CALIFICACION 10 UNIVERSIDAD ANÁHUAC CANCÚN ESTRUCTURAS METÁLICAS ING. JUAN NAVA FERNÁNDEZ 6TO SEMESTRE DISEÑO A COMPRESIÓN - FLEXOCOMPRESIÓN TAREA 03 SEGUNDO PARCIAL 26/03/2021 ROBERTO SÁNCHEZ CHARFÉN
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.
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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.
AZ COL PA COL PB
PA PB
X
X Columna requiere trabajar en modulo de sección X
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A continuación se muestra el diagrama de fuerzas axiales indicando los valores en Ton.
P= 14.05 T = 14050kg
P= 31.87 T = 31870 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 = 6,000 kg * cm
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COLUMNA DE SECCION
________1 – 2 _____________ W12" x 40lb/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
12907 cm4 = __________
Inercia en Y
Iy 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
Viga
Por como está colocada la columna
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 14050 /75.94 *1.25
Carga actuante
Esfuerzo Actuante a Compresión
Relación de esbeltez
P / At * F.S.
1*400/ 4.92
P
14050 kg =__________
fa
231.26 kg/cm2 =__________
81.322 < 128 K L / r = __________
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? fa= 231.26 kg/cm2 < Fa= 1079.31 kg/cm2 Subraye la respuesta. Afirmativo
Negativo
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Resultado del Diseño por: •
FLEXION
Momento actuante
Sx 281000 /850 * 1.25
Esfuerzo Actuante a Flexión
281000 kg*cm M max =__________
M / S * F.S. fb
S req = Mmax / Esfuerzo permisible
413.23 kg/cm2 =__________
cm3
S req = __________
Fb= 0.66 * fy S IPR = Módulo de sección de lafy= viga2533 kg/cm2 S IPR = ___________ cm3 A-36 Fb= 1671.78 kg/cm2 ¿ 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
413.23 ___________ 1671.78
+
231.26 __________
fa )
=
0.4614 < 1.0 ________
1079.31
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
X 1/4"
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
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
1/4"= 0.25
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 P/A *FS
Carga actuante
31870/ 74.84 * 1.25 P 31870
Esfuerzo Actuante a Flexión M / S * F.S. fa fb a compresion fa
31870 =__________ kg 532.30 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 < Fa Subraye la respuesta. Afirmativo
Negativo
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Resultado del Diseño por: •
FLEXION
Momento actuante
6,000/ 722.67 * 1.25 6000
Esfuerzo Actuante a Flexión
M/S
6,000 M max =__________ kg*cm fb
10.378 kg/cm2 =__________
S req = Mmax / Esfuerzo permisible S req = __________ cm3 Fb= 0.66 f'y f'y= 2533 kg/cm2 S IPR = Módulo dea-36 sección de la viga S IPR = ___________ cm3 Fb= 1671.78 kg/cm2
¿ 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
10.378 ___________ 1671.78
+
532.30 __________
fa )
=
0.388 < 1.0 ________
1390.58
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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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