ejemplos de compresión
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Ejemplos de diseño de miembros de acero sujetos a compresión.TRANSCRIPT
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CASO 1.-
Datos: Condicin de apoyo
Kx=1 Ky=1 L=3.66 m=144.1 in Pa=158.8 ton=350.154 kips
Se propone un perfil W16X67 Propiedades:
A = 19.6 in^2
d = 16.3 in
bf = 10.2 in
tw= 0.395 in
tf = 0.665 in
Ix = 954 in^4
Sx = 117 in^3
rx = 6.96 in
Iy = 119 in^4
Sy = 23.2 in^3
ry = 2.46 in
bf/2tf = 7.7 h/tw 35.9 J = 2.18 in^4
Cw = 5780 in^6
Analisis de esbeltez
Eje X KxL/rx 20.704023 < 133.680683 Cumple
Eje Y KyL/ry 58.5772358 < 133.680683 Cumple Y rige
Analisis de compacidad
f 7.7 < 15.8940939 Cumple
w 35.9 < 42.2896428 Cumple
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Anlisis a flexin
Resistencia nominal
Esfuerzo admisible a flexin
El perfil cumple a flexin Anlisis a torsin
Resistencia nominal
Esfuerzo admisible a torsin
El perfil cumple a torsin
Estado lmite ASD
FB 352.68 kip Rige el pandeo por flexin
TB 372.15 kip
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CASO 2.-
Datos: Condicin de apoyo
Kx=0.5 Ky=0.5 L=4.27 m=168.11 in Pa=138.3 ton=304.952 kips
Se propone un perfil W12X53 Propiedades:
A = 15.6 in^2
d = 12.1 in
bf = 10 in
tw= 0.345 in
tf = 0.575 in
Ix = 425 in^4
Sx = 70.6 in^3
rx = 5.23 in
Iy = 95.8 in^4
Sy = 19.2 in^3
ry = 2.48 in
bf/2tf = 8.69 h/tw 28.1 J = 1.58 in^4
Cw = 3160 in^6
Analisis de esbeltez
Eje X KxL/rx 16.0717017 < 133.680683 Cumple
Eje Y KyL/ry 33.8931452 < 133.680683 Cumple Y rige
Analisis de compacidad
f 8.69 < 15.8940939 Cumple
w 28.1 < 42.2896428 Cumple
Anlisis a flexin
El perfil cumple a flexin
-
Anlisis a torsin
Resistencia nominal
Esfuerzo admisible a torsin
El perfil cumple a torsin
Estado lmite ASD
FB 316.55 kip Rige el pandeo por flexin
TB 318.65 kip
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CASO 3.-
Datos: Condicin de apoyo
Kx=0.7 Ky=0.7 L=5.03 m=198.03 in Pa=204.1 ton=450.04 kips
Se propone un perfil W10X88 Propiedades:
A = 26 in^2
d = 10.8 in
bf = 10.3 in
tw= 0.605 in
tf = 0.99 in
Ix = 534 in^4
Sx = 98.5 in^3
rx = 4.54 in
Iy = 179 in^4
Sy = 34.8 in^3
ry = 2.63 in
bf/2tf = 5.18 h/tw 13 J = 7.53 in^4
Cw = 4330 in^6
Analisis de esbeltez
Eje X KxL/rx 30.5332599 < 133.680683 Cumple
Eje Y KyL/ry 52.7076046 < 133.680683 Cumple Y rige
Analisis de compacidad
f 5.18 < 15.8940939 Cumple
w 13 < 42.2896428 Cumple
Anlisis a flexin
El perfil cumple a flexin
-
Anlisis a torsin
Resistencia nominal
Esfuerzo admisible a torsin
El perfil cumple a torsin
Estado lmite ASD
FB 484.22 kip Rige el pandeo por flexin
TB 521.44 kip
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CASO 4.-
Datos: Condicin de apoyo
Kx=1 Ky=1 L=4.57 m=179.921 in Pa=544.3 ton=1200.182 kips
Se propone un perfil W14X211 Propiedades:
A = 62 in^2
d = 15.7 in
bf = 15.8 in
tw= 0.98 in
tf = 1.56 in
Ix = 2660 in^4
Sx = 338 in^3
rx = 6.55 in
Iy = 1030 in^4
Sy = 130 in^3
ry = 4.07 in
bf/2tf = 5.06 h/tw 11.6 J = 44.6 in^4
Cw = 51500 in^6
Analisis de esbeltez
Eje X KxL/rx 27.468855 < 133.680683 Cumple
Eje Y KyL/ry 44.2066339 < 133.680683 Cumple Y rige
