CONEXIONES USUALES DE PROYECTO
Una de las conexiones típicas utilizadas entre la plancha nodo “gusset plate” y un arriostramiento del tipo tubular HSS redondo, tal y como se ilustra en la figura 1, es a través de una ranura realizada en la pared del tubular en donde se incrusta la misma y que en general, se vincula por medio de soldadura. Este tipo de conexión requiere la consideración del factor “U” de rezago de cortante “shear lag” indicado en la tabla D3.1 del ANSI/AISC360 que limita el desarrollo de la tensión cedente del arriostramiento excepto cuando la longitud de la soldadura es mayor de 1.3D en el caso de tubulares redondos.
Por otra parte, por causa de la ranura realizada en la pared del tubular que reduce el área de la sección transversal, la norma ANSI/AISC341 exige la colocación de un área adicional de refuerzo que garantice la cedencia del área gruesa y la fractura del área neta de la sección reforzada. Para desarrollar la resistencia de la placa de refuerzo, la placa debe extenderse en cada extremo más allá de la longitud de la ranura abierta que se extiende al final de la placa de refuerzo. Si la placa de refuerzo está mal ubicada, o no se extiende lo suficiente para compensar la longitud de la ranura de gran tamaño, entonces la sección HSS puede ser inadecuada en la conexión. (ver figura 2)
CONEXIONES PATENTADAS
Existen actualmente, algunas alternativas patentadas entre ellas las desarrolladas por la empresa CAST CONNEX cuyos diseños son innovadores fusionando los requerimientos arquitectónicos y estructurales tanto en la construcción de edificaciones como en la de puentes.
CAST CONNEX® UNIVERSAL PIN CONNECTORS™ (UPC)
Cuando se especifican conexiones de pines por razones arquitectónicas tal y como se muestra en la figura 3, la calidad de la ejecución de la conexión es importante. La fabricación de conexiones de pasador en los extremos de los miembros de HSS es difícil, especialmente cuando la estética es una condicionante conforme a los estándares requeridos.
La fabricación de miembros redondos de HSS fabricados considerando una conexión tipo “UPC” (ver figura 4) es muy sencilla y se presta muy bien a la automatización, solo se necesita cortar el miembro HSS a la medida adecuada (no es necesaria ninguna preparación de soldadura ya que las piezas fundidas están provistas de un reborde de soldadura en el extremo de la boquilla), colocar los conectores en los extremos de los miembros y soldar los conectores al HSS. De esta manera, los miembros vinculados con el conector “UPC2 se pueden procesar muy rápidamente con una calidad y confiabilidad muy altas.
HIGH STRENGTH CONNECTORS (HSC)
High Strength Connector (HSC) (ver figura 5) es una solución muy competitiva para sistemas “SCBF” en zonas de sismicidad elevada.
“HSC” son conectores de extremo de arriostramientos estandarizados y cuyo diseño por capacidad se adapta a la conexión empernada a doble cortante entre el HSS redondo y la placa nodo o “Gusset Plate”. Al eliminar el rezago por corte en la conexión del arriostramiento (típico de las conexiones usuales) producto de una transferencia gradual de tensiones e implementar una estandarización de los detalles de la conexión, el uso de los conectores “HSC” simplifica enormemente el diseño de la conexión. A medida que los conectores “HSC” eliminan la necesidad de soldar arriostramientos al pórtico tipo SCBF en el campo, aceleran significativamente el montaje y reducen el costo de la inspección especial.
COMENTARIOS FINALES
Las conexiones prediseñadas y detalladas según la innovación de estas patentes, reducen drásticamente el tiempo y el esfuerzo de la ingeniería de detalle, además de las siguientes ventajas:
- El diseño modular minimiza los detalles y acelera la fabricación.
- La eliminación de la soldadura en el campo reduce el costo de montaje y la inspección especial.
- Las conexiones patentadas con aplicación sismo-resistente, cumplen con todos los requisitos de conexión SCBF / OCBF exigidos por el ANSI/AISC 341.
- Al no producirse una reducción del área transversal de la sección tubular por causa de la ranura, no se requiere refuerzo adicional como lo establece el ANSI/AISC 341 limitando así la aparición de la fractura en el área neta del arriostramiento que es considerado una falla frágil indeseada en el mecanismo de absorción y disipación de energía del sistema estructural.
Fig. 1 Conexión Usual en Perfil HSS
Fig. 2 Perfil HSS sometido a tracción a) Área neta Sin refuerzo; b) Área neta reforzada
Fig. 3 Conexión patentada tipo “UPC” arquitectónicamente expuesta
Fig. 4 Fabricación en taller Perfil HSS redondo con conexión patentada tipo “UPC”
Fig. 5 Conexión patentada tipo “High Strength Connector (HSC)” para perfil HSS redondo
