F.3.6 — Sistemas arriostrados y muros de cortante

F.3.6.1.4.1 — Estructuras con riostras en V y V invertida

Las vigas deben ser continuas en las conexiones de la riostra cuando estas se presenten por fuera de la conexión viga-columna y deben satisfacer los siguientes requisitos:

• (1) La resistencia requerida debe determinarse con base en las combinaciones de carga del Título B suponiendo que las riostras no proporcionan soporte para carga viva y muerta. Para combinaciones que incluyan los efectos de sismo, el efecto sísmico E debe determinarse como sigue:
• (a) Las fuerzas en las riostras a tensión se deben suponer como la menor de las siguientes:
• (i) La resistencia a fluencia esperada de la riostra a tensión, RyFy Ag.
• (ii) El efecto de la carga basado en la carga sísmica amplificada.
• (iii) La máxima fuerza que pueda ser desarrollada por el sistema.
• (b) Las fuerzas en las riostras a compresión se deben suponer iguales a 0.3Pn.
• (2) Como mínimo se requiere un juego de riostras laterales en el punto de intersección de estos arriostramientos, a menos que el miembro tenga suficiente resistencia y rigidez fuera del plano para garantizar la estabilidad entre puntos de arriostramiento adyacentes.

F.3.6.1.4.2 — Estructuras con riostras en K

No se permiten arriostramientos en K para PAC- DMI.

F.3.6.1.5.1 — Requisitos básicos

Las riostras deben satisfacer los requisitos del numeral F.3.4.1.1 para miembros con ductilidad moderada.

F.3.6.1.5.2 — Esbeltez

Las riostras con configuraciones en V o V invertida deben cumplir KL / r ≤ 4 √(E / Fy)

F.3.6.1.6.1 — Conexiones de riostras diagonales

La resistencia requerida de la conexión es el efecto correspondiente a la carga sísmica amplificada, aunque no necesita ser mayor que lo siguiente:

• (1) La máxima fuerza que puede ser desarrollada por el sistema.
• (2) En tensión, la resistencia a fluencia esperada de la riostra determinada como RyFy Ag.
• (3) En compresión, la resistencia esperada de la riostra a compresión, que puede calcularse como la menor de RyFy Ag y 1.14FcreAg, donde Fcre se determina en F.2.5 utilizando las ecuaciones para Fcr pero utilizando el esfuerzo a fluencia esperado RyFy en lugar de Fy. La longitud de riostra utilizada para determinar Fcre no debe ser mayor que la distancia entre extremos de la riostra.
• (4) Cuando se utilicen perforaciones agrandadas, la resistencia requerida para el estado límite de deslizamiento de pernos no requiere ser mayor que el efecto de la carga considerando las combinaciones del Título B sin incluir la carga sísmica amplificada.

F.3.6.1.7.1 — Requisitos del sistema

Las vigas en configuraciones V y V invertida deben ser continuas entre columnas.

F.3.6.1.7.2 — Miembros

Las riostras deben tener una relación de esbeltez KL / r ≤ 4 √(E / Fy)

F.3.6.2.4.1 — Distribución de fuerzas laterales

Las riostras se deben disponer a lo largo de cualquier eje de arriostramiento en direcciones alternadas, en forma tal, que para cualquier dirección de la fuerza, paralela al arriostramiento, por lo menos un 30 por ciento, pero no más del 70 por ciento de la fuerza total horizontal sea resistida por riostras a tensión, a menos que la resistencia nominal Pn de cada riostra en compresión sea mayor que la resistencia requerida, Pu, que resulta al aplicar las combinaciones de carga usando la carga sísmica amplificada. Para el propósito de esta sección se define como eje de arriostramiento, un eje único o ejes paralelos que no se desvíen en planta más de un 10 por ciento de la dimensión del edificio perpendicular al eje de arriostramiento.

F.3.6.2.4.2 — Estructuras con riostras en V y V invertida

Las vigas que sean interceptadas por riostras en puntos alejados de la conexión viga-columna deben satisfacer los siguientes requisitos:

• (1) Las vigas deben ser continuas entre columnas.
• (2) Las vigas conectadas a las riostras deben satisfacer los requisitos para miembros de ductilidad moderada del numeral F.3.4.1.2.1.

Como mínimo se requiere un juego de riostras laterales en el punto de intersección de estos arriostramientos, a menos que el miembro tenga suficiente resistencia y rigidez fuera del plano para garantizar la estabilidad entre puntos de arriostramiento adyacentes.

Una forma de demostrar lo anterior es aplicar la fuerza definida en la ecuación F.2.19-7 en cada aleta de manera que se forme un par torsional; esta carga debe aplicarse conjuntamente con las fuerzas de flexión definidas en el punto 1 anterior. La rigidez de la viga y sus apoyos con respecto a esta carga de torsión debe ser suficiente para satisfacer la ecuación F.3.1.19-8.

F.3.6.2.4.3 — Estructuras con riostras en K

No se permiten arriostramientos en K para PAC- DES.

F.3.6.2.4.4 — Pórticos con riostras a tensión únicamente

Las estructuras con riostras únicamente a tensión no se permiten para PAC-DES.

F.3.6.2.5.1 — Requisitos básicos

Las columnas y riostras deben satisfacer los requisitos del numeral F.3.4.1.1 para miembros de ductilidad alta. Las vigas deben satisfacer los requisitos del numeral F.3.4.1.1 para miembros de ductilidad moderada.

