F.3.4 — Requisitos generales de diseño

Clasificación de secciones por ductilidad con los límites ancho-espesor de la Tabla F.3.4-1, arriostramiento de vigas (ecuaciones F.3.4.1-1 a F.3.4.1-7), zonas protegidas, columnas compuestas (F.3.4.1-8), juntas pernadas y soldadas, empalmes, bases de columnas y pilotes de acero.

Este numeral establece los requisitos relativos al diseño de miembros y de conexiones

Se incluyen las siguientes secciones:

F.3.4.1 — Requisitos de los miembros
F.3.4.2 — Conexiones
F.3.4.3 — Compatibilidad de deformación para miembros y conexiones que no pertenezcan al SRS.
F.3.4.4 — Pilotes de acero

F.3.4.1 — Requisitos de los miembros

Los miembros de estructuras PRM, PAC y MC del SRS deben cumplir con los siguientes requisitos:

F.3.4.1.1 — Clasificación de secciones por ductilidad

Algunos miembros del SRS en los que se esperan deformaciones inelásticas bajo el sismo de diseño se clasifican en esta sección como miembros con ductilidad moderada o miembros con alta ductilidad. Cuando se requiera para los sistemas descritos en F.3.5, F.3.6, F.3.7, F.3.8 y F.3.4.4, estos miembros deben cumplir con este numeral.

F.3.4.1.1.1 — Requisitos de sección en miembros dúctiles

Los perfiles de acero en miembros con ductilidad moderada y alta ductilidad deben tener aletas conectadas continuamente al alma o almas. Las columnas compuestas embebidas deben cumplir con los requisitos del numeral F.3.4.1.4.2.1 para miembros de ductilidad moderada y F.3.4.1.4.2.2 para miembros de alta ductilidad. Las columnas compuestas rellenas de concreto deben cumplir con los requisitos del numeral F.3.4.1.4.3 para miembros con ductilidad moderada y alta. Los miembros de concreto reforzado deben cumplir con los requisitos del Título C.

F.3.4.1.1.2 — Límites ancho — espesor de perfiles de acero o compuestos

Para miembros clasificados como de ductilidad moderada, las esbelteces de los elementos a compresión deben ser menores a las esbelteces límites λdm, de la tabla F.3.4-1. Para miembros clasificados como de alta ductilidad las esbelteces de los elementos a compresión deben ser menores que λda, de la tabla F.3.4-1.

Tabla F.3.4-1 — Valores límite de la Relación Ancho-Espesor para Elementos a Compresión
Descripción de elemento		Relación ancho - espesor	Esbelteces límite — λda Miembros de ductilidad alta	Esbelteces límite — λdm Miembros de ductilidad moderada
Elementos no atiesados	Aletas de perfiles laminados en I, canales y Secciones en T.	b/t	0.30 √(E / Fy)	0.38 √(E / Fy)
	Aletas de ángulos sencillos o dobles con separadores.	b/t	0.30 √(E / Fy)	0.38 √(E / Fy)
	Aletas salientes de pares de ángulos en contacto continuo	b/t	0.30 √(E / Fy)	0.38 √(E / Fy)
	Aletas de pilotes de acero en H (F.3.4.4)	b/t	0.45 √(E / Fy)	NA
	Almas de secciones en T	d/t	0.30 √(E / Fy) [a]	0.38 √(E / Fy)
Elementos atiesados	Paredes de PTE rectangular	b/t	0.55 √(E / Fy) [b]	0.64 √(E / Fy) [c]
	Aletas en secciones de perfiles I encajonados o cajones armados	b/t	0.55 √(E / Fy) [b]	0.64 √(E / Fy) [c]
	Placas laterales de perfiles I encajonados y paredes de cajones armados usados como diagonales	h/t	0.55 √(E / Fy) [b]	0.64 √(E / Fy) [c]
	Almas de perfiles laminados o armados en I usados como vigas y columnas [d]	h/tw	Para Ca ≤ 0.125: 2.45 √(E / Fy) (1 − 0.93Ca) ; Para Ca > 0.125: 0.77 √(E / Fy) (2.93 − Ca) ≥ 1.49 √(E / Fy) ; donde: Ca = Pu / (φb Py)	Para Ca ≤ 0.125: 3.76 √(E / Fy) (1 − 2.75Ca) ; Para Ca > 0.125: 1.12 √(E / Fy) (2.33 − Ca) ≥ 1.49 √(E / Fy) ; donde: Ca = Pu / (φb Py)
	Placas laterales en perfiles I encajonados usados como vigas y columnas	h/t	Para Ca ≤ 0.125: 2.45 √(E / Fy) (1 − 0.93Ca) ; Para Ca > 0.125: 0.77 √(E / Fy) (2.93 − Ca) ≥ 1.49 √(E / Fy) ; donde: Ca = Pu / (φb Py)	Para Ca ≤ 0.125: 3.76 √(E / Fy) (1 − 2.75Ca) ; Para Ca > 0.125: 1.12 √(E / Fy) (2.33 − Ca) ≥ 1.49 √(E / Fy) ; donde: Ca = Pu / (φb Py)
	Almas de secciones en cajón armadas usadas para vigas y columnas	h/t	Para Ca ≤ 0.125: 2.45 √(E / Fy) (1 − 0.93Ca) ; Para Ca > 0.125: 0.77 √(E / Fy) (2.93 − Ca) ≥ 1.49 √(E / Fy) ; donde: Ca = Pu / (φb Py)	Para Ca ≤ 0.125: 3.76 √(E / Fy) (1 − 2.75Ca) ; Para Ca > 0.125: 1.12 √(E / Fy) (2.33 − Ca) ≥ 1.49 √(E / Fy) ; donde: Ca = Pu / (φb Py)
	Almas de perfiles en I laminados o armados usados como riostras	h/tw	1.49 √(E / Fy)	1.49 √(E / Fy)
	Almas de pilotes de acero en H	h/tw	0.94 √(E / Fy)	NA
	Paredes de PTE circular	D/t	0.038 E / Fy	0.044 E / Fy [e]
Elementos compuestos	Paredes de miembros rectangulares rellenos	b/t	1.4 √(E / Fy)	2.26 √(E / Fy)
	Paredes de miembros redondos rellenos	D/t	0.076 E / Fy	0.15 E / Fy

