Practica 3 - Miembros en Compresion (1)

Universidad Nacional del Santa EAP. Ingeniería Civil

REQUISITOS DEL AISC: 1. Determine la resistencia de diseño del miembro en comprensión mostrado en la figura. De cada una de las m aneras siguientes.

2. Determine la resistencia de diseño del miembro en comprensión mostrado en la figura, de cada una de las m aneras siguientes.

3. Calcule la resistencia de diseño por comprensión axial del miembro mostrado en la figura. Considere acero A36.

Ms. Rubén López Carranza


4. Calcule la resistencia de diseño por comprensión axial del miembro mostrado en la figura.

5. Calcule la resistencia de diseño por comprensión del miembro mostrado en la figura.

6. Calcule la resistencia de diseño por comprensión de un tubo 12 x 10 x 1/2 de acero A500 grado B (   ). La longitud efectiva con respecto a ambos ejes es de 20 pies. Use las tablas de cargas para columnas para verificar su respuesta. 7. Calcule la resistencia de diseño por comprensión de un perfil W14 x 43 de acero A572 grado 50. La longitud efectiva con respecto a los dos ejes es de 16 pies. Use las tablas de cargas para columnas para verificar su respuesta.

DISEÑO: 1. Escoja un perfil W para una columna con una longitud efectiva de 13 ft que debe resistir una carga factorizada de 570 kips. Considere acero A572 grado 50 y use las tablas de cargas para columnas. 2. Seleccione un perfil W de acero A36 para el miembro mostrado en la figura. Use las tablas de cargas para columnas. La carga consiste en una carga muerta de servicio de 260 kips y una carga viva de servicio de 520 kips.

Ms. Rubén López Carranza 2


3. Una columna con longitud efectiva de 20 ft debe resistir una carga axial factorizada de comprensión de 205 kips. a) Seleccione el tubo estructural cuadrado más ligero. Use     y las tablas de cargas para columnas. b) Seleccione el perfil tubular estructural rectangular más ligero. Use     y las tablas de cargas para columnas. 4. Un tubo para columna con longitud efectiva de 15 pies se usara para resistir una carga muerta de servicio de 113 kips y una carga viva de servicio de 112 kips. Use acero A36 y las tablas de cargas para columnas a fin de: a) Seleccionar un tubo estándar de acero b) Seleccionar un tubo extra fuerte de acero c) Seleccionar un tubo doble – extrafuerte de acero. Si el peso del material es el único determinante del costo, ¿Cuál de los tres tubos es el más económico? 5. Seleccione el perfil HP más ligero en las tablas de cargas para columnas. La carga mostrada en la figura esta factorizada. Considere acero A572 grado 50.

6. Seleccione un perfil W16 para las condiciones del problema (1). 7. Seleccione un perfil W21 para las condiciones del problema (5).



8. Escoja un perfil tubular estructural cuadrado de 2 ½ x 2 ½ o más pequeño para las condiciones mostradas en la figura. Use    .