Analisis de compacidad
f 5.06 < 15.8940939 Cumple
w 11.6 < 42.2896428 Cumple
Anlisis a flexin
El perfil cumple a flexin
-
Anlisis a torsin
Resistencia nominal
Esfuerzo admisible a torsin
El perfil cumple a torsin
Estado lmite ASD
FB 1205.86 kip Rige el pandeo por flexin
TB 1260.92 kip
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CASO 1.-
Datos: Condicin de apoyo Kx=1 Ky=1 L=3.66 m=144.1 in Pu=158.8 ton=350.154 kips
Se propone un perfil W8X48 Propiedades:
A = 14.1 in^2
d = 8.5 in
bf = 8.11 in
tw= 0.4 in
tf = 0.685 in
Ix = 184 in^4
Sx = 43.2 in^3
rx = 3.61 in
Iy = 60.9 in^4
Sy = 15 in^3
ry = 2.08 in
bf/2tf = 5.92 h/tw 15.9 J = 1.96 in^4
Cw = 931 in^6
Analisis de esbeltez
Eje X KxL/rx 39.9168975 < 133.680683 Cumple
Eje Y KyL/ry 69.2788462 < 133.680683 Cumple Y rige
Analisis de compacidad
f 5.92 < 15.8940939 Cumple
w 15.9 < 42.2896428 Cumple
Anlisis a flexin
El perfil cumple a flexin
-
Anlisis a torsin
Resistencia nominal
Esfuerzo admisible a torsin El perfil cumple a torsin
Estado lmite LRFD
FB 354.83 kip Rige el pandeo por flexin
TB 410.85 kip
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CASO 2.-
Datos: Condicin de apoyo
Kx=0.5 Ky=0.5 L=4.27 m=168.11 in Pu=138.3 ton=304.952 kips
Se propone un perfil W8X40 Propiedades:
A = 11.7 in^2
d = 8.25 in
bf = 8.07 in
tw= 0.36 in
tf = 0.56 in
Ix = 146 in^4
Sx = 35.5 in^3
rx = 3.53 in
Iy = 49.1 in^4
Sy = 12.2 in^3
ry = 2.04 in
bf/2tf = 7.21 h/tw 17.6 J = 1.96 in^4
Cw = 931 in^6
Analisis de esbeltez
Eje X KxL/rx 23.8116147 < 133.680683 Cumple
Eje Y KyL/ry 41.2034314 < 133.680683 Cumple Y rige
Analisis de compacidad
f 7.21 < 15.8940939 Cumple
w 17.6 < 42.2896428 Cumple
Anlisis a flexin
El perfil cumple a flexin
-
Anlisis a torsin
Resistencia nominal
Esfuerzo admisible a torsin El perfil cumple a torsin
Estado lmite LRFD
FB 346.66 kip Rige el pandeo por flexin
TB 353.42 kip
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CASO 3.-
Datos: Condicin de apoyo
Kx=0.7 Ky=0.7 L=5.03 m=198.03 in Pu=204.1 ton=450.04 kips
Se propone un perfil W12X58 Propiedades:
A = 17 in^2
d = 12.2 in
bf = 10 in
tw= 0.36 in
tf = 0.64 in
Ix = 475 in^4
Sx = 78 in^3
rx = 5.28 in
Iy = 107 in^4
Sy = 21.4 in^3
ry = 2.51 in
bf/2tf = 7.82 h/tw 27 J = 2.1 in^4
Cw = 3570 in^6
Analisis de esbeltez
Eje X KxL/rx 26.2539773 < 133.680683 Cumple
Eje Y KyL/ry 55.22749 < 133.680683 Cumple Y rige
Analisis de compacidad
f 7.82 < 15.8940939 Cumple
w 27 < 42.2896428 Cumple
Anlisis a flexin
El perfil cumple a flexin
-
Anlisis a torsin
Resistencia nominal
Esfuerzo admisible a torsin El perfil cumple a torsin
Estado lmite LRFD
FB 469.09 kip Rige el pandeo por flexin
TB 491.28 kip
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CASO 4.-
Datos: Condicin de apoyo
Kx=1 Ky=1 L=4.57 m=179.921 in Pu=544.3 ton=1200.182 kips
Se propone un perfil W12X152 Propiedades:
A = 44.7 in^2
d = 13.7 in
bf = 12.5 in
tw= 0.87 in
tf = 1.4 in
Ix = 1430 in^4
Sx = 209 in^3
rx = 5.66 in
Iy = 454 in^4
Sy = 72.8 in^3
ry = 3.19 in
bf/2tf = 4.46 h/tw 11.2 J = 25.8 in^4
Cw = 17200 in^6
Analisis de esbeltez
Eje X KxL/rx 31.7881625 < 133.680683 Cumple
