Descripción: EJECUCIÓN DE EDIFICIOS EN ACERO ESTRUCTURA
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Descripción: Criterios y Requerimientos de Estructuras Metalicas
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Manual de ejercicios de Estructuras Metlicas por los metodos LRFD y ASD. Tension, Compresion, Flexocompresion.Descripción completa
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Solucionario de Ejercicios de Estructuras Metalicas XVRDescripción completa
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Contenido de planos de estructura metalica
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1- INTRODUCCION - ACCIONES DEL VIENTO, GRAVITACIONALES, NIEVE.Descripción completa
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ESTRUCTURAS METÁLICAS EJERCICIOS TERCER PARCIAL
Nombre: NRC: Fecha:
FRANKLIN BOADA F. 2303 2014/08/07
EJEMPLO 8.1 Determinar Mn, My, Z para la viga T de acero mostrada. Calcule el factor de forma y la carga nominal distribuida (Wn) que puede aplicarse a la viga en un claro simple de 12 pies, y Fy=50 Ksi Fy
50
Ksi
L2 14
plg
b1
8
pl g
d1
1.
pl g
b2
6
pl g
d2
2
pl g
x 1.87
dt t
7.
plg
b1 d1 b2 d2 24
Ar ea
1
S_
My y
3
12
b1 d1 I
C_
b2 d2 dtt
d2 1
2
b1 d1 x
Fy S_ 1.691 d1 2
C_
2
1
FF
3
10
2.875
d2 2
Wn
My Z S_ Z S_
3.625 3
12
d2 b2
4.625
4. 5
plg
3
2
L2
1.736
plg Klb pie
10
2.661
8Mp
Klb pie
plg
b1 d1 y b2 d2 y1 90
Mp
2
33.828
y1 C_ Z
plg
Area
1
2
b1 d1
2
C_ I
plg
Klb pie
3
2
d2 b2 x
122.625
plg
4
EJEMPLO 8.2 Se ha seleccionado una W18 x 55 (Z x=112 plg3) para la viga mostrada en la figura 8.16 Usando acero de 50 Klb/plg 2 y suponiendo soporte lateral total, determine el valor de
Figura 8.16 W18 x 55 Fy
50 ps i
Z 11
2
in
Solucion
Mn
Fy Z 12
Mn 466.667 pie klb Dibujando los mecanismos (falla) para los dos claros:
.
w n
Claro derecho
Claro izquierdo
( 14.06 ) Mn( 3.414 ) 24w n 2 1
0.0202 Mn w n
w n ( 0.0202) ( 466.7) w n 9.427
Klb pie
( 15 ) Mn( 4 ) 30w n1 2 1
0.0178 Mn w n1
w n ( 0.0178) ( 466.7) w n1 8.307
Klb pie
ok
EJERCICIO 8.7 Encuentren los valores S,Z y el factor de forma respecto al eje x de las secciones mostradas a continuación.
b1
b2
h1
0.
i
h2
11
i
A1
( b1 h1)
A3
A1
A2
b2 h2 4.125
AT
A1 A2
6 3
i i
8
3
2
in
2
in
2
10.125
A3
y1
0.5
11 0.25 11.75
y2
0.5
5.5 6
y3
in
i
in
in
0.2
3
M1 A1 y1 35.25
in
M2 A2 y2 24.75
in
3
3
M3 A3 y3 0.75 in Mt
M1
yo
d1
d2
0
in
d3
in
Mt AT 5.7
5.7
M2 M3
6 in
60.75
3
in
3
I1
b1 h1 12
2
in
2
in
3
I2
b2 h2 12
I3 I1
4
A1d1 99.25
4
A2d2 41.594
99.25
4
in
4
IT I1 I2 I3 240.094 in
Cálculos elásticos S
IT 6
40.016
3
in
Cálculos plásticos Z
0.5 6 5.75
3 8
11 2.75
0.56 5.75 45.844
Factor de Forma=F. F. FF
Z S
1.146
EJERCICIO 8.9 Encuentre los valores de S,Z y del factor de forma respecto al eje x de la sección mostrada a continuación:
EJERCICIO 8.21 Usando una sección W18 X 76, de acero A992, y la teoría plástica, determine el valor de Pn.
kl b Fy
5
in
3
Zx 16 Mn
in
Fy Zx 12
Mn ( 2.5) Pn
2
Klb
Pn ( 18)
2.5M n 18
679.17
94.33
Klb
p ie
PROPUESTO 8 .33 Usando las secciones dadas, todas de acero A992 y la teoria plastica, Determine los valores de Pn y Wn segun se indica
PERFIL W16 X 26 Zx ( 44.2) Fy Mn
plg
Ksi
5
3
Zx Fy 12
Mn 184.167
Klb pie
CLARO IZQUIERDO Y DERECHO Mn ( 3.1414)
1 6 2 W n ( 0.586 1 6)
Wn 4.19
Klb pie
CLARO DEL CENTRO Mn ( 4)
W n 16
1 L 2 2
Wn 11.5
Klb pie
1 2
EJERCICIO 8.37 Usando las sección dad, de acero A992 y la teoría plastica, determine el valor de Pn
Datos: Z 25
W 14 X 94
Mn
50
Klb
in³
25 plg³
plg²
M n 50 254
1
12 3
M n 1.058 10
1
ft 12 plg
TRAMO 1
Mn ( 3 )
Pn1
TRAMO 3
Mn ( 6 )
2Pn ( 12 )
Pn3
M n 3 212
3Pn ( 24 )
Mn 12
Pn3 88.194
Pn1 132.292 Klb
Klb
Se escoge el menor:
TRAMO 2
Pn3 88.194 M n ( 6 )
Pn2
Pn ( 12 )
Mn6 12 2( 24)
2Pn ( 24 )
Klb
EJEMPLO 9.1 ¿Es la sección compacta y lateralmente soportada mostrada en la figura, suficientemente fuerte para soportar las cargas dadas si fy = 50 Klb/plg^2? Revise la viga con los metodos LRFD y ASD.