F.3.6.2.5.2 — Riostras diagonales

Las riostras deben cumplir con los siguientes requisitos:

• (1) Esbeltez KL / r ≤ 200
• (2) Riostras armadas: El espaciamiento de conectores debe ser tal que la relación de esbeltez l / r de los elementos individuales entre los conectores no exceda 0,4 veces la esbeltez que gobierne el miembro armado.

La suma de la resistencia de diseño a cortante de los conectores debe ser igual o mayor que la resistencia a tensión de diseño de cada elemento. El espaciamiento de los conectores debe ser uniforme y no deben usarse menos de dos conectores. No deben colocarse conectores pernados en el cuarto medio de la longitud libre de la riostra.

Excepción — Cuando el pandeo de las riostras con respecto a su eje de pandeo crítico no genere cortante en los conectores, el espaciamiento de estos debe ser tal que la relación de esbeltez l / r de los elementos individuales entre los conectores no exceda 0,75 veces la relación de esbeltez del miembro fabricado que gobierna.

• (3) El área neta efectiva de la riostra no debe ser menor que el área bruta. Cuando se utilice reforzamiento en las riostras deben satisfacerse los siguientes requisitos:
• (a) La resistencia mínima especificada a la fluencia del refuerzo debe ser como mínimo la resistencia a la fluencia de la riostra.
• (b) Las conexiones del refuerzo a la riostra deben tener la resistencia suficiente para desarrollar la resistencia esperada del refuerzo a cada lado de la sección reducida.

F.3.6.2.5.3 — Zonas protegidas

La zona protegida de PAC-DES debe satisfacer el numeral de F.3.4.1.3 e incluir lo siguiente:

• (1) Para riostras, el cuarto central de la longitud de la riostra y en la zona adyacente de cada conexión igual al peralte de la riostra en el plano de pandeo.
• (2) Elementos que conecten las riostras a vigas y columnas.

F.3.6.2.6.1 — Soldaduras de demanda crítica

Las siguientes soldaduras se consideran de demanda crítica y deben satisfacer los requisitos de la sección F.3.1.3.4.2.

• (1) Soldaduras acanaladas en empalmes de columnas.
• (2) Soldaduras de la conexión columna-placa de base, excepto cuando pueda demostrarse que puede impedirse la formación de la rótula en la columna o cerca de la placa de base mediante restricciones, y en ausencia de tensiones netas (fuerzas de levantamiento) bajo las combinaciones de carga que incluyen la carga sísmica amplificada.
• (3) Soldaduras en las conexiones viga-columna conforme al numeral F.3.6.2.6.2(2).

F.3.6.2.6.2 — Conexiones viga-columna

Cuando un miembro diagonal o su cartela conecta tanto a la viga como a la columna, la conexión debe cumplir una de las siguientes condiciones:

• (1) La conexión debe ser simple y cumplir con los requisitos del numeral F.2.2.3.6.1, donde la rotación requerida debe tomarse como 0.025 radianes; o,
• (2) La conexión debe diseñarse para resistir un momento igual al menor de los siguientes:
• (a) Un momento correspondiente a 1.1RyFy Z de la viga.
• (b) Un momento correspondiente a Σ(1.1RyFy Z) de la columna. Este momento debe considerarse en combinación con la resistencia requerida de la conexión de la riostra y la conexión de la viga incluyendo las fuerzas amplificadas del diafragma colector.

F.3.6.2.6.3 — Resistencia requerida de las conexiones de la riostra

La resistencia requerida a tensión, compresión y flexión de las conexiones de la riostra (incluyendo las uniones viga-columna si son parte del sistema de arriostramiento) debe determinarse como se requiere enseguida. Estas resistencias requeridas pueden considerarse independientemente sin interacción entre ellas.

• (1) Resistencia requerida a tensión — La resistencia requerida a tensión debe ser la menor de los siguientes valores:
• (a) La resistencia esperada a fluencia a tensión de la riostra, determinada como RyFy Ag, excepto que las riostras no necesitan cumplir los requisitos de las ecuaciones F.2.10.4-1 y F.2.10.4-2 para esta carga. Esta excepción aplica a riostras donde la sección este reducida o cuando la sección neta este reducida efectivamente debido a rezago de cortante. Un caso típico es la conexión de PTE ranurado a una placa de conexión. El numeral F.3.6.2.5.2 requiere que las riostras con perforaciones o ranuras sean reforzadas de tal manera que el área neta efectiva sea mayor que el área bruta. La resistencia usada de la riostra para revisar los estados límites de la conexión, tal como el bloque de cortante, debe determinarse usando las propiedades esperadas del material tal como lo permite el numeral F.3.1.3.2
• (b) La fuerza máxima que el sistema pueda transferir a la riostra calculada mediante un análisis racional.

Cuando se utilicen perforaciones agrandadas, la resistencia requerida para el estado límite de deslizamiento de pernos no necesita ser mayor que los efectos basados en las combinaciones de carga del Título B, incluyendo la carga sísmica amplificada. Para otros estados límites se aplican las cargas de los incisos(a) y (b) anteriores.