[a] Para perfiles en T en compresión, la relación ancho - espesor límite para el alma puede incrementarse hasta: 0.38 √(E / Fy)

Si se cumplen las siguientes dos condiciones:

(1) El pandeo del miembro a compresión ocurre alrededor del plano del alma de la T
(2) La carga a compresión se transfiere en las conexiones del extremo solo a la cara exterior de la aleta de la T, resultando una conexión excéntrica que transmite esfuerzos de compresión reducidos en la punta del alma.

[b] La relación ancho - espesor límite de aletas de perfiles I encajonados o perfiles en cajón armados para columnas en sistemas PRM-DES no debe ser mayor que 0.6 √(E / Fy)

[c] La relación ancho - espesor límite en paredes de miembros PTE rectangulares, aletas de secciones I encajonadas y aletas de cajones armados usados como vigas y columnas no debe ser mayor de 1.12 √(E / Fy)

[d] Para vigas en I en sistemas PRM - DES, en los que Ca sea menor o igual que 0.125, la esbeltez h / tw mínima no debe ser mayor que 2.45 √(E / Fy). Para vigas en I en sistemas PRM - DMO, en los que Ca sea menor o igual que 0.125, la esbeltez h / tw mínima no debe ser mayor que 3.76 √(E / Fy)

[e] La relación diámetro - espesor límite para PTE circulares que se utilicen como vigas o columnas no debe ser mayor de 0.07 E / Fy

F.3.4.1.2 — Arriostramiento para la estabilidad de las vigas

Cuando se requiera en F.3.5, F.3.6, F.3.7 y F.3.8, se debe suministrar arriostramiento al pandeo lateral torsional a los perfiles de acero o perfiles embebidos solicitados por flexión, de acuerdo a lo especificado en los numerales siguientes:

F.3.4.1.2.1 — Miembros con ductilidad moderada

(a) El arriostramiento de miembros de acero con ductilidad moderada debe cumplir los siguientes requisitos:
(i) Ambas aletas de la viga deberán estar arriostradas lateralmente o la sección transversal arriostrada a torsión.
(ii) El arriostramiento de la viga debe cumplir los requisitos para riostras de F.2.19 para arriostramiento lateral o torsional de vigas en los que la resistencia a flexión esperada del miembro debe ser:

Mu = Ry Z Fy

(F.3.4.1-1)

Se adoptará Cd definido en F2.19 como la unidad

(iii) El arriostramiento de la viga debe estar espaciado como máximo

Lb = 0.17 ry E / Fy

(F.3.4.1-2)

(b) El arriostramiento de vigas compuestas embebidas con ductilidad moderada debe satisfacer los siguientes requisitos:
(i) Ambas aletas de la viga deberán estar arriostradas lateralmente o su sección transversal arrisotrada a torsión.
(ii) El arriostramiento debe cumplir los requisitos para riostras del Título F.2 para arrisotramiento lateral o torsional de vigas, con Mu = Mp esp de la viga tal como se especifica en el numeral F.3.7.2.2, y Cd = 1.
(iii) El arriostramiento debe tener un espaciamiento máximo de

Lb = 0.17 ry E / Fy

(F.3.4.1-3)

Se usarán las propiedades de la sección de acero y el cálculo de ry en el plano de pandeo se debe basar en la sección transformada elástica.

