Universidad Anáhuac Cancún
Estructuras Metálicas Ing. Juan Nava Fernández 6to Semestre CALIFICACION 10
Diseño Compresión y Flexocompresión Tarea 03
26/Marzo/2019 Paulina Soledad Macias Covarrubias
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.
Sx
Sx
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.
P = 14.05 T P = 14,050 kg
P = 31.87 Ton P = 31,870 kg
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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 = 6000 kg*cm
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COLUMNA DE SECCION
________1 – 2 _____________ W12"x40 lb/ft
Peralte in
x
ancho in
x
peso kg/m
12" _________
x
8" _________
x
59.6 kg/m _________
Longitud del elemento
400 L = __________ cm
Capture la información relevante de la columna obtenida en las unidades indicadas:
PROPIEDADES GEOMETRICAS Peralte
h
30.3 = __________ cm
Espesor patín
tf
1.31 = __________ cm
Espesor alma
tw
0.75 = __________ cm
Area Total
At
75.94 = __________ cm2
Inercia en X
Ix
12,907 = __________ cm4
Inercia en Y
IY Ix
1,835 = __________ 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
Por como esta orientada la columna
4.92 = __________ cm Relación de esbeltez considera el menor radio de giro
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 =__________
fa = 14050 / 75.94 * 1.25 1 * 400 / 4.92
Relación de esbeltez
1 * 400 / (menor radio de giro)
81.32 < 128 K L / r = __________
Considere el valor de K = 1
¿ Qué tipo de columna es ?
Subraye la respuesta.
Columna Corta
Columna Larga Fórmula enorme
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.
fa= 231.26 kg/cm2 < Fa=1079.31 kg/cm2
Afirmativo
Negativo
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Resultado del Diseño por: •
FLEXION
fb = 281,000 / 850 * 1.25 Sx= 850
281,000 kg*cm M max =__________
Momento actuante Esfuerzo Actuante a Flexión
M / S * F.S. fb
413.23 kg/cm2 =__________
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
Resultado del Diseño por: •
FLEXOCOMPRESION ( Considerar el FS indicado en fb
Fb = 0.66 * f'y A-36 f'y= 2533 kg/cm2 Fb = 0.66 * 2533 Fb= 1671.78
413.23 ___________ 1671.78
+
231.26 __________
fa )
=
0.4614 ________
1079.31
Comentarios: 0.4614 < 1.0 Si se puede usar esa columna. Esta muy sobrada _________________________________________________________________________ 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
30.5 = __________ cm
Espesor patín
tf
0.64 = __________ cm
Espesor alma
tw
0.64 = __________ cm
Area Total
At
74.84 = __________ cm2
Inercia en X
Ix
11,030 = __________ cm4
Inercia en Y
Ix
11,030 = __________ cm4
Módulo de Sección X
Sx
722.67 = __________ cm3
Módulo de Sección Y
Sy
Radio de giro en X
rx
722.67 cm3 = __________ 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 =__________ 532.302 kg/cm2 =__________
32.94 < 128 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? fa= 532.30 kg/cm2 < Fa= 1390.58 kg/cm2
Subraye la respuesta. Afirmativo
Negativo
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Resultado del Diseño por: •
FLEXION
Momento actuante
6,000 kg*cm M max =__________
6,000 / 722.67 * 1.25
Esfuerzo Actuante a Flexión
M/S
fb
10.378 kg/cm2 =__________
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
Resultado del Diseño por: •
FLEXOCOMPRESION ( Considerar el FS indicado en fb
Fb = 0.66 f'y A-36 Fb = 1671.78 kg/cm2
10.378 ___________ 1671.78
+
532.302 __________
fa )
=
0.388 ________
1390.584 0.388 > 1.0
Comentarios:
0.388 > 1.0 sobrada _________________________________________________________________________ 12 Elaboró: M en Ing. Juan Manuel Nava Fernández e-mail: ingnavafernandez@gmail.com
UNIVERSIDAD ANAHUAC CANCUN TABLAS SECCION PTR
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UNIVERSIDAD ANAHUAC CANCUN TABLAS SECCION CANAL MONTEN
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TABLA DE VIGAS IPR
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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