Tarea 03 Estructuras Metálicas

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

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 = 6000 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 _____________ 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

8 Elaboró: M en Ing. Juan Manuel Nava Fernández e-mail: ingnavafernandez@gmail.com

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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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14 Elaboró: M en Ing. Juan Manuel Nava Fernández e-mail: ingnavafernandez@gmail.com

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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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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