2.4.2

    

5. Requisitos Mínimos de Ejecución de la Soldadura
   Los requisitos mínimos a ser considerados para una buena ejecución de la soldadura son los siguientes:
   • Las soldaduras GMAW, GTAW, EGW, FCAW-G, no serán llevadas a cabo cuando haya una corriente de viento, a menos que la soldadura esté protegida. Tal protección deberá de ser de un material y forma apropiada para reducir la velocidad del viento en las proximidades de la soldadura a un máximo de 8 km/h.
     
   • La soldadura no deberá realizarse:
     (1) Cuando la temperatura del medio ambiente sea menor de -18°C.
     (2) Cuando la superficie está húmeda o expuesta a la lluvia, nieve o altas velocidades de viento. o,
     (3) Cuando el personal que la ejecuta esté expuesto a condiciones inclementes.
     
   • Los tamaños y las longitudes de las soldaduras no deben ser menores a lo especificado en los planos, excepto como está indicado en la Tabla 13.5.3. La ubicación de las soldaduras no deberá de ser cambiada sin aprobación del ingeniero proyectista.
     
   • El tamaño mínimo de la soldadura de filete, excepto para la soldadura de filete empleada para reforzar soldaduras por canal, será como está indicado en la Tabla 10.2.4. En ambos casos el tamaño mínimo se aplica si es suficiente para satisfacer los requerimientos del diseño.
     
   • Preparación del Metal Base. La superficie en la que se va a depositar el metal de soldadura deberá de estar lisa, uniforme y libre de exfoliaciones, salpicadura de soldadura, grietas y otras discontinuidades que puedan afectar adversamente la calidad o la resistencia de la soldadura.
     Las superficies a soldarse y las superficies adyacentes a la soldadura deberán de estar sin cascarilla de laminación libre o adherida, escoria, óxido, humedad, grasas y otros materiales extraños que puedan impedir una soldadura apropiada o producir gases perjudiciales. La cascarilla de laminación que se mantiene adherida a pesar de una limpieza con escobilla de alambre o el revestimiento delgado de un inhibidor de corrosión, pueden permanecer con la siguiente excepción: para vigas en estructuras cargadas cíclicamente, toda la cascarilla de laminación debe ser removida de la superficie en las cuales se va a soldar las alas y el alma.
     
   • Reparación del Metal Base. En la reparación y determinación de los límites de las discontinuidades observadas visualmente en superficies cortadas, la cantidad de metal removido deberá de ser el mínimo necesario para remover las discontinuidades o para determinar que no se excedan los límites de la Tabla 13.2.4.3. Sin embargo, si se requiere una reparación con soldadura, se deberá remover suficiente metal base para proporcionar acceso para la soldadura. Todas las reparaciones por soldadura de las discontinuidades deberán de ser realizadas con:
     (1) Preparación adecuada del área de reparación.
     (2) Soldadura con un proceso aprobado de bajo hidrógeno.
     (3) Esmerilado de las soldaduras terminadas y enrasado con las superficies adyacentes.

     TABLA 13.2.4.3
     Límites de Aceptación y Reparación de
     Discontinuidades Laminares Producidos en el
     Taller en Superficies Cortadas

     DESCRIPCIÓN DE LA DISCONTINUIDAD	REPARACIÓN REQUERIDA
     Cualquier discontinuidad con longitud hasta de 25 mm	Ninguna, no requiere ser explorada
     Cualquier discontinuidad con longitud mayor que 25 mm y profundidad máxima de 3 mm.	Ninguna, pero la profundidad debe ser explorada*.
     Cualquier discontinuidad con longitud mayor que 25 mm con profundidad mayor que 3 mm pero no mayor que 6 mm. Cualquier discontinuidad con longitud mayor que 25 mm con profundidad mayor que 6 mm pero no mayor que 25 mm.	Remover, no necesita soldadura Remover completamente y soldar
     Cualquier discontinuidad con longitud mayor que 25 mm con profundidad mayor que 25 mm.	El elemento será reparado o rechazado a criterio del ingeniero proyectista (véase 5.15.1.1 de AWS D1.1)

     * El 10% de las discontinuidades presentes en la superficie cortada en cuestión deberán ser exploradas por esmerilado para determinar su profundidad.
     Si la profundidad de cualquiera de las discontinuidades exploradas excede 3 mm, entonces todas las discontinuidades con longitud mayor que 25 mm que quedan en la superficie cortada deberán de ser exploradas por esmerilado para determinar su profundidad. Si ninguna de las discontinuidades comprendidas en el 10% explorado tiene una profundidad mayor que 3 mm, entonces las discontinuidades remanentes sobre la superficie cortada no necesitan ser exploradas.

   • Preparación de las Juntas. El maquinado, el cortado térmico, el esmerilado o el cincelado, pueden ser usados para la preparación de las juntas, o para remover metal o trabajos no conformes, excepto que no se usará el ranurado con oxigeno en aceros laminados en caliente que son pedidos con tratamiento térmico.
     
   • Tolerancias Dimensionales de las Juntas. Las partes que van a ser unidas por soldadura de filete, deberán de ser llevadas a un contacto tan cerrado como sea posible. La abertura de la raíz no deberá exceder los 5mm excepto en los casos que involucre ya sea perfiles o planchas con espesores de 75 mm o mayores y no se puede cerrar la abertura de la raíz lo suficiente para alcanzar esta tolerancia después del enderezado en el ensamblaje. En tales casos, se acepta una abertura máxima de la raíz de 8 mm, si se usa un respaldo adecuado. El respaldo puede ser fundente, polvo de hierro, o materiales similares, o soldadura usando un proceso de bajo hidrógeno compatible con el metal de llenado depositado. Si la separación es mayor que 1,6 mm se deberá de incrementar el cateto de la soldadura por la cantidad de la abertura en la raíz, o el contratista deberá demostrar que la garganta efectiva requerida ha sido obtenida.
     
   • Ensamblaje con Soldadura por Canal de Penetración Parcial. Las partes a ser unidas por soldadura de canal de penetración parcial paralela a la longitud del elemento deberán de ser llevadas a un contacto tan cerrado como sea posible. La abertura de la raíz entre las partes no deberá de exceder 5 mm excepto en los casos que involucre perfiles laminados o planchas de espesor de 75 mm o mayores si, después de su enderezado y en el ensamblado, la abertura de la raíz no puede ser cerrada suficientemente para alcanzar esta tolerancia. En tales casos se acepta una abertura máxima de la raíz de 8 mm, si se usa un respaldo adecuado y la soldadura final cumple los requisitos para el tamaño de la soldadura. Las tolerancias de las juntas de aplastamiento deberán de estar de acuerdo con las especificaciones del contrato.
     
   • Alineamiento de la Junta a Tope. Las partes a ser unidas por soldadura de junta a tope deberán de ser cuidadosamente alineadas. Donde las partes son efectivamente restringidas contra la flexión debida a la excentricidad en el alineamiento, se permitirá una desviación que no exceda el 10% del espesor de la parte unida más delgada, pero en ningún caso se permitirá una desviación mayor que 3 mm del alineamiento teórico.
     