F.3.4.1.2.2 — Miembros con alta ductilidad

Adicionalmente a los requisitos de los numerales F.3.4.1.2.1 (1) (i) y (ii), y F.3.4.1.2.1 (2) (i) y (ii), el arriostramiento de vigas con alta ductilidad debe tener un espaciamiento máximo de Lb = 0.086ry E / Fy. Para vigas compuestas embebidas se deben utilizar las propiedades de la sección de acero y el cálculo de ry en el plano de pandeo se debe basar en la sección transformada elástica.

F.3.4.1.2.3 — Arriostramiento especial en rótulas plásticas

Se debe suministrar arriostramiento especial adyacente a las zonas donde se espera se desarrolle una rótula plástica, de acuerdo con lo requerido en F.3.5, F.3.6, F.3.7 y F.3.8.

(a) Para vigas de acero, dicho arriostramiento debe satisfacer los siguientes requisitos:
(i) Ambas aletas de la viga deben estar arriostradas lateralmente o la sección transversal arriostrada a torsión.
(ii) La resistencia requerida del arriostramiento lateral a un lado de la rótula plástica debe ser:

Pu = 0.06 Ry Z Fy / ho

(F.3.4.1-4)

donde:

ho	= distancia entre centroides de aletas, mm

La resistencia requerida del arriostramienton torsional a un lado de la rótula plástica debe ser:

Mu = 0.06 Ry Z Fy

(F.3.4.1-5)

(iii) La rigidez requerida de la riostra debe cumplir los requisitos para riostras de F.2.20 para arriostramiento lateral o torsional de vigas con Cd = 1, y donde la resistencia a la flexión esperada de la viga debe ser:

Mu = Ry Z Fy

(F.3.4.1-6)

(b) Para vigas compuestas embebidas en concreto, dicho arriostramiento debe satisfacer los siguientes requisitos:
(i) Ambas aletas de la viga deben estar arriostradas lateralmente o la sección transversal arriostrada a torsión.
(ii) La resistencia requerida del arriostramiento lateral a un lado de la rótula plástica debe ser:

Pu = 0.06 Mp esp / ho

(F.3.4.1-7)

donde:

Mp esp se determina de acuerdo con el numeral F.3.7.2.6.4

La resistencia requerida para el arriostramiento torsional a un lado de la rótula plástica debe ser Mu = 0.06Mp esp de la viga.

(iii) La rigidez requerida de la riostra debe cumplir los requisitos para riostras de F.2.20 para arriostramiento lateral o torsional de vigas, y donde Mu = Mp esp de la viga se determina de acuerdo con la sección F.3.7.2.6.4, y Cd = 1.

F.3.4.1.3 — Zonas protegidas

Las discontinuidades especificadas en la sección F.3.9.2.1 que resulten de los procedimientos de fabricación y montaje, o de la instalación de accesorios, no pueden realizarse en el área de un miembro o elemento de conexión que se haya designado como una zona protegida por estas provisiones.

Excepción — Solo se permiten conectores de cortante tipo espigo, soldados y otras conexiones si se incluyen en conexiones precalificadas de acuerdo con la sección F.3.11.1, F.3.11.2 y F.3.11.3.

F.3.4.1.4 — Columnas

Las que hagan parte de sistemas PRM, arriostrados y muros de cortante deben satisfacer los requisitos de esta sección.

F.3.4.1.4.1 — Resistencia requerida

La resistencia requerida de columnas del SRS deben satisfacer los siguientes requisitos:

(1) Los efectos de las cargas resultantes de los requisitos del análisis para los sistemas aplicables en las secciones F.3.5, F.3.6, F.3.7 y F.3.8, excepto que F.3.4.1.4.1 no aplica a las secciones F.3.7.1, F.3.8.1 y F.3.8.4.
(2) La resistencia a compresión utilizando las combinaciones de carga del Título B, incluyendo la carga sísmica amplificada. Se pueden despreciar los momentos aplicados a menos que estos resulten de una carga aplicada a la columna entre puntos de soporte lateral. La resistencia a compresión no requiere ser mayor que los siguientes valores:
(a) La máxima carga transferida a la columna por el sistema, incluyendo los efectos de la sobreresistencia del material y el endurecimiento por deformación.
(b) Las fuerzas correspondientes a la resistencia de la cimentación al levantamiento por volcamiento.

F.3.4.1.4.2 — Columnas compuestas embebidas

Las columnas de sistemas sísmicos compuestos de las secciones F.3.7 y F.3.8 deben cumplir los requisitos de F.2.9 además de los requisitos de esta sección, para miembros con ductilidad moderada y alta.

