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8/19/2019 IA_PAA-Ejemplo Tubular a Flexión y Corte-R1
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8/19/2019 IA_PAA-Ejemplo Tubular a Flexión y Corte-R1
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Tema: Diseño de Miembros Tubulares a Flexión y CorteNorma: ANSI/AISC 360-10Ing. Eliud Hernández / Ing. Jesús Molina
3. Definic ión de parámetros de perfil tubular rectangular.
4. Propiedades del perfil tubular rectangular. (HSS-12X6X3/8)
a) Datos
≔H 304.8 mm Altura de la sección ≔A 76.13 cm 2 Area gruesa
≔B 152.4 mm Ancho del perfil ≔S x 587.20 cm3
Módulo elástico ¨X¨
≔t 8.86 m m Espesor del perfil ≔Z x 734.14 cm3
Módulo plástico ¨X¨
≔R 0 m m Radio de esquinainterno
≔I x 8950 cm4 Inercia en ¨X¨
b) Cálculos
≔h =−H ⋅2 +t R 287.08 mm Altura libre de alma
≔b =−B ⋅2 +t R 134.68 m m Ancho libre de ala
INESA adiestramiento c.a. www.inesa-adiestramiento.co
Derechos Reservados: No se permite hacer un uso comercial de este trabajo sin autorización previa del autor. La misma deberá estar firmada.
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Tema: Diseño de Miembros Tubulares a Flexión y CorteNorma: ANSI/AISC 360-10Ing. Eliud Hernández / Ing. Jesús Molina
5. Diseño a Flexión del perfil tubular rectangular.
5.1 Revisión del Pandeo Local
Se revisa la esbeltez de las alas y el alma del elemento a fin de determinar si la sección escompacta o esbelta.
a) Para las alas, se tiene:
≔λal a =b
t 15.2 Esbeltez del ala de la sección
≔λp_ala
=⋅1.12 ‾‾E
F y 28.13 Limite entre alas compactas y no compactas
≔λr _ala =⋅1.40 ‾‾E
F y 35.16 Limite entre alas no compactas y esbeltas
Bajo estos parametros las alas de la sección serán:
=if ,,
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Tema: Diseño de Miembros Tubulares a Flexión y CorteNorma: ANSI/AISC 360-10Ing. Eliud Hernández / Ing. Jesús Molina
5.2 Resistencia a flexión del perfil
a) Cálculo de Momento Plástico y Módulo de Sección efectivo
≔M p =⋅Z x F y 232.84 ⋅kN m Momento plástico
≔b e =m i n ⎛
⎜⎝
,b ⋅⋅1.92 t ‾‾E
F y
⎛
⎜⎝
−1 ⋅―0.38
b
t
‾‾E
F y
⎞
⎟⎠
⎞
⎟⎠
134.68 mm Ancho efectivo delala en compresión
Para el cálculo del modulo de sección efectivo debemos cacular la inercia efectiva , para elloS e I e le restamos a la inecia de la sección la inercia producida por el ancho no efectivo . (Solo aplica−b b e para secciones esbeltas)
=−b b e 0 m m Ancho no efectivo del ala en compresión
≔I e =−I x
⎛
⎝+
⋅−b b e t 3
12⋅⋅−b b e t ⎛
⎝
−H t
2
⎞
⎠
2⎞
⎠8950 cm4 Inercia efectiva de la sección
≔S e =――I e
0.5 H 587.27 cm
3Módulo de Sección efectivo
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Tema: Diseño de Miembros Tubulares a Flexión y CorteNorma: ANSI/AISC 360-10Ing. Eliud Hernández / Ing. Jesús Molina
b) Cálculo de Resistencia a Flexión
Luego, en función a la esbeltez de la sección se calcula la resistencia a flexión:
Si y alas y almas compactas:
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Tema: Diseño de Miembros Tubulares a Flexión y CorteNorma: ANSI/AISC 360-10Ing. Eliud Hernández / Ing. Jesús Molina
5.3 Relación Demanda/Capacidad
=M u
⋅ϕ M n 0.954 Relación demanda/capacidad
=if ⎛
⎝,,≤
M u
⋅ϕ M n 1 “OK” “No cumple”
⎞
⎠“OK”