   • Variaciones en la Sección Recta de Soldadura por Canal. Si las dimensiones de la sección recta de las juntas soldadas por canal varían respecto a las mostradas en los planos por un valor mayor que las tolerancias indicadas en la Fig. 13.2.4.2, deberá informarse al ingeniero proyectista para su aprobación o corrección. Fig. 13.2.4.2.
     
     
     1. SOLDADURA POR CANAL SIN RESPALDO – FONDO NO RANURADO POR LA PARTE POSTERIOR
        

      

     2. SOLDADURA POR CANAL CON RESPALDO - FONDO NO RANURADO POR LA PARTE POSTERIOR
        

      

     3. SOLDADURA POR CANAL SIN RESPALDO- FONDO RANURADO POR LA PARTE POSTERIOR
        

      

     Aberturas de la raíz mayores que aquellas permitidas en el párrafo anterior, pero no mayores que dos veces el espesor de la parte mas delgada o 19 mm, lo que sea menor, puede ser corregida por soldadura a las dimensiones aceptables antes de la unión de las partes.

   • Tolerancias Dimensiónales de los Elementos Estructurales Soldados
     Las dimensiones de los elementos estructurales soldados deberán estar de acuerdo a las siguientes tolerancias:
     
     • Rectitud de Columnas y Armaduras
       Para columnas y elementos principales de armaduras, soldados, para cualquier sección transversal, la variación de rectitud permisible es:
       
       Para longitudes de 9 m a 14 m = 10 mm
       Para longitudes mayores de 14 m:
       
       
       
     • Rectitud de Vigas
       Para vigas soldadas, para cualquier sección transversal, donde no se ha especificado contraflecha, la variación permisible de rectitud es:
        
       
       
     • Contraflechas de las Vigas
       Para vigas soldadas, diferentes de aquellas cuya ala superior esta embebida en concreto, para cualquier sección transversal, la variación permisible de la contraflecha requerida en el ensamblado en taller (para agujeros taladrados para empalmes en el campo o preparación de los empalmes soldados en el campo) es:
       A la mitad de la luz:
       -0, + 38 mm para luces mayores o iguales que 30 m .
       -0, + 19 mm para luces menores que 30 m .
       
       En los apoyos:
       0 para los apoyos extremos:
       + 3 mm para los apoyos interiores en los puntos intermedios:
        
       
       Donde:
       a = distancia en metros desde el punto de inspección al apoyo más cercano.
       s = longitud de la luz en metros.
       b = 38 mm para luces mayores o iguales que 30 m.
       b = 19 mm para luces menores que 30 m.
       

   Perfiles de la Soldadura
   Todas las soldaduras, excepto como está permitido a continuación, deberán de estar libres de grietas, pliegues, y las discontinuidades de perfiles no conformes.
   Perfiles de Soldadura Conformes e Inaceptables

    

   •  
     1. Perfiles de Soldadura de Filete Deseables
        
     2. Perfiles de Soldadura de Filete Aceptables
        NOTA.- La convexidad c, de una soldadura o glóbulos de superficie individual con dimensiones w no deberá exceder el valor de la siguiente Tabla.
        
        

        ANCHO DE LA CARA DE SOLDADURA O DE GLÓBULOS DE SUPERFICIE INDIVIDUAL,	MÁXIMA CONVEXIDAD, C
        W 8 mm	1,6 mm
        W > 8 mm hasta < 25 mm	3 mm
        W 25 mm	5 mm

        
         
        
        
     3. Perfiles de Soldadura de Filete Inaceptables
     4. Perfiles de Soldadura Acanalada Aceptables en Juntas a Tope
        
     5. Perfiles de Soldadura Acanalada Inaceptables en Juntas a Tope
        
        

    

    

   NOTA.- R NO DEBERÁ EXCEDER DE 3 mm

    

   • Soldadura de Filete. Las caras de la soldadura de filete pueden ser ligeramente convexas, planas o ligeramente cóncavas, como esta mostrado en la figura anterior.
     La figura C muestra los perfiles típicos de soldadura de filete inaceptables.
     
   • Convexidad. Con excepción de la soldadura exterior en junta de extremos, la convexidad C de una soldadura o un glóbulo de superficie individual no deberá exceder los valores dados en la figura anterior.
     
   • Soldadura a Tope ó Acanalada. La soldadura acanalada deberá de ser hecha con un reforzamiento mínimo de la cara a menos que se especifique otra cosa. En el caso de juntas a tope y extremos, el refuerzo de la cara no deberá exceder 3 mm en altura.
     
   • Superficies Emparejadas. Las soldaduras a tope que requieran ser emparejadas serán acabadas de tal manera de no reducir el espesor del metal base más delgado o del metal soldado por más de 1 mm ó 5% del material, la que sea menor. El refuerzo remanente no deberá exceder 1 mm de altura. Sin embargo, todos los refuerzos deberán de ser removidos donde la soldadura forme parte de la superficie de contacto o unión. Todos los refuerzos.

13.4.6.3. Cuando el montaje no es realizado por el fabricante, este deberá suministrar el siguiente material para las conexiones de obra:

1. os pernos en el tamaño requerido y en cantidad suficiente para todas las conexiones de obra que serán permanentemente empernados. A menos que se especifiquen pernos de alta resistencia, se suministrarán pernos comunes A-307. Se debe suministrar un 2% adicional de cada tamaño de perno.
   
2. Las planchas de relleno mostradas como necesarias para la presentación de las conexiones permanentes de los elementos estructurales.
   
3. Las barras o platinas de respaldo que puedan requerirse para la soldadura de obra.

13.4.6.4. El montador proporcionará todos los electrodos de soldadura, pernos de ajuste y pasadores que serán usados en el montaje de la estructura metálica.

13.4.7. Apoyos Temporales de la Estructura de Acero
13.4.7.1. El montador determinará, proporcionará e instalará los apoyos temporales tales como: tirantes temporales, arriostres, obra falsa y otros elementos requeridos para las operaciones de montaje. Estos apoyos temporales asegurarán a la estructura metálica o a cualquiera de sus partes contra cargas comparables a aquellas para las cuales la estructura fue diseñada, resultantes de la acción del viento, sismos y operaciones de montaje.
13.4.7.2. Estructuras autosoportantes
Una estructura autosoportante es aquella que proporciona la estabilidad y resistencia requerida para soportar las cargas de gravedad y las de viento y sismo sin interactuar con otros elementos estructurales. El montador suministrará e instalará solamente aquellos soportes temporales que son necesarios para asegurar cualquier elemento de la estructura metálica hasta que sean estables sin apoyos externos.
13.4.7.3. Estructuras no autosoportantes
Una estructura no autosoportante es aquella que, cuando está totalmente ensamblada y conectada, requiere interactuar con otros elementos que no forman parte de la estructura de acero, para tener estabilidad y resistencia para resistir las cargas para las cuales la estructura ha sido diseñada. Tales estructuras serán designadas claramente como estructuras no autosoportantes. Los elementos mayores que no forman parte de la estructura de acero, tales como diafragmas metálicos, muros de corte de albañilería y/o concreto armado, serán identificados en los planos y especificaciones técnicas.
Cuando los elementos que no son de acero estructural interactúan con los elementos de la estructura de acero para proporcionar estabilidad y/o resistencia para soportar las cargas, el contratista de la obra civil es responsable de la adecuación estructural y de la instalación a tiempo de tales elementos.
13.4.7.4. Condiciones especiales de montaje
Cuando el concepto de diseño de una estructura depende del uso de andamios, gatas o cargas, las cuales deben ser ajustadas conforme el montaje progresa para instalar o mantener contraflechas o presfuerzo, tal requerimiento deberá estar indicado en los planos y especificaciones técnicas.

