F.2.11 — Diseño de conexiones de perfiles tubulares estructurales (PTE) y miembros en cajón

Resistencia de diseño de conexiones en perfiles tubulares estructurales (PTE) circulares y rectangulares: platinas bajo fuerzas concentradas (Tablas F.2.11.1-1 y -2), conexiones de armadura en T, Y, cruz y K con separación o traslapo (Tablas F.2.11.2-1 y -2), conexiones a momento (Tablas F.2.11.3-1 y -2) y propiedades efectivas de las soldaduras a ramales (Tabla F.2.11.4-1), cada una con sus límites de aplicación.

Este numeral abarca las consideraciones de diseño aplicables a las conexiones para miembros fabricados en Perfiles Tubulares Estructurales (PTE) o de sección en cajón con espesor de pared uniforme.

El diseño de las conexiones controla con frecuencia el dimensionamiento de los miembros en PTE, en particular el espesor de los miembros principales de las armaduras, y debe por lo tanto ser considerado desde el diseño inicial.

Se incluyen las siguientes secciones:

F.2.11.1 — Fuerzas Concentradas sobre PTE
F.2.11.2 — Conexiones de PTE a PTE en Armaduras
F.2.11.3 — Conexiones a Momento de PTE a PTE
F.2.11.4 — Soldaduras a ramales

Véase también el numeral F.2.10 para requisitos adicionales para conexiones pernadas a PTE. Para pernos pasantes, véase el numeral F.2.10.3.10(c)

Las dimensiones de las conexiones deben estar dentro del rango de aplicabilidad. Se requiere verificar un estado límite solamente cuando la geometría de la conexión o la carga están dentro de los parámetros dados en la descripción del mismo.

La resistencia de diseño de las conexiones, φRn, debe ser determinada de acuerdo con las provisiones de este numeral y las provisiones del numeral F.2.2.

En la figura F.2.11-1 se ilustran las definiciones de algunos de los parámetros usados en este numeral.

Figura F.2.11-1 — Notación para conexiones en PTE — página original del PDF — Figura F.2.11-1 — Notación para conexiones en PTE

F.2.11.1 — Fuerzas concentradas sobre PTE

F.2.11.1.1 — Definiciones de los parámetros

Símbolo	Significado
Ag	= área bruta (total) de la sección transversal del miembro, mm²
B	= ancho total del miembro en PTE rectangular, medido a 90 grados del plano de la conexión, mm
Bp	= ancho de platina, medido a 90 grados del plano de la conexión, mm
D	= diámetro exterior de miembro en PTE circular, mm
Fy	= esfuerzo de fluencia mínimo especificado del material del miembro en PTE, MPa
Fyp	= esfuerzo de fluencia mínimo especificado de la platina, MPa
Fu	= resistencia a tensión mínima especificada del material del PTE, MPa
H	= peralte del miembro en PTE rectangular, medido en el plano de la conexión, mm
lb	= longitud de apoyo de la carga, medida paralelamente al eje del miembro en PTE, (o medida a través del ancho del PTE en el caso de tapas de extremo cargadas), mm
t	= espesor de diseño de la pared de un miembro en PTE, mm
tp	= espesor de la platina, mm

F.2.11.1.2 — PTE circulares

La resistencia de diseño de las conexiones con cargas concentradas dentro de los límites de la tabla F.2.11.1-1A se debe tomar como se muestra en la tabla F.2.11.1-1.

Tabla F.2.11.1-1 — Resistencia de diseño para la conexión de una platina a un PTE circular
Tipo de Conexión	Resistencia de diseño de la conexión	Flexión en la Platina	Flexión en la Platina
Conexiones en T y en cruz con platina transversal	Estado límite: fluencia local del PTE ; Carga axial en la platina: Rn sen θ = Fy t² [5.5 / (1 − 0.81 Bp / D)] Qf (F.2.11.1-1) ; φ = 0.90	En el plano	Fuera del plano Mn = 0.5 Bp Rn
Conexiones en T, en Y y en cruz con platina longitudinal	Estado límite: plastificación del PTE ; Carga axial en la platina: Rn sen θ = 5.5 Fy t² [1 + 0.25 lb / D] Qf (F.2.11.1-2) ; φ = 0.90	Mn = 0.8 (lb) Rn	—
Conexiones en T con platina longitudinal de cortante	Estados límites: fluencia de la platina y falla a cortante (punzonamiento) en el PTE ; Espesor máximo de la platina: tp ≤ (Fu / Fyp) t (F.2.11.1-3)	—	—
Conexiones sobre tapas de extremo	Estado límite: fluencia local del PTE ; Carga axial: Rn = 2 Fy t [5tp + lb] ≤ A Fy (F.2.11.1-4) ; φ = 1.00	—	—

Tabla F.2.11.1-1 (continuación) — Resistencia de diseño para la conexión de una platina a un PTE circular
FUNCIONES
Qf = 1 para conexión a una superficie a tensión en el PTE .
= 1 − 0.3U (1 + U) para conexión a una superficie a compresión en el PTE	(F.2.11.1-5)
U = \|Pu / (Ag Fc) + Mu / (S Fc)\|, donde Pu y Mu se obtienen sobre el lado de la junta que tiene el menor esfuerzo de compresión.
Pu y Mu se refieren a las fuerzas en el PTE	(F.2.11.1-6)

Tabla F.2.11.1-1A — Límites de aplicación de la tabla F.2.11.1-1
1.	Angulo de aplicación de la carga en la platina θ ≥ 30°
2.	Relaciones de esbeltez de la pared del PTE D/t ≤ 50 para conexiones en T con platinas a carga axial o momento.
	D/t ≤ 40 para conexiones en cruz con platinas a carga axial o momento.
	D/t ≤ 0.11 E/Fy para conexiones con platina a cortante.
	D/t ≤ 0.11 E/Fy para conexiones con tapa a compresión
3.	Relación de ancho 0.2 < Bp/D ≤ 1.0 para conexiones con platina transversal.
4.	Resistencia del material Fy ≤ 360 Mpa
5.	Ductilidad Fy/Fu ≤ 0.8 (es aceptable el material ASTM A500 Gr. C)

F.2.11.1.3 — PTE rectangulares

La resistencia de diseño de las conexiones con cargas concentradas dentro de los límites de la tabla F.2.11.1-2A se debe tomar como el menor valor entre los estados límites aplicables según la tabla F.2.11.1-2.