(1) Miembros con ductilidad moderada
Las columnas compuestas embebidas con ductilidad moderada deben satisfacer los siguientes requisitos:
(i) El máximo espaciamiento del refuerzo transversal en la parte superior e inferior debe tomarse como el menor de los siguientes:
(a) La mitad de la dimensión menor de la sección.
(b) 8 veces el diámetro de la barra longitudinal.
(c) 24 veces el diámetro del refuerzo transversal.
(d) 300 mm.
(ii) Estos espaciamientos deben mantenerse en una distancia vertical igual o mayor a las siguientes longitudes, medidas a partir de la cara del nudo y a ambos lados de cualquier sección donde se espera que se presente una articulación plástica.
(a) 1/6 de la altura libre de la columna.
(b) La máxima dimensión de la sección transversal.
(c) 450 mm.
(iii) El espaciamiento en la longitud restante de la columna no debe exceder el doble de los espaciamientos mencionados en (i).
(iv) Los empalmes y detalles de extremo para columnas compuestas embebidas DMI de las secciones F.3.7.1, F.3.8.1 y F.3.8.4 deben satisfacer los requisitos de la sección C.7.8.2 El diseño debe cumplir con las secciones C.21.1.6 y C.21.1.7. El diseño debe considerar los efectos desfavorables de cambios abruptos en la rigidez del miembro y la resistencia nominal a tensión. Se consideran cambios abruptos las transiciones a secciones de concreto reforzado sin miembros de acero embebidos, transiciones entre secciones distintas de miembros de acero, y bases de columnas.
(v) No se permitirán mallas electrosoldadas como refuerzo transversal en miembros con ductilidad moderada.
(2) Miembros con ductilidad alta
Las columnas compuestas embebidas con ductilidad alta deben satisfacer los siguientes requisitos, además de los del numeral (1) anterior.
(i) El refuerzo longitudinal que transmite cargas debe cumplir los requisitos de la sección C.21.6.3.
(ii) El refuerzo transversal estará compuesto por estribos de confinamiento como lo define C.21 y deben cumplir con los siguientes requisitos:
(a) El área mínima de refuerzo transversal Ash cumplirá con lo siguiente:

Ash = 0.09 hcc s (1 − Fy As / Pn) (f′c / Fyh)

(F.3.4.1-8)

donde:

Símbolo	Significado
hcc	= dimensión de la sección transversal confinada del núcleo,medida centro a centro del refuerzo transversal, mm
s	= espaciamiento del refuerzo transversal medido a lo largo del eje longitudinal del miembro, mm
Fy	= esfuerzo limite de fluencia mínimo del núcleo de acero estructural, MPa
As	= área de la sección transversal del núcleo de acero estructural, mm²
Pn	= resistencia nominal a compresión axial de la columna compuesta, N
f′c	= resistencia a compresión del concreto, MPa
Fyh	= esfuerzo limite de fluencia mínimo del refuerzo transversal, MPa

No es necesario que se satisfaga la ecuación (F.3.4.1-8) si la resistencia nominal de la sección aislada de acero estructural embebida en concreto reforzado es mayor que la obtenida de la combinación 1.0D+0.5L.

(b) El espaciamiento máximo del refuerzo transversal a lo largo de la longitud de la columna debe ser el menor de 6 diámetros de la barra longitudinal de transferencia de carga o 150 mm.
(c) En las especificaciones de la sección F.3.4.1.4.2 (1)(ii), (iii), o (iv), el máximo espaciamiento del refuerzo transversal debe ser el menor de ¼ de la menor dimensión del miembro o 100 mm. Para el refuerzo transversal, los estribos cruzados, y otros refuerzos de confinamiento deben espaciarse no más de 350 mm a centros en la dirección transversal.
(iii) Las columnas compuestas embebidas que hacen parte de un pórtico arriostrado con cargas nominales a compresión mayores que 0.2 veces Pn deben tener refuerzo transversal como se especifica en la sección F.3.4.1.4.2(2)(ii)(c) en toda su longitud. No es necesario satisfacer este requisito si la resistencia nominal de la sección aislada de acero estructural embebida es mayor al efecto de la carga para la combinación 1.0D+0.5L.
(iv) Las columnas compuestas que soportan reacciones de miembros que tienen discontinuidad en rigidez, tales como muros o pórticos arriostrados, deben tener refuerzo transversal como se indica en la sección F.3.4.1.4.2(2)(ii)(c) en la longitud total por debajo del nivel de la discontinuidad, si la fuerza axial a compresión excede 0.1 veces Pn. En miembros discontinuos el refuerzo transversal se debe extender en el miembro discontinuo como mínimo la longitud requerida para desarrollar la fluencia total del perfil y el refuerzo longitudinal. No es necesario satisfacer este requisito si la resistencia nominal de la sección aislada de acero estructural embebida es mayor al efecto de la carga para la combinación 1.0D+0.5L.
(v) Las columnas compuestas embebidas en PRMC-DES deben cumplir los siguientes requisitos:
(a) El refuerzo transversal debe cumplir los requisitos de la sección F.3.4.1.4.2(2)(ii) arriba y abajo de la columna en la región especificada en la sección F.3.4.1.4.2(1)(ii).
(b) Deben cumplirse los requisitos de diseño para columna fuerte – viga débil descritos en la sección F.3.7.3.4.1. La base de las columnas debe detallarse para que pueda desarrollar una articulación plástica.
(c) La resistencia requerida a cortante de la columna debe cumplir los requisitos ACI 318 21.6.5.1.
(vi) Cuando la columna termina en una losa de fundación o zapata, el refuerzo transversal especificado en esta sección debe extenderse como mínimo 300 mm dentro de la zapata o losa de fundación. Cuando la columna termina en un muro, el refuerzo transversal debe extenderse dentro del muro, por lo menos la longitud requerida para el desarrollo de la fluencia total de la sección de acero embebida y del refuerzo longitudinal.

