estructuras de acero

1 Ingeniería Estructural

LABORATORIO Nº 01 ESTUDIANTE: Bermúdez Mejía Edgar Ricardo TEMA: Estructuras Metálicas- Diseño de Estructuras de Acero

___________________________________________________________________

1. INTRODUCCION AL DISEÑO ESTRUCTURAL DE ACERO2. ESPECIFICACIONES , CARGAS Y METODOS DE DISEÑO3. ANALISIS DE MIEMBROS A TENSION

Es común encontrar miembros sujetos a tensión en armaduras de puentes y techos, Torres, sistemas de arriostramiento y en situaciones donde se usan como tirantes.

La selección de un perfil para usarse como miembro a tensión es uno de los problemas más sencillos

Como no hay peligro de que el miembro se pandee, se necesitara determinar al carga que va a sustentarse.

Luego se calcula el área requerida para sustentar esa carga Seleccionar una sección de acero que proporcione el área requerida

3.1. Calcule el área neta del miembro indicado en el problema

Área Neta= ( 3

4x8)−1( 3

4+ { {1} over {8} } )¿¿

Área Neta=5.34375inch²

Área Neta=34.476cm²


Área Neta= (1x 12 )−2 (1+ { {1} over {8} } ) ¿¿



PARTES DE UN PERFIL W

d=Profundidad, tamaño (Depth)

Estructuras Metálicas

EspesorEspesorEspesorEspesorEspesorEspesorEspesorEspesorEspesorEspesorEspesorEspesorEspesorEspesorEspesorEspesorEspesorEspesorEspesorEspesorEspesorEspesorEspesorEspesorEspesorEspesorEspesorEspesorEspesorEspesorEspesorEspesorEspesorEspesorEspesorEspesorEspesorEspesorEspesorAnchoAnchoAnchoAnchoAnchoAnchoAnchoAnchoAnchoAnchoAnchoAnchoAnchoAnchoAnchoAnchoAnchoAnchoAnchoAnchoAnchoAnchoAnchoAnchoAnchoAnchoAnchoAnchoAnchoAnchoAnchoAnchoAnchoAnchoAnchoAnchoAnchoAnchoAncho

Φ Bolt Φ Bolt Φ Bolt Φ Bolt Φ Bolt Φ Bolt Φ Bolt Φ Bolt Φ Bolt Φ Bolt Φ Bolt Φ Bolt Φ Bolt Φ Bolt Φ Bolt Φ Bolt Φ Bolt Φ Bolt Φ Bolt Φ Bolt Φ Bolt Φ Bolt Φ Bolt Φ Bolt Φ Bolt Φ Bolt Φ Bolt Φ Bolt Φ Bolt Φ Bolt Φ Bolt Φ Bolt Φ Bolt Φ Bolt Φ Bolt Φ Bolt Φ Bolt Φ Bolt Φ Bolt

EspesorEspesorEspesorEspesorEspesorEspesorEspesorEspesorEspesorEspesorEspesorEspesorEspesorEspesorEspesorEspesorEspesorEspesorEspesorEspesorEspesorEspesorEspesorEspesorEspesorEspesorEspesorEspesorEspesorEspesorEspesorEspesorEspesorEspesorEspesorEspesorEspesorEspesorEspesor

EspesorEspesorEspesorEspesorEspesorEspesorEspesorEspesorEspesorEspesorEspesorEspesorEspesorEspesorEspesorEspesorEspesorEspesorEspesorEspesorEspesorEspesorEspesorEspesorEspesorEspesorEspesorEspesorEspesorEspesorEspesorEspesorEspesorEspesorEspesorEspesorEspesorEspesorEspesorAnchoAnchoAnchoAnchoAnchoAnchoAnchoAnchoAnchoAnchoAnchoAnchoAnchoAnchoAnchoAnchoAnchoAnchoAnchoAnchoAnchoAnchoAnchoAnchoAnchoAnchoAnchoAnchoAnchoAnchoAnchoAnchoAnchoAnchoAnchoAnchoAnchoAnchoAncho



Nº filas Nº filas Nº filas Nº filas Nº filas Nº filas Nº filas Nº filas Nº filas Nº filas Nº filas Nº filas Nº filas Nº filas Nº filas Nº filas Nº filas Nº filas Nº filas Nº filas Nº filas Nº filas Nº filas Nº filas Nº filas Nº filas Nº filas Nº filas Nº filas Nº filas Nº filas Nº filas Nº filas Nº filas Nº filas Nº filas Nº filas Nº filas Nº filas



Nº FilasNº FilasNº FilasNº FilasNº FilasNº FilasNº FilasNº FilasNº FilasNº FilasNº FilasNº FilasNº FilasNº FilasNº FilasNº FilasNº FilasNº FilasNº FilasNº FilasNº FilasNº FilasNº FilasNº FilasNº FilasNº FilasNº FilasNº FilasNº FilasNº FilasNº FilasNº FilasNº FilasNº FilasNº FilasNº FilasNº FilasNº FilasNº Filas


bf =ancho del ala (Flange Width) tf =espesor del ala (Flange Thicknesstw=espesor del alma (Web Thickness) T =Distancia sin curvatura kl=Distancia con curvatura en eje X k =Distancia con curvatura en eje X X= Eje X-X ( Axis X-X) Y= Eje Y-Y ( Axis Y-Y)

DENOTACION

La simbología que es utilizada actualmente para su notación es:

W 12 x 40


Datos (Indicado en la pg1-24, Manual of Steel Construction AISC)

Perfil w 12x40 Área Bruta =11.7inch² tw= 0.295 inch tf= 0.515 inch

El agujero Φ es igual a 3/4” + 1/8” = 7/8”

Área Neta= (11. 7 inch2)−2( 3

4+ { {1} over {8} } )(0 . 295 right ) - 4 left ( { {3} over {4} } + 1

8 right ) left (0 . 515 )






Profundidad Aprox. (in.)Profundidad Aprox. (in.)Profundidad Aprox. (in.)Profundidad Aprox. (in.)Profundidad Aprox. (in.)Profundidad Aprox. (in.)Profundidad Aprox. (in.)Profundidad Aprox. (in.)Profundidad Aprox. (in.)Profundidad Aprox. (in.)Profundidad Aprox. (in.)Profundidad Aprox. (in.)Profundidad Aprox. (in.)Profundidad Aprox. (in.)Profundidad Aprox. (in.)Profundidad Aprox. (in.)Profundidad Aprox. (in.)Profundidad Aprox. (in.)Profundidad Aprox. (in.)Profundidad Aprox. (in.)Profundidad Aprox. (in.)Profundidad Aprox. (in.)Profundidad Aprox. (in.)Profundidad Aprox. (in.)Profundidad Aprox. (in.)Profundidad Aprox. (in.)Profundidad Aprox. (in.)Profundidad Aprox. (in.)Profundidad Aprox. (in.)Profundidad Aprox. (in.)Profundidad Aprox. (in.)Profundidad Aprox. (in.)Profundidad Aprox. (in.)Profundidad Aprox. (in.)Profundidad Aprox. (in.)Profundidad Aprox. (in.)Profundidad Aprox. (in.)Profundidad Aprox. (in.)Profundidad Aprox. (in.)Peso (lb/ft)Peso (lb/ft)Peso (lb/ft)Peso (lb/ft)Peso (lb/ft)Peso (lb/ft)Peso (lb/ft)Peso (lb/ft)Peso (lb/ft)Peso (lb/ft)Peso (lb/ft)Peso (lb/ft)Peso (lb/ft)Peso (lb/ft)Peso (lb/ft)Peso (lb/ft)Peso (lb/ft)Peso (lb/ft)Peso (lb/ft)Peso (lb/ft)Peso (lb/ft)Peso (lb/ft)Peso (lb/ft)Peso (lb/ft)Peso (lb/ft)Peso (lb/ft)Peso (lb/ft)Peso (lb/ft)Peso (lb/ft)Peso (lb/ft)Peso (lb/ft)Peso (lb/ft)Peso (lb/ft)Peso (lb/ft)Peso (lb/ft)Peso (lb/ft)Peso (lb/ft)Peso (lb/ft)Peso (lb/ft)


