Resistencia de Columnas

CALCULO DE COLUMNA CON TUBULAR REDONDO

DISEO POR ESFUERZO PERMISIBLE W

O

DISEO POR ESFUERZO DE TRABAJO

CONDICIONES: Longitud () = 4.30 mCarga (W )= 33.959 ton

F. L. E. (K) = 1

Acero (Fy) = 36000 lb/in

SE PROPONE : Tubo de 6.000 " x 0.280 " espesor

CALCULO : Tubo de 6.000 " x 0.280 " espesor

Propiedades de la seccin ; Datos;

Area = 5.0315866 in K = 1

I = 20.6273 in4 l = 4.30 m = 169.2913 in

S = 6.8758308 in W = 33.95901881 ton = 74.8667 klbs

r = 2.0247 in

Cc = 126.09958

Relacin de esbeltez;

Kl 169.2913 in 83.61111

r 2.0247469 in

En la Tabla C-36 de esfuerzos permisibles del manual (AISC) pagina 3-6 se tiene;

Kl

r

83.0000 15.0200 ksi

83.6111 14.8794 ksi

85.0000 14.7900 ksi

Sustituyendo valores en la formula;

F = F a x A

F = 14.8794 ksi x 5.03158656 in

F = 74.8672 klbs = 33.959 ton

RESULTADO : LA CARGA QUE RESISTE LA COLUMNA ES 33.959 ton

RESULTADO : LA CARGA QUE RESISTE EL TUBO A TENSION ES: 32.895 ton

REVISO

INGENIERIA DE CAMPO B/G TOLTECA

Fa

14.9485

ING. OSCAR SALINAS CALDELAS

CALCULO DE COLUMNA DE VIGA TIPO W


O


CONDICIONES: Longitud () = 11.582 m

Carga (W )= 223.653 ton

F. L. E. (K) = 1

Acero Fy = 36000 lb/in

SE PROPONE : Viga W de 14 " x 61 libs/pie

CALCULO : Viga W de 14 " x 61 libs/pie

Propiedades; Datos;

peralte (d ) = 48.8580 in a = 7.75

ancho patin (bf) = 16.0000 in c = 45.858

espesor patin (tf )= 1.5000 in m = 1.5150

alma (tw )= 0.5000 in e = 45.8280

Area = 71.1615 in

Ix = 31062.766 in4 K = 1

Sx = 1271.5529 in = 11.58 m =

r x = 20.89 in W = 223.6530555 ton =

Iy = 1027.11Sy = 128.39

ry = 3.80


Kl 456.0000 in

r 3.80 in


Kl

r

200.0000 3.7300 ksi

120.0267 6.9289 ksi

201.0000 3.6900 ksi


Fa

120.0267

F = F a x A F = 6.9289 ksi x

F = 493.0732 klbs =

RESULTADO : LA CARGA QUE RESISTE LA COLUMNA ES

456.0000 in

493.0700 klbs

71.1615 in

223.653 ton

223.653 ton

CALCULO DE COLUMNA DE VIGA TIPO IPR


O


CONDICIONES: Longitud () = 11.58 m

Carga (W )= 48.504 ton

F. L. E. (K) = 1

Acero Fy = 36000 lb/in

SE PROPONE : Viga IPR de 14 " x 82 libs/pie

CALCULO : Viga IPR de 14 " x 82 libs/pie

Propiedades; Datos;

peralte (d ) = 14.3100 in a = 4.81



alma (tw )= 0.5100 in e = 12.5740

Area = 23.87336 in

Ix = 875.02245 in4 K = 1

Sx = 122.29524 in = 11.58 m =

r x = 6.05 in W = 48.50418978 ton =

Iy = 148.86Sy = 29.39

ry = 2.50


K 456.0000 in

r 2.50 in


K

r

182.0000 4.5100 ksi

182.6156 4.479 ksi

183.0000 4.4600 ksi


Fa

182.6156

F = F a x A F = 4.4792 ksi x

F = 106.9340 klbs =

RESULTADO : LA CARGA QUE RESISTE LA COLUMNA ES

456.0000 in

106.9333 klbs


23.87336 in

48.504 ton

48.504 ton

CALCULO DE TRABE CON TUBULAR REDONDO

CALCULO DE CARGA (W ) W

VIGA SIMPLEMENTE APOYADA CON

CARGA UNIFORMEMENTE DISTRIBUIDA

W

CONDICIONES: Claro () = 5.70 m

Carga (W )= 19.158 ton

Acero Fy = 36 ksi

Fb = 0.66 Fy = 23.76 ksi

SE PROPONE : Tubo de 12.000 " x 0.500 " espesor

CALCULO : Tubo de 12.000 " x 0.500 " espesor

Propiedades de la seccin ; Datos;

