J. ALBERTO GÓMEZ HAU
Universidad Anáhuac Cancún Gómez Hau J. Alberto
ESTRUCTURAS DE MADERO Y ACERO
CALIFICACION 75
ENERO-MAYO Semestre
ACTIVIDAD 02 25 DE MARZO DE 2020 Ing. Juan M. Nava Fernández
UNIVERSIDAD ANAHUAC CANCUN
ESTRUCTURAS METALICAS
DISEร O DE COLUMNAS
Elaborรณ: M en Ing. Juan Manuel Nava Fernรกndez e-mail: ingnavafernandez@gmail.com 3
UNIVERSIDAD ANAHUAC CANCUN
Se cuenta con una planta con las siguientes dimensiones a ejes de columnas. El sistema de piso y las vigas se muestran en la figura.
La altura de las columnas es de 3.00 metros. Datos de columnas para cada ejercicio 1.C-1 PTR 4” X 4” X 14.02 kg/m 2.C-2 PTR 6” X 2” X 14.10 kg/m 3.C-3 Tubo 6” Ced. 40 X28.26 kg/m 4.C-4 IPR 6” X 4” X 13.60 kg/m Se tiene el siguiente detalle de apoyo de viga en columna.
Se deberá de efectuar una revisión por flexocompresión de cada columna.
Elaboró: M en Ing. Juan Manuel Nava Fernández e-mail: ingnavafernandez@gmail.com 4
UNIVERSIDAD ANAHUAC CANCUN
EJERCICIO
01
COLUMNA SELECCIONADA SECCION
PTR 4” x 4” x 14.02 Kg/m
Datos
cm2
=
17.8 7 3.91
ry
=
3.91
cm
S
=
L
=
A
=
rx
54.0 8 300
cm
cm3
cm
Considere las siguientes propiedades del acero: f’y = 36 kips Aplique un factor de seguridad de 1.25 Efectué el diseño de las columnas aplicando el enfoque de Diseño por Esfuerzos Permisibles.
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UNIVERSIDAD ANAHUAC CANCUN
COLUMNA 01 COLUMNA
Peralte
x
10.2
x
P max =
3875
ancho
x
peso (kg/m)
x
14.0 2
10.2
kg M max =
77887.50
kg*cm
COMPRESION 17.8 7 300
Area
A=
cm2
Longitud
L=
Subraye si es
Columna Corta
Radio de giro
cm
r=
3.91
cm
K = 1.0 o Columna Esbelta
FLEXION Módulo de Sección
S=
54.0 8
cm3
REVISION POR FLEXOCOMPRESION
fa =
σ act compresión
216.84
= kg/c m2
1113.14
Fa =
σ perm compresión
= kg/c m2
1440.22 1669
fb = σ act flexion Se cumple la siguiente relación: 216.84 fa + fb = σ perm flexion Fa Fb 1113.14 Comentarios sobre la columna revisada:
Fb =
+
= kg/c m21440.22 = 1669 kg/c m2
=
La columna no resiste la combinación de carga axial y momento producto del modo en el que la viga se apoya en la ménsula
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1.056
UNIVERSIDAD ANAHUAC CANCUN
EJERCICIO
02
COLUMNA SELECCIONADA SECCION
PTR 6” x 4” x 14.10 Kg/m
Datos
A
=
17.87
cm2
rx
=
5.08
cm
ry
=
2.11
cm
S
=
31.35
cm3
L
=
300
cm
Considere las siguientes propiedades del acero: f’y = 36 kips Aplique un factor de seguridad de 1.25 Efectué el diseño de las columnas aplicando el enfoque de Diseño por Esfuerzos Permisibles.
