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7/23/2019 jsol2
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I.- DISEÑAR LA SECCIÓN DE UN ELEMENTO ENTRACCIÓN, ASIMISMO INDICAR EL TIPO DE SECCIÓN.
DESARROLLO:
En el primer trabajo la armadura fue la siguiente:
Los resultados obtenidos de todas las fuerzas por el métodode los nodos y por el análisis matricial de armadurasdeterminadas en el procesamiento semiautomáticas(realizados en el programa de Excel), fueron los siguientes:
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ME!"! M#$%&%#L ME!"! "E '!"!
E$$!$
*+---.//+
- 0#
+---1+223 444+35
3
6-2*-4+++
* 0M 6-23 44*5
7
6/.777./.
- 0
6/.77-./+ 44*5
+2+--./+1
* M 2+---- 444415
/
6+./-7.44
+ ' 6+./-1/2 444/25
1
6*1117722
/ E 6*1112 44+5
2
6*1117722
/ E" 6*1112 44+5. 7 E' 7 45
-314734/2
3 "& 3147+73. 444-5
*4
6*---24-3
3 '& 63 44*/5
***1111.14
1 8& *1112 4444.5
*3 +./-7.44+ 8' +./-1/2 44415
*7
63+--./+1
* 8M 63/ 44415
*+/.7727+*
- #8 /.77.** 444*75
*/-2*-4+*4
* #M -23 44*59* *+*12231 0 *+*112 44425
93*+*1.42*
+ 9 *+*112 44*5
3----24-3
3 *4 44475
;#$# EL "%E<! "E =' ELEME'! E' $#&&%!'ELE0%M! #>=EL ELEME'! >=E E# !ME%"! # L#M#!$ =E$?# "E $#&&%!', E! ;!$ >=E E@ M#
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;$!;E'# # =$%$ #LL# EL L# #8L# E ;=E"E!8E$A#$ >=E !' "! L# =E$?# >=E &=M;LE'&!' #L &!'"%&%!': 9*, 93B #'#L%?#$EM! L#=E$?# 93C*+*1.42*+D'
"atos para el elemento seleccionado F 21 :
• Material #671• Esfuerzo de cedencia (y C 71si C 3+.Mpa)• MFdulo de elasticidad (EC3440pa)• Longitud del elemento (4/m C *1+4+3pies C
*-1./plg)• uerza de tracciFn (93C*+*1.42*+D' C
7*./*lb6f)• &olumna de extremos articulado (C*)
• actor de diseGo ( Aceroestructural N =1.67)
&alculamos su área referencial adecuada, para Hue de esamanera podamos encontrar un perIl adecuado
• Jallamos el esfuerzo permisible
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σ permisible=σ y N =
36 ksi1.67
σ permisible=21.557 ksi
• &alculo del Krea:
σ permisible= Padmisible
A A= Padmisible
σ permisible
=3.1851 klb−f
21.557 Ksi
A=0.1478 plg2
El área calculada no !r"e de re#erenc!a $ara$oder eco%er un $er&l adecuado ' econ()!co,$ero co)o el área re#erenc!al e $e*ue+a, lo$er&le *ue e anal!aran deen ener la )enorárea ra"eral.
PARA UN PER/IL 0
;ara este perIl la menor área es el perIl .x*4N"e la tabla del L M! del perIl .x*4, obtenemos lossiguientes datos
Area=2.96 plg2
I xx=30.8 plg4
I yy=2.09 plg4
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"e los datos calculamos rxx, ryy
r xx=
√
I xx A =√
30.8 plg4
2.96 plg2
r xx=3.225 plg
r yy=√ I yy
A =√
2.09 plg4
2.96 plg2 r yy=0.840 plg
El rad!o de %!ro adecuado e el )enor "alor
enre r11 ' r''.
r yy=0.840 plg
Paa)o a calcular la ra(n de eele:
Le
r =
klr =
1∗196.85 plg0.840 plg
Le
r =
klr =222.44
abemos Hue para diseGar un elemento en tracciFn sedebe cumplir lo siguiente:
KL
r <300 222.33 4 566
CUMPLE CON LA CONDICION.
