alalisis Diseño De Secciones Oficial.pdf

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UNIVERSIDAD AUTONOMA TOMAS FRIAS

FACULATAD DE INGENIERIA

CARRERA DE INGENIERIA CIVIL

PROYECTO DE DISEÑO ESTRUCTURAL DE UN TINGLADO

Univ.: Cladimir Paco Villca CI: 8558312

Materia: Estructuras Metalicas CIV-245

Docente: Ing. Marco Singuri

Fecha: 12-Fecbrero-2014

5.1. DISEÑO A TRACCION

2º PRESENTACION

Haciendo una inspección de todas las cerchas los más críticos son las cerchas 2 y 4 ahí se encuentran los máximosesfuerzos de tensión y compresión.

1

5

4

3

2

2



Datos obtenidos de Sap de la envolvente

P= 2616,12 kgf

P= 5,77 klbf L= 2,36443 m

DESEÑO PARA LAS SIGUIENTES CONDICIONES

Perfil C???

Fy= 50 ksi

Fu= 70 ksi

Pu= 5,77 Klb Carga solicitante

L= 93,09 Pulg long del tramo de esfuerzo

ɸt= 0,9 Traccion

La Estructura se construira mediante soldadura

Agmin= 0,128 [in2]

=

∅ ∗



1º Iteracion:

Se Diseñara con secciones Circulares

Buscamos en la tabla de LRFD un perfil que tenga una area moyor a la area solicitada.

Se adopta el perfil PIPE 1/2"

Ag= 0,250 in2 Area Bruta

D= 1/2 in Diametro Exterior

D= 0,840 in Diametro Exterior

e= 0,109 in Espesor

I= 0,017 in4 Momento de Inercia

r= 0,26 in Radio de giro

a) Prueva de la Seccion Elegida a Tracción por FALLA FLUENCIA.

Pu= 5,77 Klb Pu solicitante

Fy= 50 [Klb/in2]

ØPu= 11,25 Klb Ok se adopta porque [ØPu resistente > Pu solicitante]

b) Prueva de la Seccion Elegida a Tracción por FALLA POR SOLDADURA.

Øs= 0,75

Existen 3 Casos

Como no existen pernos el An=Ag

No conocemos el W y L diseñamos para el mas Critico U= 0,75

Ae= 0,19 [in2]

Fu= 70 [Klb/in2]


Carga resistente por el perfil


c) Verificacion de Esbeltez.

L= 93,09 in

rmin= 0,26 in

Para Soldadura

∅ = ∅ ∗ ∗ = ∙

= ∅ ∗ ∗

∅ = ∅ ∗ ∗

≤ 300

1º 2 ≤ = 12º 1,5 ≤ ≤ 2 = 0,87

3º 1 ≤ ≤ 1,5 = 0,75

93,09

0,26 ≤ 300



356,658 ≤ 300 Falla rechazar Cambiar el Perfil Siguiente

2º Iteracion:

Como el perfil anterior a Fallado escogemos el Perfil siguiente

Se adopta el perfil PIPE 3/4"

Ag= 0,333 in2 Area BrutaD= 3/4 in Diametro Exterior


e= 0,113 in Espesor



a) Prueva de la Seccion Elegida a Tracción por FALLA FLUENCIA. Øs= 0,9


Fy= 50,00 [Klb/in2]


b) Prueva de la Seccion Elegida a Tracción por FALLA POR SOLDADURA.

Øs= 0,75

Existen 3 Casos

Como no existen pernos el An=Ag

No conocemos el W y L diseñamos para el mas Critico U= 0,75

Ae= 0,25 [in2]

Fu= 70 [Klb/in2]


Carga resistente por el perfil


c) Verificacion de Esbeltez.

L= 93,09 in

rmin= 0,33 in

278,706 ≤ 300 Ok se adopta porque [L/r < 300]

Para Soldadura

∅ = ∅ ∗ ∗ = ∙

= ∅ ∗ ∗

∅ = ∅ ∗ ∗

≤ 300

1º 2 ≤ = 12º 1,5 ≤ ≤ 2 = 0,87

3º 1 ≤ ≤ 1,5 = 0,75

93,09

0,26 ≤ 300



Fin de iteracion Todos los analisis han cumplido.