Perfil WT 15x54 Área Bruta =15.90inch² tf= 0.760 inch

El agujero Φ es igual a 1” + 1/8” = 9/8”

Área Neta= (15 . 90 inch2)−2 (1+ { {1} over {8} } ) ¿¿



PARTES DE UN PERFIL L

DENOTACION

L8 x 4 x 3/4

3.5. Una L8 x 4 x 3/4 con dos líneas de tornillos de 3/4 “ de Φ en el lado largo y una línea de tornillos de 3/4 “ de Φ en el lado corto.


Área Bruta =8.44inch²


Área Neta= (8 .44 inch2)−2( 3

4+ { {1} over {8} } )¿¿



3.6. Un par de L4 x 4 x 1/4 con una linea de tornillos de 7/8 “ de Φ en cada lado




Los perfiles L son los más comúnmente usados, para minimizar las cargas de viento o porrazones estéticas

Espesor Espesor Espesor Espesor Espesor Espesor Espesor Espesor Espesor Espesor Espesor Espesor Espesor Espesor Espesor Espesor Espesor Espesor Espesor Espesor Espesor Espesor Espesor Espesor Espesor Espesor Espesor Espesor Espesor Espesor Espesor Espesor Espesor Espesor Espesor Espesor Espesor Espesor Espesor



Nº filas Nº filas Nº filas Nº filas Nº filas Nº filas Nº filas Nº filas Nº filas Nº filas Nº filas Nº filas Nº filas Nº filas Nº filas Nº filas Nº filas Nº filas Nº filas Nº filas Nº filas Nº filas Nº filas Nº filas Nº filas Nº filas Nº filas Nº filas Nº filas Nº filas Nº filas Nº filas Nº filas Nº filas Nº filas Nº filas Nº filas Nº filas Nº filas


AgAgAgAgAgAgAgAgAgAgAgAgAgAgAgAgAgAgAgAgAgAgAgAgAgAgAgAgAgAgAgAgAgAgAgAgAgAgAg


Área Neta= (2 x1 . 94 inch2 )−2(7

8+ { {1} over {8} } )( 1

4 right ) - 2 left ( { {7} over {8} } + 1

8 right ) left ( { {1} over {4} } )

Área Neta=2.88 inch²

3.7. Un W 18 x 35 con dos agujeros en cada patín y uno en el alma, todos para tornillos de 7/8” de Φ.


Perfil W 18x35 Área Bruta =10.30inch² tw= 0.30 inch tf= 0.425 inch

Área Neta= (10 .30inch2 )−4 ( 7


8 right ) left (0 . 30 )


3.8. Calcule el Área neta en la sección compuesta mostrada en la Figura, para la que se usan tornillos de 3/4“ de Φ


Perfil WT 15x45 Área Bruta =13.20inch² tf= 0.61inch

PL 5/8“ x 14“

Área Neta=(13 . 2inch2+( 5

8x 14 )inch2 )−2( 3


8 right ) left ( { {5} over {8} } )

Área Neta=(21 . 95 inch2)−2(3

4+ { {1} over {8} } )(0 .61 right ) - 2 left ( { {3} over {4} } + 1

8 right ) left ( { {5} over {8} } )


3.9. La placa de 1 x 8 mostrada en la figura, Losa agujeros son para tornillos de 3/4 “Φ


A

Peso (lb/ft)Peso (lb/ft)Peso (lb/ft)Peso (lb/ft)Peso (lb/ft)Peso (lb/ft)Peso (lb/ft)Peso (lb/ft)Peso (lb/ft)Peso (lb/ft)Peso (lb/ft)Peso (lb/ft)Peso (lb/ft)Peso (lb/ft)Peso (lb/ft)Peso (lb/ft)Peso (lb/ft)Peso (lb/ft)Peso (lb/ft)Peso (lb/ft)Peso (lb/ft)Peso (lb/ft)Peso (lb/ft)Peso (lb/ft)Peso (lb/ft)Peso (lb/ft)Peso (lb/ft)Peso (lb/ft)Peso (lb/ft)Peso (lb/ft)Peso (lb/ft)Peso (lb/ft)Peso (lb/ft)Peso (lb/ft)Peso (lb/ft)Peso (lb/ft)Peso (lb/ft)Peso (lb/ft)Peso (lb/ft)Profundidad Aprox. (in.)Profundidad Aprox. (in.)Profundidad Aprox. (in.)Profundidad Aprox. (in.)Profundidad Aprox. (in.)Profundidad Aprox. (in.)Profundidad Aprox. (in.)Profundidad Aprox. (in.)Profundidad Aprox. (in.)Profundidad Aprox. (in.)Profundidad Aprox. (in.)Profundidad Aprox. (in.)Profundidad Aprox. (in.)Profundidad Aprox. (in.)Profundidad Aprox. (in.)Profundidad Aprox. (in.)Profundidad Aprox. (in.)Profundidad Aprox. (in.)Profundidad Aprox. (in.)Profundidad Aprox. (in.)Profundidad Aprox. (in.)Profundidad Aprox. (in.)Profundidad Aprox. (in.)Profundidad Aprox. (in.)Profundidad Aprox. (in.)Profundidad Aprox. (in.)Profundidad Aprox. (in.)Profundidad Aprox. (in.)Profundidad Aprox. (in.)Profundidad Aprox. (in.)Profundidad Aprox. (in.)Profundidad Aprox. (in.)Profundidad Aprox. (in.)Profundidad Aprox. (in.)Profundidad Aprox. (in.)Profundidad Aprox. (in.)Profundidad Aprox. (in.)Profundidad Aprox. (in.)Profundidad Aprox. (in.)

