Universidad Anáhuac Cancún
Actividad: Diseño a Flexo-compresión Tarea 03 CALIFICACION 10
Profesor: Ing. Juan Nava Materias: Estructuras Metálicas Fecha de Entrega: 26 / Marzo / 2021 Alumno: Alexa Paola Vázquez Martínez
UNIVERSIDAD ANAHUAC CANCUN
ESTRUCTURAS DE ACERO
DISEÑO A FLEXOCOMPRESION
1 Elaboró: M en Ing. Juan Manuel Nava Fernández e-mail: ingnavafernandez@gmail.com
UNIVERSIDAD ANAHUAC CANCUN Considerando el diseño bajo el enfoque de esfuerzos permisibles ( ASD ) efectúe la revisión por flexocompresión considerando el acero A-36, los esfuerzos permisibles vistos en clases y un Factor de Seguridad de 1.25 en la revisión de los efectos aislados y combinados. Considere acero A-36
f’y = 2533 kg/cm2
E = 2100000 kg/cm2
EJERCICIO 01 Considere el siguiente marco de acero con las vigas y columnas indicadas en la resolución del ejercicio. La nomenclatura de las vigas W ( IPR ) se indican en peralte ( in ) y peso ( lb/ft ) para la consulta de sus propiedades geométrica en el manual del IMCA. Las columnas TS ( PTR ) de sección cuadrada se indican en peralte ( in x in ) y espesor ( in ) para la consulta de sus propiedades geométricas en el manual del IMCA. Las distancias entre crujías y alturas de columnas están indicada en la figura.
Considere la siguiente nomenclatura de nodos en la resolución. 2 Elaboró: M en Ing. Juan Manuel Nava Fernández e-mail: ingnavafernandez@gmail.com
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Al marco indicado se le aplicaron las siguientes cargas verticales. En las vigas de la azotea se aplicó una carga de 2.0 T/m y en el entrepiso de 3.0 T/m.
3 Elaboró: M en Ing. Juan Manuel Nava Fernández e-mail: ingnavafernandez@gmail.com
UNIVERSIDAD ANAHUAC CANCUN A continuación se muestra la orientación de las columnas en la configuración del marco, empleada en la consideración de las propiedades geométricas a usar en el ejercicio.
4 Elaboró: M en Ing. Juan Manuel Nava Fernández e-mail: ingnavafernandez@gmail.com
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A continuación se muestra el diagrama de fuerzas axiales indicando los valores en Ton.
5 Elaboró: M en Ing. Juan Manuel Nava Fernández e-mail: ingnavafernandez@gmail.com
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A continuación se muestra el diagrama de momentos flexionantes indicando los valores en Ton*m. Los valores indicados corresponden a los extremos, superior e inferior de las columnas. Se excluyeron los valores de las vigas.
Mmax =2.81 T*M 281,000 kg*cm
Mmax = 0.06 T*m // 60,000 kg*cm
Mmax= 2.98 T*m // 298,000 kg*cm
6 Elaboró: M en Ing. Juan Manuel Nava Fernández e-mail: ingnavafernandez@gmail.com
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COLUMNA DE SECCION
________1 – 2 _____________
Peralte in
x
ancho in
x
peso kg/m
12" _________
x
8" _________
x
56.90 _________
Longitud del elemento
400
L = __________ cm
Capture la información relevante de la columna obtenida en las unidades indicadas:
PROPIEDADES GEOMETRICAS Peralte
h
30.30 = __________ cm
Espesor patín
tf
1.31 = __________ cm
Espesor alma
tw
0.75 = __________ cm
Area Total
At
75.94 = __________ cm2
Inercia en X
Ix
12907 = __________ cm4
Inercia en Y
Ix
1835 = __________ cm4
Módulo de Sección X
Sx
850 = __________ cm3
Módulo de Sección Y
Sy
180 = __________ cm3
Radio de giro en X
rx
13.03 = __________ cm
Radio de giro en Y
ry
4.92 = __________ cm
A continuación indique los siguientes resultados de su diseño en las unidades indicadas: 7 Elaboró: M en Ing. Juan Manuel Nava Fernández e-mail: ingnavafernandez@gmail.com
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Resultado del Diseño por: •
COMPRESION AXIAL
Carga actuante Esfuerzo Actuante a Compresión
P / At * F.S.
P
14,050 =__________ kg
fa
231.26 =__________ kg/cm2
81.32 K L / r = __________
Relación de esbeltez Considere el valor de K = 1
¿ Qué tipo de columna es ?
Subraye la respuesta.
Columna Corta
Columna Larga
Esfuerzo Permisible a Compresión
Fa
1079.31 kg/cm2 =__________
¿ El esfuerzo Permisible Fa es mayor al Esfuerzo Actuante fa considerando el FS indicado?