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Calcula)o la car%a ad)!!le 7 σ permisible=21.557 ksi 8:
σ permisible= Pdmisible
A Pdmisible=σ permisible∗ A
Pdmisible=21.557 Ksi∗2.96 plg2
Pdmisible=63.80872 klb−f
&omparando con la carga sometida a tracciFn
63.80872>3.1851 klb−f
COMO SE PUEDE O9SERAR EL PER/IL 0 ;<=6ES ADECUADO PARA ESTE TIPO DE PER/IL, >A?UE NECESITA UNA CAR@A DE 5.;6;B2 L9-/PARA ?UE SO9REPASE DEL LMITE DEPROPORCIONALIDAD DEL MATERIAL, PERO
CON UNA CAR@A DE 3.1851 l-#, EL MATERIAL
SE MANTENDR EN LA FONA DE
PROPORCIONALIDAD.
PARA UN PER/IL S.
ambién para este caso utilizaremos el perIl de menorárea, este perIl es 7 x /2
"e la tabla del L M! del perIl 7 x /2, obtenemos lossiguientes datos
Area=1.67 plg2
I xx=2.52 plg4
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I yy=0.455 plg4
"e los datos calculamos rxx, ryy
r xx=√ I xx
A =√
2.52 plg4
1.67 plg2
r xx=1.228 plg
r yy=√ I yy A =√0.455 plg
4
1.67 plg2 r yy=0.521 plg
El rad!o de %!ro adecuado e el )enor "alorenre r11 ' r''.
r yy=0.521 plg
Paa)o a calcular la ra(n de eele:
Le
r = klr =1∗70.866 plg0.521 plg
Le
r =
klr =136.019
abemos Hue para diseGar un elemento en tracciFn sedebe cumplir lo siguiente:
KL
r <300 =5.6=G 4 566
CUMPLE CON LA CONDICION.
Calcula)o la car%a ad)!!le 7 σ permisible=21.557 ksi 8:
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σ permisible= Pdmisible
A Pdmisible=σ permisible∗ A
Pdmisible=21.557 Ksi∗1.67 plg2
Pdmisible=36klb−f
&omparando con la carga sometida a tracciFn
36klb−f >1.9971klb−f
EL PER/IL S51H.B ES OTRO PERIL ADECUADO, >A ?UE ESTE NECESITA 5 l-# $ara *ueore$ae el l)!e de $ro$orc!onal!dad del)aer!al, $ero la car%a *ue el ele)enoo$ora e de =.GGB Jl-#, $or lo ano e)anendrá en la ona de $ro$orc!onal!dad.
PARA UN PER/IL L.
ambién para este caso utilizaremos el perIl de menor
área, este perIl es L3x3x1
8
"e la tabla del L M! del perIl L3x3x1
8 , obtenemos
los siguientes datos
Area=0.484 plg2
I xx=0.190 plg4
I yy=0.190 plg4
rzz C 47-. plg+
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"e los datos calculamos rxx, ryy, rzz
r xx=
√ I xx
A =
√
0.190 plg4
0.484 plg2
r
xx
=0.626 plg
r yy=√ I yy A =√0.190 plg
4
0.484 plg2 r yy=0.626 plg
De la ala del L. MOTTr zz=0.398 plg
El rad!o de %!ro adecuado e el )enor "alorenre r11 ' r''.
rZZ =0.398 plg
Paa)o a calcular la ra(n de eele:
Le
r =klr =
1∗70.866 plg0.398 plg
Le
r =kl
r =178.055
abemos Hue para diseGar un elemento en tracciFn sedebe cumplir lo siguiente:
KL
r <300 =B;.6HH 4 566
CUMPLE CON LA CONDICION.