2 Líneas por patin

2 Líneas por patin

2 Líneas por patin

2 Líneas por patin

2 Líneas por patin

2 Líneas por patin

2 Líneas por patin

2 Líneas por patin

2 Líneas por patin

2 Líneas por patin

2 Líneas por patin

2 Líneas por patin

2 Líneas por patin

2 Líneas por patin

2 Líneas por patin

2 Líneas por patin

2 Líneas por patin

2 Líneas por patin

2 Líneas por patin

2 Líneas por patin

2 Líneas por patin

2 Líneas por patin

2 Líneas por patin

2 Líneas por patin

2 Líneas por patin

2 Líneas por patin

2 Líneas por patin

2 Líneas por patin

2 Líneas por patin

2 Líneas por patin

2 Líneas por patin

2 Líneas por patin

2 Líneas por patin

2 Líneas por patin

2 Líneas por patin

2 Líneas por patin

2 Líneas por patin

2 Líneas por patin

2 Líneas por patin


Nº Líneas Nº Líneas Nº Líneas Nº Líneas Nº Líneas Nº Líneas Nº Líneas Nº Líneas Nº Líneas Nº Líneas Nº Líneas Nº Líneas Nº Líneas Nº Líneas Nº Líneas Nº Líneas Nº Líneas Nº Líneas Nº Líneas Nº Líneas Nº Líneas Nº Líneas Nº Líneas Nº Líneas Nº Líneas Nº Líneas Nº Líneas Nº Líneas Nº Líneas Nº Líneas Nº Líneas Nº Líneas Nº Líneas Nº Líneas Nº Líneas Nº Líneas Nº Líneas Nº Líneas Nº Líneas



1 Línea en el alma 1 Línea en el alma 1 Línea en el alma 1 Línea en el alma 1 Línea en el alma 1 Línea en el alma 1 Línea en el alma 1 Línea en el alma 1 Línea en el alma 1 Línea en el alma 1 Línea en el alma 1 Línea en el alma 1 Línea en el alma 1 Línea en el alma 1 Línea en el alma 1 Línea en el alma 1 Línea en el alma 1 Línea en el alma 1 Línea en el alma 1 Línea en el alma 1 Línea en el alma 1 Línea en el alma 1 Línea en el alma 1 Línea en el alma 1 Línea en el alma 1 Línea en el alma 1 Línea en el alma 1 Línea en el alma 1 Línea en el alma 1 Línea en el alma 1 Línea en el alma 1 Línea en el alma 1 Línea en el alma 1 Línea en el alma 1 Línea en el alma 1 Línea en el alma 1 Línea en el alma 1 Línea en el alma 1 Línea en el alma


ABC=(8 inch2 )−1( 3

4+ { {1} over {8} } )¿¿

ABDE=

(8 inch2 )−2(34

+ { {1} over {8} } ) (1 right )+ { { left (1 { {1} over {2} } right ) rSup { size 8{2} } } over {4x3} } left (1 )=6 . 4375 inch2

Área Neta= 6.4375inch² la más crítica (menor)

3.10 Calcule el Área neta en la sección compuesta mostrada en la Figura, La placa de 3/4”x10” los agujeros son para los tornillos de 7/8“ de Φ

ABCD=(10 inch )−2( 7

8+ { {1} over {8} } )=8inch

ABECD=(10 inch )−3( 7

8+ { {1} over {8} } )+2 x 22

4 x 3ABECD= 7.67inch

Área Neta=7.67inch x 3/4inch = 5.7525 inch²

la más crítica (menor)

NOTA:

También se puede resolver de esta manera , no considerando inicialmente en las cadenas el espesor de la placa , escogemos la menor longitud de cadena y multiplicamos finalmente por el espesor de placa.

3.11 Calcule el Área neta en la sección compuesta mostrada en la Figura, La placa de 7/8”x14” los agujeros son para los tornillos de 7/8“ de Φ


B

CD

E

A

EC

B

D

F

C

B

D

A

Nº de agujerosNº de agujerosNº de agujerosNº de agujerosNº de agujerosNº de agujerosNº de agujerosNº de agujerosNº de agujerosNº de agujerosNº de agujerosNº de agujerosNº de agujerosNº de agujerosNº de agujerosNº de agujerosNº de agujerosNº de agujerosNº de agujerosNº de agujerosNº de agujerosNº de agujerosNº de agujerosNº de agujerosNº de agujerosNº de agujerosNº de agujerosNº de agujerosNº de agujerosNº de agujerosNº de agujerosNº de agujerosNº de agujerosNº de agujerosNº de agujerosNº de agujerosNº de agujerosNº de agujerosNº de agujeros






ABC=14 inch−1( 7

8+ { {1} over {8} } )=13inch

ABFDE=

(14 inch )−3( 78

+ { {1} over {8} } )+(3 1

2)2

4 x 4 12

+(1 1

2)2

4 x3 12

ABFDE=11.84 inch

ABDE=

(14 inch )−2( 78

+ { {1} over {8} } )+(2 1

2)2

4 x7 12 =12.208inch

Área Neta=11.84 inch x 7/8inch = 10.36inch²

3.12 El Angulo 6 x 4 x ½ mostrado tiene una línea de tornillos de 3/4 “ de Φ en cada lado. Los tornillos están a 4” en el centro de cada línea y están en zigzag a 2 pulgadas entre si.




Área Neta=

Área Neta=inch²

3.13 .


E

El miembro a tensión mostrado en la Figura contiene agujeros para tornillos de 3/4" de Φ ¿Para que paso, s , será el área neta para la sección que pasa por un agujero igual a la de la línea de fractura que atraviesa por dos agujeros? C

B

D

A


ABDE=(8 inch )−2( 3

4+ { {1} over {8} } )+ s2

4 x3 = 6 .25+ { {s rSup { size 8{2} } } over { 12} } } {¿

ABC=(8 inch )−1( 3

4+ { {1} over {8} } )

=7 . 125} {¿ 7 .125} {¿ =6 .25+ { {s rSup { size 8{2} } } over { 12} } } {¿

S=3.24inch.

3.15 Un L6 x 6 x 1/2” se usa como miembro a tensión con una línea de gramil para tornillos de 3/4 “ de Φ en cada lado en la posición usual de gramil (véase la Tabla 3.1). ¿Cuál es el escalonamiento mínimo, necesario para que solo un tornillo tenga que sustraerse del área toral del Angulo?



El agujero Φ es igual a 3/4” + 1/8” = 7/8” perfil L6 x 6 x 1/2

Área Neta necesaria para un solo tornillo

Área Neta deseada=Ag – (1)x D x espesor = 5.77inch² - (1)( 3/4” + 1/8”)(1/2) = 5.3325inch²…..(1)

Área Neta =Ag – (2)x D x espesor +

s2

4 g x espesor ………(2)

Igualando (1) y (2): Ag – (1)x D x espesor =Ag – (2)x D x espesor +

s2

4 g x espesor

(1)x D x espesor =

s2

4 g x espesor

S = √4 Dg =√4 x 78

x6 . 5

S =4.77 inch

Para un S=3” Aneta = Ag – (2)x D x espesor +

s2

4 g x espesor

Aneta = 5.77inch² - (2)( 3/4” + 1/8”)(1/2) +

32

4 x 6 .5x 1

2} {¿

= 5.068 inch²


E

g=3.5

g’=2g1-esp.=6.5”

d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d dbwbwbwbwbwbwbwbwbwbwbwbwbwbwbwbwbwbwbwbwbwbwbwbwbwbwbwbwbwbwbwbwbwbwbwbwbwbwbw

e e e e e e e e e e e e e e e e e e e e e e e e e e e e e e e e e e e e e e e


3.14 El miembro a tensión mostrado en la Figura contiene agujeros para tornillos de 7/8 “ de Φ ¿para que paso, s , será el área neta para la sección que pasa por dos agujeros igual a la de la línea de fractura que atraviesa por los tres agujeros?