13.4.8. Tolerancias de la Estructura
13.4.8.1. Dimensiones generales
Se aceptan variaciones en las dimensiones generales terminadas de las estructuras. Tales variaciones se considerarán que están dentro de los límites de una buena práctica de montaje cuando ellas no exceden los efectos acumulados de las tolerancias de laminación, tolerancias de fabricación y tolerancias de montaje.
13.4.8.2. Puntos y ejes de trabajo
Las tolerancias de montaje se definen con relación a los puntos de trabajo del elemento y a ejes de trabajo como sigue:

1. Para elementos distintos a elementos horizontales, el punto de trabajo del elemento es el eje centroidal en cada extremo del elemento.
   
2. Para elementos horizontales, el punto de trabajo es el eje centroidal del ala superior en cada extremo.
   
3. Estos puntos de trabajo pueden ser substituidos por otros por facilidad de referencia, siempre que estén basados en estas definiciones.
   
4. El eje de trabajo de un elemento es una línea recta que conecta los puntos de trabajo del elemento.

13.4.8.3. Posición y alineamiento
Las tolerancias de posición y alineamiento de los puntos y ejes de trabajo de los elementos son como sigue:

13.4.8.3.1. Las columnas individuales se consideran aplomadas si la desviación del eje de trabajo no excede 1:500, sujeta a las siguientes limitaciones:

1. Los puntos de trabajo de columnas adyacentes a las cajas de acensores pueden estar desplazados no mas de 25 mm del eje de columnas establecido, en los primeros 20 pisos; encima de este nivel el desplazamiento puede ser incrementado en 0,75 mm por cada piso individual hasta un máximo de 50 mm.
   
2. Los puntos de trabajo de columnas exteriores pueden ser desplazados del eje de columnas establecido no mas de 25 mm hacia adentro, ni mas de 50 mm hacia fuera del eje del edificio en los primeros 20 pisos; por encima de este piso el desplazamiento puede ser incrementado 1,5 mm por cada piso adicional pero no puede exceder un total desplazado de 50 mm hacia adentro ni 75 mm hacia fuera del eje de la edificación.
   
3. Los puntos de trabajo de columnas exteriores en cualquier nivel de empalme para edificios de múltiples pisos y en lo alto de columnas de edificios de un piso no pueden caer fuera de una envolvente horizontal paralela al eje del edificio de 40 mm de ancho para edificios de hasta 90 metros de longitud. El ancho de la envolvente puede ser incrementado en 13 mm por cada 30 metros adicionales en longitud, pero no puede exceder 75 mm.
   
4. Los puntos de trabajo de columnas exteriores pueden estar desplazados del eje de columnas establecido en una dirección paralela al eje del edificio no mas de 50 mm en los primeros 20 pisos, encima de este piso el desplazamiento puede ser incrementado en 1,5 mm por cada piso adicional, pero no pueden exceder un desplazamiento total de 75 mm paralelo al eje del edificio.

13.4.8.3.2. Elementos diferentes a columnas

1. El alineamiento de elementos consistentes de una sola pieza recta sin empalmes de obra, excepto elementos en volado, es considerado aceptable si la variación en alineamiento es causada solamente por la variación del alineamiento de columnas y/o por el alineamiento de elementos soportantes principales dentro de los límites permisibles para la fabricación y montaje de tales elementos.
   
2. La elevación de elementos conectados a columnas es considerada aceptable si la distancia desde el punto de trabajo del elemento a la línea superior de empalme de la columna no se desvía más de 5 mm o menos de 8 mm de la distancia especificada en los planos.
   
3. La elevación de elementos distintos a los conectados a columnas, los cuales consisten de piezas individuales, se considera aceptable si la variación en la elevación real es causada solamente por la variación en elevación de los elementos de soporte, los cuales están dentro de los límites permisibles para la fabricación y montaje de tales elementos.
   
4. Piezas individuales, las que son partes de unidades ensambladas en obra y contienen empalmes de obra entre puntos de apoyo, se consideran aplomadas, niveladas y alineadas si la variación angular del eje de trabajo de cada pieza relativa al plano de alineamiento no excede 1: 500.
   
5. La elevación y alineamiento de elementos en volado será considerada aplomada, nivelada y alineada si la variación angular del eje de trabajo desde una línea recta extendida en la dirección plana desde el punto de trabajo a su extremo de apoyo no excede 1: 500.
   
6. La elevación y alineamiento de elementos de forma irregular será considerada aplomada, nivelada y alineada si los elementos fabricados están dentro de sus tolerancias y sus elementos de apoyo o elementos están dentro de las tolerancias especificadas en esta Norma.

13.4.8.3.3. Elementos anexados
Las tolerancias en posición y alineamiento de elementos anexados como dinteles, apoyo de muros, ángulos de borde y similares serán como sigue:

1. Los elementos anexados se consideran propiamente ubicados en su posición vertical cuando su ubicación esta dentro de 9 mm de la ubicación establecida desde la línea superior de empalme de la columna mas cercana a la ubicación del apoyo como se especifique en los planos.
   
2. Los elementos anexados se consideran propiamente ubicados en su posición horizontal cuando su ubicación esta dentro de 9 mm de la correcta ubicación relativa al eje de acabado establecido en cualquier piso particular.
   
3. Los extremos de elementos anexados se consideran propiamente ubicados cuando están alineados dentro de 5 mm entre uno y otro vertical y horizontalmente.

13.4.9. Corrección de Errores
Las operaciones normales de montaje incluyen la corrección de defectos menores con moderadas operaciones de agrandado de agujeros, recortes, soldadura o corte y el posicionado de elementos mediante el uso de punzones.
Los errores que no puedan ser corregidos con las operaciones mencionadas o los cuales requieran cambios mayores en la configuración de los elementos deberán reportarse inmediatamente al supervisor de obra y al fabricante por parte del montador para establecer la responsabilidad en la corrección del error o para aprobar el método más adecuado de corrección a ser empleado.

13.4.10. Manipulación y Almacenamiento
El montador tomará un cuidado razonable en la adecuada manipulación y almacenamiento del acero durante las operaciones de montaje para eliminar la acumulación de suciedad y sustancias extrañas.

13.5. CONTROL DE CALIDAD
El fabricante deberá proporcionar procedimientos de control de calidad hasta un nivel en que considere necesario para asegurar que todo el trabajo se realice de acuerdo con esta especificación. Además de los procedimientos de control de calidad del fabricante, el material y la mano de obra pueden ser sujetos a inspección en cualquier momento por inspectores calificados que representen al propietario. Si se requiere que tales inspecciones sean realizadas por representantes del propietario, esto deberá estar establecido en los documentos de diseño.

13.5.1. Cooperación
En lo posible, toda inspección realizada por representantes del propietario deberá de ser hecha en la planta del fabricante. El fabricante cooperará con el inspector, permitiendo el acceso a todos los lugares donde se está haciendo el trabajo. El inspector deberá programar su trabajo de manera de interferir en lo mínimo el trabajo del fabricante.

