Ejercicios de Fratelli

7/25/2019 Ejercicios de Fratelli

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Repblica Bolivariana de Venezuela

Ministerio del Poder Popular para la Educacin Superior

Politcnico Santiago MarioCatedra: Acero y Madera

Sede-Caracas

INTEGRANTES:

T.S.U Eric Sabino.

C.I: 15.183.786

Anglica Alvarado

C.I 17.922.264

Caracas, 25 de Enero del 2016

EJERCICIOS DEL LIBRO DISEO DE ESTRUCTURAS

METALICAS-ESTADOS

LIMITES LRFD FRATELLI


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Prologo para realizar los Ejercicios

Soldaduras

La soldadura es un proceso mediante el cual se unen elementos metlicos, calentndolos hasta elestado fluido o casi fluido y aplicando o no presin entre ellos. Su uso se remonta a ms de 3.000aos, cuando se llevaban al rojo vivo las piezas a unir y luego se las martillaba y daba forma. En elmundo moderno, las soldaduras tomaron gran auge durante la segunda guerra mundial, cuando fuenecesario reparar en tiempo breve las maquinarias y armamentos blicos.

Cuando termin esta contienda. Qued definitivamente aceptado este medio de unin, cuyasprimeras aplicaciones se hicieron en taller, bajo estricto control, y luego se generaliz su uso en elcampo, con iguales resultados exitosos. En la actualidad. Se construyen elevados edificios en acero,totalmente soldados, en los cuales la correcta eleccin de las secciones y perfiles, conjuntamente

con un material de aporte compatible para las soldaduras y una mano de obra de calidad. Permitenobtener miembros y conexiones seguras, resistentes y confiables.

Entre las ventajas de las soldaduras frente a otros tipos de unin se pueden mencionar:

Economa de material

Rapidez de ejecucin de las uniones

Perfecta conexin de los elementos

Limpieza en los acabados

Procesos de soldadura

Entre los diferentes procesos de soldadura se pueden enumerar los siguientes:

1. So1daduras a presin

2. Soldaduras a fusin

3. Soldaduras por calentamiento y fusin


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El mtodo de soldadura que se aplique en las conexiones de la estructura debe estar especificado enla documentacin tcnica de cada proyecto.

Clasificacin de las soldaduras

Segn las caractersticas de las soldaduras. Su forma de ejecucin, la posicin de 'as piezas a unir,etc., se las puede clasificar:

Segn el tipo de juntas. Segn el tipo de soldadura. Segn la posicin para soldar.

Segn la orientacin de la soldadura.

Detalle en conjunto de diferentes tipos de soldaduras


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Entre las propiedades mecnicas del acero se pueden enumerar:

El esfuerzo de cedenca FY

El lmite de proporcionalidad FP

El esfuerzo limite o de agotamiento Fu

La ductilidad

El mdulo de elasticidad E

El mdulo de endurecimiento Est

El coeficiente de Poisson v

El mdulo de corte G


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CE: carbono equivalente

EJERCICIOS LIBRO DE FRATELLI

Ejemplo 4.4

Disee la soldadura longitudinal de filete simtrica {con proceso SAP) de los dos ngulosindicados, de acero A 572 Grado 45, conectados a la, plancha de nodo de una cercha, deacero AE 25. Los ngulos soportan una fuerza de traccin factori1.ada total de 38 t. Useperfiles angulares 75 x 75 x 7. Se dispone de electrodos E80XX.

De la Tabla 1.2 se obtiene: Para planchas de nodo: Fy = 2500 kg/cm2 y Fu= 3700 kg/cm2.

Para los ngulos: Fy = 3100 kg/cm2 y Fu= 4150 kg/cm2.


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Capacidad de resistencia a traccin en el rea total A

A = 1 O,1 cm2 en cada Angulo.

De la ec. 4.21: Nt = 0,9 x 3.100 x 10,1 = 28,18 t> 38/2 = 19 t

Diseo de la soldadura

De Tablas 4.5 y 4.6

Dmm = 5 mm Dma =5 mm ts = 3,54 mm


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Se adopta L = 11 cm pues se desestima la colaboracin del retomo en la resistenciade los cordones.


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Ejemplo 4.6

Disee la soldadura para la mxima carga factorizada de traccin que puederesistir la conexin de la figura, en aceroAE25 con electrodos E60XX: Use D = 16

mm y solape mnimo. No es posible soldar en la cara posterior de las planchas.