Net width 3 bolt holes subtracted

=(10 inch )−2(7

8+ { {1} over {8} } )

=8 inch

Net width ABECD Equating

=(10 inch )−3( 7

8+ { {1} over {8} } )+2( s2

4 x 3)=7 inch+ s2

6 8 inch=7 inch+ s2

6 s=2. 45 inch

3.17.- Determine el aérea neta más pequeña del miembro a tensión mostrado en la Figura. Los agujeros son para tornillos de 3/4plg de diámetro en la posición usual de gramil. El escalonamiento es de 1 1/2plg.



El agujero Φ es igual a 3/4” + 1/8” = 7/8” L5 x 3 1/2 x 1/4

Área Neta necesaria para un solo tornillo

g= 3inch g1= 2inch g2= 1 3/4inch s = 1 1/2plg.

Aneta = 2x2.06inch² – (2x3)( 3/4” + 1/8”)(1/4”) + 2 x( s2

4 g 2) x (1/4”) = 2.968 inch²

Aneta = 2x2.06inch² – (4)( 3/4” + 1/8”)(1/4”) = 3.245 inch²

Rpta.- El área neta critica, menor, es: 2.968 in²


C

B

D

A

E

3/4 in. bolts

d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d dbwbwbwbwbwbwbwbwbwbwbwbwbwbwbwbwbwbwbwbwbwbwbwbwbwbwbwbwbwbwbwbwbwbwbwbwbwbwbw

e e e e e e e e e e e e e e e e e e e e e e e e e e e e e e e e e e e e e e e


Ejercicio 3.19.- Calcule el aérea neta efectiva de la sección armada mostrada en la Figura, si se han taladrado agujeros para tornillos de 3/4plg de diámetro. Suponga U=0.9


Área Bruta =Ag2=7.35inch² tf2= 7/16”


An= 2x Ag1 +2x Ag2 – 4x D x(e1+ tf2)

An = 2x (5.5 inch²) +2x(7.35 inch²) – 4x (3/4” + 1/8” ) x(1/2”+ 7/16”)

An = 22.41875 inch²


Datos:

PL 1/2 X 11

e1= 1/2 inch

bw1= 1/2 inch

Ag1= bw1 x e1

Ag1= 5.5inch²

El área neta efectiva, es:

Ae =U x 22.41875 inch²

Ae =0.9 x 22.41875 inch²

Ae =20.177 inch²


3-21.- Determinar el área neta efectiva de L7x4x½ mostrado en la siguiente figura. Suponga que los agujeros son para tornillos de 1 plg ø.


Área Bruta =Ag=5.25 inch² x = 0.910 in

Para ABC : An= 5.25 inch² - (1)(1” + 1/8”)(1/2”)

An= 4.6875 inch²

Para ABDE : An= 5.25 inch² - (2)(1” + 1/8”)(1/2”) + ¿¿x(1/2”)

An= 4.2917 inch²

Por lo tanto el An critica a considerar es de 4.292 inch², Para hallar el valor del área neta efectiva tenemos que definir el factor “U”:

U = 1 - xL

U = 1 - 0 .910 } over {12 =0.924

Obtenido el valor de U, es posible hallar el Área neta efectiva “Ae”:


A

B

C

D

E

Nº of bolts Nº of bolts Nº of bolts Nº of bolts Nº of bolts Nº of bolts Nº of bolts Nº of bolts Nº of bolts Nº of bolts Nº of bolts Nº of bolts Nº of bolts Nº of bolts Nº of bolts Nº of bolts Nº of bolts Nº of bolts Nº of bolts Nº of bolts Nº of bolts Nº of bolts Nº of bolts Nº of bolts Nº of bolts Nº of bolts Nº of bolts Nº of bolts Nº of bolts Nº of bolts Nº of bolts Nº of bolts Nº of bolts Nº of bolts Nº of bolts Nº of bolts Nº of bolts Nº of bolts Nº of bolts

Nº of bolts Nº of bolts Nº of bolts Nº of bolts Nº of bolts Nº of bolts Nº of bolts Nº of bolts Nº of bolts Nº of bolts Nº of bolts Nº of bolts Nº of bolts Nº of bolts Nº of bolts Nº of bolts Nº of bolts Nº of bolts Nº of bolts Nº of bolts Nº of bolts Nº of bolts Nº of bolts Nº of bolts Nº of bolts Nº of bolts Nº of bolts Nº of bolts Nº of bolts Nº of bolts Nº of bolts Nº of bolts Nº of bolts Nº of bolts Nº of bolts Nº of bolts Nº of bolts Nº of bolts Nº of boltsboltboltboltboltboltboltboltboltboltboltboltboltboltboltboltboltboltboltboltboltboltboltboltboltboltboltboltboltboltboltboltboltboltboltboltboltboltboltbolt


Ae =U x 4.292 inch²

Ae =0.924 x 4.292 inch²

Ae =3.9658 inch²


3-23.- Determinar el área neta efectiva de la W16x40 mostrada en la siguiente figura. Suponga que los agujeros son para tornillos de 3/4 plg ø.


Área Bruta =Ag=11.80 inch² tf = 0.505 in

En este caso solo habrá una posible área de falla, la cual será paralela a la sección del elemento metálico, para la cual hallamos el Área neta “An”:

An= 11.80 inch² - (4)( 3/4” + 1/8”)(0.505”)

An= 10.0325 inch²

Para hallar el valor del área neta efectiva tenemos que definir el factor “U”:

U = 1 - yL

U = 1 - 1 .81 } over {3x3 { {1} over {2} }

=1 - 1 .81 } over {10 . 5=0.828

Sin embargo para el caso de secciones W, se tiene que verificar además las siguientes condiciones:

{bf ≥ 23d U=0.90

bf< 23dU=0.85

Para el caso se da: bf =7∈¿ 23d=10.667


Nº files of bolts Nº files of bolts Nº files of bolts Nº files of bolts Nº files of bolts Nº files of bolts Nº files of bolts Nº files of bolts Nº files of bolts Nº files of bolts Nº files of bolts Nº files of bolts Nº files of bolts Nº files of bolts Nº files of bolts Nº files of bolts Nº files of bolts Nº files of bolts Nº files of bolts Nº files of bolts Nº files of bolts Nº files of bolts Nº files of bolts Nº files of bolts Nº files of bolts Nº files of bolts Nº files of bolts Nº files of bolts Nº files of bolts Nº files of bolts Nº files of bolts Nº files of bolts Nº files of bolts Nº files of bolts Nº files of bolts Nº files of bolts Nº files of bolts Nº files of bolts Nº files of boltshfhfhfhfhfhfhfhfhfhfhfhfhfhfhfhfhfhfhfhfhfhfhfhfhfhfhfhfhfhfhfhfhfhfhfhfhfhfhf

bf=7 inch d=16 inch


Ae =U x 10.0325 inch²

Ae =0.85x 10.0325 inch²

Ae =8.528 inch²


Por lo tanto: U = 0.85

3-25.- Determinar las resistencias de diseño LRFD y permisible ASD de las secciones dadas. Desprecie el bloque de cortante para una sección de acero A36 y tornillos de 3/4 plg ø.


