UNIVERSIDAD ANÁHUAC CANCÚN ESTRUCTURAS METÁLICAS ING. JUAN NAVA FERNÁNDEZ 6TO SEMESTRE EXAMEN 01
CALIFICACION 93
PRIMER PARCIAL 28/FEB/2021 ROBERTO SÁNCHEZ CHARFÉN
UNIVERSIDAD ANAHUAC CANCUN
ESTRUCTURAS METALICAS
EXAMEN 01 ROBERTO SÁNCHEZ CHARFÉN
NOMBRE: _________________________________________________
1 Elaboró: M en Ing. Juan Manuel Nava Fernández e-mail: ingnavafernandez@gmail.com
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DATOS: Actualmente en una plaza comercial se tiene un local en particular donde se pretende colocar un tapanco que permite incrementar el espacio útil en su interior. La construcción de la plaza ya se encuentra construída y está en funcionamiento. El proyecto arquitectónico considera la colocación de un tapanco. Las medidas a ejes de columnas existentes del local son de 5.20 x 5.16 m. Por proceso constructivo, solicitud o indicación de la plaza de realizar la construcción del tapanco del modo más rápido y apropiado dadas las características de la plaza, se debe considerar una losa del sistema losacero. El calibre de la lámina será 24 La CARGA DE DISEÑO CD que contempla la suma de la carga muerta y la carga viva se considerará de 800 kg/m2. El módulo de elasticidad es E = 2.10 X106 kg/cm2 La carga W que trabaja en las vigas secundarias se obtienen aplicando el área tributaria. La estructura se resolverá a base de vigas metálicas del tipo IPR. Se deberá de realizar un diseño de los dos tipos de vigas indicadas en la propuesta estructural mostrada. Se considerará un Factor de Seguridad de 1.25 en el diseño de las vigas IPR. En la resolución de los ejercicios se deberá de considerar un peso aproximado de la viga de 50 kg/m y el peso correspondiente a la losa que soporta de acuerdo al área tributaria de cada ejercicio. Emplee la tabla de vigas IPR del curso anexada al final del documento. Al final del documento se encontrarán las tablas de losacero, peso de láminas y volumen de concreto por unidad de superficie a considerar en el ejercicio. Tomen en cuenta el peso volumétrico del concreto de 2400 kg/m3. 2 Elaboró: M en Ing. Juan Manuel Nava Fernández e-mail: ingnavafernandez@gmail.com
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EJERCICIO NO. 1 Considere la siguiente propuesta estructural:
Verifique si la distancia entre vigas es suficiente para resistir la sobrecarga de diseño. Emplee para esto la tabla de resistencia anexado al final. 800 ____________ kg/cm2
CARGA DE DISEÑO: PESO PROPIO DE LA LOSACERO (Lámina y capa de compresión)
209.7 ____________ kg/cm2
SOBRECARGA DE DISEÑO:
590.3 ____________ kg/cm2
0.085 * 2400= 204 204 + 5.7= 209.7 800-209.7=590.3
¿ La separación de vigas es adecuada para soportar la SOBRECARGA DE DISEÑO ? SI
NO 3
Elaboró: M en Ing. Juan Manuel Nava Fernández e-mail: ingnavafernandez@gmail.com
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COMENTARIOS: _________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________
Para la resolución de los elementos mecánicos (Vmax y Mmax) tome la siguiente información: w= 50 ppropio + (800*2.60)= 2130 kg/m = 2.13 T/m VMax= 2.130x5.16 / 2= 5.4954 T Mmax= 2130 * 5.16 /8 = 7.089T/m
w= 50 ppropio + (800*1.30)=1090kg/m = 1.090 T/m VMax= 1.09x5.16 / 2= 2.8122 T M max= 1.09x5.16x5.16 / 8=3.627 T/m
4 5*2130*5.16
= 1.10
384 * 2100000 * 8491.12
Vmax= 5495/2= 2747.5 Mmax= 5495*5.20 / 4 = 7143.5
4 Elaboró: M en Ing. Juan Manuel Nava Fernández e-mail: ingnavafernandez@gmail.com
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EJERCICIO 01 Acero A-36
VIGA V-1
f’y = 2530 kg/cm2
E = 2 100 000 kg/cm2
σ permisible a flexión
σ perm =
.66 * f’y
τ permisible a cortante
τ perm =
.40 * f’y
deformación permisilbe
d perm = L / 360
La viga del tipo IPR deberá ser la más económica que cumpla con los requisitos de diseño considerados.