• (2) Resistencia requerida a compresión — Las conexiones de las riostras deben diseñarse para una resistencia requerida a compresión basada en los estados límites de pandeo al menos igual a 1.1 veces la resistencia esperada de la riostra en compresión, donde la resistencia esperada a compresión se define en la sección F.3.6.2.3(2).
• (3) Restricciones al pandeo de la riostra — Las conexiones de la riostra deben diseñarse para resistir los momentos flexionantes o rotaciones impuestos por el pandeo de la riostra. Las conexiones que satisfagan cualquiera de los siguientes dos requisitos se considera que cumple este requisito:
• (a) Resistencia requerida a flexión: Las conexiones de riostras diseñadas para soportar los momentos flexionantes impuestos por el pandeo de la riostra deben tener una resistencia de diseño mínima de1.1RyMp de la riostra con respecto al eje crítico de pandeo.
• (b) Capacidad de rotación: Las conexiones de riostra diseñadas para tolerar las rotaciones impuestas por el pandeo de la riostra deben tener suficiente capacidad de rotación para tolerar la rotación requerida para la deriva de piso de diseño. Se permite rotación inelástica de la conexión. La tolerancia a la rotación inelástica se verifica típicamente con el uso de una sola cartela a la que la riostra se suelda, de modo que entre el extremo de la riostra y la línea de fluencia (línea en la que se presenta la plastificación de la cartela), haya al menos una distancia igual al doble del espesor de la cartela

F.3.6.2.6.4 — Empalmes de columnas

Deben cumplir con los requisitos del numeral F.3.4.2.5. Cuando se utilicen soldaduras acanaladas para hacer el empalme estas deben ser de penetración completa. Los empalmes de columnas deben diseñarse para desarrollar al menos el 50% de la menor resistencia de diseño a flexión de los miembros conectados.

Los planos de fabricación y montaje deben satisfacer también los requisitos del numeral F.3.1.4.3. La resistencia requerida a cortante debe ser ΣMpc / Hc,

donde:

F.3.6.3.4.1 — Angulo de rotación del vínculo

El ángulo de rotación del vínculo es el ángulo inelástico entre el vínculo y la viga por fuera de él, cuando la deriva total del piso sea igual a la deriva de piso de diseño. El ángulo de rotación del vínculo no debe exceder los valores siguientes:

• (a) 0.08 radianes cuando los vínculos tengan una longitud de 1.6Mp / Vp o menor.
• (b) 0.02 radianes cuando los vínculos tengan una longitud de 2.6Mp / Vp o mayor.
• (c) En el caso de vínculos con longitudes comprendidas entre 1.6Mp / Vp y 2.6Mp / Vp el límite se debe establecer por interpolación lineal

F.3.6.3.4.2 — Arriostramiento del vínculo

Debe suministrarse arriostramiento en ambas aletas del vínculo en los extremos del vínculo para secciones I. El arriostramiento debe tener una resistencia de diseño y rigidez adecuada para desarrollar la rótula plástica de acuerdo con el numeral F.3.4.1.2.2 para miembros con ductilidad alta.

F.3.6.3.5.1 — Requisitos básicos

Los miembros de arriostramiento deben satisfacer los límites ancho-espesor del numeral F.3.4.1.1 para miembros con ductilidad moderada.

Cuando la viga por fuera del vínculo sea de diferente sección del vínculo, la viga debe satisfacer los límites ancho-espesor del numeral F.3.4.1.1 para miembros con ductilidad moderada.

La riostra diagonal y el segmento de viga por fuera del vínculo se dimensionan para permanecer esencialmente elásticos bajo las fuerzas generadas por el vínculo fluyendo completamente y con endurecimiento por deformación. Tanto la riostra diagonal como el segmento de viga por fuera del vínculo típicamente quedan solicitados por una combinación de fuerzas axiales grandes y momento flexionante, y por lo tanto deben tratarse como vigas-columnas en el diseño, donde la resistencia de diseño se define en F.2.8.

Cuando la viga por fuera del vínculo este en el mismo miembro del vínculo, su resistencia debe determinarse usando las propiedades esperadas del material tal como lo permite el numeral F.3.1.3.2.

F.3.6.3.5.2 — Vínculos

Deben colocarse vigas-vínculos sometidas a flexión y cortante debidas a las excentricidades entre las intersecciones de los ejes de las riostras y la viga (o entre la intersección de los ejes de la riostra y viga y el eje de la columna para vínculos conectados a columnas). Se debe considerar que la longitud del vínculo se mide como la distancia libre entre conexiones de riostras para vínculos centrales y la distancia libre entre la conexión de la riostra y la cara de la columna para vínculos adyacentes a columnas, excepto como se especifica en F.3.6.3.6.3.

• (1) Limitaciones — Los vínculos deben ser secciones I (laminadas o armadas), o secciones armadas en cajón. No se deben usar vínculos con PTE.

Los vínculos deben cumplir los requisitos del numeral F.3.4.1.1 para miembros con ductilidad alta.

Excepción — Las aletas de vínculos de sección I con longitudes e ≤ 1.6Mp / Vp pueden satisfacer los requisitos para miembros con ductilidad moderada.

El alma o almas de un vínculo deben ser de una pieza. No se permiten refuerzos con placas de enchape ni perforaciones en el alma.

Para vínculos hechos con secciones armadas, deben utilizarse soldaduras acanaladas de penetración completa para conectar el alma (o almas) a las aletas.

Los vínculos de secciones en cajón armadas deben tener un momento de inercia, Iv, con respecto a un eje en el plano del PAE tal que Iv > 0.67Ix, donde Ix es el momento de inercia con respecto al eje perpendicular al plano del PAE.