Área Bruta =Ag=5.25 inch² x= 0.91 ina) Resistencia a la fluencia por tensión:

Fluencia para la sección bruta

b) Resistencia a la fractura por tensión en la sección neta

Para ABC An= 5.25 inch² - (1)( 3/4” + 1/8”)(1/2”)

An= 4.8125 inch²

Para ABDE An= 5.25 inch² - (2)( 3/4” + 1/8”)(1/2”) + ¿¿x(1/2”)

An= 4.5417 inch²

Por lo tanto el An Critica a considerar es de 4.5417 in2. Para hallar el valor del área neta efectiva tenemos que definir el factor “U”:


Pn= Fy x Ag = 36 ksi x 5.25 inch²

Pn= Fy x Ag = 36 (

103 lbinch2

) x 5.25 inch²

Pn= 189.00 Kip

LRFD (Load and Resistance Factor Design)

Pn= 189.00 Kip Φ =0.90 adim.

Pna1= Φ x 189.00 Kip

Pna1= 170.1 Kip

ASD (Allowable Strength Design)

Pn= 189.00 Kip Ω =1.5/ Φ =1.67 adim.

Pna1= 189.00 Kip / Ω

Pna2= 113.174 Kip

A

B

C

D

E

Nº of bolts Nº of bolts Nº of bolts Nº of bolts Nº of bolts Nº of bolts Nº of bolts Nº of bolts Nº of bolts Nº of bolts Nº of bolts Nº of bolts Nº of bolts Nº of bolts Nº of bolts Nº of bolts Nº of bolts Nº of bolts Nº of bolts Nº of bolts Nº of bolts Nº of bolts Nº of bolts Nº of bolts Nº of bolts Nº of bolts Nº of bolts Nº of bolts Nº of bolts Nº of bolts Nº of bolts Nº of bolts Nº of bolts Nº of bolts Nº of bolts Nº of bolts Nº of bolts Nº of bolts Nº of boltsThicknessThicknessThicknessThicknessThicknessThicknessThicknessThicknessThicknessThicknessThicknessThicknessThicknessThicknessThicknessThicknessThicknessThicknessThicknessThicknessThicknessThicknessThicknessThicknessThicknessThicknessThicknessThicknessThicknessThicknessThicknessThicknessThicknessThicknessThicknessThicknessThicknessThicknessThickness

ThicknessThicknessThicknessThicknessThicknessThicknessThicknessThicknessThicknessThicknessThicknessThicknessThicknessThicknessThicknessThicknessThicknessThicknessThicknessThicknessThicknessThicknessThicknessThicknessThicknessThicknessThicknessThicknessThicknessThicknessThicknessThicknessThicknessThicknessThicknessThicknessThicknessThicknessThickness

Nº of bolts Nº of bolts Nº of bolts Nº of bolts Nº of bolts Nº of bolts Nº of bolts Nº of bolts Nº of bolts Nº of bolts Nº of bolts Nº of bolts Nº of bolts Nº of bolts Nº of bolts Nº of bolts Nº of bolts Nº of bolts Nº of bolts Nº of bolts Nº of bolts Nº of bolts Nº of bolts Nº of bolts Nº of bolts Nº of bolts Nº of bolts Nº of bolts Nº of bolts Nº of bolts Nº of bolts Nº of bolts Nº of bolts Nº of bolts Nº of bolts Nº of bolts Nº of bolts Nº of bolts Nº of boltsThicknessThicknessThicknessThicknessThicknessThicknessThicknessThicknessThicknessThicknessThicknessThicknessThicknessThicknessThicknessThicknessThicknessThicknessThicknessThicknessThicknessThicknessThicknessThicknessThicknessThicknessThicknessThicknessThicknessThicknessThicknessThicknessThicknessThicknessThicknessThicknessThicknessThicknessThickness ThicknessThicknessThicknessThicknessThicknessThicknessThicknessThicknessThicknessThicknessThicknessThicknessThicknessThicknessThicknessThicknessThicknessThicknessThicknessThicknessThicknessThicknessThicknessThicknessThicknessThicknessThicknessThicknessThicknessThicknessThicknessThicknessThicknessThicknessThicknessThicknessThicknessThicknessThickness

U = 1 - xL = 1 - 0 .91} over {8=.0.886886


Respuesta: LRFD 170.1 Kip ASD 113.174 Kip

Ejercicio 3-27.- Determinar las resistencias de diseño LRFD y permisible ASD de las secciones dadas. Desprecie el bloque de cortante para una W 18x40 que consiste de acero A992 y que tiene dos líneas de tornillos de 1 plg ø en cada patín. Hay 4 tornillos en cada línea, 3 plg entre centros.


Área Bruta =Ag=11.80 inch²

y= para W9x20 = 2.29 ina) Resistencia a la fluencia por tensión:




Ae= U x An = 0.886 x 4.5417 inch²

Ae= 4.024 inch²

Pu= Fu x Ae = 58 ksi x 4.024 inch²

Pn= Fu x Ae = 58 (

103 lbinch2

) x 4.024 inch²

Pn= 233.392 Kip


Pn= 233.392 Kip Φ =0.75 adim.

Pna1= Φ x 233.392 Kip

Pua1= 175.044 Kip


Pn= 233.392 Kip Ω =1.5/ Φ =2 adim.

Pna1= 233.392 Kip / Ω

Pua2= 116.696 Kip

Pn= Fy x Ag = 50 ksi x 11.80 inch²

Pn= Fy x Ag = 50 (

103 lbinch2

) x11.80 inch²

Pn= 590 KipLRFD (Load and Resistance Factor Design)

Pn= 590.00 Kip Φ =0.90 adim.


Pna1= 531.00 Kip


Pn= 590.00 Kip Ω =1.5/ Φ =1.67 adim.

Pna2= 590.00 Kip / Ω

Pna2= 353.29 Kip

tf=0.525 inch d=17.9 inch bf=6.02 inch




Para ABC An= 11.80 inch² - (4)( 1” + 1/8”)(0.525”)

An= 9.4375 inch²

Por lo tanto el An a considerar es de 4.5417 in2. Para hallar el valor del área neta efectiva tenemos que definir el factor “U”:


{bf ≥ 23d U=0.90

bf< 23dU=0.85

Para el caso se da: bf =6.02∈¿ 23d=11.93


Por lo tanto escogemos los mínimos valores:


Nº filas de pernos Nº filas de pernos Nº filas de pernos Nº filas de pernos Nº filas de pernos Nº filas de pernos Nº filas de pernos Nº filas de pernos Nº filas de pernos Nº filas de pernos Nº filas de pernos Nº filas de pernos Nº filas de pernos Nº filas de pernos Nº filas de pernos Nº filas de pernos Nº filas de pernos Nº filas de pernos Nº filas de pernos Nº filas de pernos Nº filas de pernos Nº filas de pernos Nº filas de pernos Nº filas de pernos Nº filas de pernos Nº filas de pernos Nº filas de pernos Nº filas de pernos Nº filas de pernos Nº filas de pernos Nº filas de pernos Nº filas de pernos Nº filas de pernos Nº filas de pernos Nº filas de pernos Nº filas de pernos Nº filas de pernos Nº filas de pernos Nº filas de pernosThicknessThicknessThicknessThicknessThicknessThicknessThicknessThicknessThicknessThicknessThicknessThicknessThicknessThicknessThicknessThicknessThicknessThicknessThicknessThicknessThicknessThicknessThicknessThicknessThicknessThicknessThicknessThicknessThicknessThicknessThicknessThicknessThicknessThicknessThicknessThicknessThicknessThicknessThickness

U = 1 - yL = 1 - 2 .29 } over {9= 0.746


Pn= Fu x Ae = 65 (

103 lbinch2

) x 8.022 inch²

Pn= 521.430 Kip


Pn= 521.430 Kip Φ =0.75 adim.