VIGA RESULTADO (Recordar que deberá de escoger la viga más económica) Peralte in 12" _________
x x
ancho in
x
peso kg/m
6 1/2" _________
x
38.7 _________
Capture la información relevante de la viga obtenida en las unidades indicadas: Peralte
31.04 h = __________ cm
Espesor del alma
0.584 tw = __________ cm
Inercia
8491.12 cm4 I = __________
Módulo de Sección
547.33 S = __________ cm3
5 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:
•
FLEXION 708,900 M max =__________ kg*cm
708,900/1669.8x1.25= 530.677
530.677
cm3
S req = Mmax / Esfuerzo permisible * F.S.
S req = __________
S IPR = Módulo de sección de la viga
547.33 S IPR = ___________ cm3
¿ El módulo de sección S IPR es mayor al valor obtenido S req ? Subraye la respuesta. Afirmativo
•
Negativo
CORTANTE 5495.4 kg V max =__________ 18.127 Av = __________cm2
Area del Alma τ act cortante = Vmax / Area del alma * F.S.
378.94 τ act = _________ kg/cm2 1012 τ perm =__________kg/cm2
τ perm cortante ¿ Se cumple la siguiente relación ? τ act cortante
<
τ perm cortante
Subraye la respuesta. Afirmativo
Negativo
6 Elaboró: M en Ing. Juan Manuel Nava Fernández e-mail: ingnavafernandez@gmail.com
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•
Deflexión o flecha máxima
8491.12 I = __________cm4
Inercia de la viga d max = deformación máxima de la viga
1.10 d max =__________ cm
d perm = deformación permisible de la viga
1.433 d perm=__________ cm
¿ Se cumple la siguiente relación ? d max
<
d perm
Subraye la respuesta. Afirmativo
Negativo
Comentarios:
_________________________________________________________________________
7 Elaboró: M en Ing. Juan Manuel Nava Fernández e-mail: ingnavafernandez@gmail.com
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EJERCICIO 01 Acero A-36
VIGA V-2
f’y = 2530 kg/cm2
E = 2 100 000 kg/cm2
σ permisible a flexión
σ perm =
.66 * f’y
τ permisible a cortante
τ perm =
.40 * f’y
deformación permisilbe
d perm = L / 360
La viga del tipo IPR deberá ser la más económica que cumpla con los requisitos de diseño considerados.
VIGA RESULTADO (Recordar que deberá de escoger la viga más económica) Peralte in 12" _________
x x
ancho in
x
peso kg/m
4" _________
x
23.8 _________
Capture la información relevante de la viga obtenida en las unidades indicadas: Peralte
30.45 h = __________ cm
Espesor del alma
tw = __________ cm
Inercia
4287.18 cm4 I = __________
Módulo de Sección
280.22 S = __________ cm3
0.558
8 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:
•
FLEXION 362,773.8 kg*cm M max =__________
S req = Mmax / Esfuerzo permisible * F.S.
271.57 S req = __________
S IPR = Módulo de sección de la viga
280.22 S IPR = ___________ cm3
cm3
¿ El módulo de sección S IPR es mayor al valor obtenido S req ? Subraye la respuesta. Afirmativo
•
Negativo
CORTANTE 2812.2 V max =__________ kg 16.99 Av = __________cm2
Area del Alma τ act cortante = Vmax / Area del alma * F.S.