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Calcula)o la car%a ad)!!le 7 σ permisible=21.557 ksi 8:
σ permisible= Pdmisible
A Pdmisible=σ permisible∗ A
Pdmisible=21.557 Ksi∗0.484 plg2
Pdmisible=10.433 klb−f
&omparando con la carga sometida a tracciFn
10.433klb−f >1.9971klb−f
EL PER/IL L21211
8 ES ADECUADO PARA ESTE TIPO DE
PER/IL, >A ?UE ESTA NECESITA UNA CAR@A DE =6.355Jl-# PARA LLE@AR AL LIMITE DE PROPORCIONALIDAD,PERO LA CAR@A ?UE EL ELEMENTO SOPORTA ES DE=.GGB l-#, POR EL CUAL SE MANTENDR EN LA FONA
DE PROPORCIONALIDAD
SE CONCLU>E LO SI@UIENTE: ?UE LOS PER/ILESADECUADOS CON SUS RESPECTIAS AREAS SON.
0;1=6 con una A K 2.G $l%2
S51H.B con una A K =.B $l%2
L21211
8 con una A K 6.6.3;3 $l%3
COMO LOS 5 PER/ILES CALCULADOS SOPORTAN LACAR@A ?UE EL ELEMENTO EST SOMETIDO ATRACCIÓN, EL PER/IL MS ADECUADO >
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ECONÓMICO SER EL DE MENOR REA, ENTONCES
ES EL PER/IL L2 x 2 x 1
8 DE REA 7 0.484 plg2
8 ES EL
PER/IL ADECUADO.
II.- DISEÑAR LA SECCIÓN > EL TIPO DE SECCIÓN PARAUN ELEMENTO EN COMPRESIÓN PARA EL MATERIAL A-5.
=8 DISEÑO PARA EL ELEMENTO EN COMPRENSIÓN:
e utiliza la mayor fuerza posible por ello elegiremos /=K=3.2B;GG N del primer trabajo
• #cero #71
• Esfuerzo de cedencia ( Sy=36ksi=248 Mpa¿
• MFdulo de elasticidad (EC3440pa)• Longitud del elemento (L C 341m C 12/-pies C .**plg)• uerza o carga de compresiFn( C *+32.--1 D' C 73*lb)
• &olumna de extremos articulado (C*)
El primer objetiOo es Pallar un área de referencia para despuésPallar un perIl adecuado
;or teorQa ( klr ) esta entre / a 1 Oeces la longitud del elemento (en
pies)
5 x6.759 pies=33.795
6 x6.759 pies=40.554
El promedio será:
promedio=kLr =37.175
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&álculo de la constante de la columna ( c ):
c=√ 2 ! 2 "Sy
c=√ 2 ! 2 #200#103 Mpa
248 Mpa
c=126.17
&omparaciFn entre la razFn por esbeltez y la constante de columna
kl
r =37.175
<c=126.17
∴ E un $andeo !nelá!co.
&alculo del factor de seguridad ():
kLr
¿¿¿3¿
Fs=5
3+
3 (kLr )
8c −¿
37.175
¿¿¿3
¿ Fs=
5
3+
3(37.175)8 x 126.17
−¿
∴ Fs=1.774
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&álculo del esfuerzo permisible (σ permisible) :
σ permisible
=
[1−
( kLr )
2
2∗c2
] x
Sy
Fs
σ permisible=[1− (37.175 )2
2 x (126.17)2 ] x 36ksi
1.774
∴σ permisible=19.4123 ksi
&alculo del área:σ permisible=
P A
A= P
σ
A= 3.21
19.4123
A=0.1654 plg2
Con ea área eco%ere)o el $er&l adecuado
A8 PARA UN PER/IL 0
El perIl más adecuado serQa el perIl .x*4N de la tabla de L
Mott"atos del perIl .x*4
• Krea ( A=2.96 plg2
)
• I xx=30.8 plg4 $r xx=3.226 plg
• I yy=2.09 plg4$ r yy=0.840 plg
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El radio de giro adecuado es el menor Oalor entre r xx y r yy :
rm%&imo=r yy=0.840 plg
&álculo de la razFn de esbeltez:
¿r=
kLr =
1 #81.1
0.840
¿r=kL
r =96.548
;or teorQa para diseGar un elemento en compresiFn se cumple:
kLr <200
96.548<200
∴cumplelarelacio&
&omprobando con la constante de columna (c) :
kLr =96.548<c=126.17
∴ "s u& pa&deo i&elastico
&álculo del factor de seguridad ( Fs ):
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kLr¿¿¿3¿
Fs=5
3+
3 ( kLr )
8c −¿
96.548
¿¿¿3
¿
Fs=5
3+
3 (96.548)8 (126.17)
−¿
Fs=¿ =.;G;
&alculo del esfuerzo permisible (σ permisible) :
σ permisible=
[1−
( kLr )
2
2# c2
] x
Sy
Fs
σ permisible=[1− (96.548 )2
2# (126.17 )2 ]# 36 ksi1.898
σ permisible=13.414 ksi
&álculo de la carga admisible:
σ permisible= Padmisible
'rea
Pa=σ # A
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Pa=13.414#2.96
Pa=39.705 klb
&omprobando con la fuerza de compresiFn:
39.705klb>3.21klb
∴ El perIl . x *4 es un perIl adecuado ya Hue con este la
carga Hue se necesita para Hue se pandee la columna es de
39.705 klb y con una carga de compresiFn de 3.21 klb la columna
no se pandeara
98 PARA UN PER/IL S
&on el área de referencia ( A=0.1654 plg2) un perIl para ser
analizado será el S 3 x 5.7
"atos del perIl S 3 x 5.7
• Krea ( A=1.67 plg2)
• I xx=2.52 plg4$ r xx=1.228 plg
• I yy=0.455 plg4$ r yy=0.522 plg
rm%&imo=r yy=0.522 plg
&álculo de la razFn de esbeltez:
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¿r=
kLr =
1 #81.1
0.522
¿r=
kLr =155.364
&omparando:
¿r=kL
r =155.364>c=126.17
∴ E un $andeo elá!co
&alculo del esfuerzo admisible (σ admisible) :
σ admisible=[ 1.03#106
( Le /r )2 ]σ permisible=42.67 ksi
&álculo de la carga admisible:
σ permisible= Padmisible
'rea
Pa=σ # A
Pa=42.67 #1.67
Pa=71.259 klb
&omprobando con la fuerza de compresiFn:
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71.259klb>3.21klb
∴ El perIl 7 x /2 es un perIl adecuado ya Hue con este perIl la
carga necesaria para Hue pandee es de 71.259 klb y por tanto la carga
compresiFn es de 3.21klb por lo cual la columna no se pandeara
C8 PARA UN PER/IL L
El perIl más adecuado seria L2 x 2 x 1
8 tomado con respecto al área
de referencia ( A=0.1654
plg
2
)
"atos del perIl L2 x 2 x 1
8
Krea ( A=0.484 plg2)
• I xx=0.190 plg
4$r xx=0.6265 plg
• I yy=0.190 plg4$ r yy=0.6265 plg
$r zz=0.398 plg
rm%&imo=r zz=0.398 plg
&álculo de la razFn de esbeltez:
¿r=
kLr =(1 #81.1)/0.398
¿r=kL
r =203.769
&omparando:
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¿r=203.769>c=126.17
∴ E un $andeo !nelá!co
&álculo del factor de seguridad ( Fs ):
kLr¿¿¿3¿
Fs=5
3
+3 (
kLr )
8c
−¿
203.769
¿¿¿3
¿
Fs=5
3+
3 (203.769)8 (126.17)
−¿
Fs=1.746
&alculo del esfuerzo permisible (σ permisible) :
σ permisible=[1− ( kLr )
2
2∗c2 ] x Sy Fs
σ permisible=[1− (203.769 )2
2# (126.17 )2 ]# 36ksi
1.746
σ permisible=−6.2715 ksi
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&álculo de la carga admisible:σ permisible=
Padmisible
'rea
Pa=σ # A
Pa=6.2715 # 0.484
Pa=3.035 klb
&omprobando con la fuerza de compresiFn:
3.035klb<3.21klb
∴ NEl perIl no es el adecuado ya Hue con este perIl la carga
necesaria para Hue se pandee es de 3.035 klb y por lo tanto la carga de
compresiFn es de 3.21klb por lo cual la columna se pandearáN
;ara un perIl L3 x 3 x 1
4
"atos del perIl
• Krea ( A=1.44 plg2 )
•rm%&imo=r zz=0.592
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&álculo de razFn de esbeltez:
¿r=
kLr =(1 #81.1)/0.592
¿r= kL
r =136.99
&omparando:
¿r=
kLr =136.99>c=126.17
∴ E un $andeo elá!co
&alculo del esfuerzo admisible (σ admisible) :
σ admisible= 1.03#10
6
( Le /r )2
σ permisible=54.886 ksi
&álculo de la carga admisible:
σ permisible= Padmisible
'rea
Pa=σ # A
Pa=54.886 #1.44
Pa=79.036 klb
&omprobando con la fuerza de compresiFn:
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79.036klb>3.21klb
∴ El perIl 7 x /2 es un perIl adecuado ya Hue con este perIl la
carga necesaria para Hue pandee es de 71.259 klb y por tanto la carga
compresiFn es de 3.21klb por lo cual la columna no se pandeara
Por lo ano el $er&l )á adecuado $ara el d!e+o e el $er&l
L3 x 3 x 1
4 $or ener la )enor área (1.44 plg2) ' er )á
econ()!co $ara u oenc!(n.
