diseo en acero y maderaDISEO EN ACERO Y MADERA

CONEXIONES APERNADAS

a) PROBLEMA 1

para la conexin mostrada calcular la carga maxima de servicio por aplastamiento.DATOS:DESIGNACION ASTMfyfumaximo espesor en planchasuso de perfiles ASTM a6, gruposA3636588todosPL 1/4*8PLANCHAS DE CALIDAD A36perno7/8plgA2424263de 1.5 a 44.5FY36KSIA2424667de 3/4 a 1.53FU58KSIBORDES CORTADO A GASA2425070hasta 3/41.2AGUGEROS ESTANDARA572 Grado 424263hasta 6todosNNA3.00plg2A572 Grado 505065hasta 4todosA572 Grado 606075hasta 1.251.20.9para fluencia por traccion en la seccion totalA572 Grado 656580hasta 1.251PL 3/8x8espesor0.38plg

DATOShasta 6ACEROfy (Ksi)fu (Ksi)a2plgASTM A363658g3plgASTM A5294260c1.1plgASTM A5725065d7/8plgASTM A992.5065e2plgf4plgb8plg#pernos2

acero de los pernos:
triller: definir el tipo de acero para el perno.

A 325-N

SOLUCION:

1.Capacidad de las planchas

1.1. fluencia por traccion en la seccion total

Pn = Fy*A

Pn 97.2kip

1.2. Fractura por traccion en la seccion neta efectiva

Pn = Fu*Ae

da = dp + 1/8da1plg

bn= b-#p*dabn6plg

#p : numero de pernos

An = bn*tAn2.25plg2

u= 1 - x/lu1en este caso por ser plancha

Ae= An*uAe2.25plg2

Remplazamos en Pn = Fu*Ae

Pn 97.875kip

1.3 Bloque de corte..en la plancha de PL 1/4*8da=dp+1/16da0.938traccionAc = (c+g)xtAc1.5375plg2

Anc = Ac-1.5*da*tAnc1.01plg2

At = (f+e)*tAt2.25plg2corteel numero de pernos para el area de corte sera igual a 1.5 tomara en cuenta siempre Ant = At- 1.5*da*tAnt1.72plg2

1.3.1.Fractura de traccion + fluencia de corte

Pn =0.75*(Fu*Ant + 0.6*Fy*Ac)

Pn99.84kip

1.3.2. Fracturade corte + Fluencia de Traccionse elige el mayorLa fractura se dara por fractura de traccion + fluencia de cortePn =0.75*(0.6*Fu*Anc+ Fy*At)

Pn87.12kipPn99.84KIP

2.Capacidad de los pernos

2.1. Por corteaceroresistencia de diseo de pernos ( KIP )de la tabla tenemos que :A 325-N
triller: SELECCIONAR EL TIPO DE ACERO Y CAMBIAR EL DATO EN LA CELDA ( D99).diametro en plg1/25/83/47/811 1/81 1/41 3/81 1/2corte simple resisteSeccion nominal en (cm2)1.271.982.853.885.076.417.929.5811.4A307-STD.NS LS0.71.11.62.22.93.74.55.56.5Pn 4.5kipD1.42.33.34.45.87.49.110.913A325NSTD.NS LS1.52.33.34.55.87.49.11113.1corte doble resisteD2.94.56.58.911.614.718.22226.2XSTD.NS LS1.82.84.15.57.39.211.413.716.3Pn 9kipD3.65.78.211.114.518.422.727.532.7SC -Clase ASTDS0.91.52.233.94.35.46.57.9D1.82.94.367.98.610.913.115.8A490NSTD.NS LS1.82.84.15.57.39.211.413.716.3D3.65.78.211.114.518.422.727.532.7XSTD.NS LS2.33.65.16.99.111.514.217.220.5D4.57.110.213.918.22328.434.440.9SC -Clase ASTDS1.21.82.73.84.96.17.99.311.4D2.33.75.47.59.912.315.718.622.7

S: corte simpleD:corte doble

2.2. Por A plastamientoAnalizamos la plancha de 1/2 plg debido a la condicion de borde

2.2.1.si cumple la condicion

no usar este calculod01.1plgdb7/8plgno usar este calculoS3plg

para cada perno:#total de perno de un lado4

Pn 34.26kipcapacidad de los pernosPn 137.025kip

2.2.2.si: cumple la condicion

ok utilizar este calculod01.1plgdb7/8plgok utilizar este calculoS3plg

Separacion entre pernos 2 2/3 db2 2/3 db 2.3333333333plgS3plgok

minima distancia al borde =1.18plgdo1.1plg

ok

2.2.2.1.peros exteriores

Pn 34.26kip/perno

Pn 18kip/perno

2.2.2.1.peros interiores

Pn 41.80kip/perno

la capacidad de los pernos es :

Pn = (#per.)*2.4db*t*Fu + (#per.)**do*t*FuPn 104.4kip/perno

#per1pernosexteriores controlados por aplastamientode la plancha2#per2pernos interiores controlados por corte2

2.2.3 si cumple la funcion:no usar el calculod01.1plgdb7/8plgno usar el calculoS3plg

Para pernos interiores:Pn 34.26kip/perno

par perno exteriorPn 18kip/perno

3.CALCULO FINAL

ENTONCES:MODO DE FALLAPnOBSERV.FLUENCIA97.2FRACTURA97.875BLOQUE DE CORTE99.84CORTE PERNOS/APLASTAMIENTO104.4

CONSUMO INTERNO

CONTROLA EL MENOR

EN este caso sera por fluencia

4.Carga de servicio

1.2CP+1.6CV= Pncomo CP = CV entonces 2.8CP =97.2KIP

CP34.7142857143KIP

tabla de resistenciaresistencia de diseo de pernos ( TON )diametro en plg1/25/83/47/811 1/81 1/41 3/81 1/2Seccion nominal en (cm2)1.271.982,853.885.076.417.929.5811.4A307-STD.NS LS1.62.493.594.896.388.089.9812.114.4D3.194.997.189.7812.816.22024.128.7NSTD.NS LS3.257.29.8112.816.22024.228.8D6.41014.419.625.632.44048.457.6A325XSTD.NS LS46.25912.21620.22530.236D812.51824.53240.55060.572SC -Clase ASTDS2.033.214.746.68.639.471214.417.4D4.066.439.4713.217.318.92428.834.8A490NSTD.NS LS46.25912.21620.22530.236D812.51824.53240.55060.572XSTD.NS LS5.017.8211.315.32025.331.337.945.1D1015.622.530.740.150.762.675.790.1SC -Clase ASTDS2.544.065.928.2910.813.517.320.525D5.078.1211.816.621.727.134.540.950.1

Hoja1