Pna1= Φ x 521.430 Kip

Pua1= 391.0725 Kip


Pn= 521.430 Kip Ω =1.5/ Φ =2 adim.

Pna1= 521.430 Kip / Ω

Pua2= 260.715 Kip


Ae =U x 9.4375 inch²

Ae =0.85x 9.4375 inch²

Ae =8.022 inch²



Ejercicio 3-29.- Determinar las resistencias de diseño LRFD y permisible ASD de las secciones dadas. Desprecie el bloque de cortante para una W 18x40 de acero A992 y que tiene dos líneas de tornillos de 3/4 plg ø en cada patín. Hay 3 tornillos en cada línea, 4 plg entre centros.



y= 0.735 ina) Resistencia a la fluencia por tensión:




Para ABC An= 11.70 inch² - (4)( 3/4” + 1/8”)(0.56”)

An= 9.74 inch²



Pn= Fy x Ag = 50 ksi x 11.70inch²

Pn= Fy x Ag = 50 (

103 lbinch2

) x11.70 inch²

Pn= 585 Kip


Pn= 585.00 Kip Φ =0.90 adim.


Pna1= 526.50 Kip


Pn= 585.00 Kip Ω =1.5/ Φ =1.67 adim.

Pna1= 585.00 Kip / Ω

Pna2= 350.299 Kip

Nº filas de pernos Nº filas de pernos Nº filas de pernos Nº filas de pernos Nº filas de pernos Nº filas de pernos Nº filas de pernos Nº filas de pernos Nº filas de pernos Nº filas de pernos Nº filas de pernos Nº filas de pernos Nº filas de pernos Nº filas de pernos Nº filas de pernos Nº filas de pernos Nº filas de pernos Nº filas de pernos Nº filas de pernos Nº filas de pernos Nº filas de pernos Nº filas de pernos Nº filas de pernos Nº filas de pernos Nº filas de pernos Nº filas de pernos Nº filas de pernos Nº filas de pernos Nº filas de pernos Nº filas de pernos Nº filas de pernos Nº filas de pernos Nº filas de pernos Nº filas de pernos Nº filas de pernos Nº filas de pernos Nº filas de pernos Nº filas de pernos Nº filas de pernosThicknessThicknessThicknessThicknessThicknessThicknessThicknessThicknessThicknessThicknessThicknessThicknessThicknessThicknessThicknessThicknessThicknessThicknessThicknessThicknessThicknessThicknessThicknessThicknessThicknessThicknessThicknessThicknessThicknessThicknessThicknessThicknessThicknessThicknessThicknessThicknessThicknessThicknessThickness

U = 1 - yL = 1 - 0 .735} over {8= 0.908 adim.

tf=0.56 inch d=8.25 inch bf=8.07 inch



{bf ≥ 23d U=0.90

bf< 23dU=0.85

Para el caso se da: bf =8.07∈≥ 23d=5.50 inch






Pn= Fu x Ae = 65 (

103 lbinch2

) x 8.844 inch²

Pn= 574.860 Kip


Pn= 574.86 Kip Φ =0.75 adim.


Pua1= 431.145 Kip


Pn= 574.86 Kip Ω =1.5/ Φ =2 adim.

Pna1= 574.86 Kip / Ω

Pua2= 287.43 Kip


Ae =U x 9.74 inch²

Ae =0.908x 9.74 inch²

Ae =8.844 inch²


Ejercicio 3-31.- Una C9X20 (Fy=36 klb/ plg², Fu= 58 klb/ plg²) con 2 líneas de tornillos de 7/8 plg Ø en el alma como se muestra en la Figura P3-31.


Área Bruta =Ag=5.87 inch² x= 0.39 in

a) Resistencia a la fluencia por tensión:



Para ABCD An= 5.87 inch² - (2)( 7/8” + 1/8”)(0.413”)

An= 5.044 inch²

Para ABEF An= 5.87 inch² - (2)( 7/8” + 1/8”)(0.413”) + ¿¿x(0.413”)

An= 5.3095 inch²

Por lo tanto el An Critica a considerar es de 5.044 in2. Para hallar el valor del área neta efectiva tenemos que definir el factor “U”:


B

C

D

A

STEEL A36

Pn= Fy x Ag = 36ksi x 5.87inch²

Pn= Fy x Ag = 36 (

103 lbinch2

) x5.87 inch²

Pn= 211.32 Kip

tf=0.413 inch d=9 inch bf=2.65 inch


Pn= 211.32 Kip Φ =0.90 adim.


Pna1= 190.188 Kip


Pn= 211.32 Kip Ω =1.5/ Φ =1.67 adim.

Pna1= 211.32 Kip / Ω

Pna2= 126.539 Kip



U = 1 - xL = 1 - 0 . 39} over {6= 0.935 adim.6

E

F




Ejercicio 3-33.- Una C6X10.5 que consiste en acero A36 con dos soldaduras longitudinales que se muestran en la figura.


Área Bruta =Ag=3.08 inch² x= 0.50 in






Ae= U x An = 0.935 x 5.3095inch²

Ae= 4.964 inch²


Pn= Fu x Ae = 58 (

103 lbinch2

) x 4.964 inch²

Pn= 287.912 Kip


Pn= 287.912 Kip Φ =0.75 adim.

Pna1= Φ x 287.912 Kip

Pua1= 287.912 Kip


Pn= 287.912 Kip Ω =1.5/ Φ =2 adim.

Pna1= 287.912 Kip/ Ω

Pua2= 143.956 Kip


Pn= Fy x Ag = 36 (

103 lbinch2

) x3.08 inch²

Pn= 110.88 Kip

tf=0.343 inch L=6 inch bf=2.03 inch


Pn= 110.88 Kip Φ =0.90 adim.


Pna1= 99.792 Kip


Pn= 110.88 Kip Ω =1.5/ Φ =1.67 adim.

Pna2= 110.88 Kip / Ω

Pna2= 66.395 Kip


no hay tornillos: An=Ag

An= 3.08 inch²




Ejercicio 3-35.- Determine la resistencia de diseño LFRD y permisible ASD de las secciones dadas, incluyendo el bloque de cortante.Una WT6X26.5, acero A992, unida por el patín con seis tornillos de 1 plg Ø como se muestra en la Figura (respuesta. : LRFD 269.2 Kip ASD 179.5 Kip)



U = 1 - xL = 1 - 0 .5} over {6= 0.917 adim.6


Ae= U x An = 0.917 x 3.08inch²

Ae= 2.8244 inch²


Pn= Fu x Ae = 58 (

103 lbinch2

) x 2.8244 inch²

Pn= 163.813 Kip


Pn= 163.813 Kip Φ =0.75 adim.

Pna1= Φ x 163.813 Kip

Pua1= 122.860 Kip


Pn= 163.813 Kip Ω =1.5/ Φ =2 adim.