13.5.2. Rechazos
El material o mano de obra que no cumpla razonablemente con las disposiciones de esta Norma puede ser rechazado en cualquier momento durante el avance del trabajo. El fabricante recibirá copias de todos los reporte suministrados al propietario por el inspector.

13.5.3. Inspección de la Soldadura.

Requerimientos Generales

1. Inspección y Estipulaciones del Contrato.
   
   
   • Alcance
     La inspección y ensayo durante la fabricación serán realizados antes del ensamblaje, durante el ensamblaje, durante la soldadura y después de la soldadura para asegurar que los materiales y la mano de obra cumplan los requisitos de los planos y especificaciones técnicas.
     La inspección y los ensayos de verificación serán realizados y los resultados serán informados al propietario y al contratista de una manera oportuna para evitar retrasos en el trabajo.
     La inspección y ensayos durante la fabricación y montaje son de responsabilidad del contratista, a menos que se establezca otra cosa en los documentos del contrato.
     
     
2. Requerimiento de Calificación del Inspector.
   
   Bases para la Calificación. Los inspectores responsables de la aceptación o rechazo del material y la mano de obra empleada deberán de ser calificados. La base para la calificación del inspector deberá de ser documentada. Si el ingeniero proyectista elige especificar las bases para la calificación del inspector, estas deberán aparecer en los planos o especificaciones técnicas o documentos del contrato.
   Las bases de calificación aceptables son las siguientes:
   1. Inspector de soldadura certificado por el AWS.
      
   2. Inspector de soldadura certificado por una institución autorizada para realizar este tipo de certificación.
   
   Examen de la Vista. Los inspectores deberán pasar un examen de la vista, con o sin lentes correctores cada 3 años o menos para probar que tienen una agudeza de visión adecuada.
   
   
3. Inspección de Materiales.
   El inspector deberá de asegurar que se use sólo materiales que cumplan los requisitos de esta Norma.
   
   
   • Inspección de los Procedimientos de Soldadura (WPS) y de los Equipos
     El inspector deberá revisar todos los procedimientos a ser usados para el trabajo y deberá asegurarse que ellos cumplan los requisitos de esta Norma.
     El inspector deberá inspeccionar los equipos de soldadura a usarse en el trabajo para asegurar que cumplan los requisitos de esta Norma.
     
   • Inspección de la Calificación del Soldador
     El inspector sólo debe permitir que la soldadura sea realizada por soldadores, operadores de soldadura y soldadores provisionales que sean calificados o deberá de asegurarse que cada uno de ellos haya demostrado previamente tal calificación bajo otra supervisión aceptable.
     
   • Inspección del Trabajo y los Registros
     El inspector deberá asegurar que el tamaño, la longitud y ubicación de todas las soldaduras cumplan los requisitos establecidos en los planos y que no se haya añadido soldaduras no especificadas sin aprobación.
     El inspector deberá asegurarse que se haya empleado sólo procedimientos que cumplan las provisiones de esta Norma.
     El inspector debe asegurarse que los electrodos se usen sólo en la posición y con el tipo de corriente y polaridad para los cuales están clasificados.
     El inspector deberá, a intervalos adecuados, observar la preparación de juntas, las practicas de ensamblaje, las técnicas de soldadura y los rendimiento de cada soldador, para asegurarse que se cumpla los requisitos de esta Norma.
     El inspector deberá mantener un registro de calificaciones de todos los soldadores, así como de todas las calificaciones de los procedimientos de soldadura (WPS) u otros ensayos realizados y otras informaciones que se puedan requerir.
     El inspector deberá examinar el trabajo para asegurarse que cumpla los requisitos de esta Norma. Otros criterios de aceptación, diferentes de aquellos especificados en la Norma, pueden ser usados cuando sean aprobados por el ingeniero proyectista. El tamaño y el contorno de la soldadura deberán de ser medidos con calibradores adecuados. El examen visual de grietas en soldaduras y en el metal base y otras discontinuidades deberá de ser realizado con luz potente y lunas de aumento u otros dispositivos que pueden ayudar.
     
     
4. Criterios de Aceptación
   
   • Alcance.
     La extensión del examen y los criterios de aceptación deberán de estar especificados en los planos o especificaciones técnicas o documentos de contrato.
     
   • Inspección visual
     Todas las soldaduras deberán de ser visualmente inspeccionadas y serán aceptables si satisfacen los criterios de la Tabla 13.5.3.
     Cuando se requiera que la inspección visual sea realizada por inspectores de soldadura certificados, esto deberá de ser especificada en los planos ó especificaciones técnicas o documentos de contrato.
     
     

   TABLA 13.5.3
   CRITERIOS DE ACEPTACIÓN EN LA INSPECCIÓN
   VISUAL

   Categoría de Discontinuidad y Criterio de Inspección	Conexiones de Elementos No Tubulares Cargadas Estáticamente	Conexiones de elementos No Tubulares Cargadas Cíclicamente	Conexiones de Elementos Tubulares (Todas las Cargas)
   (1) Prohibición de Grietas La soldadura no debe tener grietas.	X	X	X
   (2) Fusión de la Soldadura/ Metal de Base Debe existir una completa fusión entre los diferentes cordones de soldadura y entre la soldadura y el metal base.	X	X	X
   (3) Sección Recta del Cráter Todas las cavidades deberán ser llenadas a la sección recta completa, excepto en los extremos de las soldaduras de filete intermitentes fuera de su longitud efectiva.	X	X	X
   (4) Perfil de Soldadura Los perfiles de soldadura deberán de estar de acuerdo con 13.2.4.e	X	X	X
   (5) Tiempo de Inspección La inspección visual de las soldaduras en todos los aceros puede empezar inmediatamente después que la soldadura completa se haya enfriado a temperatura ambiente. Los criterios de inspección para los aceros ASTM A514, A517 estarán basadas en la inspección visual realizada a no menos de 48 horas después de finalizada la soldadura.	X	X	X
   (6) Menor Tamaño de Soldadura Una soldadura de filete en cualquier soldadura continua simple, puede tener un menor tamaño, que el tamaño nominal del filete specificado por 1,6 mm sin corrección, si la porción de menor tamaño de la soldadura no excede el 10% de la longitud de la soldadura. En la soldadura de alma a ala en vigas, no se permite el menor tamaño de soldadura, en los extremos, para una longitud igual a 2 veces el ancho del ala.	X	X	X
   (7) Socavación (A) Para materiales menores que 25 mm de espesor, la socavación no excederá 1mm con la excepción que se permite un máximo de 1,6 mm para una longitud acumulada de 50 mm en cualquier tramo de 300 mm. Para materiales iguales o mayores que 25 mm de espesor, la socavación no excederá 1,6 mm para cualquier longitud de soldadura.	X
   (B) En miembros principales, la socavación no será mayor que 0,25 mm de profundidad cuando la soldadura es transversal al esfuerzo de tracción bajo cualquier condición de carga de diseño y menor de 1 mm de profundidad para todos los otros casos.		X	X
   (8) Porosidad (A) La soldadura acanalada de penetración total en uniones a tope transversales a la dirección del esfuerzo calculado de tracción no debe tener porosidad alargada visible. Para todas las otras soldaduras acanaladas y para soldaduras de filete, la suma de la porosidad alargada visible con diámetros de 1mm y mayores no deberá exceder 10mm en cualquier tramo de 25 mm de soldadura y no deberá exceder 19mm en cualquier tramo de 300 mm de longitud de soldadura.	X
   (B) La frecuencia de la porosidad alargada en soldaduras de filete no deberá exceder una en 100mm de longitud de soldadura y el diámetro máximo no deberá exceder 2mm. Excepción: para soldaduras de filete conectando rigidizadores al alma, la suma de los diámetros de porosidad alargada no excederá 10mm en cualquier tramo lineal de 25mm y no excederá 19mm en cualquier tramo de 300mm de longitud de soldadura.		X	X
   (C) La soldadura acanalada de penetración total en conexiones a tope transversales a la dirección del esfuerzo calculado de tracción, no deberán tener porosidad alargada. Para todas las otras soldaduras acanaladas, la frecuencia de la porosidad alargada no excederá de una en 100mm de longitud y el diámetro máximo no deberá exceder 2mm.		X	X