Finalmente el perfil adoptado para elementos a Traccion es:

5.2. DISEÑO A COMPRESION

Perfil Adoptado: PIPE 3/4"

2

1

5

4

3

2



Datos obtenidos de Sap de la envolventeP= 6666,3 kgf

P= 14,70 klbf

L= 2,5647 m

DESEÑO DE LA COLUMNA PARA LAS SIGUIENTES CONDICIONES

Perfil C???

Fy= 50 ksi

Fu= 70 ksi

E= 29000 ksi

Pu= 14,70 Klb Carga solicitante

K= 1L= 100,97 in Long del tramo de esfuerzo

L= 8,41 ft

KL= 100,97 in

Øc= 0,85 Compresion

1º Diseño Utilizando las Ecuciones:v

Para el diseño se puede asumir (TENTATIVAMENDE) aproximadamente :

Fy=36Ksi

Fy=50Ksi

Tomando λc=0.66 Calculamos el esfuerzo critico

λc= 0,66 Falla por pandeo Inelastico

Fy= 50 [Klb/in2]

Frc= 41,67 [Klb/in2]

1º Itreracion

Calcular el Ag necesaria

Pu= 14,70 [Klb] ∅c= 0,85

Agmin= 0,415 [in2]

40 ≤

≤ 70

= 0,658

≤ 1,5 Falla por pandeo Inelastico

= ,

> 1,5 Falla por pandeo Elastico

= ∅ ∗ ∗ = ∅ ∗ → =

∅ ∗



b) Verificacion de Esbeltez.

L= 100,97 in

rmin= 0,42 in


2º ItreracionComo en la 1º Iteracion el perfil ah Fallado escogemos el siguiente mayor Perfil

Si comparamos la Carga Ultima resistente con la Carga Solicitante de la 1º Iteracion

Pu= 14,696 Klb Carga Solicitante

ØPn= 1,832 Klb Carga Resistente

Es mucho menor la carga resistente esto implica que para la siguiente iteracion se debe subir

de golpe el area del perfil

Buscamos en la tabla de LRFD un perfil que tenga una area moyor a la area solicitada.Se adopta el perfil PIPE 2"


DN= 2 in Diametro Nominal


e= 0,154 in Espesor



a) Prueva de la Seccion Elegida a Compresión. Øc= 0,85

Pu= 14,696 [Klb] Pu solicitanteFy= 50 [Klb/in2]

E= 29000 [Klb/in2]

r= 0,787 [in]

KL= 100,972 [in]

Determinar el tipo de falla, calculando λc:

1,696 Falla por pandeo Elastico

C

alcular Fcr en función al tipo de falla

Fcr= 15,249 [Klb/in2]

Calculamos la Carga Resistente:

Ag= 1,070 [in2]

ØPn= 13,87 Klb Falla rechazar


≤ 300

93,09

0,26 ≤ 300

=

=

= ,


= 0,658


∅ = ∅ ∗ ∗



L= 100,97 in

rmin= 0,79 in


3º ItreracionSigue Fallando porque para aceptar el perfil tiene que cumplir ØPn>Pu volvemos a Iterar

Se adopta el perfil PIPE 2 1/2"


DN= 2 1/2 in Diametro Nominal


e= 0,203 in Espesor

I= 1,53 in4 Momento de Inerciar= 0,947 in Radio de giro

a) Prueva de la Seccion Elegida a Compresion. Øc= 0,85

Pu= 14,696 [Klb] Pu solicitante

Fy= 50 [Klb/in2]

E= 29000 [Klb/in2]

r= 0,947 [in]

KL= 100,972 [in]

Determinar el tipo de falla, calculando λc:

1,409 Falla por Pandeo Inelastico

C

alcular Fcr en función al tipo de falla

Fcr= 21,776 [Klb/in2]

Calculamos la Carga Resistente:Ag= 1,700 [in2]

ØPn= 31,47 Klb Ok se adopta porque [ØPu resistente > Pu solicitante]


L= 100,97 in

rmin= 0,95 in


≤ 200

93,09

0,26 ≤ 200

=

=

= ,


= 0,658


∅ = ∅ ∗ ∗

≤ 200

93,09

0,26 ≤ 200



Fin de iteracion Todos los analisis han cumplido.

Finalmente el perfil adoptado para elementos a Compresion es:

Perfil Adoptado:PIPE 2 1/2"

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