III.- Diseñar el número de pernos necesarios para el elemento en
compresión y el elemento en tracción, teniendo en cuenta que el
elemento de la armadura es A36. Definir el tipo de perno.
SOLUCION:
ELEMENTO EN TRACCIÓN:
Para calcular el número de pernos en un elemento en Tracción de la estructura se
tomara al perfil calculado anteriormente que es el perfil L2x2x1
8 para un
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elemento en tracción ! se tomara el elemento que est" sometido a la ma!or fuer#a
de tracción !a que est" m"s propensa a sufrir fallas$
Para el an"lisis ele%imos el elemento F
21 que est" sometido a un esfuer#o de
tracción cu!a car%a es 8.8833572 KN $
&atos del perfil L2 x2 x
1
8 ! del elemento en Tracción:
'aterial ()*+ ,sfuer#o de cedencia -
S y=36 ksi.
,sfuer#o de rotura - Su=58ksi
.
/uer#a o car%a de tracción -/20 1 $**342 5N 1 0$66407l8)f.
t =1/8=0.125
(=4
Para comen#ar el c"lculo anali#aremos con la cantidad de un perno con el fin de
o8tener un di"metro referencial ! as9 o8tener el di"metro adecuado$
,l perno a usar es el (*23 ! para una conexión de apo!o sin roscas en el plano
cortante se usar" * 5SI -esfuer#o cortante.$
• /alla por cortante:
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A s= F s) a
A s=1.9971 klb−f
30 KSI
A s=0.067 plg2
Pero:
A s= N s∗! ∗ *
2
4
*=√ 4∗ A s
! ∗ N s
*=√ 4∗0.067
! ∗1
∴ *=0.292 plg
• /alla por aplastamiento:
Ab= F bσ ba
Pero:
σ ba
=1.2∗Su
;eempla#ando:
Ab=1.9971 klb−f 1.2∗58 KSI
7/23/2019 jsol2
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Ab=0.029 plg2
Pero:
Ab= N b∗ *∗t
*= Ab
N b∗t
*= 0.029
1∗0.125
∴ *=0.232 plg
• /alla por tensión:
A t = F t
σ ta
Pero:
σ ta=0.6∗S y
;eempla#ando:
A t =1.9971 klb−f 0.6∗36 KSI
A t =0.093 plg2
Pero:
A t =[(− N ( *+1/16)]∗t
7/23/2019 jsol2
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*=(−
A t
t N
−1/16
*=4−
0.093
0.125
1 −1/16
∴ *=3.194 plg
Con estos di"metros calculados un di"metro adecuado para el an"lisis ser9a uno
de *=1/2=0.5 ! que es superior a ellos ! compro8aremos nue<amente los
c"lculos con el di"metro ele%ido$
• /alla por cortante:
F s=) a∗ A s
Pero por conexión de apo!o sin roscas en el plano cortante se usar"
) a=30 KSI
A s= N s∗! ∗ *2
4
A s=1∗! ∗0.5
2
4
A s=0.1964 plg2
;eempla#ando: F s=30∗0.1964
∴ F s=5+ 892klb−f
7/23/2019 jsol2
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• /alla por aplastamiento:
F b
=σ ba
∗ Ab
Pero:σ ba=1.2∗Su
,l "rea: Ab= N b∗ *∗t
Ab=1∗0.5∗0.125
Ab=0.0625 plg2
;eempla#ando:
F b=1.2∗58∗0.0625
∴ F b=4 + 35klb−f
• /alla por tensión:
F t =σ ta∗ A t
Pero:σ
ta=0.6
∗S
y
,l "rea:
A t =[(− N ( *+1/16)]∗t
A t =[4−1(0.5+1/16) ]∗0.125
7/23/2019 jsol2
http://slidepdf.com/reader/full/jsol2 28/40
A t =0.4297 plg2
;eempla#ando: F t =0.6∗36∗0.4297
∴ F t =9 +28 klb−f
“De lo calculado, la menor de las fuerzas que causaría una falla es or
alas!am"en!o con 4 +35 klb−f que comarado con la fuerza some!"da en el
elemen!o anal"zado de ma#n"!ud 1+9971klb−f es ma$or% &or lo !an!o ara el
d"se'o la menor can!"dad suf"c"en!e ser"a de un ernos de *=1/2= 0 . 5 de