F.3.4.1.4.3 — Columnas compuestas rellenas

Esta sección es aplicable a columnas que cumplen las limitaciones de F.2.9.2 y deben ser diseñadas de acuerdo al Capítulo F.2, excepto que la resistencia nominal a cortante de la columna compuesta será la que corresponde a la sección de acero aislada, con base en su área efectiva a cortante.

F.3.4.1.5 — Diafragmas compuestos

El diseño de diafragmas de piso o techo compuestos debe cumplir con los siguientes requisitos para efectos sísmicos.

F.3.4.1.5.1 — Transferencia de carga

Deben determinarse los detalles para transferir las cargas entre los diafragmas y miembros de borde, elementos colectores, y elementos del SRS.

F.3.4.1.5.2 — Resistencia nominal a cortante

La resistencia nominal a cortante en el plano de diafragmas compuestos con o sin tableros metálicos debe tomarse como la resistencia a cortante nominal del concreto reforzado sobre la cresta del tablero metálico de acuerdo con el Título C. Alternativamente, esta resistencia puede determinarse con ensayos de corte en el plano de diafragmas de concreto.

F.3.4.2 — Conexiones

F.3.4.2.1 — Alcance

Las conexiones, juntas y pernos que hagan parte del SRS deben cumplir con los requerimientos especificados en la sección F.2.10, más los siguientes requisitos adicionales.

Los empalmes y placas de base de columnas que no sean parte del SRS deben satisfacer los requisitos de las secciones F.3.4.2.5.1, F.3.4.2.5.3 y F.3.4.2.6.

Cuando existan zonas protegidas en elementos de conexión, de acuerdo con lo especificado en este Capítulo, se deben cumplir los requisitos de las secciones F.3.4.1.3 y F.3.9.2.1.

F.3.4.2.2 — Juntas pernadas

Las juntas pernadas deben satisfacer los siguientes requisitos:

(1) Todos los pernos deben ser pernos de alta resistencia totalmente tensionados. Todas las superficies deben prepararse como se requiere para juntas de deslizamiento crítico Clase A, de acuerdo con F.2.10.3.8.

Excepción — Las caras de conexiones pueden tener recubrimientos que no hayan sido ensayados para su resistencia al deslizamiento, o con pinturas con un coeficiente de deslizamiento menor que superficie Clase A, para los siguientes casos:

(a) Conexiones a momento con placa de extremo, de acuerdo con los requisitos del numeral F.3.5.1.
(b) Conexiones pernadas en la que los efectos de la carga sísmica sean transferidos por tensión en los pernos o por compresión entre placas pero no por cortante en los pernos.
(2) Los pernos deben ser instalados en perforaciones estándar o ranuras cortas perpendiculares a la carga aplicada.

Excepción — Para las riostras especificadas en F.3.6.1, F.3.6.2, F.3.6.3 y F.3.6.4 se pueden permitir perforaciones agrandadas cuando la conexión se diseñe como junta de deslizamiento crítico, y las perforaciones estén solamente en una de las placas.

Las conexiones de riostras diagonales con agujeros agrandados deben satisfacer también otros estados límite tales como aplastamiento y cortante en el perno para obtener la resistencia requerida de la conexión. Se pueden permitir otros tipos de perforaciones para conexiones precalificadas de acuerdo con la secciones F.3.11.1, F.3.11.2 y F.3.11.3.

(3) La resistencia de diseño a cortante de las conexiones pernadas realizadas con perforaciones estándar debe calcularse como conexión tipo aplastamiento de acuerdo con las secciones F.2.10.3.6 a F.2.10.3.10, La resistencia nominal para aplastamiento en las perforaciones no debe tomarse mayor que 2.4dtFu.
(4) Los pernos y la soldadura no deben diseñarse para compartir una fuerza o sus componentes en una conexión. La fuerza en un miembro, tal como una fuerza axial en una riostra, debe resistirse completamente por un tipo de junta (toda con los pernos, o toda con las soldaduras). En una conexión en la que los pernos resistan una fuerza normal a la resistida por las soldaduras no se considera que los pernos y la soldadura puedan compartir la solicitación, como en el caso de una conexión a momento en la que las aletas soldadas transmitan la flexión y el alma empernada resista el cortante.