• (2) Resistencia a cortante — La resistencia a cortante de diseño del vínculo, φvVn, con φv = 0.9 debe ser el menor valor obtenido de acuerdo con los estados límite de fluencia a cortante en el alma y fluencia por flexión en la sección total. Para ambos estados límite:
• (a) Para fluencia por cortante:

donde:

• (b) Para fluencia por flexión:

donde:

• (3) Longitud del vínculo

Si Pu / Py > 0.15, la longitud del vínculo debe limitarse a lo siguiente:

Cuando ρ′ ≤ 0.5

Cuando ρ′ > 0.5

donde:

Para vínculos con fuerzas axiales bajas no hay límite superior para la longitud del vínculo. Los límites en el ángulo de rotación del vínculo del numeral F.3.6.3.4.1 son prácticamente un límite inferior de la longitud del vínculo.

• (4) Rigidizadores en el vínculo para secciones I — Se deben suministrar rigidizadores al alma del vínculo, en toda su altura y a ambos lados del alma, en los extremos de la riostra diagonal. Estos rigidizadores deben tener un ancho combinado no menor que (bf − 2tw) y un espesor no menor que 0.75tw o 10 mm, el que sea mayor, en donde bf y tw son el ancho de la aleta y el espesor del alma del vínculo, respectivamente.

Los vínculos deben tener rigidizadores intermedios en el alma que cumplan con lo siguiente:

• (a) Los vínculos de longitudes iguales a 1.6Mp / Vp o menores, deben tener rigidizadores intermedios en el alma espaciados a intervalos que no excedan (30tw − d / 5) cuando el ángulo de rotación del vínculo sea de 0.08 radianes o (52tw − d / 5) cuando dicho ángulo sea de 0.02 radianes o menos. En el caso de rotaciones entre 0.02 y 0.08 radianes se debe interpolar linealmente.
• (b) Los vínculos con una longitud mayor que 2.6Mp / Vp y menor que 5Mp / Vp deben tener rigidizadores intermedios en el alma colocados a una distancia de 1.5bf medida desde cada extremo del vínculo.
• (c) Los vínculos de longitud comprendida entre 1.6Mp / Vp y 2.6Mp / Vp deben tener rigidizadores intermedios en el alma que cumplan los requisitos de los puntos (a) y (b) anteriores.
• (d) No se requieren rigidizadores intermedios en el alma en los vínculos con longitudes mayores que 5Mp / Vp.
• (e) En los vínculos los rigidizadores intermedios se deben extender en toda su altura. En el caso de vínculos con altura inferior a 635 mm sólo se requieren rigidizadores a un lado del alma. El espesor de tales rigidizadores no debe ser menor que tw o 10 mm, el que sea mayor, y el ancho no debe ser menor que (bf / 2) − tw. En vínculos con alturas mayores o iguales a 635 mm se requieren rigidizadores intermedios similares, en ambos lados del alma.

La resistencia requerida de las soldaduras de filete que conectan los rigidizadores al alma del vínculo es AstFy, siendo Ast el área del rigidizador. La resistencia requerida de las soldaduras de filete que unen el rigidizador con las aletas del vínculo es AstFy / 4.

• (5) Rigidizadores del vínculo para secciones cajón — Se deben suministrar rigidizadores al alma del vínculo, en toda su altura y en un lado de cada alma del vínculo, en la conexión de la riostra diagonal. Estos rigidizadores pueden ser soldados en la cara interior o exterior de las almas del vínculo. Cada rigidizador debe tener un ancho no menor que b / 2, donde b es el ancho interior del cajón. Estos rigidizadores deben tener un espesor no menor que 0.75tw o 13 mm, el que sea mayor.

Los vínculos deben tener rigidizadores intermedios en el alma que cumplan con lo siguiente:

• (a) Los vínculos de longitudes iguales a 1.6Mp / Vp o menores, y con esbelteces de alma h / tw mayores o iguales que 0.64 √(E / Fy), deben tener rigidizadores intermedios en un lado del alma espaciados a intervalos que no excedan 20tw − (d − 2tf) / 8.
• (b) Los vínculos de longitudes iguales a 1.6Mp / Vp o menores, y con esbelteces de alma h / tw menores que 0.64 √(E / Fy), no requieren rigidizadores intermedios.
• (c) Los vínculos con una longitud mayor que 1.6Mp / Vp no requieren rigidizadores intermedios.
• (d) Los rigidizadores intermedios en los vínculos se deben extender en toda su altura y se pueden soldar en la cara interior o exterior de las almas del vínculo.

La resistencia requerida de las soldaduras de filete que conectan los rigidizadores al alma del vínculo es AstFy, siendo Ast el área del rigidizador. No es necesario soldar los rigidizadores en vínculos de secciones cajón a las aletas del cajón.

F.3.6.3.5.3 — Zonas protegidas

Los vínculos de los PAE son zonas protegidas y deben satisfacer los requisitos de la sección F.3.4.1.3.

F.3.6.3.6.1 — Soldaduras de demanda crítica

Las siguientes soldaduras son de demanda crítica y deben satisfacer los requisitos de la sección F.3.1.3.4.2:

• (1) Soldaduras acanaladas en empalmes de columnas.
• (2) Soldaduras de la conexión columna-placa de base, excepto cuando pueda demostrarse que puede impedirse la formación de la rótula en la columna o cerca de la placa de base mediante restricciones, y en ausencia de tensiones netas (por fuerzas de levantamiento) bajo las combinaciones de carga que incluyen la carga sísmica amplificada.
• (3) Soldaduras de conexiones viga-columna de acuerdo con el numeral F.3.6.3.6.2(b).
• (4) Soldaduras que conecten las aletas del vínculo y el alma del vínculo a la columna cuando el vínculo esté conectado a columnas.
• (5) Soldaduras que conecten las almas a las aletas en vínculos con vigas armadas.