Area = 18.0642 in l = 5.70 m = 224.4094 in

Sx = 49.8647 in W = 19.158086 ton = 42.2363 klbs

r = 4.0697 in

Calculo de momento mximo;

Mx = Sx x Fb = 49.864719 in x 23.76 ksi

= 1184.7857 klbs-in

Despejando W y sustutuyendo Mx en la frmula;

W l

8

8 Mx

l

8 x 1184.7857 klbs-in

224.4094 in

RESULTADO : LA CARGA QUE RESISTE LA VIGA ES 19.158 TON

W 42.2366 klbs

Mx

W

CALCULO DE TRABE CON VIGA TIPO W




CONDICIONES: Claro () = 3.0000 m W

Carga (W )= 71.5172 ton

Acero Fy = 36 ksi

Fb = 0.66 Fy = 23.76 ksi



Propiedades; Datos;

peralte (d ) = 18.1100 in a = 3.57



alma (tw )= 0.3900 in e = 16.8240

Area = 16.15212 in

Ix = 887.1288 in4 K = 36

Sx = 97.97115 in l = 3.00 m =

r x = 7.41 in W = 71.5172117 ton =


Mx = Sx x Fb = 97.9712 in x 23.76

= 2327.7946 klbs-in


W l

8

8 Mx

l

8 x 2327.7946 klbs-in

118.1102 in

Mx

W

W

deflexin = 0.13 in

MAXIMA DEFLEXION = 0.590551

RESULTADO : LA CARGA QUE RESISTE LA VIGA ES; 71.517 TON

118.1102 in

157.6683 klbs

ksi

klbs157.669

CALCULO DE TRABE EN CANTILIVER

CALCULO DE CARGA (W )

W



CONDICIONES: Claro () = 3.0000 m W

Carga (W )= 20.2922 ton

Acero Fy = 36 ksi

Fb = 0.66 Fy = 23.76 ksi


CALCULO : Viga S de 18 " x 55 libs/pie

Propiedades; Datos;

peralte (d ) = 18.1100 in a = 3.57



alma (tw )= 0.3900 in e = 16.5840

Area = 17.86572 in

Ix = 1006.851 in4 K = 36

Sx = 111.1928 in l = 3.00 m =

r x = 7.51 in W = 20.2921934 ton =


Mx = Sx x Fb = 111.1928 in x 23.76

= 2641.9407 klbs-in


W l

2

2 Mx

l

2 x 2641.9407 klbs-in

118.1102 in

NOTA : CARGA MAXIMA

PERMISIBLE ANTES DE LA

FLEXION 30 TONS.

CARGA DE DISEO ESTATICA 15 TONS.

Mx

W

W

deflexin = 0.0027 in

0.067861 mm

MAXIMA DEFLEXION = 0.393701 in


118.1102 in

44.7366 klbs

ksi

klbs44.737

CALCULO DE TRABE CON TRES APOYOS




CONDICIONES: Claro T ( l ) = 12.1920 m R 92.22 R2 92.22

Carga t (W )= 491.8628 ton R1 307.41

Acero Fy = 36 ksi

Fb = 0.66 Fy = 23.76 ksi



Propiedades; Datos;