Pna2= 163.813 Kip / Ω

Pua2= 81.906 Kip


Pn= Fy x Ag = 50 (

103 lbinch2

) x7.78 inch²

Pn= 389 Kip

tf=0.575 inch d=7.06 inch bf=10 inch



y= 1.02 in

B

A

C

D

E

F




Para ABCD An= 7.78 inch² - (2)( 1” + 1/8”)(0.575”)

An= 6.48625 inch²

Para ABEF An= 7.78 inch² - (2)( 1” + 1/8”)(0.575”) + ¿¿x(0.575”)

An= 7.9357 inch²

Considerar primero Para ABCD An= 6.48625 inch² Para hallar el valor del área neta efectiva tenemos que definir el factor “U”:

Considerar Para ABEF An= 7.9357 inch² Para hallar el valor del área neta efectiva tenemos que definir el factor “U”:



Pn= 389 Kip Φ =0.90 adim.

Pna1= Φ x 389 Kip

Pna1= 350.10 Kip


Pn= 389 Kip Ω =1.5/ Φ =1.67 adim.

Pna2= 389 Kip / Ω

Pna2= 232.934 Kip


Ae= U x An = 0.83 x 6.48625 inch²

Ae= 5.3836 inch²


Pn= Fu x Ae = 65 (

103 lbinch2

) x 5.3836 inch²

Pn= 349.933 Kip


Pn= 349.933 Kip Φ =0.75 adim.

Pna1= Φ x 349.933 Kip

Pua1= 262.45 Kip


Pn= 349.933 Kip Ω =1.5/ Φ =2 adim.

Pna2= 349.933 Kip / Ω

Pua2= 174.98 Kip



U = 1 - YL = 1 - 1 .02 } over {6= 0.83 adim.6




Ejercicio 3-37.- Un Angulo 6x6x3/8 soldado a una placa de empalme como se muestra en la Figura. Todo el acero es Fy= 36 klb/plg^2 y Fu = 58 klb/ plg^2.

4. DISEÑO DE MIEMBROS A TENSION --- QUEDA PENDIENTESTEEL DESIGN FOR ENGINEERS AND ARCHITECTS



Ae= U x An = 0.83 x 7.9357 inch²

Ae= 6.587 inch²


Pn= Fu x Ae = 65 (

103 lbinch2

) x 6.587 inch²

Pn= 428.1326 Kip


Pn= 428.1326 Kip Φ =0.75 adim.

Pna1= Φ x 428.1326 Kip

Pua1= 321.098 Kip


Pn= 428.1326 Kip Ω =1.5/ Φ =2 adim.

Pna2= 428.1326 Kip / Ω

Pua2= 214.066 Kip

U = 1 - YL = 1 - 1 .02 } over {6= 0.83 adim.6



y= x= 1.62 in

L=6 inch

Pn= Fy x Ag = 36ksi x 4.38 inch²

Pn= Fy x Ag = 36 (

103 lbinch2

) x4.38 inch²

Pn= 157.68 Kip

STEEL A36


Example 1.1. Determine the net area of a 4 x 4 x 1/2 angle with one line of 3-3/4-in. bolts as shown


Angulo L4x4x1/2 Área Bruta =3.75 inch²

Área Neta= 3 .75 rSup { size 8{2} } - \( 1 \) left ( { {3} over {4} } + 1

8 right ) left ( { {1} over {2} } ¿¿¿

Área Neta=3.31 inch²

Example 1.2. Determine the net area of the plate below if the holes are for7/8-in. bolts.


Para encontrar la sección neta, consulte la Sección B2 Código AISC. la red ancho debe calcularse considerando todas las líneas posibles de fracaso y de deducir los diámetros de los agujeros en la cadena. Luego, para cada ruta diagonal,

la cantidad (s²/ 4 g) se añade, en donde s = separación longitudinal (pitch) de cualquier dos agujeros consecutivos y g = separación transversal (galga) de los mismos dos agujeros.

La sección neta crítico es la cadena que da el ancho menos neta. La red crítico anchura se multiplica entonces por el espesor para obtener el área neta (AISCS B2).

AgAgAgAgAgAgAgAgAgAgAgAgAgAgAgAgAgAgAgAgAgAgAgAgAgAgAgAgAgAgAgAgAgAgAgAgAgAgAg




Nº FilasNº FilasNº FilasNº FilasNº FilasNº FilasNº FilasNº FilasNº FilasNº FilasNº FilasNº FilasNº FilasNº FilasNº FilasNº FilasNº FilasNº FilasNº FilasNº FilasNº FilasNº FilasNº FilasNº FilasNº FilasNº FilasNº FilasNº FilasNº FilasNº FilasNº FilasNº FilasNº FilasNº FilasNº FilasNº FilasNº FilasNº FilasNº Filas


5. INTRODUCCION A LOS MIEMBROS CARGADOS AXIALMENTE A COMPRESION



5.1 Consideraciones generales5.2 Esfuerzos residuales5.3 Perfiles usados para columnas5.4 Desarrollo de las fórmulas para columnas5.5 La fórmula de Euler5.6 Restricciones en los extremos y longitud efectiva de una columna5.7 Elementos atiesados y no atiesados5.8 Columnas largas, cortas e intermedias5.9 Fórmulas para columnas5.10 relaciones de esbeltez máximas

DETERMINAR: La carga critica de pandeo para cada una de las columnas, usando la ecuación de Euler. E=29000ksi. Limite proporcional=36ksi suponga extremos simplemente apoyados y una relación de esbeltez máxima permisible Lr/r =200 desde 5.1 hasta 5.4

5.1. Una barra solida redonda de 1 1/4 “ de diámetro:

Inercia=

π xR4

4 (Sección Circular) Inercia=

πx ( D2 )4

4 =

πx ( D )4

64 =πx¿¿¿¿

=0.1198 inch4

r=√ IA =√ 0 . 1198

πx ¿¿¿¿¿¿¿

=0.3124 inch

a) L=4 ft (Answer.14.89klb)

Lr =

4 x12 } over {0 . 3124 } } } {¿¿¿=153.63 adim.

Fe= π2 xE

( Lr )2=

π 2x 29000 Ksi¿ ¿¿¿

¿¿=12.1238 Ksi < 36 Ksi

Pcr=12.1238 Klb/inch² x πx¿¿¿¿

=14.88 Klb


b) L=2 ft 3inch

Lr =

2x 12+30 .3124 =86.4276 adim.

Fe=π2 xE

( Lr )2=

π 2x 29000 Ksi¿ ¿¿¿

¿¿=38.3281 Ksi < 36 Ksi

La ec. De Euler no es aplicable, Fe excede el límite proporcional

c) L=6 ft 6inch

Lr =

6 x12+60 . 3124 =249.6799

La ecuación De Euler no es aplicable, L/r excede a 200


5.2. La sección tubular mostrada:

r=√ IA =√ πx (6 right ) rSup { size 8{4} } } over { 64} } - { {πx left (6−

38 right ) rSup { size 8{4} } } over { 64 } } } over { { {πx left (6)

2

4−

πx (6 - { {3} over {8} } )2

4 =2.056 inch

a) L=21 ft

Lr =

21 x12 } over {2 . 056} } } {¿¿ ¿=122.562 adim.