   • Ensayo de partículas magnéticas y líquidos penetrantes
     Las soldaduras que están sujetas a ensayos de partículas magnéticas y líquidos penetrantes, en adición a la inspección visual, deberán ser evaluadas sobre la base de los requisitos para la inspección visual. Los ensayos serán realizados de acuerdo con la Norma ASTM E709, y los criterios de aceptación deberán estar de acuerdo con la Sección 6, parte C de la Norma ANSI/AWS D1.1, lo que sea aplicable.
     
   • Ensayos no Destructivos
     Excepto para conexiones de elementos tubulares, todos los métodos de ensayos no destructivos, incluyendo requisitos y calificaciones de equipo, calificación del personal, métodos operativos de equipo y los criterios de aceptación, deberán de estar de acuerdo con la Sección 6, Inspección
     de la Norma ANSI/AWS D1.1. Las Soldaduras sujetas a ensayos no destructivos deben de ser aceptables por la inspección visual de acuerdo con la Tabla 13.5.3
     Los ensayos de soldaduras sujetas a ensayos no destructivos pueden empezar inmediatamente después que la soldadura terminada se haya enfriado a temperatura ambiente.
     Cuando se requiera ensayos no destructivos, el proceso, la extensión y los criterios de aceptación deberán estar claramente definidos en los planos o especificaciones técnicas o documentos de contrato.
     

13.5.4. Inspección de Conexiones con Pernos de Alta Resistencia de Deslizamiento Crítico.
La inspección de las conexiones empernadas de alta resistencia de deslizamiento crítico deberá cumplir los siguientes requisitos:

• Todas las conexiones deben inspeccionarse para asegurar que las distintas superficies de los elementos conectados tengan un contacto pleno.
  En todas las conexiones, el inspector observará la instalación y el ajuste de los pernos para asegurar que se hagan de acuerdo con uno de los procedimientos indicados en 10.3.1.
  
• Si se ha especificado o se considera la verificación de la tracción aplicada a los pernos, el inspector verificará el torque aplicado a los pernos mediante una llave de torsión manual con un indicador de torque. No se aceptan relaciones torque a tracción obtenidas de tablas o fórmulas. La relación se debe determinar en un ensayo con un aparato medidor de tracciones por un Laboratorio de Ensayos de Materiales, competentes. La llave de torsión debe calibrarse diariamente con este aparato. En este caso debe inspeccionarse el 10% de los pernos pero no menos de dos, seleccionados al azar. Si se encuentra algún perno incorrectamente ajustado, se verificarán todos los pernos.

13.5.3. Identificación del Acero
El fabricante deberá de ser capaz de acreditar por medio de un certificado de calidad o por ensayos, la calidad del material que se está empleando en la fabricación de una estructura.

APÉNDICE 2
REQUISITOS DE DISEÑO

El Apéndice 2.5.1 proporciona una definición amplia de los límites de las relaciones ancho/espesor para almas en flexo-compresión. El Apéndice B5.3 se aplica al diseño de miembros que contienen elementos esbeltos en compresión.

.5. PANDEO LOCAL
2.5.1. Clasificación de las Secciones de Acero
Para elementos con alas desiguales y con almas en flexo-compresión, _r para el estado límite de pandeo local del alma es:

    (A-2.5-1)
 

Para elementos con alas desiguales y con almas solicitadas solamente a flexión, _r para el estado límite de pandeo local del alma es:

     (A-2.5-2)
 

donde_r, h y h_c se definen en la Sección 2.5.1. Estas substituciones se harán en el Apéndice 6 y el Capítulo 7 cuando se apliquen a elementos con alas desiguales. Si el ala en compresión es mayor que el ala en tracción, _r se determinará usando las Ecuaciones A-2.5-1, A-2.5-2 ó la Tabla 2.5.1.

2.5.3. Secciones con Elementos Esbeltos en Compresión.
Los miembros cargados axialmente que contienen elementos sometidos a compresión con relaciones ancho / espesor mayores que los _r aplicables conforme a la Sección 2.5.1, se dimensionarán de acuerdo a este Apéndice. Los miembros en flexión con elementos esbeltos en compresión se diseñarán de acuerdo al Apéndice 6 y el Capítulo 7. Los miembros en flexión con relaciones no cubiertas por el Apéndice 6.1 se diseñarán de acuerdo con este Apéndice.

2.5.3a. Elementos no Rigidizados en Compresión
La resistencia de diseño de elementos no rigidizados en compresión con relaciones ancho/espesor mayores que los _r aplicables conforme a la Sección B5.1 se diseñarán con un factor de reducción Q_s . El valor de Q_s se determinará de las Ecuaciones A-B5-3 a A-B5-10 como sea aplicable. Cuando tales elementos comprenden el ala en compresión de elementos en flexión, el máximo esfuerzo de flexión requerido no excederá _b F_yQ_s , con _b=0,90 .
La resistencia de diseño de elementos en compresión axial se modificará por el factor de reducción Q apropiado, conforme el Apéndice 2.5.3c.

(a) Para ángulos simples:
Cuando
 
          (A-2.5-3)
Cuando

       (A-2.5-4)

(b) Para alas, ángulos y planchas que se proyectan de vigas laminadas o columnas u otros elementos en compresión:
Cuando

     (A-2.5-5)
Cuando

      (A-2.5-6)

(c) Para alas, ángulos y planchas que se proyectan de columnas armadas u otros elementos en compresión:
Cuando

      (A-2.5-7)
Cuando

      (A-2.5-8)

El coeficiente kc se calculará como sigue:

(a) Para perfiles I:
 

Donde
h = altura del alma
t_w = espesor del alma

(b) Para otras secciones
k_c= 0,763

(c) Para almas de perfiles T:
Cuando

  (A-2.5-9)
Cuando

     (A-2.5-10)
Donde
b = ancho del elemento en compresión no rigidizado como se define en la Sección 2.5.1.
t = espesor del elemento no rigidizado.
F_y = esfuerzo de fluencia mínimo especificado, MPa.