F.3.6.3.6.2 — Conexiones viga-columna

Cuando una riostra o placa de unión conecta con la viga y la columna, la conexión debe cumplir con una de las siguientes condiciones:

• (1) La conexión debe ser simple (no a momento), y cumplir con los requisitos de F.2.2.3.6.1, donde la rotación requerida se tomara como 0.025 radianes
• (2) La conexión debe diseñarse para resistir un momento simultaneo con la resistencia requerida de la conexión de la riostra, igual al menor de los siguientes:
• (a) Un momento correspondiente a 1.1RyFy Z de la viga.
• (b) Un momento correspondiente a Σ(1.1RyFy Z) de la columna

Este momento deberá considerarse en combinación con la resistencia requerida de la conexión de la riostra y la de la viga, incluidas las fuerzas amplificadas del diafragma colector.

F.3.6.3.6.3 — Conexiones de las riostras

Cuando se utilicen perforaciones agrandadas, la resistencia requerida para el estado límite de deslizamiento de pernos no necesita ser mayor que los efectos de carga basados en las combinaciones de carga del Título B, incluyendo la carga sísmica amplificada.

Las conexiones de riostras diseñadas para resistir la porción del momento en el extremo del vínculo deben considerarse completamente restringidas.

F.3.6.3.6.4 — Empalmes de columnas

Deben cumplir con los requisitos del numeral F.3.4.2.5. Cuando se utilicen soldaduras acanaladas para hacer el empalme estas deben ser de penetración completa. Los empalmes de columnas deben diseñarse para desarrollar al menos el 50% de la menor resistencia de diseño a flexión de los miembros conectados.

La resistencia requerida a cortante debe ser ΣMpc / Hc,

donde:

F.3.6.3.6.5 — Conexiones vínculo-columna

• (1) Requisitos — Las conexiones vínculo-columna deben ser conexiones a momento totalmente restringidas (TR) y deben satisfacer los siguientes requisitos:
• (a) La conexión debe ser capaz de sostener el ángulo de rotación del vínculo especificado en F.3.6.3.4.1.
• (b) La resistencia a cortante de la conexión, medida para el ángulo requerido de rotación del vínculo, debe ser por lo menos igual a la resistencia a cortante esperada del vínculo, Vn, como se define en el numeral F.3.6.3.3.
• (c) La resistencia a flexión de la conexión, medida para el ángulo de rotación del vínculo, debe ser por lo menos igual al momento correspondiente a la resistencia a cortante nominal del vínculo, Vn, como se define en el numeral F.3.6.3.5.2.2(2).
• (2) Validación de la conexión — Las conexiones del vínculo a la columna deben satisfacer el requisito anterior mediante uno de los siguientes procedimientos:
• (a) Usar una conexión precalificada para pórticos arriostrados excéntricamente, de acuerdo con la sección F.3.11.2.
• (b) Ciñéndose a las especificaciones de resultados de ensayos cíclicos de calificación de acuerdo con F.3.11.2. Deben realizarse al menos dos ensayos de la conexión y pueden basarse en una de las consideraciones siguientes:
• (i) Ensayos reportados en artículos de investigación o ensayos documentados realizados para otros proyectos que representen las condiciones del proyecto, con los límites especificados en el numeral F.3.11.2.
• (ii) Ensayos enfocados específicamente para el proyecto que sean representativos de los tamaños de los miembros, resistencia del material, configuración de conexiones, procesos constructivos de la conexión, con los límites especificados en F.3.11.2.

Excepción — No se requieren ensayos cíclicos de la conexión si se cumplen los siguientes requisitos:

• (1) Se hace un reforzamiento de la conexión viga-columna en el vínculo que excluya la fluencia de la viga sobre la longitud reforzada.
• (2) La resistencia de diseño de la sección reforzada y la conexión es igual o mayor a la resistencia requerida calculada con base en la resistencia a cortante ajustada del vínculo como se describe en F.3.6.3.3.
• (3) la longitud del vínculo (tomada como el segmento de viga desde el extremo del reforzamiento hasta la conexión de la riostra) no excede 1.6Mp / Vp
• (4) Se usan rigidizadores en la interfase entre el vínculo y la sección reforzada tal como se requiere en la sección F.3.6.3.5.2(4).

F.3.6.4.2.1 — Resistencia de la riostra

La resistencia ajustada de la riostra debe establecerse con base en ensayos como se describe en esta sección.

Cuando se requiera en estas provisiones, las conexiones de la riostra y los miembros adyacentes, se deben diseñar para resistir las fuerzas calculadas con base en la resistencia ajustada de la riostra.

La resistencia ajustada de la riostra en compresión debe ser βωRyPysc

donde β = factor de ajuste de la resistencia a compresión

ω = factor de ajuste por endurecimiento por deformación

Pysc = resistencia axial de fluencia del núcleo de acero, MPa

La resistencia ajustada en tensión debe ser ωRyPysc.

Excepción: No se necesita aplicar el factor Ry, si Pysc se determina usando el esfuerzo de fluencia obtenido de un ensayo.