Eje Y KyL/ry 56.4015674 < 133.680683 Cumple Y rige
Analisis de compacidad
f 4.46 < 15.8940939 Cumple
w 11.2 < 42.2896428 Cumple
Anlisis a flexin
El perfil cumple a flexin
-
Anlisis a torsin
Resistencia nominal
Esfuerzo admisible a torsin El perfil cumple a torsin
Estado lmite LRFD
FB 1224.95 kip Rige el pandeo por flexin
TB 1357.99 kip
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Datos:
E=29000 ksi Fy=30 ksi L/r=200 K=1 L=54 in
a)
b)
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Datos: Acero A-50 E=29000 ksi Fy=50 ksi
Condiciones de apoyo
Kx=1 Ky=1 Lx=324.02 Ly=162.01
Perfil W12x65
Propiedades
A = 19.1 in^2
d = 12.1 in
bf = 12 in
tw= 0.39 in
tf = 0.605 in
K 1.2 in
K1 1 in
Ix = 533 in^4
Sx = 87.9 in^3
rx = 5.28 in
Iy = 174 in^4
Sy = 29.1 in^3
ry = 3.02 in
J = 2.18 in^4
Cw = 5780 in^6
bf/2tf = 9.92 h/tw 24.9
Anlisis de esbeltez
El eje X rige Anlisis de compacidad
Anlisis a flexin
-
Anlisis a torsin
Resistencia nominal
Esfuerzo admisible a torsin
Estado lmite LRFD ASD
FB 652.61 kip 434.21 kip
TB 594.68 kip 395.66 kip Rige el pandeo por torsin
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Datos: Acero A-50 E=29000 ksi Fy=50 ksi KxLx=15 ft=180 in KyLy=10 ft=120 in
Momento de inercia
Inercia en el eje X
Figura Ai Ai (-)2 Io Ai(-)2
1 12 8.5 102 3.24 1 38.88
2 8 4 32 7.29 42.66 58.32
20
134 10.53 43.66 97.2
Inercia en el eje Y
Figura Ai x xAi (X-x)2 Io Ai(X-x)2
1 12 6 72 0 144 0
2 8 6 48 0 0.66 0
20
120 0 144.66 0
Anlisis de esbeltez
El eje X rige Anlisis de compacidad
-
Anlisis a flexin
Anlisis a torsin
Resistencia nominal
Esfuerzo admisible a torsin
Estado lmite LRFD ASD
FB 642.78 kip 427.66 kip Rige el pandeo por flexin
TB 725.48 kip 482.68 kip
Carga viva total mxima LRFD ASD
FB 449.94 kip 229.36 kip
TB 582.75 kip 387.723 kip
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Datos: Acero Grado 50 E=29000 ksi Fy=50 ksi KxLx=KyLy=24 ft ft=288 in Angulo 8x6x1/2
Propiedades
A = 6.8 in^2
d = 6 in
b= 8 in
t= 0.5 in
K 1 in
Ix = 44.4 in^4
Sx = 8.01 in^3
rx = 2.55 in
Iy = 21.7 in^4
Sy = 4.79 in^3
ry = 1.79 in
J = 0.584 in^4
Cw = 2.28 in^6
b/t 16
X= 1.46 in
Y= 2.46 in
Anlisis de compacidad
Anlisis de esbeltez
El eje X rige
-
Anlisis a flexin
Anlisis a torsin
Resistencia nominal
Esfuerzo admisible a torsin
Estado lmite LRFD ASD
FB 237.62 kip 158.1 kip
TB 143.8 kip 95.67 kip Rige el pandeo por torsin
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Datos: Condicin de apoyo
Kx=0.5 Ky=0.5 L=15 ft= 180 in Pu=1330 kips Acero Grado 50 E=29000 ksi Fy=50 ksi
Se propone utilizar un perfil W14X109 Propiedades:
A = 32 in^2
d = 14.3 in
bf = 14.6 in
tw= 0.525 in
tf = 0.86 in
Ix = 1240 in^4
Sx = 173 in^3
rx = 6.22 in
Iy = 447 in^4
Sy = 61.2 in^3
ry = 3.73 in
bf/2tf = 8.49 h/tw 21.7 J = 7.12 in^4
Cw = 20200 in^6
Analisis de esbeltez
Eje X KxL/rx 14.4694534 < 113.431821 Cumple
Eje Y KyL/ry 24.1286863 < 113.431821 Cumple Y rige
Analisis de compacidad
f 8.49 < 13.4865859 Cumple
w 21.7 < 35.8839518 Cumple
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b) Comportamiento inelstico Anlisis a flexin
El perfil cumple a flexin