2.5.3b. Elementos Rigidizados en Compresión
Cuando la relación ancho/espesor de un componente rigidizado uniformemente comprimido (excepto platabandas perforadas) es mayor que el límite _r estipulado en la Sección 2.5.1, se usará un ancho reducido efectivo b_e, para el cálculo de las propiedades de diseño de la sección que contiene el elemento.

(a) Para alas de secciones cuadradas y rectangulares de espesor uniforme:
Cuando

        (A-2.5-11)
de otro modo b_e= b

(b) Para otros elementos uniformemente comprimidos:

Cuando
       (A-2.5-12)
de otro modo b_e= b

Donde:
b = ancho del elemento rigidizado en compresión, como se define en la Sección 2.5.1.
b_e = ancho reducido efectivo.
t = espesor del elemento.
f = esfuerzo elástico de compresión calculado en el elemento rigidizado, basado en las propiedades de diseño como se especifica en el Apéndice 2.5.3c, MPa.
Si los elementos no rigidizados están incluidos en la sección total, f para el elemento rigidizado debe ser tal que el máximo esfuerzo de compresión en el elemento no rigidizado no sea mayor que F_cr como se define en el Apéndice 2.5.3c con Q = Q_s y _c= 0,85 , ó _bF_yQ_s con _b= 0,90 , como sea aplicable.

(c) Para secciones circulares cargadas axialmente con relaciones diámetro a espesor D / t mayores que 22800 / F_y pero menores que 90000 / F_y.
      (A-2.5-13)
Donde:
D = diámetro exterior.
t = espesor de la pared.

2.5.3c. Propiedades de Diseño
Las propiedades de las secciones se determinarán usando la sección transversal total, excepto en los casos siguientes:
En el cálculo del momento de inercia y módulo elástico de la sección de elementos en flexión, el ancho efectivo de los elementos rigidizados uniformemente comprimidos be , tal como se determinó en el Apéndice 2.5.3b será usado en la determinación de las propiedades de la sección transversal efectiva.
Para los elementos no rigidizados de la sección transversal, Q_s se determina del Apéndice 2.5.3a. Para los elementos rigidizados de la sección transversal.

     (A-2.5-14)
donde el área efectiva es igual a la suma de las áreas efectivas de la sección transversal.

2.5.3d. Resistencia de Diseño
Para miembros cargados axialmente en compresión el área bruta de la sección transversal y el radio de giro r se calcularán sobre la base de la sección transversal real.
El esfuerzo crítico Fcr se determinará como sigue:

(a) Para

    (A-2.5-15)

(b) Para

    (A-2.5-16)

Donde
Q =Q_s Q_a    (A-2.5-17)
Para secciones transversales solamente con componentes no rigidizados, Q = Q_s, (Q_a= 1,0).
Para secciones transversales solamente con componentes rigidizados, Q = Q_a, (Q_s = 1,0).
Secciones transversales con componentes rigidizados y no rigidizados, Q = Q_s Q_a .

APÉNDICE 5
COLUMNAS Y OTROS ELEMENTOS EN
COMPRESIÓN

Este Apéndice se aplica a la resistencia de columnas doblemente simétricas con elementos de plancha delgada, columnas con simetría simple y columnas asimétricas para los estados limites de pandeo torsional y flexo-torsional.

5.3. RESISTENCIA DE DISEÑO EN COMPRESIÓN PARA PANDEO FLEXO-TORSIONAL
La resistencia de elementos en compresión determinada por los estados límites de pandeo torsional y flexotorsional es _cP_n ,donde:
_c= 0,85
P_n = resistencia nominal en compresión.
= A_gF_cr    (A-5.3-1)
A_g = área total de la sección transversal.

El esfuerzo critico nominal F_cr se calculará como sigue:
(a) Para

      (A-5.3-2)

(b) Para

       (A-5.3-3)
Donde:
       (A-5.3-4)
F_y = esfuerzo de fluencia mínimo especificado en el acero
Q = 1,0 para elemento que cumplen las relaciones ancho/ espesor _r de la Sección 2.5.1
    = Q_sQ_a para elementos que no cumplan la relación ancho / espesor _r de la Sección 2.5.1 y determinado de acuerdo con lo indicado en el Apéndice 2.5.3.
El esfuerzo critico de pandeo elástico torsional o flexotorsional F_e, se calcula como sigue:
(a) Para secciones doblemente simétricas:
      (A-5.3-5)

(b) Para secciones con simetría simple donde y es el eje de simetría:
     (A-5.3-6)

(c) Para secciones asimétricas el esfuerzo critico del pandeo flexo-torsional Fe es la raíz de menor valor de la ecuación cúbica:

  
(A-.5.3-7)

Donde
K_z = factor de longitud efectiva para pandeo torsional.
E = módulo de elasticidad.
G = módulo de corte.
C_w = constante de alabeo.
J = constante torsional.
I_x, I_y = momentos inercia respecto a los ejes principales.
x_o, y_o = coordenadas del centro de corte respecto al centroide.

    (A-5.3-8)
          (A-5.3-9)
             (A-5.3-10)
            (A-5.3-11)
    (A-5.3-12)

Donde
A = área de la sección transversal del elemento.
l = longitud no arriostrada.
K_x, K_y = factores de longitud efectiva en las direcciones x e y .
r_x, r_y = radios de giros respecto a los ejes principales.
_o = radio polar de giro respecto al centro de corte.

APÉNDICE 6
VIGAS Y OTROS ELEMENTOS EN FLEXIÓN

El Apéndice 6.1 proporciona la resistencia de diseño en flexión de vigas. El Apéndice 6.2, la resistencia de diseño al corte de almas de vigas con y sin rigidizadores y los requisitos para los rigidizadores transversales. El Apéndice 6.3 se aplica a los elementos con almas de peralte variable.

6.1. DISEÑO POR FLEXIÓN
La resistencia de diseño de elementos en flexión es _b M_n donde _b = 0,90 y M_n es la resistencia nominal.
La Tabla A-6.1.1 proporciona un sumario tabulado de las Ecuaciones 6.1-1 a 6.1-15 para determinar la resistencia nominal a la flexión de vigas. Para los parámetros de esbeltez de la sección transversal no incluidos en la Tabla A-6.1.1, véase el Apéndice 2.5.3. Para elementos en flexión con alas desiguales véase el Apéndice 2.5.1 para la determinación de _r según el estado límite de pandeo local del alma.
La resistencia nominal a la flexión M_n es el valor menor obtenido de acuerdo a los estados límites de fluencia:
pandeo lateral-torsional (PLT); pandeo local del ala (PLP); y pandeo local del alma (PLA).
La resistencia nominal a la flexión Mn se determinará como sigue para cada estado límite:
(a) Para _p:
M_n = M_p      (A-6.1-1)

(b) Para _p <  _r:
Para el estado límite de pandeo lateral-torsional:
     (A-6.1-2)

Para el estado límite de pandeo local del alma y ala:
     (A-6.1-3)

(c) para  > _r:
Para el estado límite de pandeo lateral-torsional y pandeo local del ala:
M_n = M_cr = SF_cr  M_p     (A-6.1-4)
Para el diseño de vigas con almas esbeltas, no se aplica el estado límite de pandeo local del alma. (Véase la Sección G2).
Para del ala mayor que _r en perfiles no incluidos en la Tabla A-6.1.1, ver el Apéndice 2.5.3.
Para del alma mayor que _r, veéase el Capítulo 7.