Subraye la respuesta. Afirmativo
Negativo
8 Elaboró: M en Ing. Juan Manuel Nava Fernández e-mail: ingnavafernandez@gmail.com
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Resultado del Diseño por: •
FLEXION 281,000 kg*cm M max =__________
Momento actuante Esfuerzo Actuante a Flexión
M / S * F.S. fb
413.23 kg/cm2 =__________
281,000/850*1.25 =
cm3
S req = Mmax / Esfuerzo permisible
S req = __________
S IPR = Módulo de sección de la viga
S IPR = ___________ cm3
¿ El módulo de sección S IPR es mayor al valor obtenido S req considerando el FS indicado ? Fb= 0.66 * 2533 = 1671.78 kg/cm2 Subraye la respuesta. Afirmativo
Negativo
Resultado del Diseño por: •
FLEXOCOMPRESION ( Considerar el FS indicado en fb
231.26
___________ 1079.31
+
413.23 __________
fa )
=
0.461 < 1.0 ________
1671.76
Comentarios: _________________________________________________________________________ 9 Elaboró: M en Ing. Juan Manuel Nava Fernández e-mail: ingnavafernandez@gmail.com
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COLUMNA DE SECCION
________4-5_____________
Peralte in
x
ancho in
x
peso kg/m
12" _________
x
12" _________
x
58.68" _________
Longitud del elemento
400 L = __________ cm
Capture la información relevante de la columna obtenida en las unidades indicadas:
PROPIEDADES GEOMETRICAS Peralte
h
30.50 = __________ cm
Espesor patín
tf
0.64 = __________ cm
Espesor alma
tw
0.64 = __________ cm
Area Total
At
74.84 = __________ cm2
Inercia en X
Ix
11030 = __________ cm4
Inercia en Y
Ix
11030 = __________ cm4
Módulo de Sección X
Sx
722.67 = __________ cm3
Módulo de Sección Y
Sy
722.67 = __________ cm3
Radio de giro en X
rx
12.14 = __________ cm
Radio de giro en Y
ry
12.14 = __________ cm
10 Elaboró: M en Ing. Juan Manuel Nava Fernández e-mail: ingnavafernandez@gmail.com
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A continuación indique los siguientes resultados de su diseño en las unidades indicadas: Resultado del Diseño por: •
COMPRESION AXIAL
Carga actuante Esfuerzo Actuante a Flexión
P M / S * F.S. fb
31,870 =__________ kg 532.30 =__________ kg/cm2
fa= 32.94 K L / r = __________
Relación de esbeltez Considere el valor de K = 1
¿ Qué tipo de columna es ?
Subraye la respuesta.
Columna Corta
Columna Larga
Esfuerzo Permisible a Compresión
Fa
1390.58 =__________ kg/cm2
¿ El esfuerzo Permisible Fa es mayor al Esfuerzo Actuante fa considerando el FS indicado?
Subraye la respuesta. Afirmativo
Negativo
11 Elaboró: M en Ing. Juan Manuel Nava Fernández e-mail: ingnavafernandez@gmail.com
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Resultado del Diseño por: •
FLEXION 60,000 M max =__________ kg*cm
Momento actuante Esfuerzo Actuante a Flexión
M/S
fb
103.78 =__________ kg/cm2
60,000 / 722.67*1.25= cm3
S req = Mmax / Esfuerzo permisible
S req = __________
S IPR = Módulo de sección de la viga
S IPR = ___________ cm3
¿ El módulo de sección S IPR es mayor al valor obtenido S req considerando el FS indicado ? Subraye la respuesta. Afirmativo
Negativo FB= 0.66 *2533 =1671.78
Resultado del Diseño por: •
FLEXOCOMPRESION ( Considerar el FS indicado en fb
532.30
___________ 1390.58
+
103.78 __________
fa )
=
0.44 < 1.00 ________
1671.78
Comentarios: _________________________________________________________________________ 12 Elaboró: M en Ing. Juan Manuel Nava Fernández e-mail: ingnavafernandez@gmail.com
UNIVERSIDAD ANAHUAC CANCUN TABLAS SECCION PTR
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15 Elaboró: M en Ing. Juan Manuel Nava Fernández e-mail: ingnavafernandez@gmail.com
UNIVERSIDAD ANAHUAC CANCUN TABLAS SECCION CANAL MONTEN
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TABLA DE VIGAS IPR
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21 Elaboró: M en Ing. Juan Manuel Nava Fernández e-mail: ingnavafernandez@gmail.com
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24 Elaboró: M en Ing. Juan Manuel Nava Fernández e-mail: ingnavafernandez@gmail.com
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25 Elaboró: M en Ing. Juan Manuel Nava Fernández e-mail: ingnavafernandez@gmail.com
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26 Elaboró: M en Ing. Juan Manuel Nava Fernández e-mail: ingnavafernandez@gmail.com
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RESUMEN
EJERCICIO 1
____________
(50 PUNTOS)
EJERCICIO 2
____________
(50 PUNTOS)
CALIFICACION
___________
(100 PUNTOS)
27 Elaboró: M en Ing. Juan Manuel Nava Fernández e-mail: ingnavafernandez@gmail.com