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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.
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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]
=
∅ ∗
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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]
Pu= 5,77 Klb Pu solicitante
Carga resistente por el perfil
ØPu= 9,84 Klb Ok se adopta porque [ØPu resistente > Pu solicitante]
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
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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
D= 1,050 in Diametro Exterior
e= 0,113 in Espesor
I= 0,037 in4 Momento de Inercia
r= 0,334 in Radio de giro
a) Prueva de la Seccion Elegida a Tracción por FALLA FLUENCIA. Øs= 0,9
Pu= 5,77 Klb Pu solicitante
Fy= 50,00 [Klb/in2]
ØPu= 14,99 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= 0,25 [in2]
Fu= 70 [Klb/in2]
Pu= 5,77 Klb Pu solicitante
Carga resistente por el perfil
ØPu= 13,11 Klb Ok se adopta porque [ØPu resistente > Pu solicitante]
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
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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
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5
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3
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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
= ∅ ∗ ∗ = ∅ ∗ → =
∅ ∗
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b) Verificacion de Esbeltez.
L= 100,97 in
rmin= 0,42 in
239,839 ≤ 300 Ok se adopta porque [L/r < 300]
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"
Ag= 1,070 in2 Area Bruta
DN= 2 in Diametro Nominal
D= 2,375 in Diametro Exterior
e= 0,154 in Espesor
I= 0,666 in4 Momento de Inercia
r= 0,787 in Radio de giro
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
b) Verificacion de Esbeltez.
≤ 300
93,09
0,26 ≤ 300
=
=
= ,
> 1,5 Falla por pandeo Elastico
= 0,658
≤ 1,5 Falla por pandeo Inelastico
∅ = ∅ ∗ ∗
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L= 100,97 in
rmin= 0,79 in
128,300 ≤ 200 Ok se adopta porque [L/r < 300]
3º ItreracionSigue Fallando porque para aceptar el perfil tiene que cumplir ØPn>Pu volvemos a Iterar
Se adopta el perfil PIPE 2 1/2"
Ag= 1,700 in2 Area Bruta
DN= 2 1/2 in Diametro Nominal
D= 2,875 in Diametro Exterior
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]
b) Verificacion de Esbeltez.
L= 100,97 in
rmin= 0,95 in
106,623 ≤ 200 Ok se adopta porque [L/r < 300]
≤ 200
93,09
0,26 ≤ 200
=
=
= ,
> 1,5 Falla por pandeo Elastico
= 0,658
≤ 1,5 Falla por pandeo Inelastico
∅ = ∅ ∗ ∗
≤ 200
93,09
0,26 ≤ 200
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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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