Los términos usados en las ecuaciones anteriores son:
M_n = resistencia nominal a la flexión.
M_p = F_yZ , momento plástico  1,5 F_yS .
M_cr = momento de pandeo.
M_r = momento de pandeo límite (igual a M_cr cuando  = _r).
 = parámetro de esbeltez.
   = relación de esbeltez con respecto al eje menor L_b / r_y para el pandeo lateral- torsional.
   = relación ancho/espesor del ala b / t para el pandeo local del ala tal como se define en la Sección 2.5.1.
   = relación peralte/espesor del alma h / t_w para el pandeo local del alma tal como se define en la Sección 2.5.1.
_P = el mayor valor de  para el cual M_n = M_p.
_r = el mayor valor de  para el cual el pandeo es inelástico.
F_cr= esfuerzo crítico.
C_b = coeficiente de flexión dependiente del gradiente de momentos flectores, véase la Ecuación 6.1-3.
S = módulo de sección.
L_b = longitud no arriostrada lateralmente.
r_y = radio de giro respecto al eje menor.

Las ecuaciones y estados límites aplicables para, M_p, M_r, F_cr, , _p y _r están dados en la Tabla A-6.1.1 para los perfiles considerados en este Apéndice. Los términos usados en esta Tabla son:
A = área de la sección transversal.
F_L = el menor de (F_yf ? F_r) o F_yw.
F_r = esfuerzo residual de compresión en el ala.
    = 70 MPa para perfiles laminados.
    = 115 MPa para perfiles soldados.
F_y = esfuerzo de fluencia mínimo especificado.
F_yf = esfuerzo de fluencia del ala.
F_yw = esfuerzo de fluencia del alma.
I_yc = momento de inercia del ala en compresión con respecto al eje y o si hay doble curvatura por flexión, el momento de inercia del ala más pequeña
J = constante de torsión.
R_e = véase la Sección 7.2.
S_eff = módulo de sección efectivo con respecto al eje mayor.
S_xc = módulo de sección de la fibra extrema del ala en compresión.
S_xt = módulo de sección de la fibra extrema del ala en tracción.
Z = módulo plástico de la sección.
b = ancho del ala.
d = peralte total.
f = esfuerzo de compresión calculado en el elemento rigidizado.
h = altura libre entre alas para perfiles soldados y la distancia libre entre alas menos el radio en la esquina para perfiles laminados.
r_yc = radio de giro del ala en compresión respecto al eje y o si hay doble curvatura por flexión, radio de giro del ala más pequeña.
t_f = espesor del ala.
t_w = espesor del alma.

TABLA A-6.1.1
PARÁMETROS DE RESISTENCIA NOMINAL

TABLA A-6.1.1
(Continuación)

TABLA A-6.1.1
(Continuación)

 

TABLA A-6.1.1
(Continuación)

 

6.2. DISEÑO POR CORTE
6.2.2. Resistencia de Diseño al Corte
La resistencia de diseño al corte de almas rigidizadas o no rigidizadas es _vV_n, donde:
_v = 0,90
V_n = resistencia nominal al corte definida como sigue:

Para

V_n = 0,60F_ywA_w    (A-6.2-1)

Para

    (A-6.2-2)
Para

   (A-6.2-3)
Donde
k_v = 5 + 5 / (a / h)²
    = 5 cuando a / h > 3 o a / h > [260 / (h / t_w)]²
a = distancia libre entre rigidizadores transversales.
h = para perfiles laminados, la distancia libre entre alas menos el radio de esquina o filete.
   = para secciones de planchas soldadas, la distancia libre entre alas.
   = para secciones de planchas empernadas, la distancia entre líneas de pernos.

6.2.3. Rigidizadores Transversales
No se requieren rigidizadores transversales en vigas fabricadas de planchas donde h / t_w 1100 / o cuando el cortante último V_u , calculado de un análisis estructural con cargas factorizadas es menor o igual a 0,6_vA_wF_ywC_v, donde C_v se determina con k_v= 5 y _v= 0,90 .
Los rigidizadores transversales usados para desarrollar la resistencia de diseño al corte en el alma, como se dispone en el Apéndice 6.2.2 tendrán un momento de inercia con respecto al plano medio del alma para pares de rigidizadores o con respecto a la cara de contacto con el alma para rigidizadores a un solo lado del alma, mayor o igual , donde
j = 2,5 / (a / h)² ? 2 0,5 (A-6.2-4)
Se permite que los rigidizadores intermedios no lleguen hasta el ala en tracción, salvo que se necesiten para transmitir una carga concentrada ó reacción. La soldadura de unión de los rigidizadores con el alma se terminará a no menos de cuatro veces ni más de seis veces el espesor del alma desde el pie del filete más cercano de la soldadura alma-ala. Cuando se usan rigidizadores a un solo lado del alma, estos se conectaran al ala en compresión, si consiste de una plancha rectangular, para resistir cualquier tendencia a su levantamiento por efecto de torsión en el ala. Cuando se conecta el arriostramiento lateral al
rigidizador ó a un par de rigidizadores, estos a su vez se conectarán al ala en compresión para transmitir el 1% del esfuerzo total del ala, a menos que el ala este compuesta solamente de ángulos.
Cuando se usen pernos para conectar rigidizadores al alma, su espaciamiento no será mayor de 300 mm entre centros. Si se usan filetes intermitentes de soldadura la distancia libre entre filetes no será mayor que 16 veces el espesor del alma ni más de 250 mm.

6.3. ELEMENTOS CON ALMAS DE PERALTE VARIABLE
El diseño de elementos de peralte variable que cumplan con los requisitos de esta Sección se regirán por las provisiones de los Capítulos 4 a 8, excepto las modificaciones de este Apéndice.

6.3.1. Requisitos Generales
Para que el elemento de peralte variable califique bajo esta especificación, deberá cumplir los siguientes requerimientos:
(1) Tendrá al menos un eje de simetría perpendicular al plano de flexión si hay momentos presentes.
(2) Las alas serán iguales y de área constante.
(3) El peralte variará linealmente de acuerdo a
     (A-6.3-1)
donde
d_o = peralte del extremo menor del elemento.
d_L = peralte del extremo mayor del elemento.
= (d_L ? d_o) / d_o al menor valor de 0,268 (L / d_o) ó 6,0 .
Z = distancia desde el extremo menor del elemento.
L = longitud no arriostrada del elemento medida entre centros de gravedad de los elementos de arriostre.

6.3.2. Resistencia de Diseño en Tracción
La resistencia de diseño en tracción de elementos de peralte variable en tracción se determinará de acuerdo con la Sección 4.1.