El factor de ajuste de la resistencia a compresión, β, se calcula como la relación de la fuerza a compresión máxima y la fuerza de tensión máxima de la muestra del ensayo medidas a partir de los ensayos de calificación especificados en F.3.11.3.4.3, para las deformaciones esperadas. El valor de β, a usar es el más grande de los dos ensayos de calificación de la riostra. En ningún caso β debe ser menor que uno.

El factor de ajuste por endurecimiento por deformación, ω, se debe calcular como la relación de la máxima fuerza a tensión, medida a partir de los ensayos de calificación especificados en F.3.11.3.4.3 (para el intervalo de deformaciones esperadas) y la resistencia a la fluencia medida, RyPysc del espécimen de ensayo. Se debe utilizar el mayor valor obtenido de ω en los dos ensayos de calificación. Cuando el material ensayado del núcleo de acero no coincida con el del prototipo, ω se debe calcular con base en los ensayos del material del prototipo.

F.3.6.4.4.1 — Riostras en V y V invertida

Estas deben cumplir los siguientes requisitos:

• (1) La resistencia requerida de vigas interceptadas por riostras, sus conexiones y miembros de apoyo, se debe determinar con base en las combinaciones de carga del Titulo B de este Reglamento suponiendo que las riostras no toman cargas vivas ni muertas. Para las combinaciones de carga que incluyan efectos sísmicos, los efectos sísmicos vertical y horizontal, E, en la viga deben determinarse a partir de las resistencias ajustadas de la riostra a tensión y a compresión.
• (2) Las vigas deben ser continuas entre columnas. Ambas aletas de la viga deben estar arriostradas lateralmente para satisfacer los requisitos de miembros de ductilidad moderada de la sección F.3.4.1.1. Como mínimo se requiere un juego de riostras laterales en el punto de intersección de estos arriostramientos, a menos que la viga tenga suficiente resistencia y rigidez fuera del plano para garantizar la estabilidad entre puntos de arriostramiento adyacentes.

La viga tiene suficiente rigidez y resistencia por fuera del plano si la capacidad de la viga en el plano horizontal cumple la resistencia y rigidez requeridas para el arriostramiento nodal de columna prescrito en la sección F.2.19. Pu se puede tomar como la resistencia requerida a compresión de la riostra.

Para propósitos de diseño y ensayos de riostras, la máxima deformación calculada de las riostras se debe incrementar para incluir el efecto de la deflexión vertical de la viga bajo la carga definida en la sección F.3.6.4.4.1(1).

F.3.6.4.4.2 — Riostras en K

En PAPR no se permite el arriostramiento tipo K.

F.3.6.4.4.3 — Conexiones de la riostra a las conexiones viga-columna

Estas conexiones deben diseñarse para resistir una fuerza sísmica fuera del plano E igual al 6% de la resistencia a compresión ajustada de la riostra. La rigidez requerida de la riostra debe cumplir los requisitos de la ecuación F.2.20.2-4, en la que Pu es la resistencia a compresión ajustada de la riostra.

F.3.6.4.5.1 — Requisitos básicos

Los miembros de vigas y columnas deben satisfacer los requisitos de la sección F.3.4.1.1 para miembros de ductilidad alta.

F.3.6.4.5.2 — Riostras

• (1) Conjunto — La riostras están compuestas por un núcleo de acero estructural y un sistema que restringe el pandeo del núcleo.
• (a) Núcleo de acero — Las placas usadas en el núcleo de acero que sean de 50mm de espesor o mayores deben satisfacer la tenacidad mínima del numeral F.3.1.3.3. No se permite empalmes en el núcleo de acero.
• (b) Sistemas de restricción al pandeo — El sistema de restricción al pandeo consiste de un recubrimiento para el núcleo de acero. En los cálculos de estabilidad, las vigas, columnas, y placas de unión que conecten el núcleo son consideradas parte de este sistema. El sistema de restricción de pandeo debe limitar el pandeo local y general del núcleo de acero para las deformaciones esperadas. La conformidad con estas provisiones se valida por medio de los ensayos descritos en el numeral F.3.6.4.2.2.
• (2) Resistencia de diseño — El núcleo de acero debe diseñarse para resistir la fuerza axial completa en la riostra.

La resistencia axial de diseño de la riostra, φPysc, a tensión y a compresión, de acuerdo con el estado limite de fluencia, se debe determinar de la siguiente manera:

donde, Fysc = resistencia a la fluencia mínima especificada del núcleo de acero, o resistencia real a la fluencia del núcleo de acero determinada de un ensayo, MPa

Asc = área neta del núcleo de acero, mm².

Los efectos de las cargas calculados con base en las resistencias ajustadas de la riostra no deben amplificarse por el factor de sobreresistencia, Ω0.

• (3) Validación de la conexión — El diseño de las riostras se debe realizar con base en los resultados de ensayos cíclicos de calificación de acuerdo con los procedimientos y criterios de aceptación de F.3.11.3. Los resultados de los ensayos de calificación deben consistir de al menos dos ensayos cíclicos satisfactorios; uno se requiere para realizar el ensayo de un sistema de riostra, que incluya una conexión de riostra solicitada por demandas de rotación que cumplan con los requisitos de F.3.11.3.2, y el otro puede ser o bien un ensayo uniaxial o un ensayo del sistema que debe cumplir con los requisitos de F.3.3.3. Ambos tipos de ensayos pueden validarse cumpliendo una de las siguientes condiciones:
• (a) Ensayos obtenidos en la literatura de pruebas elaboradas para otros proyectos similares al que se está ejecutando.
• (b) Ensayos que sean realizados específicamente para el proyecto.