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UNIVERSIDAD ANAHUAC CANCUN
COLUMNA 02 COLUMNA
P max =
Peralte
x
15.2
x
ancho 5.1
3875
kg M max =
x
peso (kg/m)
x
14.10
68006.25 kg*cm
COMPRESION
Area
A=
cm2
Longitud
L=
Subraye si es
Columna Corta
300
Radio de giro
cm
r=
2.11
cm
K = 1.0 o Columna Esbelta
FLEXION Módulo de Sección
S=
34.35
cm3
REVISION POR FLEXOCOMPRESION
fa =
σ act compresión
216.84
= kg/c m2
534.92
Fa =
σ perm compresión
= kg/c m2
2169.25 1669
fb = σ act flexion Se cumple la siguiente relación: fa + fb = σ permFb flexion Fa Comentarios sobre la columna revisada:
Fb =
216.84 534.92
+
= kg/c m2 2169.25 = 1669 kg/c m2
=
La columna no es capaz de resistir la combinación de carga y momento debido a la esbeltez de la coluna se debería colocar en el otro sentido
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1.70
UNIVERSIDAD ANAHUAC CANCUN
EJERCICIO
03
COLUMNA SELECCIONADA SECCION
Tubo 6” Ced. 40 x 288.26 Kg/m
Datos A
=
36
cm2
rx
=
5.70
cm
ry
=
5.70
cm
S
=
139.23
cm3
L
=
300
cm
Considere las siguientes propiedades del acero: f’y = 36 kips Aplique un factor de seguridad de 1.25 Efectué el diseño de las columnas aplicando el enfoque de Diseño por Esfuerzos Permisibles.
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UNIVERSIDAD ANAHUAC CANCUN
COLUMNA 03 COLUMNA
P max =
3875
Peralte
x
ancho
x
16.8
x
N/A
x
kg M max =
90675
kg*cm
peso (kg/m) 28.26
COMPRESION
Area
A=
36
cm2
Longitud
L=
300
cm
Subraye si es
Columna Corta
Radio de giro
r=
5.70
cm
=
0.47
K = 1.0 o Columna Esbelta
FLEXION Módulo de Sección
S=
139.23 cm3
REVISION POR FLEXOCOMPRESION
fa =
σ act compresión
107.63
= kg/c m2
1278.09
Fa =
σ perm compresión
= kg/c m2
651.26 1669
fb = σ act flexion Se cumple la siguiente relación: 107.63 fa + fb = σ perm flexion 1278.09 Fa Fb Comentarios sobre la columna revisada:
Fb =
+
= kg/c m2651.26 =1669 kg/c m2
La columna circular resiste la carga y el momento producido por la aplicación de la carga en la ménsula
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UNIVERSIDAD ANAHUAC CANCUN
EJERCICIO
04
COLUMNA SELECCIONADA SECCION
IPR 6” x 4” x 13.4 kg/m
Datos A
=
17.29
cm2
rx
=
15.24
cm
ry
=
10.16
cm
S
=
91.11
cm3
L
=
300
cm
Considere las siguientes propiedades del acero: f’y = 36 kips Aplique un factor de seguridad de 1.25 Efectué el diseño de las columnas aplicando el enfoque de Diseño por Esfuerzos Permisibles.
Elaboró: M en Ing. Juan Manuel Nava Fernández e-mail: ingnavafernandez@gmail.com 11
UNIVERSIDAD ANAHUAC CANCUN
COLUMNA 04 COLUMNA
P max =
Peralte 6
3875
kg M max =
x
ancho
x
peso (kg/m)
x
4
x
13.40
77500
kg*cm
COMPRESION
Area
A=
17.29
cm2
Longitud
L=
300
cm
Subraye si es
Columna Corta
Radio de giro
r = 6.27
cm
K = 1.0 o Columna Esbelta
FLEXION Módulo de Sección
S=
cm3
REVISION POR FLEXOCOMPRESION
fa =
σ act compresión
224.11
= kg/c m2
1843.32
Fa =
σ perm compresión
= kg/c m2
851.64 1669
fb = σ act flexion Se cumple la siguiente relación: 224.11 fa + fb = σ perm flexion Fa Fb 1843.32 Comentarios sobre la columna revisada:
Fb =
+
= kg/c m2851.64 =1669 kg/c m2
= 0.63
La columna IPR resiste la carga y el momento producido por la aplicación de la carga en la ménsula
Elaboró: M en Ing. Juan Manuel Nava Fernández e-mail: ingnavafernandez@gmail.com 12