Fe=π2 xE

( Lr )2=

π 2x 29000 Ksi(122 .562 )2 =19.054 Ksi < 36 Ksi

Pcr=19.054 Klb/inch² x ¿¿

Pcr==65.238 Klb

c) L=10 ft

Lr =

10 x12 } over {2 . 056 } } } {¿¿¿=58.366adim.

Fe=π2 xE

( Lr )2=

π 2x 29000 Ksi(58 .366 )2 =84.019 Ksi < 36 Ksi Esfuerzo de Euler

La ec. De Euler no es aplicable, Fe excede el límite proporcional


b) L=16 ft

Lr =

16 x12 } over {2 . 056 } } } {¿¿¿=93.385 adim.

Fe= π2 xE

( Lr )2=

π 2x 29000 Ksi(93 .385 )2 =32.82 Ksi < 36 Ksi


Pcr=112.372 Klb Carga de Euler


5.3. Una W 12 x 50, L=20ft (Answer.278.7klb)

Datos (Indicado http://www.engineeringtoolbox.com/american-wide-flange-steel-beams-d_1319.html)

http://www.engineersedge.com/standard_material/Steel_ibeam_properties.htm

Área Bruta =Ag=14.7 inch² h=12.19 in

ry=√ IA =√56 .3

14 .7 =1.95 inch

Con una longitud de L= 20 ft

Relación de esbeltez

Lr =

20 x12} over {1 . 95} } } {¿¿ ¿=123.077adim.

Esfuerzo de Euler Carga de Euler

Fe=π2 xE

( Lr )2=

π 2x 29000 Ksi(123 .077 )2 =18.894 Ksi < 36 Ksi Pcr=18.894 Klb/inch² x 14.7 inch² = 277.75 Klb

5.4. Las cuatro L4x4x1/4 mostradas para L=40ft



y= 1.08 in x= 1.08in

Como son 4 elementos mediante Steiner (ejes paralelos)

Ag=4x1.94 inch² = 7.76 inch²

Iy=4x ( Iy+Area(x1-x ))

Iy=4x (3 inch4+1.94 inch²( 6”-1.08” )² ) = 199.84 inch4

Como son lados iguales entoces Ix=199.84 inch4

ry= rx=√ IA =√199. 84 inch4

7 . 76 inch2=5.075 inch

Con una longitud de L= 40 ft

Relación de esbeltez

Lr =

40 x 12} over {5 . 075} } } { ¿¿¿=94.58adim.



Iy=56.3 inch4

Iy=3 inch4 Ix=3 inch4

12/2 inch

4.92inch

x= 1.08inch

Esfuerzo de Euler

Fe= π2 xE

( Lr )2=

π 2x 29000 Ksi(94 .58 )2 =31.996 Ksi < 36 Ksi

Carga de Euler

Pcr=31.996Klb/inch² x 7.76 inch² = 248.291 Klb

http://www.engineersedge.com/standard_material/Steel_ibeam_properties.htm

http://www.engineeringtoolbox.com/american-wide-flange-steel-beams-d_1319.html


DETERMINAR: La resistencia de diseño LFRD, Φc P y la resistencia permisible ASD, Pn/Ω para cada uno de los miembros a compresión mostrados, Use la Especificacion AISC y una acero con Fy=50Ksi, excepto para el problema 5.8, Fy=46Ksi,

5.5. Answer.212klb LRFD;141 klb ASD

5.6. Answer.---klb LRFD;--- klb ASD



Área Bruta =Ag=9.12 inch² Rx=3.47inch Ry=2.02inch K=0.829 inch

d =8 inch² bf=8 inch tf=0.435 inch tw=0.285inch

ffffffffffffffffff

bftf =

8/20 . 435} } } { ¿

¿¿=9.195 adim.

Fe=π2 xE

( Lr )2=

π 2x 29000 Ksi(93 .385 )2 =32.82 Ksi < 36 Ksi


Pcr=112.372 Klb Carga de Euler


5.7. Answer.678.4klb LRFD;451.5 klb ASD

5.8. Answer.---klb LRFD;--- klb ASD



DETERMINE: Φc Pn y Pn/Ω para cada una de las columnas, Usando la Especificacion AISC y Fy=50Ksi, excepto para el problema 5.8, Fy=46Ksi, a menos que se especifique otra cosa. desde 5.9 hasta 5.11

5.9. a) W12x120 con KL=18ft (Answer.1120klb LRFD;740klb ASD)

b) HP10x42 con KL=15ft (Answer.371klb LRFD;247klb ASD)

b) WT8x50 con KL=20ft (Answer.294klb LRFD;196klb ASD)

5.10. Observe que Fy es diferente para las partes c) a e). a) W8x24 con extremos articulados=12 ft b) W14x109 con extremos empotrados=20 ft c) HSS 8x6x3/8, Fy=46Ksi con extremos articulados, L=15 ft d) W12x152 ,Fy=36Ksi con extremos empotrado y el otro articulado, L=25 ft e) un Tubo 10STD, Fy=35Ksi con extremos articulados, L=15 ft 6inch

5.11. Una W10x39 con una cubre placa de 1/2 x10inch soldada a cada patín se va a usar como columna con KL=14inch (Answer.685klb LRFD;455klb ASD)

DETERMINE: Φc Pn y Pn/Ω para cada una de las columnas, Usando la Especificacion AISC y Fy=50Ksi, excepto para el problema 5.8, Fy=46Ksi, a menos que se especifique otra cosa. desde 5.12 hasta 5.17

5.12. a) (Answer.---klb LRFD; ---klb ASD) ; b) (Answer.---klb LRFD; ---klb ASD)



5.13. a) (Answer.297klb LRFD;198klb ASD) ; b) (Answer.601klb LRFD;400klb ASD)




5.15. a) (Answer.451.9klb LRFD;301klb ASD) ; b) (Answer.525.9klb LRFD;350klb ASD)




5.17. Una columna W12x96 de 24 ft cargada axialmente que tiene el arriostra miento y las condiciones de apoyo en los extremos que se muestra en la figura. (Answer.1023.3klb LRFD; 680klb ASD)

5.18. Determine la carga viva(live) máxima de servicio que la columna mostrada puede soportar si la carga viva es el doble de la carga muerta. KxLx=18ft, KyLy=12ft y Fy=36Ksi. Resuelva mediante los dos métodos LRFD y ASD.



5.19. Calcule la carga viva de servicio máxima total que se puede aplicar a la SeccionA36 mostrada en la figura, si KxLx=12ft, KyLy=10ft y Fy=36Ksi. Suponga que la carga es 1/2 carga muerta y ½ carga viva. Resuelva mediante ambos métodos LRFD y ASD. (Answer.29klb LRFD; 27klb ASD)



5.20. Diseñar una columna en celosía de 7.50m de longitud, que soporta una carga axial de servicio de 300tn , los extremos son articulados y no pueden desplazarse lateralmente, usar acero A36 y las especificaciones AISC.

SEASUME:

b=h=60cm

rx=ry=0.42


300Tn300Tn300Tn300Tn300Tn300Tn300Tn300Tn300Tn300Tn300Tn300Tn300Tn300Tn300Tn300Tn300Tn300Tn300Tn300Tn300Tn300Tn300Tn300Tn300Tn300Tn300Tn300Tn300Tn300Tn300Tn300Tn300Tn300Tn300Tn300Tn300Tn300Tn300Tn

estructuras de acero

Documents

Transcript of estructuras de acero