206.88 τ act = _________ kg/cm2
τ perm =__________kg/cm2 1012
τ perm cortante ¿ Se cumple la siguiente relación ? τ act cortante
<
τ perm cortante
Subraye la respuesta. Afirmativo
Negativo
9 Elaboró: M en Ing. Juan Manuel Nava Fernández e-mail: ingnavafernandez@gmail.com
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•
Deflexión o flecha máxima
4287.18 I = __________cm4
Inercia de la viga d max = deformación máxima de la viga
1.11 d max =__________ cm
d perm = deformación permisible de la viga
1.433 d perm=__________ cm
¿ Se cumple la siguiente relación ? d max
<
d perm
Subraye la respuesta. Afirmativo
Negativo
Comentarios:
10 Elaboró: M en Ing. Juan Manuel Nava Fernández e-mail: ingnavafernandez@gmail.com
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EJERCICIO 01 Acero A-36
VIGA V-3
f’y = 2530 kg/cm2
E = 2 100 000 kg/cm2
σ permisible a flexión
σ perm =
.66 * f’y
τ permisible a cortante
τ perm =
.40 * f’y
deformación permisilbe
d perm = L / 360
La viga del tipo IPR deberá ser la más económica que cumpla con los requisitos de diseño considerados.
VIGA RESULTADO (Recordar que deberá de escoger la viga más económica) Peralte in 12" _________
x x
ancho in
x
peso kg/m
6 1/2" _________
x
38.7 _________
Capture la información relevante de la viga obtenida en las unidades indicadas: Peralte
31.04 h = __________ cm
Espesor del alma
0.584 tw = __________ cm
Inercia
8491.12 cm4 I = __________
Módulo de Sección
547.33 S = __________ cm3
11 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:
•
FLEXION 714350 M max =__________ kg*cm
S req = Mmax / Esfuerzo permisible * F.S.
534.757 S req = __________
S IPR = Módulo de sección de la viga
547.33 S IPR = ___________ cm3
cm3
¿ El módulo de sección S IPR es mayor al valor obtenido S req ? Subraye la respuesta. Afirmativo
•
Negativo
CORTANTE 2747.5 V max =__________ kg 18.127 Av = __________cm2
Area del Alma τ act cortante = Vmax / Area del alma * F.S.
189.461 kg/cm2 τ act = _________ 1012 τ perm =__________kg/cm2
τ perm cortante ¿ Se cumple la siguiente relación ? τ act cortante
<
τ perm cortante
Subraye la respuesta. Afirmativo
Negativo
12 Elaboró: M en Ing. Juan Manuel Nava Fernández e-mail: ingnavafernandez@gmail.com
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•
Deflexión o flecha máxima
8491.12 I = __________cm4
Inercia de la viga d max = deformación máxima de la viga
0.90 d max =__________ cm
d perm = deformación permisible de la viga
1.44 d perm=__________ cm
¿ Se cumple la siguiente relación ? d max
<
d perm
Subraye la respuesta. Afirmativo
Negativo
Comentarios:
_________________________________________________________________________
13 Elaboró: M en Ing. Juan Manuel Nava Fernández e-mail: ingnavafernandez@gmail.com
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¿ CUANTOS KILOGRAMOS DE ACERO EN TOTAL CONSIDERANDO SOLO LAS VIGAS RESULTO DEL DISEÑO ? VIGA
PESO (KG/M)
LONGITUD (M)
PESO (KG)
1 ________
__________
38.7
5.16 __________
199.692 __________
2 ________
__________
23.8
5.16 __________
245.616 __________
3 ________
__________
38.7
5.20 __________
402.48 __________
TOTAL
847.788 __________
14 Elaboró: M en Ing. Juan Manuel Nava Fernández e-mail: ingnavafernandez@gmail.com
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TABLA DE VIGAS IPR
15 Elaboró: M en Ing. Juan Manuel Nava Fernández e-mail: ingnavafernandez@gmail.com
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TABLAS DE MATERIAL LOSACERO
16 Elaboró: M en Ing. Juan Manuel Nava Fernández e-mail: ingnavafernandez@gmail.com
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RESUMEN VIGA V-1
_________
( 34/100 PUNTOS )
VIGA V-2
_________
( 33/100 PUNTOS )
VIGA V-3
_________
( 33/100 PUNTOS )
TOTAL
_________
( 100 PUNTOS )
17 Elaboró: M en Ing. Juan Manuel Nava Fernández e-mail: ingnavafernandez@gmail.com