3.7 Bloque de cortante 87
1 5
Pu
Área grande de cortante
Pu Pu 5
Área pequeña de tensión (a) Fractura por cortante y fluencia por tensión
(b) Cuerpo libre del “bloque” que tiende a desgarrarse en el ángulo de la parte (a)
Esfuerzos cortantes Esfuerzos de tensión
Pu
Esfuerzos cortantes
(c) Fractura por tensión y fluencia por cortante Figura 3.17 Bloque de cortante.
En la parte (c) de la Figura 3.17 se muestra un miembro que en lo que respecta al bloque de cortante, tiene una gran área de tensión y una pequeña área de cortante. El AISC considera que para este caso la principal fuerza resistente contra una falla por bloque de cortante será de tensión y no de cortante. De esta manera, una falla por bloque de cortante no puede ocurrir hasta que se fracture el área a tensión. En ese momento es lógico suponer que el área a cortante ha fluido. Basada en el análisis precedente, la Especificación (J4.3) del AISC establece que la resistencia de diseño por bloque de cortante de un miembro específico se determina 1) calculando la resistencia por fractura a tensión en la sección neta en una dirección y sumado a ese valor la resistencia de fluencia por cortante en el área total del segmento perpendicular y 2) calculando la resistencia a la fractura por cortante en el área total sujeta a tensión y sumando a este valor la resistencia a la fluencia por tensión en el área neta sujeta a cortante en el segmento perpendicular. La expresión que debe aplicarse es aquella con el mayor término de fractura. Los resultados de las pruebas muestran que este procedimiento da buenos resultados. Además, es consistente con los cálculos previamente usados para miembros a tensión en los que se emplean áreas totales para el estado límite de fluencia (FyAg) y áreas netas para el estado límite de fractura (FuAe). La Especificación (J4.3) del AISC establece que la resistencia disponible Rn para la resistencia de diseño a la fractura por bloque de cortante es la siguiente: Rn = 0.6FuAnv + UbsFuAnt … 0.6FyAgv + UbsFuAnt (Ecuación J4-5 del AISC) f ⫽ 0.75 (LRFD) Alfaomega
⍀ ⫽ 2.00 (ASD)
Diseño de Estructuras de Acero – McCormac /Csernak