LRFD
ϕ =
ASD Ω = 1.67
0.9
b 0.
b 1.6
El peso de la viga es 0.044
klb
El peso de la viga es 0.044
pie
wu
(1.2) ( 1 0.044) (1.6) (3)
pie
(1 0. 044) 3
wu
wu 4.044 klb
wu 4.044 klb
pie
pie
Mu
( 6.05) ( 21)
2
Mu
8 klb
12
Mn 397.
klb
Mn1
pie
b
Mu = ϕ * Mpx Mu
8
5095.
Mn
Mn
0. 9397.
358 klb > 333.5 pie
2
Mu 222.925 pie
Mn de la sección = Fy * Z / 12 = Mpx
( 4.044) ( 21)
klb
Mu 222.925 pie
Mn
klb
b klb pie
El perfil cumple
238
pie
de la solución con LRFD
pie
397. 1.67
23 klb
klb
klb pie
> 229.5
klb pie
El perfil cumple
EJEMPLO 9.2 Seleccione una seccion de viga usando ambos metodos LRFD y ASD para el claro y la carga que se muestran en la figura, suponiendo que la losa de piso arriba suministra soporte lateral completo al patin de compresion (es decir, Lb = 0 y Fy = 50 Klb/plg^2.
Estimar el peso de la viga LRFD Wu sin incluir el peso de la viga ( 1. 2) ( 1.5)
Wu
Pu
Klb
1. 8
ft
( 1.6) ( 30) 48
Mu
2
( 1.8) 30 8
Klb
( 48) ( 30) 4
562.5
Klb - ft
De la tabla 3,2 del AISC y de la columna de momentos del LRFD, se requiere una W24*62
bMpx 57
Klb - ft
Suponga el peso de la viga = 62
lb/pie
Seleccionar la seccion de viga LRF Wu Pu
( 1.2) ( 1.5
0.062 )
1.874
48
2
( 1.874) 30
MU
8
( 48) ( 30) 4
570.825
De la tabla 3.2 de la Aisc Use W24*62 ϕbMpx = 574 Klb-ft >570.8 Klb-ft OK ASD
Wa
Klb
1.
ft
Pa = 30 Ma
Klb
2
( 1.5) 30 8
( 30) ( 30) 4
393.75
Klb/ft
De la tabla 3,2 del AISC y de la columna de momentos del ASD, se requiere una W21*68 Mpx
Klb-ft
39
b
Suponga el peso de la viga = 68
lb/ft
Seleccionar la seccion de la viga ASD
Wa 1.5 0.068 1.568
Klb/ft
Pa = 30 MA
2
( 1.568) 30
8
De la tabla 3.2 AISC Use W24*68
( 30) ( 30) 4
401.4
Klb-ft
Mpx b
= 442 Klb-ft > 401.4 Klb-ft OK
Ejemplo 9-6 Determine la capacidad de momento de diseño LRFD y la capacidad permisible de moment ASD de una W24x62 con Fy= 50 klb/in2, Lb= 8 pies y Cb=1 Usando una W24x62 Tabla 3-2 del AISC
bMnx 498 .5 67 POR EL METODO ASD MnxDividido b
Cb [Mpx Dividido b ASD (Lb Lp) ]
MnxDividido b
331 .6 07
331.607 < 382
EJERCICIO 9.8 En la siguiente figura se muestra el arreglo de vigas y trabes que se usa para soportar un piso de concreto reforzado de 5 plg de espesor de un pequeno edificio industrial. Disene las vigas y trabes suponiendo simplemente apoyadas. Suponga soporte lateral total del patin de compresion y una carga viva de 80 lb/pie^2. El peso del concreto es de 150 lb/pie^3
e l
5 in
wD
ft
8 ft wL 80
L 30 ft
WD
lb
150
3
lb ft
2
lb
wD e l 500
W L wL l
ft
lb
640
ft
Diseño de vigas LRFD
ASD
D 1.6W Wu 1.2W Wu
1.624
3 lb
10
Wa
WD W
Wa
1 .1 4
ft
Mu1
8
ft
2
2
W u L
3 lb
10
1.827
5
10 lb ft
Mu2
W a L 8
1.282
5
10 lb ft
En ambos casos se selecciona un perfil de la tabla 3-2 del AISC W 16 X 31
M px 20300 0lbft
W p
l b
31
ft
ft Mpx 135000lb
Comprobacion del perfil
Wu1 1.2 WD W p W u1
1.661
Wa1 WD W p
1.6W
3 lb
10
W a1
3 lb
10
ft
ft
2
2
M u1.1
1 .1 71
W
W u1 L
M u2.1
8
W a1 L 8
5
5
M u1.1 1.869 10 lb ft
< ϕ Mpx
OK
M u2.1 1.317 10 lb ft
< Mpx / Ω
Diseño de trabes
Pu
W u1 L 4.984
M n1
Pu l 3.987
4
10 lb 5
10 lb ft
Pa
4
W a1 L 3.513 10 lb
Mn2
Pa l 2. 81
En ambos casos se selecciona un perfil de la tabla 3-2 del AISC W 21 X 50