6.3.3. Resistencia de Diseño en Compresión
La resistencia de diseño en compresión de elementos de peralte variable en compresión se determinará de acuerdo con la Sección 5.2, usando un parámetro de esbeltez efectiva _eff calculado como sigue:
     (A-6.3-2)
Donde
S = KL / r_oy para pandeo con respecto al eje menor y
para pandeo con respecto al eje mayor.
K = factor de longitud efectiva para elementos prismáticos.
= factor de longitud efectiva para elementos de peralte variable a determinar con un análisis racional.
r_ox = radio de giro con respecto al eje mayor de la sección en el extremo menor del elemento.
r_oy = radio de giro con respecto al eje menor de la sección en el extremo menor del elemento.
F_y = esfuerzo de fluencia mínimo especificado.
Q = factor de reducción.
    = 1,0 si todos los elementos cumplen con las relaciones límite ancho/espesor, _r de la Sección 2.5.1.
    = Q_sQ_a determinado de acuerdo con el Apéndice 2.5.3, si algún elemento rigidizado y/o no rigidizado excede las relaciones _r de la Sección 2.5.1
E = módulo de elasticidad del acero.
Se usará el área menor del elemento de peralte variable como A_g en la Ecuación 5.2-1

6.3.4. Resistencia de Diseño en Flexión
La resistencia de diseño en flexión de elementos de peralte variable para el estado límite de pandeo lateral torsional es _bM_n, donde _b= 0,90 y la resistencia nominal es:
Mn = (5 / 3) S'_x F_by (A-6.3-3)
donde
S'_x = módulo de sección de la sección critica en la longitud de viga no arriostrada bajo consideración.
    (A-6.3-4)
a menos que F_by F_y / 3 en cuyo caso
    (A-6.3-5)
En las ecuaciones anteriores
    (A-6.3-6)
   (A-6.3-7)
donde
h_s= factor igual a 1,0 + 0,0230.
hw = factor igual a 1,0 + 0,00385 .
r_To = radio de giro de una sección en el extremo menor, considerando solamente el ala en compresión mas un tercio del área del alma en compresión, tomado con respecto a un eje en el plano del alma.
A_f = área del ala en compresión.
y donde B se determina como sigue:

(a) Cuando el máximo momento M₂ en tres segmentos adyacentes de aproximadamente igual longitud no arriostrada esta ubicado dentro del segmento central y M₁ es el momento mayor en un extremo de los tres segmentos del elemento:
     (A-6.3-8)

(b) Cuando el mayor de los esfuerzos calculados de flexión f_b2 ocurre en el extremo mayor de dos segmentos adyacentes de aproximadamente igual longitud no arriostrada y f_b1 es el esfuerzo calculado de flexión en el extremo menor de los dos segmentos del elemento:
    (A-6.3-9)

(c) Cuando el mayor esfuerzo calculado de flexión f_b2 ocurre en el extremo menor de dos segmentos adyacentes de aproximadamente igual longitud no arriostrada y f_b1 es el esfuerzo calculado de flexión en el extremo mayor de los dos segmentos del elemento:
    (A-6.3-10)
En lo anterior, =(d_L-d₀) / d₀ se calcula para la longitud no arriostrada que contiene el máximo esfuerzo calculado de flexión. M₁ / M₂ se considera como negativo cuando produce curvatura simple. En el caso raro donde M₁ / M₂ es positivo, se recomienda que sea tomado como cero. El valor de f_b1 / f_b2 se considera como negativo cuando produce curvatura simple. Si ocurre un punto de contraflexión en uno de dos segmentos adyacentes no arriostrados,
f_b1 / f_b2 se considera como positivo. La relación f_b1 / f_b2 es diferente de cero.

(d) Cuando el esfuerzo calculado de flexión en el extremo menor de un elemento de peralte variable o segmento de éste es igual a cero:
    (A-6.3-11)
donde = (d_L - d₀) / d₀ se calcula desde la longitud adyacente no arriostrada al punto de esfuerzo de flexión cero.

6.3.5. Resistencia de Diseño al Corte
La resistencia de diseño al corte de elementos de peralte variable en flexión será determinada de acuerdo con la Sección 6.2.

6.3.6. Flexión y Fuerza Axial Combinada
Para elementos de peralte variable con una sola alma sujeta a compresión y flexión con respecto al eje mayor, se aplica la Ecuación 8.1-1, con las siguientes modificaciones: P_n y P_ex se determinaran para las propiedades del extremo menor, usando los factores de longitud efectiva apropiados. M_nx, M_u y M_px se determinaran para el extremo mayor, y M_nx=(5/3) S_xF_by, donde S'_x es el módulo elástico del extremo mayor, y F_by es el esfuerzo de diseño a la flexión de elementos de peralte variable. C_mx se reemplaza por C'_m determinado como sigue:

(a) Cuando el elemento está sometido a momentos en sus extremos que causan curvatura simple a la flexión y aproximadamente momentos calculados iguales en sus extremos:
    (A-6.3-12)

(b) Cuando el momento calculado de flexión en el extremo menor de la longitud no arriostrada es igual a cero:
    (A-6.3-13)

Cuando el parámetro de esbeltez efectiva _eff 1,5 y los esfuerzos combinados se verifican incrementalmente a lo largo de la longitud, se permite usar el área y el módulo de sección existente, en la sección bajo investigación.

APÉNDICE 10
CONEXIONES, JUNTAS Y CONECTORES

El Apéndice 10.2.4 da un procedimiento alternativo de resistencia de diseño para soldaduras de filete.

10.2. SOLDADURAS
10.2.4. Resistencia de Diseño
En lugar de la resistencia de diseño constante para soldaduras de filete dada en la Tabla 10.2.5, se permite el siguiente procedimiento.

(a) La resistencia de diseño de un grupo lineal de soldadura cargado en su plano a través del centro de gravedad es F_wA_w:
F_w= 0,60 F_EXX (1,0 + 0,50 sen^1,5 )
Donde
= 0,75 .
F_w = esfuerzo nominal.
F_EXX = la resistencia mínima especificada del electrodo.
= ángulo de la carga medido a partir del eje longitudinal de la soldadura, en grados.
A_w = área efectiva de la garganta de la soldadura.

(b) La resistencia de diseño de elementos de soldadura dentro de un grupo de soldadura que es cargado en su plano y analizado empleando un método de centro instantáneo de rotación para mantener la compatibilidad de deformación y el comportamiento carga deformación no lineal de soldaduras cargadas con ángulos variables es F_wx A_w y F_wyA_w:
Donde
F_wx = F_wix
F_wy = F_wiy
F_wi = 0,60F_EXX (1,0 + 0,50 sen^1,5 ) f (p)
f(p) = [p (1,9 - 0,9 p)]^0,3
= 0,75
F_wt= esfuerzo nominal en el elemento i de la soldadura.
F_wix = componente x del esfuerzo F_wi.
F_wiy = componente y del esfuerzo F_wi.
p = _i / _m, relación de la deformación del elemento i a su deformación en esfuerzo máximo.
_m = (0,209 D) (+ 2)^-0,32, deformación del elemento de soldadura en esfuerzo máximo.
_i = deformación del elemento de soldadura en niveles de esfuerzo intermedio, linealmente proporcional a la deformación crítica basada en la distancia del centro instantáneo de rotación, r_i.
     = r_{i u} / r_crit .
_u = (1,087D) ( +6)^-0,65 0,17D, deformación del elemento de soldadura en esfuerzo último (fractura), usualmente en el elemento más alejado del centro instantáneo de rotación.
D = espesor del filete de soldadura.
r_crit = distancia del centro instantáneo de rotación al elemento de soldadura con la relación _u / r_i mínima.