F.3.4.2.3 — Uniones soldadas

Las soldaduras deben diseñarse de acuerdo con la sección F.2.10.

F.3.4.2.4 — Placas de continuidad y rigidizadores

El diseño de las placas de continuidad y atiesadores localizados en el alma de perfiles laminados deben considerar las longitudes de contacto reducidas de las aletas y el alma del miembro basadas en las dimensiones del filete de esquina de la sección F.3.9.2.4.

F.3.4.2.5 — Empalmes de columnas

F.3.4.2.5.1 — Localización de empalmes

Para todas las columnas del edificio, incluidas las que no hagan parte del SRS, los empalmes de columnas deben localizarse a una distancia de 1.2 metros o más de las aletas de la conexión viga - columna.

Excepciones:

(a) Cuando la altura libre de la columna entre aletas de la conexión viga - columna sea menor de 2.4 metros, el empalme debe estar a la mitad de la altura libre.
(b) Los empalmes de columna en los que las aletas y el alma estén conectadas por medio de soldaduras de penetración completa, deben estar a una distancia de las aletas de la conexión viga - columna mayor que el peralte de la columna.
(c) Empalmes de columnas compuestas.

F.3.4.2.5.2 — Resistencia requerida

La resistencia requerida de los empalmes de columnas del SRS debe ser la mayor de:

(a) La resistencia requerida de las columnas, incluida la determinada en F.3.5, F.3.6, F.3.7 y F.3.8, y la sección F.3.4.1.4.1.
(b) La resistencia requerida determinada usando las combinaciones de carga del Título B incluyendo la carga sísmica amplificada. La resistencia requerida no necesita ser mayor que las cargas máximas que pueden ser transferidas al empalme por el sistema.

Adicionalmente, los empalmes soldados de columnas que estén sujetos a una tensión determinada con la combinación de carga que incluye la carga sísmica amplificada, deben satisfacer los siguientes dos requisitos:

(a) En caso de utilizar soldaduras a tope de penetración parcial, la resistencia de diseño debe ser por lo menos 200% de la resistencia requerida.
(b) La resistencia de diseño de cada empalme en las aletas debe ser igual o mayor a 0.5RyFy bftf, donde RyFy es el esfuerzo de fluencia esperado en el material de la columna y bftf es el área de la aleta de la menor columna conectada.
(c) Cuando los empalmes sean hechos con soldaduras acanaladas de penetración completa y el esfuerzo de tensión en cualquier punto de la aleta más delgada sea mayor que 0.3Fy, se requieren transiciones graduales entre aletas de espesor o ancho distinto. Dicha transición debe ser realizada de acuerdo con AWS D1.8 cláusula 4.2.

F.3.4.2.5.3 — Resistencia requerida a cortante

Para todas las columnas del edificio, incluidas aquellas que no hagan parte del SRS, la resistencia requerida a cortante de los empalmes de columna respecto a sus ejes ortogonales debe ser Mpc / H, donde Mpc es la menor resistencia plástica nominal a flexión de la sección de la columna para la dirección considerada, y H es la altura de entrepiso.

La resistencia requerida a cortante de los empalmes de columnas del SRS debe ser el mayor de los requisitos anteriores o la resistencia requerida a cortante determinada en la sección F.3.4.2.5.2(a) y (b).

F.3.4.2.5.4 — Configuración de empalmes en perfiles de acero

Los empalmes en perfiles de acero de columnas pueden ser pernados o soldados, o soldados en una columna y pernados en la otra. Las configuraciones de los empalmes deben cumplir todos los requisitos específicos de las secciones F.3.5, F.3.6, F.3.7 y F.3.8.

En columnas del SRS que tengan empalmes con placas o canales, estos deben usarse en ambos lados del alma de la columna. Para empalmes con juntas acanaladas soldadas a tope, las extensiones de soldadura deben ser removidas de acuerdo con AWS D1.8 cláusula 6.10. No es necesario remover las platinas de respaldo de soldaduras acanaladas.

F.3.4.2.5.5 — Empalmes en columnas compuestas embebidas

En estos casos los empalmes deben ser realizados conforme a la sección F.3.4.1.4.2 y C.21.6.3.2

F.3.4.2.6 — Bases de columnas

La resistencia requerida de placas de bases de columna debe calcularse de acuerdo con esta sección.

La resistencia de diseño de los elementos de acero en la base de la columna incluyendo placas de base, pernos de anclaje, atiesadores y llaves de cortante deben diseñarse de acuerdo con el Capítulo F.2.

Cuando las columnas están soldadas a las placas de base mediante soldaduras acanaladas, las extensiones de soldadura y placas de respaldo deben removerse, excepto que las soldaduras de respaldo localizadas en el interior de las aletas o el alma de secciones I no requieren ser removidas si se añade una soldadura de filete de 8 mm en la unión de la soldadura de respaldo y la placa de base.