La interpolación o extrapolación de los resultados de los ensayos para miembros de diferente tamaño se debe justificar mediante un análisis racional que demuestre la consistencia de la distribución de esfuerzos y de deformaciones unitarias internas, que sea menos severa que las condiciones ensayadas y que considere los efectos adversos de las variaciones de las propiedades de los materiales. La extrapolación de los resultados de los ensayos se debe realizar con base en combinaciones similares de tamaños de núcleos de acero y de sistemas de restricción al pandeo. Para permitir que un diseño sea calificado mediante ensayos, debe cumplirse con F.3.11.3.

F.3.6.4.5.3 — Zonas protegidas

Las zonas protegidas deben incluir el núcleo de acero de las riostras y los elementos que lo conectan a las vigas y columnas, y debe satisfacer los requisitos de F.3.4.1.3.

F.3.6.4.6.1 — Soldaduras de demanda crítica

Las siguientes soldaduras son de demanda crítica y deben satisfacer los requisitos de la sección F.3.1.3.4.2:

• (1) Las soldaduras acanaladas en empalmes de columnas.
• (2) Las soldaduras de la conexión columna-placa de base, excepto cuando pueda demostrarse que puede impedirse la formación de la rótula en la columna o cerca de la placa de base mediante restricciones, y en ausencia de tensiones netas (por fuerzas de levantamiento) bajo las combinaciones de carga que incluyen la carga sísmica amplificada.
• (3) Soldaduras de conexiones viga-columna de acuerdo al numeral F.3.6.3.6.2(b).

F.3.6.4.6.2 — Conexiones viga-columna

Cuando una riostra o placa de unión conecta con la viga y la columna, la conexión debe cumplir con una de las siguientes condiciones:

• (1) La conexión debe ser simple (no a momento), y cumplir con los requisitos de F.2.2.3.6.1, donde la rotación requerida se tomara como 0.025 radianes
• (2) La conexión debe diseñarse para resistir un momento simultaneo con la resistencia requerida de la conexión de la riostra, igual al menor de los siguientes:
• (a) Un momento correspondiente a 1.1RyFy Z de la viga.
• (b) Un momento correspondiente a Σ(1.1RyFy Z) de la columna Este momento deberá considerarse en combinación con la resistencia requerida de la conexión de la riostra y la de la viga, incluidas las fuerzas amplificadas del diafragma colector.

F.3.6.4.6.3 — Conexiones de las riostras

• (1) Resistencia requerida — La resistencia requerida de la conexión de las riostras a tensión y compresión (incluyendo las conexiones viga-columna si son parte del sistema estructural arriostrado) debe ser 1.1 veces la resistencia ajustada de la riostra a compresión, donde la resistencia ajustada de la riostra es la definida en F.3.6.4.2.1.

Cuando se utilicen perforaciones agrandadas, la resistencia requerida para el estado límite de deslizamiento de pernos no necesita ser mayor que los efectos de las combinaciones de carga del Título B, incluyendo la carga sísmica amplificada.

• (2) Requisitos de las cartelas de unión — El diseño de las conexiones debe incluir las consideraciones de pandeo local y general. Se debe utilizar un arriostramiento lateral consistente con el utilizado en los ensayos en los que se basa el diseño.

Estos requisitos pueden cumplirse si se diseña la placa de unión para una fuerza transversal consiste con las fuerzas transversales del arriostramiento determinadas en los ensayos, añadiéndole atiesadores para resistir esta fuerza o suministrando un arriostramiento a la placa de unión. Cuando los ensayos no incluyan arriostramiento transversal, no se requiere suministrarlo. Debe incluirse en el ensayo de fabricación cualquier accesorio de arriostramiento.

F.3.6.4.6.4 — Empalmes de columnas

Deben cumplir con los requisitos del numeral F.3.4.2.5. Cuando se utilicen soldaduras acanaladas para hacer el empalme estas deben ser de penetración completa. Los empalmes de columnas deben diseñarse para desarrollar al menos el 50% de la menor resistencia de diseño a flexión de los miembros conectados.

La resistencia requerida a cortante Vu debe ser ΣMpc / Hc,

donde:

F.3.6.5.4.1 — Rigidez de los elementos de borde

Los EBV deben tener momentos de inercia con respecto al eje perpendicular al plano del alma, Ic, no menores que 0.0031twh⁴ / L. Los EBH deben tener momentos de inercia con respecto al eje perpendicular al plano del alma, Iv, no menor que 0.0031L⁴ / h veces la diferencia de los espesores de la placa del alma arriba y abajo.

donde:

F.3.6.5.4.2 — Relación de momentos de la conexión EBH-EBV

Se deben cumplir las relaciones de momentos viga-columna de la sección F.3.5.3.4.1 para todas las intersecciones de elementos de borde sin considerar los efectos de las almas.

F.3.6.5.4.3 — Arriostramiento

Los EBH deben arriostrarse de manera que se satisfagan los requisitos para elementos con ductilidad moderada de la sección F.3.4.1.2.1.

F.3.6.5.4.4 — Aberturas en el alma

Las aberturas en las almas deben enmarcarse en todos sus lados por medio de elementos de borde intermedios prolongados a todo lo ancho y alto del panel, a menos que se justifique otra distribución por medio de ensayos y análisis, o lo permitido en F.3.6.5.7.