LONGITUD EFECTIVA: 1. Un perfil W14 x 38 de acero A36 se usa como un miembro en comprensión de 30 ft de longitud y articulado en ambos extremos. El miembro esta arriostrado contra pandeo en la dirección débil a intervalos de 10 pies. ¿Cuál es la carga de comprensión máxima factorizada que este miembro soportar? 2. Un perfil tubular de 14 x 6 x 5/8 ‘’ se usa como un miembro en comprensión de 20 ft de longitud y articulado en ambos extremos. El miembro esta arriostrado contra pandeo en la dirección débil a la mitad de su altura. El acero es un ASTM A500 grado B (    ). Calcule la resistencia de diseño por comprensión. 3. Un miembro en comprensión debe diseñarse para resistir una carga muerta de servicio de 180 kips y una carga viva de servicio de 320 kips. El miembro tendrá 28 pies de longitud y estará articulado en cada extremo. Además, él estará soportado en la dirección débil en un punto situado a 12 ft de su extremo superior. Considere acero A572 grado 50 y seleccione un perfil W. 4. Seleccione un perfil tubular de acero A500 grado B (   ) para soportar una carga muerta de servicio de 14 kips y una carga viva de servicio de 30 kips. El miembro tendrá 30 ft de longitud y esta articulado en cada extremo. Además, él estará arriostrado contra pandeo en la dirección débil en sus puntos tercios. 5. El marco mostrado en la figura no está arriostrado contra desplazamientos laterales. Las columnas son perfiles W10 x 33 y la trabe es un perfil W12 x 26. Todos los miembros son de acero ASTM A572 grado 50 y están orientados de manera que la flexión es respecto al eje X. Suponga KY = 1.0. a) Use el nomograma para determinar K X para las columnas. Use el factor de reducción de rigidez en caso de que sea aplicable (P U = 50 kips para cada columna). b) Calcule la resistencia de diseño por comprensión de las columnas. c) Estime KX y compare su estimación con los resultados de la parte (a).



6. El marco mostrado en la figura no está arriostrado contra desplazamientos laterales. Se han supuesto los momentos de inercia relativos de los miembros con fines de un diseño preliminar. Use el nomograma y determine K X para los miembros AB, BC, DE, EF.

7. El marco mostrado en la figura no está arriostrado contra desplazamientos laterales. Suponga que todas las columnas son perfiles W14 x 61 y que todas las trabes son perfiles W18 x 76. Para todos los miembros el acero usado es el ASTM A572 grado 50. Los miembros están orientados de manera que la flexión es r especto al eje x . Suponga que KY = 1.0 a) Use el nomograma para determinar K X para las el miembro GF. Use el factor de reducción de rigidez en caso necesario (P U = 350 kips para el miembro GF). b) Calcule la resistencia de diseño por comprensión del miembro GF. c) Estime KX y compare su estimación con los resultados de la parte (a).



8. El marco mostrado en la figura soportado contra desplazamientos laterales por medio de un arriostrado en x , que no es parte del marco. Las columnas son perfiles W12 x 40 y la trabe es un perfil W16 x 40. Todos los miembros son de acero A36 y están orientados de manera que la flexión es respecto al eje x . Use KY = 0.8. a) Use el nomograma para determinar K X para las columnas. Use el factor de reducción de rigidez cuando sea aplicable (P U = 200 kips para cada columna). b) Calcule la resistencia de diseño por comprensión de las columnas. c) Estime KX y compare su estimación con los resultados de la parte (a).

9. El marco mostrado en la figura no está arriostrado contra desplazamientos laterales. Las columnas son perfiles tubulares cuadrados de 6 x 6 x 5/8 y las vigas son perfiles W12 x 22. Las columnas son de acero ASTM A500 grado B (   ) y para las vigas    . Están orientados de manera que la flexión es respecto al eje x . Use K Y = 1.0. a) Use el nomograma para determinar K X para las columnas AB. Use el factor de reducción de rigidez si este es aplicable (P U = 100 kips para cada columna AB). b) Calcule la resistencia de diseño por comprensión de la columna AB.



10.El marco rígido mostrado en la figura no está arriostrado en su plano. En dirección perpendicular al marco, este esta arriostrado en sus nudos. Las conexiones en esos puntos de arriostramiento son simples (libre de momentos). Las trabes de techo son perfiles W14 x 30 y las trabes de piso son perfiles W16 x 36. El miembro BC es un perfil W10 x 45. Considere acero A36 y seleccione un perfil W para AB. Suponga que la combinación de cargas gobernantes no causa momento en AB y que la carga axial factorizada es de 150 kips.

PANDEO TORSIONAL Y FLEXO – TORSIONAL: 1. Calcule la resistencia de diseño por comprensión para un perfil WT12 x 65.5 con longitud efectiva de 18 ft con respecto a cada eje. Use acero A36 y el procedimiento de la Sección E3 del AISC. 2. Considere acero A572 grado 50 y calcule la resistencia de diseño de la columna mostrada en la figura. Los extremos del miembro están empotrados en todas direcciones (x, y, z).