La resistencia de diseño de los elementos de concreto en la base de las columnas, incluyendo la profundidad embebida de los pernos de anclaje y el acero de refuerzo, debe determinarse de acuerdo con el Apéndice C-D del Título C.

Cuando se utilice acero de refuerzo para concreto en el diseño de la profundidad embebida, es importante considerar los modos de falla de los pernos y suministrar refuerzo en ambos lados de la superficie de falla esperada. Ver Apéndice C-D, figura C-RD.1 y sección C-D.4.2.1, incluyendo su comentario.

F.3.4.2.6.1 — Resistencia axial requerida

La resistencia axial requerida de las placas de base de columnas del SRS, incluidos sus anclajes a la cimentación, debe ser la suma de las componentes verticales de la resistencia requerida de los elementos de acero que estén conectados a la base de la columna, pero no menor que el mayor de los siguientes valores:

(a) La carga axial calculada utilizando las combinaciones de carga del Título B, incluyendo la carga sísmica amplificada.
(b) La resistencia axial requerida de los empalmes de columna, como se describe en F.3.4.2.5.

Las componentes verticales pueden incluir la carga axial de las columnas y la componente vertical de la carga axial de miembros diagonales unidos a la base de la columna. La sección F.3.4.2.5 incluye referencias a la sección F.3.4.1.4.1 y secciones F.3.5, F.3.6, F.3.7 y F.3.8. Cuando se unan riostras diagonales a ambos lados de la columna los efectos del pandeo de la riostra a compresión deben considerarse en la suma de las componentes verticales. Ver sección F.3.6.2.3.

F.3.4.2.6.2 — Resistencia requerida a cortante

La resistencia a cortante requerida de las bases de las columnas, incluidas aquellas que no hagan parte del SRS, y sus anclajes a la cimentación, debe ser la suma de los componentes horizontales de la resistencia requerida de los elementos de acero que estén conectados a la base de la columna como sigue:

(a) Para riostras diagonales, la componente horizontal debe determinarse con la resistencia requerida por las conexiones de la riostra para el SRS.
(b) Para columnas, la componente horizontal debe ser igual a la resistencia requerida a cortante del empalme de columna descrito en F.3.4.2.5.2.

Las componentes horizontales pueden incluir la fuerza de cortante de las columnas y la componente horizontal de la carga axial de miembros diagonales unidos a la base de la columna. La sección F.3.4.2.5 incluye referencias a la sección F.3.4.1.4.1 y secciones F.3.5, F.3.6, F.3.7 y F.3.8.

F.3.4.2.6.3 — Resistencia requerida a flexión

Cuando la conexión de las bases de las columnas a la fundación sean diseñadas como conexiones a momento, la resistencia a flexión requerida de las bases de las columnas que sean parte del SRS, incluidos sus anclajes a la cimentación, debe ser la suma de la resistencia requerida de los elementos de acero que estén conectados a la placa de base como sigue:

(a) Para riostras diagonales, la resistencia a flexión requerida debe ser por lo menos la resistencia requerida de las conexiones de la riostra.
(b) Para columnas, la resistencia requerida a flexión debe ser por lo menos igual al menor de los siguientes valores:
(i) 1.1RyFy Z de la columna.
(ii) El momento calculado usando las combinaciones de carga que incluyan la carga sísmica amplificada.

Los momentos de la columna a las conexiones de la base, diseñadas como articulaciones pueden ignorarse.

F.3.4.2.7 — Conexiones compuestas

Esta sección aplica para conexiones en edificaciones que utilicen sistemas compuestos de acero y concreto, en las que las cargas sísmicas se transfieran entre los componentes del acero estructural y el concreto reforzado. Los métodos para calcular la resistencia de la conexión deben cumplir los requisitos de esta sección. A menos que la resistencia de la conexión se determine por medio de análisis o ensayos, el modelo utilizado para el diseño de las conexiones debe satisfacer los siguientes requisitos:

(1) La fuerza debe transferirse entre el acero estructural y el concreto reforzado por medio de:
(a) Contacto directo mediante mecanismos de aplastamiento interno.
(b) Conexiones de cortante.
(c) Cortante por fricción con la fuerza de agarre necesaria por medio de refuerzo normal al plano de transferencia de cortante.
(d) La combinación de los medios anteriores. La contribución de diferentes mecanismos puede ser combinada solamente si la rigidez y capacidad de deformación de los mecanismos son compatibles. No se tendrá en cuenta la adherencia potencial entre el acero estructural y el concreto reforzado para el mecanismo de transferencia de fuerza de la conexión.
(2) La resistencia nominal a aplastamiento y cortante por fricción debe cumplir con los Capítulos C.10 y C.11 del Título C. A menos que una mayor resistencia sea sustentada por medio de ensayos cíclicos, la resistencia nominal al aplastamiento y cortante por fricción debe reducirse en un 25% para los SRS compuestos descritos en los numerales F.3.7.3, F.3.8.2, F.3.8.3, F.3.8.5 y F.3.8.6.
(3) Cuando las vigas estén embebidas en columnas o muros de concreto reforzado, se deben colocar atiesadores de cara, que consisten en placas conectadas a las aletas de la viga, en la cara de las columnas o muros.
(4) La resistencia nominal a cortante de la zona de panel del acero estructural embebido en concreto reforzado en las conexiones viga – columna, será calculada como la suma de las resistencias nominales del acero estructural y el concreto reforzado confinado como se define en F.3.5.3.6.5 y C.21.7 respectivamente.
(5) Se debe suministrar refuerzo para resistir todas las fuerzas de tensión en los componentes de concreto reforzado de las conexiones. Adicionalmente el concreto se debe confinar con refuerzo transversal. Todo el refuerzo debe tener la longitud de desarrollo apropiada a tensión o compresión y hasta el punto donde ya no se requiera para resistir las fuerzas. Las longitudes de desarrollo se deben determinar de acuerdo con el Capitulo C.12. Adicionalmente, las longitudes de desarrollo para los sistemas descritos en F.3.7.3, F.3.8.2, F.3.8.3, F.3.8.5 y F.3.8.6 deben cumplir los requisitos de C.21.7.5
(6) Las conexiones compuestas deben cumplir los siguientes requisitos adicionales:
(a) Cuando la placa transfiere fuerzas de diafragma en su plano, el refuerzo de la placa se debe diseñar y anclar para conducir las fuerzas de tensión en el plano en todas las secciones críticas de la placa, incluyendo conexiones a vigas colectoras, columnas, riostras y muros.
(b) Para conexiones entre vigas de acero estructural o compuestas y columnas de concreto reforzado o compuestas embebidas en concreto, los estribos de refuerzo transversal se deben colocar en las regiones de conexión empleando los requisitos del ACI 21.7, con las siguientes modificaciones:
(i) Se puede considerar que las vigas de acero estructural proporcionan confinamiento en un ancho igual a la altura del perfil con los atiesadores de cara que se sueldan a las aletas de la viga.
(ii) Se permiten empalmes traslapados para barras de refuerzo perimetrales cuando el confinamiento del traslapo es provisto por atiesadores de cara u otro medio que prevenga el descascaramiento del revestimiento de concreto en los sistemas descritos en F.3.7.1, F.3.7.2, F.3.8.1 y F.3.8.4.
(iii) El tamaño y la disposición de barras longitudinales de las columnas de concreto reforzado y compuestas, deben detallarse para reducir el deslizamiento de las barras en las conexiones viga – columna debido a las altas fuerzas transferidas asociadas con el cambio de momentos de la columna a la altura de la conexión.

F.3.4.2.8 — Pernos de anclaje

Cuando se utilicen anclajes tipo espigo o barras de refuerzo soldadas como parte de los SRS DMO o DES de las secciones F.3.7.2, F.3.7.3, F .3.7.4, F.3.8.2, F.3.8.3, F.3.8.5 y F.3.8.6, su resistencia a cortante y tensión debe reducirse un 25% de la resistencia especificada en F.2.9. La reducción del 25% anterior no es necesaria para componentes de gravedad y colectores en estructuras DMO y DES diseñados para la carga sísmica amplificada.

F.3.4.3 — Compatibilidad de deformaciones de miembros y conexiones que no hagan parte del SRS

Cuando se requiera la compatibilidad de deformaciones de los miembros y conexiones que no hagan parte del SRS, estos elementos deben diseñarse para resistir la combinación de los efectos de las cargas de gravedad y los efectos de las deformaciones que ocurran con la deriva de piso de diseño calculada de acuerdo con el Título A.

F.3.4.4 — Pilotes de acero

F.3.4.4.1 — Requisitos de diseño

El diseño de pilotes debe cumplir con los requisitos del Capítulo F.2 sobre diseño de miembros solicitados por cargas combinadas. Los pilotes deben cumplir también los requisitos de la sección F.3.4.1.1 para miembros de ductilidad alta.

F.3.4.4.2 — Pilotes inclinados

Cuando se utilicen pilotes inclinados y verticales en un grupo de pilotes, los pilotes verticales deben diseñarse para resistir los efectos combinados de las cargas muertas y vivas sin considerar los pilotes inclinados.

F.3.4.4.3 — Pilotes a tensión

La tensión en cada pilote debe transferirse a su cabeza por medios mecánicos tales como llaves de cortante, varillas de refuerzo o conectores soldados a la porción embebida del pilote.

F.3.4.4.4 — Zona protegida

Para cada pilote, una longitud igual al peralte de la sección transversal del pilote por debajo de la cabeza del pilote debe ser considerada como zona protegida y cumplir los requisitos de F.3.4.1.3 y F.3.9.2.1.