F.3.6.5.5.1 — Requisitos básicos

Los EBH, los EBV y elementos de borde intermedios deben satisfacer los requisitos del numeral F.3.4.1.1 para miembros con ductilidad alta.

F.3.6.5.5.2 — Almas

La resistencia de diseño a cortante del panel, φVn, de acuerdo con el estado límite de fluencia a cortante, debe determinarse como sigue:

donde:

F.3.6.5.5.3 — Zona protegida

La zona protegida de los MCA debe satisfacer la sección F.3.4.1.3, e incluye lo siguiente:

• (1) Las almas de MCA.
• (2) Los elementos que conectan las almas a los EBH y los EBV.
• (3) Las zonas de rótula plástica en cada extremo del EBH, en una región que va desde la cara de la columna hasta una distancia igual a un peralte de la cara de la columna, o como se especifica en F.3.5.3.5.3.

F.3.6.5.6.1 — Soldaduras de demanda crítica

Las siguientes soldaduras son de demanda crítica y deben satisfacer los requisitos de la sección F.3.1.3.4.2:

• (1) Las soldaduras acanaladas en empalmes de columnas.
• (2) Las soldaduras de la conexión columna-placa de base, excepto cuando pueda demostrarse que puede impedirse la formación de la rótula en la columna o cerca de la placa de base mediante restricciones, y en ausencia de tensiones netas bajo las combinaciones de carga que incluyen la carga sísmica amplificada.
• (3) Las soldaduras de conexiones EBH-EBV.

F.3.6.5.6.2 — Conexiones EBH-EBV

Estas conexiones deben cumplir los requisitos del numeral F.3.5.1.6.

• (1) Resistencia requerida — La resistencia requerida a cortante de una conexión EBH-EBV debe basarse en las combinaciones de carga del Título B que incluyan la carga sísmica amplificada. En la determinación de la carga sísmica amplificada el efecto de las fuerzas horizontales que incluyen la sobre resistencia Emh, debe tomarse como el cortante calculado con la ecuación F.3.5.1-1 junto con el cortante que resulta de la resistencia a fluencia esperada a tensión de las almas a un ángulo α.
• (2) Zona de panel — La zona de panel de EBV cercana a la parte superior y base del EBH del MCA debe cumplir con los requisitos del numeral F.3.5.3.6.5.

F.3.6.5.6.3 — Conexiones de almas a elementos de borde

La resistencia requerida de las conexiones del alma a los EBH y EBV que la rodean debe ser igual a la resistencia a fluencia esperada del alma a tensión, a un ángulo α.

F.3.6.5.6.4 — Empalmes de columnas

Deben cumplir con los requisitos del numeral F.3.4.2.5. Cuando se utilicen soldaduras acanaladas para hacer el empalme estas deben ser de penetración completa. Los empalmes de columnas deben diseñarse para desarrollar al menos el 50% de la menor resistencia de diseño a flexión de los miembros conectados.

La resistencia requerida a cortante Vu debe ser ΣMpc / Hc,

donde:

F.3.6.5.7.1 — Configuración normal de perforaciones circulares

Se permite usar una placa perforada como alma de un MCA siempre y cuando cumpla con esta sección. Las almas perforadas deben tener un patrón regular de perforaciones del mismo diámetro espaciadas uniformemente en toda el área de la placa del alma con un arreglo en el que las perforaciones se alinean diagonalmente con un ángulo uniforme con respecto a la vertical. Los bordes de las aberturas deben tener una rugosidad de superficie de 13 micrones o menos.

• (1) Resistencia — La resistencia de diseño a cortante del panel, φVn, de acuerdo con el estado límite de fluencia a cortante, debe determinarse como sigue para almas perforadas:

donde:

• (2) Espaciamiento — El espaciamiento Sdiag debe ser como mínimo 1.67D. La distancia entre las primeras perforaciones y las conexiones del alma a los EBH y los EBV, debe ser D, como mínimo pero no mayor de D+ 0.7Sdiag
• (3) Rigidez — La rigidez de las placas regularmente perforadas debe calcularse utilizando un espesor efectivo de placa de alma, tef, dada por:

donde:

• (4) Esfuerzo efectivo de tensión esperado — El esfuerzo efectivo de tensión esperado para ser usado en lugar del esfuerzo de tensión efectivo para el análisis de acuerdo con la sección F.3.6.5.3 es RyFy (1 − 0.7D / Sdiag).

F.3.6.5.7.2 — Perforaciones de alma con esquina reforzada

Se permiten perforaciones de un cuarto de círculo en las esquinas de las almas si estas están conectadas a una platina curva de refuerzo bordeando la perforación. Las platinas deben diseñarse para permitir el desarrollo de toda la resistencia del alma y mantener su resistencia cuando esté sujeta a las deformaciones correspondientes a la deriva de piso de diseño. Lo anterior puede conseguirse si se cumplen las siguientes condiciones:

• (1) Diseño a tensión — La platina curva debe tener una resistencia de diseño que desarrolle la fuerza de tensión axial resultante de la tensión de la placa del alma en ausencia de otras fuerzas.

donde:

Los EBH y los EBV deben diseñarse para resistir las fuerzas axiales de tensión en el extremo del refuerzo curvo.

• (2) Diseño para las fuerzas de la conexión viga-columna — Las platinas curvas deben tener una resistencia de diseño capaz de desarrollar los efectos combinados de fuerza axial y momento en el plano del alma que resultan de la deformación de la conexión en ausencia de otras fuerzas. La fuerza es:

El momento es:

donde: