POLYMÊTIS · App 49 · Nudo CBF — Gusset y Verificaciones

1 Elemento & Material

→

2 Geometría Nudo

→

3 Gusset

→

4 Pernos

→

5 Calcular →

§ 1 Elemento de la Diagonal / Puntal

Tipo de elemento (Tabla 4-1 Ibáñez 2019)

Diagonal sísmica: conexión para Tye = Ry·Fy·Ag (tracción) y Pne = 1.14·Fcre·Ag (compresión) al 100%. NCh2369 §8.5.2 / AISC 341-10 §F2.6c.

Tipo de perfil

Ag (área bruta)

cm²

kL/r

—

Para Pne

Aw = d·tw

cm²

Solo vigas

§ 2 Materiales

Acero del elemento

t/cm²

—

Fy gusset

t/cm²

Fu gusset

t/cm²

§ 3 Gusset Plate

Espesor tg

N° pernos

—

Espaciado s

Diam. perf. dh

3/4"→2.22

L libre pandeo

Borde libre

k pandeo

—

k=1.2 rec.

§ 4 Geometría del Nudo

Ingrese las dimensiones de los perfiles y el ángulo de la riostra. El Método UFM calcula las fuerzas en cada interfaz del nudo sin generar momentos.

d_col (altura col.)

ec = d_col/2

d_viga (altura viga)

eb = d_viga/2

θ (ángulo riostra)

con horizontal

Posición centroide gusset (β)

β (vert. cara viga)

α calculado (horiz. cara col.)

—

α = (β − eb·tanθ + ec) / tanθ

§ 5 Pernos de Alta Resistencia

Tipo de perno

Diámetro db

Cizalle

N° pernos diagonal

—

Dist. borde le

§ 5b Ángulos gusset-columna

Esp. ángulo tat

N° pernos g-col

—

Esp. pernos s

Espesor alma/plancha columna t_col

§ 1 Orden de cálculo

Tab I — Datos: Ingrese todos los datos en un solo panel y presione Calcular.
Tab II — Geometría & UFM: Esquema del nudo a escala + descomposición de fuerzas en las tres interfaces.
Tab III — Gusset & Whitmore: Verificaciones de fluencia, rotura, pandeo y bloque de corte del gusset.
Tab IV — Pernos & Ángulos: Corte, aplastamiento y bloque de corte en ángulos.
Tab V — Resumen: Tabla consolidada + PDF + CSV.

§ 2 Fuerzas Requeridas — Tabla 4-1 Ibáñez (2019)

Elemento	Tracción Tu	Compresión Pu	Norma
Diagonal sísmica	100% Tye	100% Pne	NCh2369 §8.5.2 / AISC 341 §F2.6c
Puntal sísmico	75% Tye	75% Pne	Ibáñez (2019) Tabla 4-1
Viga plataforma operación	—	75% Vn	NCh427 §G2.1
Viga plataforma equipos	—	100% Vn	NCh427 §G2.1

Tye = Ry·Fy·Ag | Pne = 1,14·Fcre·Ag | Mpe = Ry·Fy·Z
A36 laminado: Ry=1,5 · A36 armado/plancha: Ry=1,3

§ 3 Método de la Fuerza Uniforme (UFM)

Condición: β − α·tanθ = eb·tanθ − ec (sin momento en interfaces)
r = √[(α+ec)² + (β+eb)²]
Hb=(α/r)·P · Vb=(eb/r)·P [gusset–viga]
Hc=(ec/r)·P · Vc=(β/r)·P [gusset–columna]
Viga–columna: corte=Rb−Vb | axial=Ab±Hc

§ 4 Sección de Whitmore & Pandeo

Lb=(n−1)·s | Lw=Lb+2·Lb·tan30° | Ag_w=Lw·tg | An_w=(Lw−dh)·tg
φ Fluencia: φRn=0,90·Fy·Ag_w | φ Rotura: φRn=0,75·Fu·An_w
Pandeo: kL/r = k·L_libre/(tg/√12) → φPn=0,90·Fcr·Ag_w (k=1,2)

§ 5 Bloque de Corte — NCh427/1 §J4.3

φRn=0,75·[0,6·Fu·Anv+Ubs·Fu·Ant] ≤ 0,75·[0,6·Fy·Agv+Ubs·Fu·Ant]
Ubs=1,0 (una línea de pernos) / 0,5 (dos líneas)

§ 6 Pernos — NCh427/1 §J3

Corte: φRn=(φ·Fnv)·Ab·nc·nb [φ=0,75 ya incluido en ØFnv tabulado]
A325 N: ØFnv=2847 kgf/cm² | ØFnt=4746 kgf/cm²
Aplastamiento: φRn=0,75·min(1,2·lc·t·Fu, 2,4·d·t·Fu)

§ 7 Referencias

Ibáñez, J. (2019). Procedimiento de diseño de conexiones estructurales aplicado a edificios industriales y mineros de acero. Memoria de título, U. de Chile. Guía: R. Alarcón Reyes.
INN (2016). NCh427/1:2016 — Estructuras de acero, Parte 1.
INN (2003). NCh2369.Of2003 — Diseño sísmico de instalaciones industriales. §8.5 y Anexo B.
AISC (2010). ANSI/AISC 341-10 — Seismic Provisions for Structural Steel Buildings. §F2.6.
AISC (2011). Steel Construction Manual, 14th Ed. Part 13: Design of Bracing Connections (UFM).
Roeder, C. et al. (2011). SCBF Gusset Plate Connection Design. AISC Steel Tips.

DISCLAIMER — POLYMÊTIS App 49: Herramienta de apoyo al ingeniero estructural para el diseño de nudos de marcos arriostrados concéntricos. Los resultados deben ser validados por un profesional habilitado con experiencia en conexiones de acero sísmico. La correcta aplicación del UFM depende de la geometría real del nudo; variaciones pueden requerir ajustes. Los porcentajes de la Tabla 4-1 son propuesta del autor (Ibáñez 2019) y deben ser confirmados por el ingeniero responsable del proyecto.