Tabla F.2.11.1-2 — Resistencia de diseño para la conexión de una platina a un PTE rectangular
Tipo de conexión	Resistencia de diseño en la conexión
Conexiones en T y en cruz con platina transversal bajo carga axial en la platina ; donde β = Bp / B	Estado límite: fluencia local de la platina, para cualquier valor de β ; Rn = (10 / (B/t)) Fy t Bp ≤ Fyp tp Bp (F.2.11.1-7) ; φ = 0.95
	Estado límite: fluencia a cortante (punzonamiento) en el PTE, cuando 0.85B ≤ Bp ≤ B − 2t ; (F.2.11.1-8) ; φ = 0.95
	Estado límite: fluencia local de la pared del PTE, cuando β = 1.0 ; Rn = 2 Fy t [5k + lb] (F.2.11.1-9) ; φ = 1.00
	Estado límite: arrugamiento de la pared del PTE, para conexiones en T, cuando β = 1.0 y la platina está a compresión, ; Rn = 1.6 t² [1 + 3 (lb) / (H − 3t)] √(E Fy) Qf (F.2.11.1-10) ; φ = 0.75
	Estado límite: arrugamiento de la pared del PTE, para conexiones en cruz, cuando β = 1.0 y la platina está a compresión, ; Rn = [48 t³ / (H − 3t)] √(E Fy) Qf (F.2.11.1-11) ; φ = 0.90
Conexiones en T, en Y y en cruz bajo carga axial en la platina.	Estado límite: plastificación de la pared del PTE ; Rn sen θ = (Fy t² / (1 − (tp / B))) [2 (lb) / B + 4 √(1 − tp / B) Qf] (F.2.11.1-12) ; φ = 1.00
Conexiones en T y en Y, con platina longitudinal pasante, bajo carga axial en la platina	Estado límite: plastificación de la pared del PTE ; Rn sen θ = (2 Fy t² / (1 − (tp / B))) [2 (lb) / B + 4 √(1 − tp / B) Qf] (F.2.11.1-13) ; φ = 1.00
Conexiones en T con platina longitudinal de cortante bajo fuerza cortante en la platina.	Estados límites: fluencia en la platina y falla a cortante (punzonamiento) en el PTE. ; tp ≤ (Fu / Fyp) t (F.2.11.1-3)
Conexiones sobre tapas de extremo bajo carga axial	Estado límite : fluencia en las paredes laterales ; Rn = 2 Fy t [5tp + lb], cuando (5tp + lb) < B (F.2.11.1-14) ; Rn = A Fy, cuando (5tp + lb) ≥ B ; φ = 1.00
	Estado límite: arrugamiento local de las paredes laterales cuando la platina está a compresión. ; Rn = 1.6 t² [1 + (6 (lb) / B) (t / tp)^1.5] √(E Fy tp / t) cuando (5tp + lb) < B (F.2.11.1-15) ; φ = 0.75

Tabla F.2.11.1-2 (continuación) — Resistencia de diseño para la conexión de una platina a un PTE rectangular
FUNCIONES
Qf = 1.0 para conexión a una superficie a tensión en el PTE.
= 1.3 − 0.4 U / β ≤ 1.0 para conexión de una platina transversal a una superficie a compresión en el PTE	(F.2.11.1-16)
= √(1 − U²) para conexión de una platina longitudinal o una platina longitudinal pasante a una superficie a compresión en el PTE	(F.2.11.1-17)
U = \|Pu / (Ag Fc) + Mu / (S Fc)\| donde Pu y Mu se obtienen en el lado de la junta que tiene el mayor esfuerzo de compresión	(F.2.11.1-6)
Pu y Mu se refieren a las fuerzas en el PTE
Bep = 10 Bp / (B/t) ≤ Bp	(F.2.11.1-18)
k = radio exterior en la esquina del PTE, ≥ 1.5t

Tabla F.2.11.1-2A — Límites de aplicación de la tabla F.2.11.1-2
1.	Ángulo de aplicación de la carga θ ≥ 30°
2.	Relaciones de esbeltez de la pared del PTE: B/t o H/t ≤ 35 para la pared cargada, en conexiones con platina transversal.
	B/t o H/t ≤ 40 para la pared cargada, en conexiones con platina longitudinal o platina pasante
	(B − 3t)/t o (H − 3t)/t ≤ 1.40 √(E/Fy) para la pared cargada, cuando la platina está solicitada por cortante.
3.	Relación de ancho: 0.25 ≤ Bp/B ≤ 1.00 para conexiones con platina transversal.
4.	Resistencia del material Fy ≤ 360 MPa
5.	Ductilidad: Fy/Fu ≤ 0.8 (es aceptable el material ASTM A500 Gr. C)

F.2.11.2 — Conexiones de PTE a PTE en armaduras

Se definen como conexiones de PTE a PTE en armaduras aquellas conexiones conformadas por uno o más ramales que se sueldan directamente a un miembro principal continuo que pasa a través de la conexión. Se clasifican como sigue:

(a) Cuando la carga de punzonamiento (Pr sen θ) de un ramal está equilibrada por fuerzas de cortante de viga en el miembro principal, la conexión se clasifica como conexión en T si el ramal es perpendicular al miembro principal, y como conexión en Y en otros casos.
(b) Cuando la carga de punzonamiento (Pr sen θ) de un ramal está equilibrada básicamente (dentro de un 20 por ciento de variación) por cargas en otro(s) ramal(es) ubicado(s) sobre el mismo lado de la conexión, ésta se clasifica como una conexión en k. La separación relevante se toma entre los miembros ramales primarios cuyas cargas se equilibran. Se incluye aquí el caso de una conexión en k donde un ramal es perpendicular al miembro principal, denominada usualmente conexión en N.
(c) Cuando la carga de punzonamiento (Pr sen θ) se transmite a través del miembro principal y es equilibrada por ramales sobre el lado opuesto, la conexión se clasifica como conexión en cruz.
(d) Cuando a una conexión llegan más de dos ramales primarios, o llegan ramales en más de un plano, la conexión se clasifica como una conexión general o multiplanar.

En la figura F.2.11.2-1 se presentan ejemplos de clasificación de las conexiones.

Figura F.2.11.2-1 — Ejemplos de clasificación de conexiones de PTE a PTE — página original del PDF — Figura F.2.11.2-1 — Ejemplos de clasificación de conexiones de PTE a PTE

Cuando un ramal transmita una parte de su carga como conexión en k y otra parte a través de mecanismos de conexión en T, en Y o en cruz, la resistencia nominal se determinará en proporción a la participación de cada tipo de conexión sobre el total.

Para los efectos del numeral F.2.11, las líneas de eje de los ramales y miembros principales estarán en un plano común. Para las conexiones de PTE rectangulares se tiene la limitación adicional de que todos los miembros estén orientados con dos paredes paralelas al plano. Para armaduras fabricadas con PTE, con los ramales soldados a los miembros principales, se permiten excentricidades dentro de los límites de aplicabilidad sin que se requiera considerar los momentos resultantes en el diseño de la conexión.

En la figura F.2.11.2-2 se presentan algunos modos típicos de falla para conexiones de PTE a PTE en armaduras.

Figura F.2.11.2-2 — Estados límites típicos para conexiones de PTE a PTE en armaduras — página original del PDF — Figura F.2.11.2-2 — Estados límites típicos para conexiones de PTE a PTE en armaduras

F.2.11.2.1 — Definiciones de los parámetros

Símbolo	Significado
Ag	= área bruta (total) de la sección transversal del miembro, mm²
B	= ancho total del miembro principal en PTE rectangular, medido a 90 grados del plano de la conexión, mm
Bb	= ancho total del ramal en PTE rectangular, medido a 90 grados del plano de la conexión, mm
D	= diámetro exterior del miembro principal en PTE circular, mm
Db	= diámetro exterior del ramal en PTE circular, mm
Fy	= esfuerzo de fluencia mínimo especificado para el material del miembro principal en PTE, MPa.
Fyb	= esfuerzo de fluencia mínimo especificado para el material del ramal en PTE, MPa.
Fu	= resistencia a tensión mínima especificada para el material del PTE, MPa.
H	= peralte del miembro principal en PTE rectangular, medido en el plano de la conexión, mm
Hb	= peralte del ramal en PTE rectangular, medido en el plano de la conexión, mm
Ov	= lov / lp x100, %
e	= excentricidad en una conexión de armadura, positiva alejándose de los ramales, mm
g	= separación entre ramales, medida sobre la cara del miembro principal en una conexión en K, sin considerar las soldaduras, mm
lov	= longitud del traslapo entre dos ramales, proyectados hasta la cara de conexión sobre el miembro principal, medida sobre esta cara, mm
lp	= longitud proyectada, sobre el miembro principal, del ramal que traslapa, mm
t	= espesor de diseño de la pared de un miembro principal en PTE, mm
tb	= espesor de diseño de la pared de un ramal en PTE, mm
β	= relación de anchos; relación del diámetro del ramal al diámetro del miembro principal = Db / D para PTE circular; relación del ancho total del ramal al ancho total del miembro principal = Bb / B para PTE rectangular.
βeff	= relación de anchos efectiva; igual a la suma de los perímetros de los dos ramales en una conexión en K dividida entre ocho veces el ancho del miembro principal.
γ	relación de esbeltez de la pared del miembro principal; relación entre la mitad del diámetro y el espesor de la pared = D / 2t para PTE circular; relación entre la mitad del ancho y el espesor de la pared = B / 2t para PTE rectangular.
η	= parámetro de longitud de carga, aplicable sólo a PTE rectangular; relación entre la longitud de contacto del ramal con el miembro principal, en el plano de la conexión, y el ancho del miembro principal = lb / B, donde lb = Hb / sen θ.
θ	= ángulo agudo entre el ramal y el miembro principal (grados)
ζ	= relación de separación; relación de la separación entre los ramales de la conexión en K al ancho del miembro principal = g / B para un PTE rectangular.

F.2.11.2.2 — PTE circulares

La resistencia de diseño de las conexiones de PTE a PTE en armaduras que estén dentro de los límites de la tabla F.2.11.2-1A se debe tomar como el menor valor entre los estados límites aplicables que se presentan en la tabla F.2.11.2-1.

Tabla F.2.11.2-1 — Resistencia de diseño de conexiones tipo armadura entre PTE circulares
Tipo de conexión	Resistencia de diseño de la conexión a carga axial
Chequeo general ; Para conexiones en T, en Y, en cruz y en K con separación cuando Db(tens/comp) < (D − 2t)	Estado límite: fluencia por cortante (punzonamiento) ; Pn = 0.6 Fy t π Db [(1 + sen θ) / (2 sen² θ)] (F.2.11.2-1) ; φ = 0.95
Conexiones en T y en Y	Estado límite: plastificación del miembro principal ; Pn sen θ = Fy t² [3.1 + 15.6 β²] γ^0.2 Qf (F.2.11.2-2) ; φ = 0.90
Conexión en cruz	Estado límite: plastificación del miembro principal. ; Pn sen θ = Fy t² [5.7 / (1 − 0.81 β)] Qf (F.2.11.2-3) ; φ = 0.90
Conexiones en K con separación o traslapo	Estado límite: plastificación del miembro principal. ; (Pn sen θ)ramal a compresión = Fy t² [2.0 + 11.33 Db comp / D] Qg Qf (F.2.11.2-4) ; (Pn sen θ)ramal a tensión = (Pn sen θ)ramal a compresión (F.2.11.2-5) ; φ = 0.90

Tabla F.2.11.2-1 (continuación) — Resistencia de diseño de conexiones tipo armadura entre PTE circulares
FUNCIONES
Qf = 1.0 para conexión a una superficie a tensión en el PTE.
= 1.0 − 0.3U (1 + U) para conexión a una superficie a compresión en el PTE	(F.2.11.1-5)
U = \|Pu / (Ag Fc) + Mu / (S Fc)\|, donde Pu y Mu se obtienen en el lado de la junta que tiene el menor esfuerzo de compresión	(F.2.11.1-6)
Pu y Mu se refieren a las fuerzas en el miembro principal.
Qg = γ^0.2 [1 + 0.024 γ^1.2 / (exp (0.5g / t − 1.33) + 1)]	(F.2.11.2-6)
(nota: exp (x) = e^x)

Tabla F.2.11.2-1A — Límites de aplicación de la Tabla F.2.11.2-1
Excentricidad de la junta:	−0.55 ≤ e/D ≤ 0.25 para conexiones en K
Angulo del ramal:	θ ≥ 30°
Relación de esbeltez de la pared de la cuerda:	D/t ≤ 50 para conexiones en T, en Y, y en K
	D/t ≤ 40 para conexiones en cruz
Relación de esbeltez de la pared del ramal:	Db/tb ≤ 50 para ramales a tensión ; Db/tb ≤ 0.05 E/Fyb para ramales a compresión
Relación de ancho	0.2 ≤ Db/D ≤ 1.0 conexiones en T, en Y, en cruz y en K con traslapo
	0.4 ≤ Db/D ≤ 1.0 para conexiones en K con separación.
Separación:	g ≥ tb comp + tb tens para conexiones en K con separación
Traslapo:	25% ≤ Ov ≤ 100% para conexiones en K con traslapo
Espesor del ramal:	tb ramal que traslapa ≤ tb ramal traslapado para ramales en conexiones en K con traslapo
Resistencia del material:	Fy y Fyb ≤ 360 MPa
Ductilidad:	Fy/Fu y Fyb/Fub ≤ 0.8 (es aceptable el material ASTM A500 Gr. C)

F.2.11.2.3 — PTE rectangulares

La resistencia de diseño de las conexiones de PTE a PTE en armaduras que estén dentro de los límites de la tabla F.2.11.2-2A se debe tomar como el menor valor entre los estados límites aplicables que se presentan en la tabla F.2.11.2-2.

Tabla F.2.11.2-2 — Resistencia de diseño de conexiones tipo armadura entre PTE rectangulares
Tipo de conexión	Resistencia de diseño de la conexión a carga axial
Conexiones en T, en Y y en cruz	Estado límite: plastificación de la pared, cuando β ≤ 0.85 ; Pn sen θ = Fy t² [2η / (1 − β) + 4 / √(1 − β)] Qf (F.2.11.2-7) ; φ = 1.00
	Estado límite: fluencia por cortante (punzamiento), cuando 0.85 < β ≤ (1 − 1/γ) ó B/t < 10 (F.2.11.2-8) ; Pn sen θ = 0.6 Fy t B [2η + 2βeop] ; φ = 0.95
	Estado límite: fluencia local de las paredes laterales del miembro principal cuando β = 1.0 ; Pn sen θ = 2 Fy t [5k + lb] (F.2.11.2-9) ; φ = 1.00
	Estado limite: arrugamiento local de las paredes laterales del miembro principal, cuando β = 1.0 y el ramal está solicitado por compresión, para conexiones en T o en Y ; Pn sen θ = 1.6 t² [1 + 3 (lb) / (H − 3t)] √(E Fy) Qf (F.2.11.2-10) ; φ = 0.75
Caso que requiere verificación del estado límite de cortante en las paredes laterales del miembro principal:	Estado limite: arrugamiento local de las paredes laterales del miembro principal, cuando β = 1.0 y el ramal está solicitado por compresión, para conexiones en cruz ; Pn sen θ = [48 t³ / (H − 3t)] √(E Fy) Qf (F.2.11.2-11) ; φ = 0.90
	Estado limite: fluencia local del ramal o los ramales debida a una distribución desigual de la carga, cuando β > 0.85 ; Pn = Fyb tb [2Hb + 2beoi − 4tb] (F.2.11.2-12) ; φ = 0.95 ; beoi = (10 / (B/t)) (Fy t / (Fyb tb)) Bb ≤ Bb (F.2.11.2-13)
	Estado límite: cortante en las paredes laterales del miembro principal, para conexiones en cruz con θ < 90° donde se genere una proyección de la separación (ver figura) ; Determinar Pn sen θ de acuerdo con el numeral F.2.7.5
Conexiones en K con separación	Estado limite: plastificación de la pared del miembro principal, para todo β. ; Pn sen θ = Fy t² [9.8 βeff γ^0.5] Qf (F.2.11.2-14) ; φ = 0.90
	Estado límite: fluencia por cortante (punzonamiento), cuando Bb < B − 2t No se requiere esta verificación para ramales en PTE cuadrado ; Pn sen θ = 0.6 Fy t B [2η + β + βeop] Qf (F.2.11.2-15) ; φ = 0.95
	Estado límite: cortante en las paredes laterales del miembro principal en la zona de la separación. ; Determinar Pn sen θ de acuerdo con el numeral F.2.7.5 ; No se requiere esta verificación para ramales en PTE cuadrado
	Estado límite: fluencia local del ramal o los ramales debido a una distribución desigual de la carga. No se requiere esta verificación para ramales en PTE cuadrado ni cuando B/t ≥ 15 ; Pn = Fyb tb [2Hb + Bb + beoi − 4tb] (F.2.11.2-16) ; φ = 0.95 ; beoi = (10 / (B/t)) (Fy t / (Fyb tb)) Bb ≤ Bb (F.2.11.2-13)
Conexiones en K con traslapo ; Nótese que los sentidos de las fuerzas pueden invertirse; “i” y “j” determinan la identificación de los miembros	Estado límite: fluencia local del ramal o los ramales debida a una distribución desigual de la carga. ; φ = 0.95
	Cuando 25% ≤ Ov < 50%: ; Pn, ramal que traslapa = Fybi tbi [(Ov / 50) (2Hbi − 4tbi) + beoi + beov] (F.2.11.2-17)
	Cuando 50% ≤ Ov < 80% ; Pn, ramal que traslapa = Fybi tbi [2Hbi − 4tbi + beoi + beov] (F.2.11.2-18)
	Cuando 80% ≤ Ov < 100% ; Pn, ramal que traslapa = Fybi tbi [2Hbi − 4tbi + Bbi + beov] (F.2.11.2-19)
	beoi = (10 / (B/t)) (Fy t / (Fybi tbi)) Bbi ≤ Bbi (F.2.11.2-20) ; beov = (10 / (Bbj/tbj)) (Fybj tbj / (Fybi tbi)) Bbi ≤ Bbi (F.2.11.2-21)
	El subíndice i se refiere al ramal que traslapa. ; El subíndice j se refiere al ramal traslapado ; Pn, ramal traslapado = Pn, ramal que traslapa (Abj Fybj / (Abi Fybi)) (F.2.11.2-22)

Tabla F.2.11.2-2 (continuación) — Resistencia de diseño de conexiones tipo armadura entre PTE rectangulares
FUNCIONES
Qf = 1.0 para una conexión a una superficie a tensión en el PTE
= 1.3 − 0.4 U / β ≤ 1.0 para una conexión a una superficie a compresión en el miembro principal, para conexiones en T, en Y y en cruz	(F.2.11.1-16)
= 1.3 − 0.4 U / βeff ≤ 1.0 para una conexión a una superficie a compresión en el miembro principal, para conexiones en K con separación	(F.2.11.2-23)
U = \|Pu / (Ag Fc) + Mu / (S Fc)\|, donde Pu y Mu se obtienen en el lado de la junta que tiene el mayor esfuerzo de compresión	(F.2.11.1-6)
Pu y Mu se refieren a las fuerzas en el miembro principal.
βeff = [(Bb + Hb)ramal a compresión + (Bb + Hb)ramal a tensión] / 4B	(F.2.11.2-24)
βeop = 5β / γ ≤ β	(F.2.11.2-25)

Tabla F.2.11.2-2A — Límites de aplicación de la tabla F.2.11.2-2
Excentricidad de la junta:	−0.55 ≤ e/H ≤ 0.25 para conexiones en K.
Angulo del ramal:	θ ≥ 30°
Relación de esbeltez de la pared del miembro principal:	B/t y H/t ≤ 35 para conexiones en K con separación, en T, en Y y en cruz.
Relación de esbeltez de la pared del ramal:	B/t ≤ 30 para conexiones en K con traslapo.
	H/t ≤ 35 para conexiones en K con traslapo.
	Bb/tb y Hb/tb ≤ 35 para el ramal a tensión.
	≤ 1.25 √(E/Fyb) para el ramal a compresión en conexiones en K con separación, en T, en Y y en cruz.
	≤ 1.1 √(E/Fyb) para el ramal a compresión en conexiones en K con traslapo.
Relación de ancho:	Bb/B y Hb/B ≥ 0.25 para conexiones en K con traslapo, en T, en Y y en cruz.
Relación de aspecto:	0.5 ≤ Hb/Bb ≤ 2.0 y 0.5 ≤ H/B ≤ 2.0
Traslapo:	25% ≤ Ov ≤ 100% para conexiones en K con traslapo
Relación de ancho del ramal:	Bbi/Bbj ≥ 0.75 para conexiones en K con traslapo donde el subíndice i se refiere al paral que traslapa, y el subíndice j se refiere al paral traslapado.
Relación de espesores de los ramales:	tbi/tbj ≤ 1.0 para conexiones en K con traslapo, donde el subíndice i se refiere al ramal que traslapa, y el subíndice j se refiere al ramal traslapado.
Resistencia del material:	Fy y Fyb ≤ 360 MPa
Ductilidad:	Fy/Fu y Fyb/Fub ≤ 0.8 (es aceptable el material ASTM A500 Gr. C)
Limitaciones adicionales para conexiones en K con separación
Relación de anchos:	Bb/B y Hb/B ≥ 0.1 + γ/50
	βeff ≥ 0.35
Relación de separación:	ζ = g/B ≥ 0.51 (1 − βe)
Separación:	g ≥ tb ramal a compresión + tb ramal a tensión
Tamaño del ramal:	el menor Bb, pero no necesita tomarse menor que 0.63 (el mayor Bb) si ambos ramales son cuadrados.

Nota: La máxima separación estará controlada por el límite de e/H. Si la separación es grande, se debe analizar como dos conexiones en Y.

F.2.11.3 — Conexiones a momento de PTE a PTE

Se definen como conexiones a momento de PTE a PTE aquellas conexiones que consisten en uno o dos ramales que están soldados directamente a un miembro principal continuo que pasa a través de la conexión, estando el miembro o los ramales solicitados por momentos flectores.

Una conexión se clasificará:

(a) Como una conexión en T cuando hay un ramal y éste es perpendicular al miembro principal, y como una conexión en Y cuando hay un ramal pero éste no es perpendicular al miembro principal.
(b) Como una conexión en cruz cuando hay un ramal sobre cada uno de los dos lados opuestos del miembro principal.

Para los efectos del numeral F.2.11, los ejes del ramal o de los ramales y del miembro principal deberán estar en un plano común.

F.2.11.3.1 — Definiciones de los parámetros

Símbolo	Significado
Ag	= área bruta (total) de la sección transversal del miembro, mm²
B	= ancho total del miembro principal en PTE rectangular, medido a 90 grados del plano de la conexión, mm
Bb	= ancho total del ramal en PTE rectangular, medido a 90 grados con respecto al plano de la conexión, mm
D	= diámetro exterior del miembro principal en PTE circular, mm
Db	= diámetro exterior del ramal en PTE circular, mm
Fc	= resistencia de diseño por unidad de área, = Fy, MPa
Fy	= esfuerzo de fluencia mínimo especificado del miembro principal en PTE, MPa
Fyb	= esfuerzo de fluencia mínimo especificado del ramal en PTE, MPa
Fu	= resistencia última del miembro en PTE, MPa
H	= peralte del miembro principal en PTE rectangular, medido en el plano de la conexión, mm
Hb	= peralte del ramal en PTE rectangular, medido en el plano de la conexión, mm
Zb	= módulo de sección plástico del ramal con respecto al eje de flexión aplicable, mm³
t	= espesor de diseño de la pared del miembro principal en PTE, mm
tb	= espesor de diseño de la pared del ramal en PTE, mm
β	= relación de anchos; relación del diámetro del ramal al diámetro del miembro principal = Db / D para PTE circular; relación del ancho total del ramal al ancho del miembro principal = Bb / B para PTE rectangular.
γ	= relación de esbeltez de la pared del miembro principal; relación entre la mitad del diámetro y el espesor de la pared = D / 2t para PTE circular; relación entre la mitad del ancho y el espesor de la pared = B / 2t para PTE rectangular.
η	= parámetro de longitud de carga, aplicable sólo a PTE rectangular; relación entre la longitud de contacto del ramal con el miembro principal en el plano de la conexión y el ancho del miembro principal = lb / B, donde lb = Hb / sen θ
θ	= ángulo agudo entre el ramal y el miembro principal (grados)

F.2.11.3.2 — PTE circulares

La resistencia de diseño de las conexiones a momento que estén dentro de los límites de la tabla F.2.11.3-1A se debe tomar como el menor entre los valores calculados para los estados límites aplicables que se presentan en la tabla F.2.11.3-1.

Tabla F.2.11.3-1 — Resistencia de diseño de conexiones a momento entre PTE circulares
Tipo de conexión	Resistencia de diseño a momento de la conexión
Ramales solicitados por flexión en el plano, en conexiones en T, en Y, y en cruz	Estado límite: plastificación del miembro principal ; Mn sen θ = 5.39 Fy t² γ^0.5 β Db Qf (F.2.11.3-1) ; φ = 0.90
	Estado límite: fluencia por cortante (punzamiento), cuando Db < (D − 2t) ; Mn = 0.6 Fy t Db² [(1 + 3 sen θ) / (4 sen² θ)] (F.2.11.3-2) ; φ = 0.95
Ramales solicitados por flexión fuera del plano, en conexiones en T, en Y, y en cruz	Estado límite: plastificación del miembro principal ; Mn sen θ = Fy t² Db [3.0 / (1 − 0.81 β)] Qf (F.2.11.3-3) ; φ = 0.90
	Estado límite: fluencia por cortante (punzamiento) cuando Db < (D − 2t) ; Mn = 0.6 Fy t Db² [(3 + sen θ) / (4 sen² θ)] (F.2.11.3-4) ; φ = 0.95

Tabla F.2.11.3-1 (continuación) — Resistencia de diseño de conexiones a momento entre PTE circulares
Para conexiones en T, en Y y en cruz, con el ramal o los ramales solicitados por una combinación de carga axial, flexión en el plano y flexión fuera del plano:
[Pu / φPn] + [Mu−ip / φMn−ip] + [Mu−op / φMn−op] ≤ 1.0	(F.2.11.3-5)
φPn = resistencia de diseño obtenida de la tabla F.2.11.2-1
φMn−ip = resistencia de diseño para flexión en el plano
φMn−op = resistencia de diseño para flexión fuera del plano.
Qf = 1.0 para conexión a una superficie a tensión en el PTE.
= 1.0 − 0.3U (1 + U) para conexión a una superficie a compresión en el miembro principal	(F.2.11.1-5)
U = \|Pu / (Ag Fc) + Mu / (S Fc)\|	(F.2.11.1-6)
donde = Pu y Mu se refieren a las fuerzas en el miembro principal.

Tabla F.2.11.3-1A — Límites de aplicación de la tabla F.2.11.3-1
Ángulo del ramal:	θ ≥ 30°
Relación de esbeltez de la pared del miembro principal:	D/t ≤ 50 para conexiones en T y en Y
	D/t ≤ 40 para conexiones en cruz.
Relación de esbeltez de la pared del ramal:	Db/tb ≤ 50
	Db/tb ≤ 0.05E/Fyb
Relación de anchos:	0.2 < Db/D ≤ 1.0
Resistencia del material:	Fy y Fyb ≤ 360 MPa
Ductilidad:	Fy/Fu y Fyb/Fub ≤ 0.8 (es aceptable el material ASTM A500 Gr. C)

F.2.11.3.3 — PTE rectangulares

La resistencia de diseño de las conexiones a momento que estén dentro de los límites de la tabla F.2.11.3-2A se debe tomar como el menor valor entre los estados límites aplicables que se presentan en la tabla F.2.11.3-2.

Tabla F.2.11.3-2 — Resistencia de diseño de conexiones a momento entre PTE rectangulares
Tipo de conexión	Resistencia de diseño a momento de la conexión.
Ramal(es) solicitados por flexión en el plano, para conexiones en T y en cruz.	Estado límite: plastificación de la pared del miembro principal, cuando β ≤ 0.85 ; Mn = Fy t² Hb [1 / (2η) + 2 / √(1 − β) + η / (1 − β)] Qf (F.2.11.3-7) ; φ = 1.00
	Estado límite: fluencia local de la pared lateral, cuando β > 0.85 ; Mn = 0.5 Fy* t (Hb + 5t)² (F.2.11.3-8) ; φ = 1.00
	Estado límite: fluencia local del ramal o los ramales, debida a una distribución desigual de la carga, cuando β > 0.85 ; Mn = Fyb [Zb − (1 − beoi / Bb) Bb Hb tb] (F.2.11.3-9) ; φ = 0.95
Ramal(es) solicitado(s) por flexión fuera del plano, para conexiones en T y en cruz.	Estado límite: plastificación de la pared del miembro principal cuando β ≤ 0.85 ; Mn = Fy t² [0.5 Hb (1 + β) / (1 − β) + √(2 B Bb (1 + β) / (1 − β))] Qf (F.2.11.3-10) ; φ = 1.00
	Estado límite: fluencia local de la pared lateral, cuando β > 0.85 ; Mn = Fy* t (B − t) (Hb + 5t) (F.2.11.3-11) ; φ = 1.00
	Estado límite: fluencia local del ramal o los ramales debida a una distribución desigual de la carga, cuando β > 0.85 ; Mn = Fyb [Zb − 0.5 (1 − beoi / Bb) Bb² tb] (F.2.11.3-12) ; φ = 0.95
	Estado límite: falla distorsional del miembro principal, para conexiones en T y conexiones en cruz no balanceada ; Mn = 2 Fy t [Hb t + √(B H t (B + H))] (F.2.11.3-13) ; φ = 1.00

Tabla F.2.11.3-2 (continuación) — Resistencia de diseño de conexiones a momento entre PTE rectangulares
Para conexiones en T y en cruz, con ramal(es) solicitado(s) por una combinación de carga axial, flexión en el plano y flexión fuera del plano:
[Pu / φPn] + [Mu−ip / φMn−ip] + [Mu−op / φMn−op] ≤ 1.0	(F.2.11.3-14)
φPn = resistencia de diseño obtenida de la tabla F.2.11.2-2
φMn−ip = resistencia de diseño para flexión en el plano (véase arriba)
φMn−op = resistencia de diseño para flexión fuera del plano (véase arriba)
FUNCIONES
Qf = 1.0 para conexión a una superficie a tensión en el miembro principal
= 1.3 − 0.4 U / β ≤ 1.0 para conexión a una superficie a compresión en el miembro principal	(F.2.11.1-16)
U = \|Pu / (Ag Fc) + Mu / (S Fc)\|	(F.2.11.1-6)
donde Pu y Mu se refieren a las fuerzas en el miembro principal.
Fy* = Fy para conexiones en T
= 0.8Fy para conexiones en cruz.
beoi = (10 / (B/t)) (Fy t / (Fyb tb)) Bb ≤ Bb	(F.2.11.2-13)

Tabla F.2.11.3-2A — Límites de aplicación de la tabla F.2.11.3-2
Angulo del ramal:	θ ≅ 90°
Esbeltez de la pared del miembro principal	B/t y H/t ≤ 35
Esbeltez de la pared del ramal	Bb/tb y Hb/tb ≤ 35
	≤ 1.25 √(E/Fyb)
Relación de anchos:	Bb/B ≥ 0.25
Relación de aspecto:	0.5 ≤ Hb/Bb ≤ 2.0 y 0.5 ≤ H/B ≤ 2.0
Resistencia del material:	Fy y Fyb ≤ 360 MPa
Ductilidad:	Fy/Fu y Fyb/Fub ≤ 0.8 (nota: el material ASTM A500 Gr. C es aceptable)

F.2.11.4 — Soldaduras de los ramales

Al diseñar las soldaduras a los ramales deberá darse la debida consideración a la condición de no uniformidad en la transferencia de carga a lo largo de la línea de soldadura, debida a las diferencias en las rigideces relativas de las paredes de los PTE en conexiones de PTE a PTE y de platinas transversales a PTE, Este requisito se deberá satisfacer calculando, como se presenta a continuación, la resistencia de diseño de las soldaduras de conexión de los ramales y comparándola con la resistencia requerida:

Rn = Fnw tw le	(F.2.11.4-1)
Mn−ip = Fnw Sip	(F.2.11.4-2)
Mn−op = Fnw Sop	(F.2.11.4-3)

Para considerar los efectos de la interacción, véase la ecuación F.2.11.3-14.

Para soldaduras de filete:

φ = 0.75

Para soldaduras acanaladas de penetración parcial:

φ = 0.80

donde:

Símbolo	Significado
Fnw	= resistencia nominal por unidad de área (véase el numeral F.2.10) sin incrementar la resistencia por consideraciones de la dirección de la carga, MPa.
Sip	= módulo de sección elástico efectivo de las soldaduras para flexión en el plano (véase la tabla F.2.11.4-1), mm³
Sop	= módulo de sección elástico efectivo de las soldaduras para flexión fuera del plano (véase la tabla F.2.11.4-1), mm³
le	= longitud efectiva total de las soldaduras acanaladas y de filete a PTE rectangulares para efectos de cálculo de la resistencia de la soldadura, mm
tw	= menor valor de la garganta efectiva de la soldadura alrededor del ramal o la platina, mm