d"(me!ro en cada !raslae“%
ELEMENTO EN COM&RE)IÓN:
Para calcular el número de pernos en un elemento en compresión de la estructura
se tomara al perfil calculado anteriormente -dise=o por pandeo. que es el perfil
L3 x 3 x 1
4 para un elemento en compresión ! se tomara el elemento que est"
sometido a la ma!or fuer#a de compresión !a que est" m"s propensa a sufrir
fallas$
Para el an"lisis ele%imos el elemento F 1 que est" sometido a un esfuer#o de
compresión cu!a car%a es 14.278996 KN $
7/23/2019 jsol2
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&atos del perfil L3 x 3 x
1
4 ! del elemento en compresión:
'aterial ()*+
,sfuer#o de cedencia - S y=36 ksi
.
,sfuer#o de rotura - Su=58ksi
.
/uer#a o car%a de compresión - F =14.278996 KN =3.21klb−f ¿
t =1/4=0.25
(=6
Para comen#ar el c"lculo anali#aremos con la cantidad de un perno con el fin de
o8tener un di"metro referencial ! as9 o8tener el di"metro adecuado$
,l perno a usar es el (*23 ! para una conexión de apo!o sin roscas en el plano
cortante se usar" * 5SI -esfuer#o cortante.$
• /alla por cortante:
7/23/2019 jsol2
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A s= F s) a
A s=3.21 klb−f
30 KSI
A s=0.107 plg2
Pero:
A s= N s∗! ∗ *
2
4
*=√ 4∗ A s
! ∗ N s
*=√ 4∗0.107
! ∗1
∴ *=0.369 plg
• /alla por aplastamiento:
Ab= F bσ ba
Pero:
σ ba
=1.2∗Su
;eempla#ando:
Ab=3.21 klb−f 1.2∗58 KSI
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Ab=0.046 plg2
Pero:
Ab= N b∗ *∗t
*= Ab
N b∗t
*= 0.046
1∗0.25
∴ *=0.184 plg
• /alla por tensión:
A t = F t
σ ta
Pero:
σ ta=0.6∗S y
;eempla#ando:
A t = 3.21 klb−f 0.6∗36 KSI
A t =0.149 plg2
Pero:
A t =[(− N ( *+1/16)]∗t
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*=(−
A t
t N
−1/16
*=6−
0.149
0.25
1−1/16
∴ *=5.342 plg
Con estos di"metros calculados un di"metro adecuado para el an"lisis ser9a uno
de *=1/2=0.5 ! que es superior a ellos ! compro8aremos nue<amente los
c"lculos con el di"metro ele%ido$
• /alla por cortante:
F s=) a∗ A s
Pero por conexión de apo!o sin roscas en el plano cortante se usar"
) a=30 KSI
A s= N s∗! ∗ *2
4
A s=1∗! ∗0.5
2
4
A s=0.1964 plg2
;eempla#ando: F s=30∗0.1964
∴ F s=5+ 892klb−f
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• /alla por aplastamiento:
F b
=σ ba
∗ Ab
Pero:σ ba=1.2∗Su
,l "rea: Ab= N b∗ *∗t
Ab=1∗0.5∗0.25
Ab=0.125 plg2
;eempla#ando:
F b=1.2∗58∗0.125
∴ F b=8.7 klb−f
• /alla por tensión:
F t =σ ta∗ A t
Pero:σ ta=0.6∗S y
,l "rea: A t =[(− N ( *+1/16)]∗t
A t =[6−1(0.5+1/16)]∗0.25
A t =1.3594 plg2
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;eempla#ando: F t =0.6∗36∗1.3594
∴ F t =29.36 klb−f
“De lo calculado, la menor de las fuerzas que causaría una falla es or
cor!an!e con 5.892klb−f que comarado con la fuerza some!"da en el
elemen!o anal"zado de ma#n"!ud 3.21klb−f es ma$or% &or lo !an!o ara el
d"se'o la menor can!"dad suf"c"en!e ser"a de un ernos de *=1/2= 0 . 5 de
d"(me!ro en cada !raslae“%
IV.- Calcular la lonitud de soldadura necesaria para el elemento
en tracción considerando que se !a "acer soldadura de traslape o
filete.