peralte (d ) = 60.2500 in a = 12



alma (tw )= 0.5000 in e = 58.7240

Area = 66.437 in

Ix = 41246.0494 in4 K = 36

Sx = 1369.16346 in I = 12.19 m = 480.0000 in 240

r x = 24.92 in W = 491.8627737 ton = 1084.3705 klbs


Mx = Sx x Fb = 1369.1635 in x 23.76 ksi

= 32531.3239 klbs-in


W l * .125

2Mx

2 Mx

l x .125

65062.6478 klbs-in

60.0000 in

deflexin = 0.16 in

MAXIMA DEFLEXION = 2.4 in


klbs

W

W 1084.377

DISEO DE UN MARCO CON TUBULAR REDONDO

DISEO DE MARCO TUBULAR DE 12.19 W

12.19 m DE ALTURA Y

12.19 m DE CLARO

FABRICADO CON TUBERA. DE

10.750 " DE DIAMETRO x

0.500 " DE ESPESOR Y

ASTM A - 36

LA CARGA QUE SOPORTA SE CONSIDERA

UNIFORMEMENTE DISTRIBUIDA.

A ).- CALCULO DE COLUMNAS: DISEO POR ESFUERZO PERMISIBLE

Clculo del peso propio de la columna:

Tubo de; 10.750 " x 0.500 " esp x 12.19 m longitud

Acero ASTM A- 36

e

Diam. Ext. (D) = 10.750 in

Diam. Int. (d )= 9.750 in

Espesor (e) = 0.500 in

d

D Longitud (L) = 12.19 m = 479.9990 in

Permetro eje neutro (Per) = II (D-e) = 32.2014 in

rea = Per x e = 16.1007 in

Volumen = II (D x e) e x L

Peso propio (W) = Pe x V ; Pe = 7848.7 kg/m

(W) = 7848.7 kg/m II (D x e) e L m

Obteniendo un factor (R) = 7848.7 kg/m 3.1416 x 0.0254 x 0.254

(R) = 15.9080

Wt = ( D - e ) x e x 15.908 x L (formula para calculo de peso)

Wt = 10.7500 0.500 0.500 15.9080 12.19

Wt = 993.9965 kg

12.19

x x x

x

x

Clculo del factor de esfuerzo permisible a flexin (Cc):

Acero (Fy) = 36 Ksi (lmite elstico mnimo)

(E) = 29000 Ksi (modulo de elasticidad del acero)

2 II x E 2 II x 29000 Ksi

Fy 36 Ksi

Clculo del factor de esfuerzo permisible a flexin:

D + d 10.750 9.750

4 4

Clculo de la relacin de esbeltez:

datos; K = 1 L = 479.9990 in r = 3.6282 in

KL 1 x 479.9990

r 3.6282

Clculo de esfuerzo permisible a la compresin axial (Fa) :

Condiciones; KL

r Fy

si; KL se usa; 2Cc

r KL KL

5 r r

3 8Cc 8Cc

si; KL se usa; 12 II E

r KL

r

como; KL

r

se utiliza; Fa = 8.5322 ksi


F = Fa x A

F = 8.5322 ksi x 16.1007 in

F = 137.3748 klbs = 62.3118 ton

RESULTADO : LA CARGA QUE RESISTE LA COLUMNA ES 62.3118 TON

ksi

ksi

8.4498

8.5322

Cc Fa

Cc

r 3.6282 in

Cc

126.0996

Fa

132.2956 > C

126.0996

132.2956

1-

+ -

23

3

+

B ).- CALCULO DE TRABES: DISEO POR ESFUERZO PERMISIBLE




CALCULO : Tubo de; 10.750 " x 0.500 " esp x 12.19 m longitud

Wt = ( D - e ) x e x 15.908 x L (formula para calculo de peso)

Wt = 10.7500 0.500 0.500 15.9080 12.19

Wt = 993.9955 kg

Calculo de momento mximo (formula de la escuadria);

Mx = Sx x Fb

donde; ( D - d ) 10.7500 9.7500

32D

Fb = 0.66 Fy 0.66 x 36 23.7600 ksi

Mx = 39.4327 x 23.7600 936.9203


W L

8

8 Mx

L

8 x

936.9203 klbs-in

479.9990 in

W = 7.0886 0.9940 (peso propio)

RESULTADO : LA CARGA QUE RESISTE LA TRABE ES; 6.0946 TON

39.4327 in

W

W 15.6154 klbs ton7.0886

Mx

Sx10.7500

x x x

32 x

4 4 -

4 4

ksi

8 x

-

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