Escuela Superior Politecnica de Chimborazo Escuela de Ingeniería I ngeniería Mecánica
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ESTRUCTURAS METÁLICAS Miembros sometidos a esfuerzos combinados
INTEGRANTES:
Cristhian Fabián Cañizares Silva
6513
PROFESOR : Ing. Javier Orna
09 de Enero del 2015
1. Use la sección H2 de las especificaciones del AISC para determinar si el perfil W16x77 ASTM A992 resiste a las cargas mostradas. LRFD Pu= 360 Kips Mux=250 kip-ft Muy=80 kip-ft Datos del Perfil W 16X77 Ag = 22, 6 in2 b/t = 6,77 h/t = 31,2 rx = 7 in ry = 2,47 in Zx = 150 in3 Zy = 41,1 in 3 Sx = 134 in3 Lp = 8,72 ft Lr = 27.8 ft J = 3,57 in4 Cw = 8590 in6 ho = 15,8 in
1. Compresión
Elementos no atiesados Caso 1
, =, =,
6,67<13,48 Elemento no esbelto
Elementos atiesados Caso 5
, =, =,
31,2<35,88 Elemento no esbelto
SECCIÓN E3
= , =. , =, =, = () = . =. =,=,, 88 =, =. =, ∗, Eje y-y
68.01<113,43
Pandeo Inelástico
=, ∅.∅.=, =,/∗, LRFD
2. Flexión en el eje mayor Tabla B4.1 b
Elementos no atiesados. Caso 10
=, =,=, =, =, =, < ,<,
Elementos atiesados Caso 15
=, =, =, =,
=, =, ℎ < , <,
Patín y alma compactos, por lo tanto la sección es compacta. Calculo de límites de estado mediante la sección F2
= = = = = =, =,=, ,=, ∗ ∗ , =, , ∗ℎ + ∗ℎ +, , , , =,, , ∗. + ∗. +, =, =, < = ( ,)
Fluencia
Pandeo lateral
LRFD
. =[, ] . . =, =, =, ,
3. Flexión en el eje menor
Calculo de límites de estado mediante la sección F6 Fluencia
= == , =, =
FLB
No aplica debido a que el patín es compacto 4. Esfuerzos Combinados
LRFD
| + + | |, + , + ,| ,
El perfil no resiste las cargas asignadas.
TABLA 6.1
− =, − =, =,− =
=,−=., + + − − , +,, +,−
El resultado obtenido mediante la tabla del manual AISC es igual al resultado obtenido por ecuaciones, por tanto el cálculo es correcto. 2. Seleccione el perfil W24 para que resista las siguientes cargas
LRFD Pu= 360 Kips Mux=280 kip-ft Muy=65 kip-ft Perfil W24x176 P= 1.73*10^-3 Bx=0.729*10^-3 By=2.06*10^-3
=.∗−=. . + + . − .∗ + .∗^ + .∗^ . ..
Este perfil cumple las condiciones de carga para resistir W 16X77 A = 51,7 in2 b/t = 4,81 h/t = 28,7
rx = 10,5 in ry = 3,04 in Sx = 450 in3
Zx = 511 in3 Zy = 115 in3 Iy = 479 in4 Ix = 5680 in4
J = 23,9 H0 = 23,9 Cw = 68400 rts = 3,57
1. Compresión Elementos no atiesados Caso 1
=, =, =, ⟶ < =, =, =, ℎ < ⟶ = , =, ⟶ = , =, , =, =, , = = , =,
4,81<13,48
Elemento no esbelto
Elementos atiesados Caso 5
28,7<35,88
SECCIÓN E3
Caso b) Pandeo Elástico
Elemento no esbelto
=, =,, =, =. =, ∗, =, ∅.∅.=, =,∗, LRFD
2. Flexión en el eje mayor Tabla B4.1 b Elementos no atiesados. Caso 10
=, =, =, =, =, =, < ,<, =, =, =, =, =,ℎ =, < , <,
Elementos atiesados Caso 15
Patín y alma compactos, por lo tanto la sección es compacta.
SECCIÓN F2 Fluencia
LTB
= = == =∗= =, =,=, , = ∗ ∗ , =, , ∗ℎ + ∗ℎ +,
∗ ∗ , , ∗ =,, , ∗, + ∗, +,,
=. < = ( ,) =[(, ) ,, , ] =, =,,
LRFD
=, =,
3. Flexión en el eje menor SECCIÓN F6 Fluencia
FLB
= = = = = =,=,
No aplica debido a que el patín es compacto 4. Esfuerzos Combinados
Caso a)
, = , =,
+ + ,+ , + , ,
El resultado obtenido mediante la tabla del manual AISC es igual al resultado obtenido por ecuaciones, por tanto el cálculo es correcto.
3. Determine el perfil W36 ASTM A992 más adecuado para que resista las siguientes solicitaciones de carga
= = =
Pu = 480 kips Mux = 360 kip-ft Muy = 115 kip-ft Datos del Perfil W36x210
Ag = 61, 8 in 2 b/t = 4,48 h/t w = 39,1 r x = 14,6 in r y = 2,58 in Z x = 833 in 3 Z y = 107 in 3 S x = 719 in 3 S y = 67, 5 in 3 I x = 13200 in 4 I y = 411 in 4 r ts = 3,18 in h o = 35,3 in J = 28 in 4 C w = 128000 in 6 L p = 8.72 ft L r = 27.8 ft
1. Compresión
Elementos no atiesados Caso 1
, =, =, 4,48 < 13,487
Elemento no esbelto
Elementos atiesados Caso 5
, =, =, ∴ = , =, , ,, = = → =. = , =, =, 39,1 > 35,884
Elemento esbelto
Por lo tanto la sección es esbelta
SECCIÓN E7 Eje y-y
130,23 > 113,432
Pandeo Elástico
= () = , =, =, =, = ,,, Entonces no se aplica
=, ,⁄ =,, , ,, , =, =, = = =. =, ∗, =, ∅.∅.=, =,∗, =, LRFD
2. Flexión en el eje mayor
Tabla B4.1 b
Elementos no atiesados. Caso 10
Elementos atiesados Caso 15
=, =, =, =, =, =, < ,<, í =, =, =, =, =, =, ℎ < ,<,
Patín y alma compactos, por lo tanto la sección es compacta. Calculo de límites de estado mediante la sección F2
= = == = = =, =,=, , =,= √ ∗ ∗ , ∗ =, ,∗ ∗ℎ + ∗ℎ +, ∗ ∗ ∗ =,, , ∗, + ∗, +,, =, < . = ( ,), =[ , ,,] =, =,,
Fluencia
Pandeo lateral
Como
LRFD
=, =, =,
3. Flexión en el eje menor
Calculo de límites de estado mediante la sección F6 Fluencia
FLB
= == = = =, =,
No aplica debido a que el patín es compacto 4. Esfuerzos Combinados
, = , =, + + ,+ , + , ,>
Se puede aceptar este valor debido a las reducciones de carga que propone la norma, con las cuales se da un factor de seguridad para las mismas.
TABLA 6.1
− =, − =, =,− = = ,− =,, + + ,− +,− +,− ,
El resultado obtenido mediante la tabla del manual AISC es igual al resultado obtenido por ecuaciones, por tanto el cálculo es correcto.