3. Seleccione un canal American Standard para el miembro en comprensión mostrado en la figura. Use acero A36. Los extremos del miembro están empotrados en todas direcciones (x, y, z).



MIEMBROS COMPUESTOS: 1. Verifique los valores de r X y rY para un par de ángulos 5 x 3 ½ x ½ con sus lados largos espalda con espalda. Los ángulos estarán conectados a una placa de nudo de 3/8 ‘’ de espesor. 2. Verifique los valores de r X y rY para la selección combinada formada por un perfil W12 x 26 y una C10 x 15.3. 3. Verifique los valores de r X y rY para la selección combinada formada por una C12 x 20.7 y un L3 ½ x 3 x 3 ½ x 1/4 con el lado largo hacia afuera.

4. Una columna para un edifico de varios pisos está hecha con placas ASTM A588 como se muestra en la figura. Calcule la resistencia de diseño por comprensión axial con base en el pandeo por flexión (no considere el pandeo torsional). Suponga que los componentes de la sección transversal están conectadas en forma tal que la sección es totalmente efectiva.

5. Calcule la resistencia de diseño por comprensión axial con base en el pandeo por flexión para el perfil compuesto mostrado en la figura. (No considere el pandeo transversal). Suponga que los componentes de la sección transversal están conectadas en forma tal que la sección es totalmente efectiva. Considere acero ASTM A242.



6. Dos placas de 9/8 x 10 están soldadas a un perfil W10 x 49 para formar una sección compuesta, como se muestra en la figura. Suponga que los componentes esta conectados en forma tal la sección transversal es totalmente efectiva. Considere acero A36 y K XL= K YL = 25ft. a) Calcule la resistencia de diseño por comprensión axial con base en el pandeo por flexión (considere el pandeo torsional). b) ¿Cuál es el incremento porcentual en resistencia respecto al perfil W10 x 49 sin reforzar?

7. Un perfil T se fabrica recortando un perfil HP14 x 117, como se muestra en la figura. Calcule la resistencia de diseño por comprensión axial con base en el pandeo por flexión (no considere el pandeo flexo – torsional). Tome en cuenta el área de los filetes en la unión entre alma y patín. Considere acero A36. Longitud efectiva es de 10 ft con respecto a ambos ejes.

8. Una columna está formada con cuatro L5 x 5 ¾, como se muestra en la figura. Los ángulos se conectan entre sí por medio de barras de celosía, cuya función primaria es mantener los


Universidad Nacional del Santa EAP. Ingeniería Civil ángulos fijos en su posición relativa. Se considera que la celosía no contribuye al área de la sección transversal, por lo que se muestra con líneas punteadas. Calcule la resistencia de diseño por comprensión con acero A572 grado 50 y una longitud efectiva de 30 pies con respecto a ambos ejes. Investigue solo el pandeo por flexión (no considere pandeo por torsión).

9. Calcule la resistencia de diseño para el siguiente perfil de ángulo doble: 2L6 x 4 x 5/8 con sus lados largos con espalda separadores 3/8 ‘’;    . La longitud efectiva KL es de 18 pies para todos los ejes y se tienen dos tornillos intermedios completamente apretados. Compare las resistencias por pandeo por flexión y flexión – torsional. 10.Para las condiciones mostradas en la figura, seleccione un perfil de ángulo doble (conexión a través de una placa de nud o de 3/8 ‘’). Considere acero A36. Especifique el número de conectores intermedios.

11.Seleccione un perfil WT para el miembro en comprensión mostrado en la figura. La carga es la carga total de servicio, con una relación de viva a muerta de 2.5:1. Considere    .



12.Seleccione un perfil de ángulo doble para la cuerda superior de la figura. Suponga placas de nudo 3/8 ‘’ y considere acero A36.


Practica 3 - Miembros en Compresion (1)

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