6. Diseño por Corte del perfil tubular rectangular.
≔Aw
=⋅2 h t 50.87 cm 2 Area de las almasde la sección
≔k V
5.0 Perfiles tubularescuadrados/rectangulares.
Luego, se plantea obtener el valor del coeficiente decorte . Para ello es necesario revisar la esbeltezC V del alma
≔λa l m a =h
t 32.40
≔C V =if
⎛
⎜⎜
⎜⎝
,,≤λa l m a 1.10 ‾‾‾‾⋅k V E
F y
1.0 if
⎛
⎜⎜
⎜⎝
,,≤λa l m a 1.37 ‾‾‾‾⋅k V E
F y
1.10 ‾‾‾‾―
⋅k V E
F y
h
t
⋅1.51 k V E
⋅⎛⎝h t ⎞⎠
2
F y
⎞
⎟⎟
⎟⎠
⎞
⎟⎟
⎟⎠
1.00
≔ϕV 0.90 ≔V n =⋅⋅⋅0.6 C V A w F y 968.04 kN
=⋅ϕV V n 871.24 kN Resistencia nominal porcorte de la viga
=V u
⋅ϕV V n 0.092 Relación demanda/capacidad
=if ⎛
⎝,,≤
V u
⋅ϕV V n 1 “OK” “No Cumple”
⎞
⎠“OK”
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PARTE B: SECCIÓN TUBULAR CIRCULAR
7. Tipo de Acero. (ASTM A500 Gr B 42 ksi)
≔F y =42 k si 290 M Pa Tensión cedente del acero
≔E 200000 M Pa Módulo de elasticidad
8. Definic ión de parámetros de perfil tubular ci rcular.
9. Propiedades del perfil tubular circular. (HSS-14X1/4)
a) Datos
≔D 355.6 mm Diametro de lasección
≔A 65.16 cm 2 Area gruesa
≔t 6.35 m m Espesor del perfil ≔S 559.50 cm3 Módulo elástico
≔Z 724.30 cm 3 Módulo plástico
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10. Diseño a Flexión del perfil tubu lar circular.
10.1 Revisión del Pandeo Local
Se revisa la esbeltez de la seccion a fin de determinar si es compacta o esbelta.
≔λ =D
t 56.00 Esbeltez de la sección
≔λp =⋅0.07 E
F y 48.35 Limite entre sección compactas y no compactas
≔λr =⋅0.31 E
F y 214.1 Limite entre sección no compactas y esbeltas
Bajo estos parametros la sección será:
=if ,,
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b) Cálculo de Resistencia a Flexión
Luego, en función a la esbeltez de la sección se calcula la resistencia a flexión:
Si sección compacta:
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10.3 Relación Demanda/Capacidad
=M u
⋅ϕ M n 1.089 Relación demanda/capacidad
=if ⎛
⎝,,≤
M u
⋅ϕ M n 1 “OK” “No cumple”
⎞
⎠“No cumple”
11. Diseño por Corte del perfil tubular circular.
≔Lv
=L
32.5 m Distancia entre fuerza de corte máxima y
fuerza de corte cero.
≔F cr =max⎛
⎜⎜⎝
,1.60 E
⋅ ‾‾L v
D
⎛
⎝
D
t
⎞
⎠
5
4
0.78 E
⎛
⎝
D
t
⎞
⎠
3
2
⎞
⎟⎟⎠
788 M Pa
≔F cr =m i n ,F cr ⋅0.6 F y 174 M Pa Tensión crítica debido al pandeo en
corte
≔ϕV 0.90 ≔V n =⋅F cr A
2566.07 k N
=⋅ϕV V n 509.46 kN Resistencia nominal porcorte de la viga
=V u ⋅ϕV V n
0.157 Relación demanda/capacidad
=if ⎛
⎝,,≤
V u
⋅ϕV V n 1 “OK” “No Cumple”
⎞
⎠“OK”
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