SOLUCION:
,l elemento que se utili#ara en esta solución es el que e>erce la fuer#a 00 -
F 11=4 +30480403 KN . del primer tra8a>o de estructuras que est" sometida a
Traccion ! el perfil que se utili#ara es el calculado en la primera parte con el perfil
es L2 x 2 x 0?$
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La idea es que se manten%a la fuer#a aplicada P en equili8rio sin que exista
nin%una tendencia a la torsión de la >unta donde P de8e pasar por el centroide del
"rea a soldar$
F 11= P=4 + 30480403 KN
S y=70 KSI =482.5 MPa
,l tipo de soldadura que se utili#ara es el de soldadura de filete$
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Tomamos momentos con respecto al punto ($
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∑ M A=0
4 +30480403∗(2 - 0.546)− ,2∗2=0
,2=3.13 KN
Tomamos momentos con respecto al punto @$
∑ M -=0
−4 +30480403∗0.546 + {R} rsub {1} * 2=0
,1=1.17 KN
Compro8ando que la suma de las dos reacciones sea i%ual a la fuer#a P$
3.13+1.17=4.30 KN (ok )
Se supone que el esfuer#o desarrollado en las soldaduras de filete es un esfuer#o
cortante sin importar la dirección de aplicación de la car%a$
Por tanto la formula a utili#ar para el c"lculo de la lon%itud de la soldadura es:
) = P¿
) : ,sfuer#o cortante admisi8le en la soldadura$
P: /uer#a aplicada$
L: Lon%itud de la soldadura$
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t =0.707. : Aar%anta de la soldadura$
. : (ncBo lateral de la soldadura$
• Calculo del esfuer#o cortante admisi8le:
) admisible=0.3∗S y
Pero la soldadura a utili#ar es ,4:
S y=70 KSI =482.5 MPa
,ntonces:
) admisible=0.3∗482.5 MPa
) admisible=144.80 MPa=144.80 N mm2
• Calculo de la %ar%anta de la soldadura:
Para este caso utili#aremos para el ancBo de la soldadura un <alor de *mm
-1*mm. por el caso de que el espesor del perfil es de: 0?D1 *$043mm$
t =0.707 .
t =0.707∗3
t =2.121 mm
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• Calculo de la lon%itud de la soldadura:
Para L1:( P= ,1=1.17 KN =1170 N )
L1= ,
1
) ∗t
L1=
1170
144.80∗2.121
L1=3.809mm
Por lo tanto una lon%itud acepta8le es de 3mm$
Para L2:( P= ,2=3.13 KN =3130 N )
L2= ,2
) ∗t
L2= 3130
144.80∗
2.121
L2=10.191 mm
Por lo tanto una lon%itud acepta8le es de 03mm$
∴ Como las lon#"!udes calculadas ace!a*les L1=5 mm y L2=15mm son
menores al anc+o del elemen!o donde se sold2= 50.8 mm )
¿ , en!onces
d"c+as lon#"!udes s" son ace!a*les-