Anlisis a torsin
Resistencia nominal
Esfuerzo admisible a torsin El perfil cumple a torsin
Estado lmite LRFD
FB 1379.98 kip
TB 1377.33 kip Rige el pandeo por torsin
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Datos: Acero A-36 E=29000 ksi Fy=36 ksi
a) Condiciones de apoyo
Kx=1 Ky=1 L=354.33
Se propone un perfil W14x193
Propiedades
A = 56.8 in^2
d = 15.5 in
bf = 15.7 in
tw= 0.89 in
tf = 1.44 in
K 2.04 in
K1 1.6875 in
Ix = 2400 in^4
Sx = 310 in^3
rx = 6.5 in
Iy = 931 in^4
Sy = 119 in^3
ry = 4.05 in
J = 34.8 in^4
Cw = 45900 in^6
bf/2tf = 5.45 h/tw 12.8
Anlisis de esbeltez
El eje Y rige Anlisis de compacidad
Anlisis a flexin
-
Anlisis a torsin
Resistencia nominal
Esfuerzo admisible a torsin
Estado lmite LRFD
FB 1229.96 kip Rige el pandeo por flexin
TB 1662.66 kip
b)
Datos: Condicin de apoyo
Kx=0.5 Ky=0.5 Acero A-36 E=29000 ksi Fy=36 ksi
L=354.33
Se propone utilizar un perfil W14X145
Propiedades
A = 42.7 in^2
d = 14.8 in
bf = 15.5 in
tw= 0.68 in
tf = 1.09 in
K 1.69 in
K1 1.5625 in
Ix = 1710 in^4
Sx = 232 in^3
rx = 6.33 in
Iy = 677 in^4
Sy = 87.3 in^3
ry = 3.98 in
J = 15.2 in^4
Cw = 31700 in^6
bf/2tf = 7.11 h/tw 16.8
Anlisis de esbeltez
El eje Y rige Anlisis de compacidad
-
Anlisis a flexin
Anlisis a torsin
Resistencia nominal
Esfuerzo admisible a torsin
Estado lmite LRFD
FB 1246.43 kip Rige el pandeo por flexin
TB 1279.27 kip
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Datos: Acero A500 Gr B E=29000 ksi Fy=320 MPa= 46.42 ksi
Condiciones de apoyo
Kx=1 Ky=1 Lx=78.74 Ly=157.48
Anlisis de compacidad
Hay pandeo local
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Anlisis de esbeltez
El eje Y rige Anlisis a flexin
Anlisis a torsin
Estado lmite LRFD ASD
FB 101.29 kip 67.39 kip Rige el pandeo por flexin
TB 132.96 kip 88.46 kip
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Columnas C1 y C4 Condiciones de apoyo
Columnas C2 y C3 Condiciones de apoyo
Columnas C5 y C6 Condiciones de apoyo
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Datos: Acero Gr-60 E=29000 ksi Fy=60 ksi Condiciones de apoyo
Perfil W24X76
Propiedades
A = 22.4 in^2
d = 23.9 in
bf = 8.99 in
tw= 0.44 in
tf = 0.68 in
K 1.18 in
K1 1.0625 in
Ix = 2100 in^4
Sx = 176 in^3
rx = 9.69 in
Iy = 82.5 in^4
Sy = 18.4 in^3
ry = 1.92 in
J = 2.68 in^4
Cw = 11100 in^6
bf/2tf = 6.61
h/tw 49
Perfil WT9X53
Propiedades
A = 15.6 in^2
d = 9.37 in
bf = 11.2 in
tw= 0.59 in
tf = 0.94 in
K 1.34 in
Y 1.97 in
Ix = 104 in^4
Sx = 14.1 in^3
rx = 2.59 in
Iy = 110 in^4
Sy = 19.7 in^3
ry = 2.66 in
J = 3.73 in^4
Cw = 12.1 in^6
bf/2tf = 5.96
d/t 15.9
Momento de inercia
Inercia en el eje X
Figura Ai Ai (-)2 Io Ai(-)2
1 22.4 0 0 0 2100 0
2 15.6 0 0 0 110 0
3 15.6 0 0 0 110 0
53.6
0 0 2320 0
-
Inercia en el eje Y
Figura Ai x xAi (X-x)2 Io Ai(X-x)2
1 22.4 0 0 0 82.5 0
2 15.6 -1.97 -30.732 3.8809 104 60.54204
3 15.6 1.97 30.732 3.8809 104 60.54204
53.6
0 7.7618 290.5 121.0841
Anlisis de compacidad
No hay compacidad en el alma, elemento atiesado esbelto
Anlisis de esbeltez
El eje Y rige
-
Anlisis a flexin
Anlisis a torsin
Estado lmite LRFD
FB 1498.56 kip Rige el pandeo por flexin
TB 2426.70 kip