Tabla F.2.11.4-1 — Resistencia de la soldadura en conexiones tipo armadura entre PTE rectangulares
Tipo de conexión	Resistencia de la soldadura en la conexión
Conexiones en T y en cruz con platina transversal bajo carga axial en la platina	Propiedades efectivas de la soldadura ; le = 2 (10 / (B/t)) (Fy t / (Fyp tp)) Bp ≤ 2Bp (F.2.11.4-4) ; donde: le = longitud efectiva total de la soldadura para soldaduras a ambos lados de la platina transversal
Conexiones en T, en Y y en cruz sometidas a carga axial o momento en el ramal	Propiedades efectivas de la soldadura ; le = 2Hb / sen θ + 2beoi (F.2.11.4-5) ; Sip = (tw / 3) (Hb / sen θ)² + tw beoi (Hb / sen θ) (F.2.11.4-6) ; Sop = tw (Hb / sen θ) Bb + (tw / 3) Bb² − (tw / 3) (Bb − beoi)³ / Bb (F.2.11.4-7) ; beoi = (10 / (B/t)) (Fy t / (Fyb tb)) Bb ≤ Bb (F.2.11.2-13) ; Cuando β > 0.85 o θ > 50°, beoi/2 no debe ser mayor que 2t
Conexiones en K con separación solicitadas por carga axial en el ramal	Propiedades efectivas de la soldadura ; Cuando θ ≤ 50°: le = 2 (Hb − 1.2tb) / sen θ + 2 (Bb − 1.2tb) (F.2.11.4-8) ; Cuando θ ≥ 60°: le = 2 (Hb − 1.2tb) / sen θ + 2 (Bb − 1.2tb) (F.2.11.4-9) ; Cuando 50° < θ < 60°: Determinar le usando interpolación lineal.
Conexiones en K con traslapo solicitadas por carga axial en el ramal	Propiedades efectivas de la soldadura para el ramal que traslapa (todas las dimensiones se refieren al ramal que traslapa, i)
	Cuando 25% ≤ Ov < 50%: ; le, ramal que traslapa = (2Ov / 50) [(1 − Ov / 100) (Hbi / sen θi) + (Ov / 100) (Hbi / sen (θi + θj))] + beoi + beov (F.2.11.4-10)
	Cuando 50% ≤ Ov < 80% ; le, ramal que traslapa = 2 [(1 − Ov / 100) (Hbi / sen θi) + (Ov / 100) (Hbi / sen (θi + θj))] + beoi + beov (F.2.11.4-11)
	beoi = (10 / (B/t)) (Fy t / (Fybi tbi)) Bbi ≤ Bbi (F.2.11.2-20) ; beov = (10 / (Bbj/tbj)) (Fybj tbj / (Fybi tbi)) Bbi ≤ Bbi (F.2.11.2-21)
	Cuando Bbi/Bb > 0.85 o θi > 50°, beoi/2 no deberá ser mayor que 2t, y cuando Bbi/Bbj > 0.85 o (180 − θi − θj) > 50°, beov/2 no deberá ser mayor que 2tbj ; El subíndice i se refiere al ramal que traslapa ; El subíndice j se refiere al ramal traslapado.
Nótese que el sentido de las fuerzas mostradas puede invertirse; las marcas “i” y “j” determinan la identificación del elemento.	Propiedades efectivas de la soldadura para el ramal traslapado (todas las dimensiones se refieren al ramal traslapado, j) ; le = 2Hb / sen θ + 2beoj (F.2.11.4-13) ; beoj = (10 / (B/t)) (Fy t / (Fybj tbj)) Bbj ≤ Bbj (F.2.11.4-14) ; Cuando Bbj/B > 0.85 o θj > 50°: le = 2 (Hbj − 1.2tbj) / sen θj

Fe de erratas — corrección editorial, no es texto de la norma.

El PDF oficial imprime «Ie = 2 (10 / (B/t))»; aquí se muestra «le = 2 (10 / (B/t))». El PDF imprime una «I» mayúscula en el símbolo de la longitud efectiva de la soldadura, que el propio numeral define como «le» (longitud, con «l» minúscula como lb, lov y lp) y escribe «le» en la ecuación F.2.11.4-13.
El PDF oficial imprime «donde: Ie = longitud»; aquí se muestra «donde: le = longitud». El PDF imprime una «I» mayúscula en el símbolo de la longitud efectiva de la soldadura, que el propio numeral define como «le» (longitud, con «l» minúscula como lb, lov y lp) y escribe «le» en la ecuación F.2.11.4-13.
El PDF oficial imprime «Ie = 2Hb / sen θ + 2beoi»; aquí se muestra «le = 2Hb / sen θ + 2beoi». El PDF imprime una «I» mayúscula en el símbolo de la longitud efectiva de la soldadura, que el propio numeral define como «le» (longitud, con «l» minúscula como lb, lov y lp) y escribe «le» en la ecuación F.2.11.4-13.
El PDF oficial imprime «Cuando θ ≤ 50°: Ie =»; aquí se muestra «Cuando θ ≤ 50°: le =». El PDF imprime una «I» mayúscula en el símbolo de la longitud efectiva de la soldadura, que el propio numeral define como «le» (longitud, con «l» minúscula como lb, lov y lp) y escribe «le» en la ecuación F.2.11.4-13.
El PDF oficial imprime «Cuando θ ≥ 60°: Ie =»; aquí se muestra «Cuando θ ≥ 60°: le =». El PDF imprime una «I» mayúscula en el símbolo de la longitud efectiva de la soldadura, que el propio numeral define como «le» (longitud, con «l» minúscula como lb, lov y lp) y escribe «le» en la ecuación F.2.11.4-13.
El PDF oficial imprime «Determinar Ie usando»; aquí se muestra «Determinar le usando». El PDF imprime una «I» mayúscula en el símbolo de la longitud efectiva de la soldadura, que el propio numeral define como «le» (longitud, con «l» minúscula como lb, lov y lp) y escribe «le» en la ecuación F.2.11.4-13.
El PDF oficial imprime «Ie, ramal que traslapa»; aquí se muestra «le, ramal que traslapa». El PDF imprime una «I» mayúscula en el símbolo de la longitud efectiva de la soldadura, que el propio numeral define como «le» (longitud, con «l» minúscula como lb, lov y lp) y escribe «le» en la ecuación F.2.11.4-13.

Cuando una conexión en K con traslapo ha sido diseñada de acuerdo con la tabla F.2.11.2.2 y las componentes de las fuerzas de los ramales que actúan en dirección perpendicular al miembro principal están balanceadas en un 80% (es decir, cuando las componentes perpendiculares a la cara del miembro principal no difieren en más de un 20%), puede omitirse la soldadura que queda “oculta” bajo el ramal que traslapa si las otras soldaduras al ramal traslapado son suficientes para desarrollar la capacidad total de este ramal.

Cuando las soldaduras sean suficientes para desarrollar la capacidad total del ramal o de la platina, pueden omitirse las verificaciones requeridas por la tabla F.2.11.4.1 para dichas soldaduras.

El enfoque utilizado en este numeral para disminuir el tamaño de las soldaduras supone el uso de un tamaño de soldadura constante alrededor de todo el perímetro del ramal en PTE, incluyendo todas las áreas “no efectivas”, excepto cuando se permite omitir la soldadura “oculta” bajo el ramal que traslapa. Se debe poner especial atención a las conexiones entre PTE de anchos iguales, o aproximadamente iguales, que combinen soldaduras acanaladas de penetración parcial a lo largo de los bordes que coinciden, con soldaduras de filete que generalmente se usarán a lo ancho de la cara del miembro principal.