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Capacidad resistente a traccin de las planchas

De la ecuacion 4.21


De Tablas 4.5 y 4.6 :

Dmin = 8 mm < D = 16 mm < Dmax: = 28-2 = 26 mm


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De Tabla 4.9: ts = 11,31 mm y Rus= 2.147,76 kglcm

La longitud necesaria de cordn es


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Ejemplo 4.7.

Diseo la soldadura B de la plancha de acero DIN ST 52, que conecta el tensor de lafigura, al ala de la columna de acero ASTM A588 grado 50. Use electrodos E 70XX.La

soldadura de filete tendr contorno al ras, con acabado maquinado. La longitud deldoble cordn es de 60 cm.

La carga que resiste el tensor en rgimen de servicio es:

CP = 20 t CV = 20 t

Por lo tanto. La carga axial factorizada ser: Pu : 1,2 X 20 + l ,6 X 20 = 56 t

La excentricidad es de 36 cm y el momento flector que debe resistir la soldadura seobtiene: Mu =56 x 0,36 = 20,16 tm


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Ejemplo 4.1.

Disee la soldadura de filete con cordones transversales nicamente, paralas planchas solapadas de la figura, que soportan una carga axial de

traccin factorizada Pu = 37,5t. El acero es AE25.Use solape mnimo y Dmximo. Compare los resultados obtenidos por:

EL proceso SAP de arco protegido EL proceso SAP de arco sumergido


El tamao nominal de los cordones en ambas caras es el mismo. Se usan electrodosE 70XX. Se usa la tabla 4.7


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De Tablas 4.5 y 4.6 : Dmin =6mm Dmax = 12-2 = lOmm


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EJERCICIO 2.1

Una viga simplemente apoyada de 5,8m de luz, debe resistir una cargapermanente de 3 t/m y una variable de 2 t/m, ambas uniformementedistribuidas. Determine el momento terico requerido.

qu= Sumatoria total de las acciones que actan sobre laestructura.

CP= Acciones permanentes (cargas muertas) debidas al pesopropio de la estructura de acero, losas, placas, paredes,cerramientos, sobre pisos, cielorrasos, aislaciones, y todas laspartes del edificio adheridas a ellos en forma permanente y con

carcter invariable en el tiempo. CV= Acciones variables gravitacionales cargas vivas) por uso

ocupacional de personas, objetos mviles, equipamientosdesplazables, vehculos, incluyendo impactos por choques ocolisiones.

Calculo de la carga factorizada

Para obtener la carga factorizada se deben combinar las acciones queinciden sobre la viga, en este caso se tienen dos acciones que son: la cargapermanente y la carga variable.

1,4CV + 1,6 CV + (0,5 CVt)

CVt = 0. Para este caso, por lo que la ecuacin queda as:

qu = 1,4CV + 1,6 CV

qu = Carga factorizadas


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CV= Acciones variables CP= Acciones permanentes

qu = 1,3 x 3t/m + 1,6 x 2 t/m = 6,8 t/m

qu = 6,8 t/m

Calculo del Momento mximo

Como tenemos una viga simplemente apoyada, se puede utilizar lasiguiente expresin para EMPOTRAMIENTO PERFECTO.


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GLOSARIO DE TERMINOS

CP : Acciones permanentes (cargas muertas) debidas al pesopropio de la estructura de acero, losas, placas, paredes,cerramientos, sobre pisos, cielorrasos, aislaciones, y todas laspartes del edificio adheridas a ellos en forma permanente y concarcter invariable en el tiempo.

CV: Acciones variables gravitacionales (cargas vivas) por usoocupacional de personas, objetos mviles, equipamientosdesplazables, vehculos, incluyendo impactos por choques ocolisiones.

CVt : Acciones variables sobre techos y cubiertas (excluyendo el aguapluvial empozaada)

H :Acciones debidas a empujes laterales de tierra, granos o aguasubterrnea

F : Acciones debidas a fluidos donde se conoce su variacin en la

altura, peso unitario y la presin que ejercen.


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T :Acciones reolgicas o trmicas, asentamientos diferenciales o suscombinaciones

P : Cargas debidas al empozamiento de aguas pluviales

W :Accin del viento S : Accin del sismo FY : El esfuerzo de cedenca FP: El lmite de proporcionalidad Fu: El esfuerzo limite o de agotamiento

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